一、移動基站回傳傳送網現狀

      原先在電信網中的傳送網分層結構有骨干傳送網、本地傳送網和接入網三個層面，后來將城域網這個概念也引入到傳送網領域內，就將本地網和接入網部分都稱為城域傳送網。

　　以前的傳送網采用基于SDH的多業務傳送平臺MSTP技術，主要是用于無線接入網絡（RAN）的基站承載，并兼顧解決專線、TDM電路等業務的傳送需求。

圖1 中國移動2G基站回傳所使用的SDH/MSTP技術方案

　　過去，中國移動為了滿足GSM基站接入的高質量傳送需求，建立了較完善的城域傳送網絡。城域傳送網在邏輯上可以分為三個層次：核心層、匯聚層和接入層，如圖1所示。主干節點由交換局、關口局、長途局、數據中心節點組成，形成核心層；一般采用城域WDM或10G/2.5G的SDH設備組建環網（個別地區采用網狀網）。匯聚節點由重要局站、數據匯聚點組成，形成匯聚層；以2.5G的SDH/MSTP設備為主，輔以少量的622M/155M的SDH/MSTP設備，組建環網（采用復用段保護方式）。接入節點由基站、社區寬帶網業務及其它業務接入點組成，形成接入層；主要采用622M/155M的SDH/MSTP設備，輔以PDH、微波、3.5G或其他無線接入技術，主要組環網（一般采用通道保護方式），根據接入光纜路由也可采用星型、樹型或鏈型結構。

　　在過去，SDH以其可靠的傳送承載能力、靈活的分插復用技術、強大的保護恢復功能、運營級的維護管理能力在中國移動塑造“精品網絡”的過程中發揮了強有力的后盾作用。MSTP不同于SDH之處在于MSTP應用了Ethernet over SDH、帶寬靜態配置管理技術，然而，MSTP的分組處理或IP化程度不夠“徹底”，其IP化主要體現在用戶接口（即表層分組化），內核卻仍然是電路交換（即內核電路化）。這就使得MSTP在承載IP分組業務時效率較低，并且無法適應以大量數據業務為主的3G和全業務時代的需要。

二、3G和全業務對光傳送網的新挑戰

　　移動3G網絡建設也是為了滿足業務應用日益增長的帶寬需求，無論是TD-SCDMA，還是WCDMA，3G系統都是為移動多媒體通信而設計的。3G的核心是數據業務和上網，全球電信運營商總體ARPU呈現下降趨勢，但數據業務的ARPU則普遍呈現上揚趨勢。移動話音趨于飽和，固定移動替代（FMS）向數據業務深入滲透。互聯網正在擺脫PC機的束縛，步入自由移動的時代。移動互聯網將驅動移動數據業務的發展，為移動通信的持續增長提供了廣闊的新空間。

　　高速上網吸引3G用戶數大幅增長，當前各種業務都向IP化方向發展，同時新型業務也都是建立在IP基礎上的，必將推動未來網絡主導業務類型的轉變，如圖2所示。IP已經成為下一代網絡的基礎，可降低網絡投資成本和綜合運維成本，提高網絡質量和收益；滿足未來HSDPA的高帶寬需求，減少E1捆綁數量，大顆粒的數據業務使用IP承載效率更高。

圖2 城域網主導業務類型由TDM向Packet的轉換

　　3G網絡的建設使得承載和傳送層面面臨業務類型由TDM為主向以IP/ETH分組為主轉變，業務接口由E1向FE變化，業務粒度由2M向10M/100M發展等挑戰。有電信專家預計在未來5～10年內固定用戶帶寬需求下行接入帶寬可達20～30Mbit/s、上行接入帶寬可達4～8Mbit/s，而移動通信系統每基站的帶寬需求也將達到30M～100Mbit/s。下一代移動通信系統和寬帶接入業務對更高帶寬的需求將是無止境的，首先，用戶需要更高的帶寬，未來5年內不管固定用戶還是移動用戶，對帶寬的需求將是現在的10倍甚至更多。其次，用戶需要在不同終端上得到更好的服務體驗，包括手機和手提電腦。第三，用戶越來越希望參與通信服務的定制。目前用戶已經不滿足于運營商推給他的服務，希望參與定制服務，這就需要運營商提供固定、移動融合的移動互聯網服務。

一、移動基站回傳傳送網現狀

      原先在電信網中的傳送網分層結構有骨干傳送網、本地傳送網和接入網三個層面，后來將城域網這個概念也引入到傳送網領域內，就將本地網和接入網部分都稱為城域傳送網。

　　以前的傳送網采用基于SDH的多業務傳送平臺MSTP技術，主要是用于無線接入網絡（RAN）的基站承載，并兼顧解決專線、TDM電路等業務的傳送需求。

圖1 中國移動2G基站回傳所使用的SDH/MSTP技術方案

　　過去，中國移動為了滿足GSM基站接入的高質量傳送需求，建立了較完善的城域傳送網絡。城域傳送網在邏輯上可以分為三個層次：核心層、匯聚層和接入層，如圖1所示。主干節點由交換局、關口局、長途局、數據中心節點組成，形成核心層；一般采用城域WDM或10G/2.5G的SDH設備組建環網（個別地區采用網狀網）。匯聚節點由重要局站、數據匯聚點組成，形成匯聚層；以2.5G的SDH/MSTP設備為主，輔以少量的622M/155M的SDH/MSTP設備，組建環網（采用復用段保護方式）。接入節點由基站、社區寬帶網業務及其它業務接入點組成，形成接入層；主要采用622M/155M的SDH/MSTP設備，輔以PDH、微波、3.5G或其他無線接入技術，主要組環網（一般采用通道保護方式），根據接入光纜路由也可采用星型、樹型或鏈型結構。

　　在過去，SDH以其可靠的傳送承載能力、靈活的分插復用技術、強大的保護恢復功能、運營級的維護管理能力在中國移動塑造“精品網絡”的過程中發揮了強有力的后盾作用。MSTP不同于SDH之處在于MSTP應用了Ethernet over SDH、帶寬靜態配置管理技術，然而，MSTP的分組處理或IP化程度不夠“徹底”，其IP化主要體現在用戶接口（即表層分組化），內核卻仍然是電路交換（即內核電路化）。這就使得MSTP在承載IP分組業務時效率較低，并且無法適應以大量數據業務為主的3G和全業務時代的需要。

二、3G和全業務對光傳送網的新挑戰

　　移動3G網絡建設也是為了滿足業務應用日益增長的帶寬需求，無論是TD-SCDMA，還是WCDMA，3G系統都是為移動多媒體通信而設計的。3G的核心是數據業務和上網，全球電信運營商總體ARPU呈現下降趨勢，但數據業務的ARPU則普遍呈現上揚趨勢。移動話音趨于飽和，固定移動替代（FMS）向數據業務深入滲透。互聯網正在擺脫PC機的束縛，步入自由移動的時代。移動互聯網將驅動移動數據業務的發展，為移動通信的持續增長提供了廣闊的新空間。

　　高速上網吸引3G用戶數大幅增長，當前各種業務都向IP化方向發展，同時新型業務也都是建立在IP基礎上的，必將推動未來網絡主導業務類型的轉變，如圖2所示。IP已經成為下一代網絡的基礎，可降低網絡投資成本和綜合運維成本，提高網絡質量和收益；滿足未來HSDPA的高帶寬需求，減少E1捆綁數量，大顆粒的數據業務使用IP承載效率更高。

圖2 城域網主導業務類型由TDM向Packet的轉換

　　3G網絡的建設使得承載和傳送層面面臨業務類型由TDM為主向以IP/ETH分組為主轉變，業務接口由E1向FE變化，業務粒度由2M向10M/100M發展等挑戰。有電信專家預計在未來5～10年內固定用戶帶寬需求下行接入帶寬可達20～30Mbit/s、上行接入帶寬可達4～8Mbit/s，而移動通信系統每基站的帶寬需求也將達到30M～100Mbit/s。下一代移動通信系統和寬帶接入業務對更高帶寬的需求將是無止境的，首先，用戶需要更高的帶寬，未來5年內不管固定用戶還是移動用戶，對帶寬的需求將是現在的10倍甚至更多。其次，用戶需要在不同終端上得到更好的服務體驗，包括手機和手提電腦。第三，用戶越來越希望參與通信服務的定制。目前用戶已經不滿足于運營商推給他的服務，希望參與定制服務，這就需要運營商提供固定、移動融合的移動互聯網服務。

圖3 后3G時代LTE的技術優勢

　　當前主流3G技術都成型于上世紀90年代，其設計目標并未針對移動互聯網。如圖3所示，TD-LTE充分考慮了移動互聯網的需求，且隨著TD-LTE與LTE FDD的產業整合，在移動互聯網時代，TD-LTE更具突出的高效率、低時延、高帶寬、低成本優勢。

　　移動運營商的業務將逐漸由傳統語音業務為主轉向數據業務為主。3G網絡大大拓展了用戶通信方式，為用戶提供了更豐富的業務選擇。移動運營商2G/3G網絡的IP化趨勢也驅動著無線回傳網絡向分組化的方向發展演進，所提供的主導業務也從TDM電路業務向運營級以太網業務方向演進。

三、面向3G和全業務的光傳送網演進思路

　　目前3G/B3G、移動＋互聯以及全IP趨勢的發展都對基站回傳的承載和傳送網絡提出了更高的要求，IP化的業務呈現出帶寬突發性、很高的峰均值比等特點，傳統基于電路交換的MSTP傳送網以剛性管道為特點，不能很好地滿足這些分組業務的傳送需求，如何構建一個能承載多種新舊業務、易于擴展、可靠、且低OPEX和CAPEX的城域網是電信運營商要認真考慮的問題。

1. 基站回傳與寬帶接入的特性分析

　　由于基站回傳業務和寬帶接入業務存在以下差異性：

　　業務模型的差異性：基站業務是需要傳輸承載網絡提供高質量保證的業務，在沒有任何集線比的情況下需要保證各點峰值速率；寬帶接入業務則要支持很大的集線比，一般設置在1：10左右；

　　流量需求的差異性：基站業務所需帶寬較小，完全可預測，升級的速度緩慢；固網寬帶業務所需帶寬很大，特別是在發展了IPTV以后帶寬需求量更大，一般是移動所需帶寬的10倍以上，同時帶寬增長的模式受業務需求和用戶數兩者綜合影響，擴容需求頻繁；

　　QoS的差異性：在只考慮基站業務的情況下，QoS可以最簡單也最可靠性的方式，即通過規劃來確保；而在疊加有集線比的普通寬帶業務時，QoS的管理將較為復雜，容易形成隱患和增加成本；

　　從服務質量方面來說，基站回傳對傳送網的基本要求是“面向連接”和“電信級”，這一點是IP RAN傳送與傳統IP互聯網和寬帶接入網的最本質區別。面向連接意味著端到端業務管理和配置能力、運營網絡的OAM以及保護能力，在管理方案全面運用電信網管理TMN思路，全面支持圖像化端到端業務配置，操作簡單。而傳統以太網設備基本上都是無連接的、盡力而為的、運用命令行進行單站配置、操作復雜、效率低。基站業務的“電信級傳送”對時延、抖動和丟包率都有嚴格的要求，而互聯網業務的“寬帶接入”是盡力而為的，因此它們在業務特性和網絡功能方面存在著本質差異，直接導致“基站回傳”與“互聯網業務接入”在質量保證和網絡性能方面水火不容，很難統一承載；既就是要統一承載，那么對統一承載網絡性能的要求也會是“就高不就低”的，這就意味著統一承載網絡的性能必須要首先滿足基站回傳所需要的時延、抖動和丟包率要求。這也就是為什么在過去移動運營商都采用城域傳送網MSTP來承載基站回傳業務，而固網運營商都采用城域寬帶IP網來提供互聯網接入的原因。

　　所以，關于針對基站業務和固網寬帶接入業務是否共用的問題，作者認為3G的基站回傳傳送網絡應該和2G無線網絡的傳輸承載情況一樣，采用相對獨立的建網思路，也就是分別建設基站業務回傳承載網和寬帶用戶接入網。這樣可以在城域網規模很小的時候避免顧及移動業務的穩定性而束縛固網業務高速發展的手腳。但是必須依托基站資源開展寬帶接入，因為以基站為中心發展多業務和企業客戶是移動在多業務上的策略，RAN的IP化和以基站為中心發展多業務可互相促進。為了利用線路資源，可以采用寬帶接入網和基站業務網共址但不共網的建設方式。

2. 以PTN為核心實現基站回傳

　　分組傳送網（PTN）的概念是近期才提出的，分組傳送網是面向連接的，符合電信級業務和電信級網絡要求的傳送網。它將無連接、轉發行為不可知，弱控制或無控制的分組網改造成適合于傳送的基于連接、可預知行為、可控制的網絡，并集成了靈活性、可擴展性、統計復用等分組特性和網絡端到端OAM和保護、面向連接、QoS、定時同步等傳送特性。

　　PTN基本特征是提供點到點的L2隧道，可以廣泛用于城域傳送網和寬帶接入網的二層匯聚網絡、以及3G基站到RNC的基站回傳段，如圖4所示。PTN成為3G基站回傳的一個具備領先優勢的解決方案，主要原因是PTN具有以下技術優勢：

　　PWE3/CES：PTN采用PWE3/CES技術為各種業務包括TDM/ATM/Ethernet/IP，提供端到端的、專線級別的傳輸管道。與基于數據通信的方案的區別在于，在PTN中即使數據業務也要通過偽線仿真以確保連接的可靠性，而不是完全交給業務層由動態路由來實現。前面已分析，業務IP化在RAN的傳輸網絡中是不可見的，因此這樣做將更加高效。

　　完善的QoS機制：PTN支持分級的QoS、CoS、Diff-Serv、RFC2697/2698等特性，滿足移動網中不同業務的差異化需求，從而能夠以最優的方式利用傳輸資源。

　　強大的OAM：基于傳送的方案可以很好地繼承傳統傳送網的維護習慣，使得維護人員可以輕易地進行操作。除了基于SDH的維護方式外，也支持基于MPLS和Ethernet的豐富的OAM機制，如Y1710/Y1711、以太性能監控等。另外還支持GMPLS/ASON控制平面技術，使得傳送網的運行高效且透明，并得到電信級的業務保護和故障恢復。

　　時間同步：PTN方案繼承SDH優異的時鐘傳輸特性，不僅能夠滿足頻率同步的需求，而且能根據相關協議的成熟情況支持高精度時間同步功能。

　　基于分組的統計復用：MAC層的統計復用能夠獲得相同的效益，但成本卻遠低于IP層。因此PTN這一技術在確保多業務特性、網絡可擴展性的同時，能夠為移動運營商帶來費用的節省。

圖4 由PTN實現基站回傳

　　正是由于PTN支持豐富的運營級網絡特性，可大幅度降低網絡的CAPEX和OPEX，因此，對于基站回傳的IP化傳送需求，PTN技術將是不二選擇。

　　2G和3G網在移動運營商網絡中將長期共存，而且從未來數據業務流量發展趨勢出發，利用分組傳送網建設面向3G的城域傳送網符合業務需求與流量演進模式，它不但滿足2G和3G需要的高質量TDM傳送，還可以逐步平滑地向電信級以太網業務匯聚和傳送演進，實現移動業務傳送平臺從支持語音電路業務為主到支持數據分組業務為主的網絡轉型。

3. 以PON網絡為主實現寬帶接入

　　寬帶接入網絡是城域網向寬帶用戶延伸的網絡，具體可分為寬帶接入網及用戶駐地網。寬帶接入網是指為滿足寬帶接入需求而建設的，面向各類集團用戶、家庭用戶提供寬帶接入的網絡。寬帶接入網處于城域網接入層，并向下延伸至用戶樓宇或小區。用戶駐地網：是指在用戶樓宇或小區內建設的網絡，可將接入能力從寬帶接入網的末端延伸至用戶業務終端，用戶駐地網不屬于城域網的范疇。

　　在過去幾年中，傳統的固網運營商全都在實施“光進銅退”策略，以無源光網絡（ PON）取代以太網實現寬帶接入的終極目標。另外，如果使用以太網來實現寬帶接入，則由于采用點到點光纖直驅型組網，對光纖資源的浪費嚴重，且以太網擴展能力差而無法組大范圍接入網絡。基于這兩方面的考慮，作者認為中國移動在未來的全業務運營情況下，應直接采用光纖接入，避免重蹈覆轍，室外部分不再鋪設電纜，在駐地網內可根據用戶的實際情況采用適當的電纜技術和無線技術實現用戶的接入和快速覆蓋。

　　光纖接入技術中的無源光網絡PON具有覆蓋能力強、高帶寬、經濟性好、節能減排和易于維護管理等優勢，是光纖接入的主要手段。目前PON的主流技術包括GPON和EPON。EPON國際標準由IEEE規范，相對簡單且易于實現，因此EPON目前應用規模較大。GPON國際標準由ITU-T規范，相對EPON，具有更高的帶寬、效率、傳輸距離和光分路比，更強的QoS管理和多業務承載能力，更豐富的OAM能力和保護機制，更加完善的時鐘傳送機制。目前來看，兩種技術的標準和產品都已經比較成熟且各有利弊，都能夠滿足寬帶接入需求，鑒于采用PON技術無互通需求，可結合業務需求和成本考慮選擇合適的技術配置方案。

　　PON網絡由光線路終端OLT、分光器Splitter、光網絡單元ONU組成。應結合PON的傳輸距離和帶寬限制進行OLT覆蓋范圍規劃，OLT設備在城域網中應采用“就高不就低”原則，盡量設置在城域網的匯聚機房、核心機房或寬帶業務接入點。

圖5 以PON網絡實現FTTB

　　對安全性等要求相對不高的普通集團客戶/高檔社區，可綜合比較投資成本與業務需求，采用FTTB/FTTF/FTTH(以PON為主)+LAN/WLAN進行接入。目前ONU以MDU（ONU集成交換機型多住戶單元設備）型為主，采用FTTB+LAN/WLAN方式提供寬帶接入。考慮到LAN/WLAN傳輸距離限制，MDU應盡量靠近用戶，如圖5所示。對于相對分散的別墅區用戶，可采用SFU（單住戶單元）型ONU以FTTH方式提供寬帶接入。

四、基于PTN的統一承載方案

　　目前較合適的IP化傳送技術引入策略是IP網與傳送網同步地發展并逐漸融合，傳送層面將逐步完成向著PTN方向的升級和改造。在城域匯聚網可以率先采用支持完全分組能力的PTN傳送節點，徹底打破傳統傳輸網和二層數據網的界限，構建融合的統一網絡，承載網絡中現有業務和將來可能出現的各種新業務，所有業務都在同一平臺上傳送，從而形成最佳性能價格比的演進方案。

　　PTN在城域網對分組業務進行匯聚，對接入點的分組信號進行匯聚傳送到接入控制點，其如圖6所示。一方面，PTN對于接入點和接入控制點之間的分組信號提供基于標簽交換的匯聚，同時對分組信號的傳送過程進行監控，故障定位，保護恢復。PTN可以在城域網中可以提供專線業務、Tree業務和VPN業務，通過和IP/MPLS核心網絡互聯就可以提供端到端的多業務偽線。

圖6 PTN作為城域網接入和匯聚實現全業務接入和傳送

　　另一方面，PTN用于匯聚和接入層，可解決基站業務的匯聚和管道傳送。接入/邊緣接入演進方案主要針對Backhaul（回程）的話音/數據、專線出租、其他接入點等以太業務。

　　因此，面向IP的高性能的分組傳送PTN技術是一種極具應用前景的基站回傳解決方案，而寬帶接入業務采用以PON為核心的光纖接入技術為主構建FTTx來實現，這樣就可以大大提升移動運營商在網絡層面應對全業務、全方位的市場競爭能力。