1、WCDMA系統結構

　　WCDMA系統主要由無線接入網絡(UTRAN)和核心網(CN)組成。UTRAN主要由基站Node B和無線網絡控制器RNC來組成，其主要是負責處理與無線接入相關的功能，而CN主要由電路域的移動交換中心/拜訪位置寄存器MSC/VLR及關口移動交換中心GMSC和分組域的服務GPRS支持節點SGSN及網關GPRS支持節點GGSN等組成，其主要負責處理語音呼叫及數據連接與外部網絡的交換與路由等功能。基本結構如圖1所示。

圖1　R4基本網絡結構

　　1.1　R4基本網絡結構

　　R4版本中CS域的功能實體包括有：MSC服務器、MGW、VLR、HLR、AuC、EIR等，在實際應用中一些功能可能會結合到同一個物理實體中，如MSC/VLR、HLR/AuC等，使得某些接口成為內部接口。MSC服務器和MGW共同完成MSC功能，其中：MSC服務器僅用以處理信令，媒體網關(MGW)用于處理用戶數據。對應的GMSC也分成GMSC服務器和MGW。

　　1.2　WCDMA傳輸接口及帶寬

　　1.2.1　WCDMA業務側接口及帶寬

　　WCDM業務側的接口及帶寬如表l所示。

表1　WCDMA業務側接口及帶寬

　　1.2.2　與2G或2.5G系統傳輸帶寬的比較

　　3G基站到基站控制器之間提供的接口為可選的2Mbit/s和155Mbit/s，而傳統的2G提供的都是2Mbit/s的接口。另外，從業務顆粒而言，對于3G業務而言，除了2Mbit/s之外，還可提供N×2Mbit/s的業務。因此，3G新業務的引入對于傳輸網的帶寬需求相對2G或2.5G系統而言增加很多。

　　1.3　傳輸網絡承載的業務

　　1.3.1　面向3G的傳輸網承載的主要業務

　　3G網絡建成后，需要本地傳輸網承載的主要業務有以下幾大類。

　　(1)以2G、3G電路網為主要承載網絡的移動話音業務；

　　(2)以CMNET為主要承載網絡的各種固定數據業務；

　　(3)以GPRS、3G分組域網絡和CMNET為主要承載網絡的移動數據業務；

　　(4)同步、信令和網管等支撐網所需電路；

　　(5)企業內部信息化所需的傳輸電路等。

　　1.3.2　與2G或2.5G系統承載業務的比較

　　在3G業務中，除了傳統的語音業務外，最主要的業務是數據類業務，如多媒體流、通用上網、消息類服務、定位服務和基于商務和個人的特有服務等等。由此表明，在3G傳輸網絡的承載業務中，不但要承載已有的2G或2.5G的業務，而且要承載新型高速的3G業務，即不但要求高帶寬，而且要求高的帶寬利用率和強大的多業務處理能力；既要有嚴格保證業務質量的TDM方式，又要有充分利用帶寬和傳輸效率的分組方式如ATM和FE/GE等。

　　從上面的描述中我們看到，3G網絡相對于2G網絡而言，不但在帶寬需求、業務種類等方面，而且在網絡的傳輸接口上都有著與2G網絡截然不同的特性，而所有這些特性將對于如何建設合理、高效和安全的3G傳輸網絡起著至關重要的作用。

2、3G傳輸網絡建設規劃

　　2.1 3G傳輸網絡帶寬需求計算

　　話務模型：以WCDMA商用初期的10O萬用戶系統建設為例。

　　假設負載為70%、話音業務80%、數據業務20%(數據業務包括高速通用上網、E-mail、Telnet/FTP、多媒體短信、移動辦公、位置業務等)。

　　RNC-Node B帶寬計算

　　總帶寬：W_總=N×(U×W₂×c+V×W₃)。

　　參數說明：

　　N為配置的小區數量，如3扇區，且4載頻/扇區，則N為12；

　　U為每小區配置的話音用戶數量，可取50；

　　W₂為話音用戶的數據速率取12.2kbit/s，其他數率7.95kbit/s，4.75kbit/s；

　　c為話音激活因子，取為0.5～0.67(一般取0.67)；

　　V為每小區配置的數據用戶數量，取值范圍1～5；

　　W₃為數據用戶的數據速率，按不同區域邊緣允許接入模型64kbit/s，128kbit/s，144kbit/s可選；

　　a為El上ATM的用戶數據的傳輸效率，一般取為0.7kbit/s；

　　W_E1為每路E1的傳輸速率，E1為2048kbit/s。

　　舉例如下。

　　(1)總帶寬：W_總=N×(U×W₂×c+V×W₃)

　　3×2=6載頻基站：

　　W_總1=6×(610k×0.67+144k)=3316k

　　W_總1=6×(610k×0.67+144k×5)=6762.2k

　　W_總2=6×(610k×0.67+384k×5)=13972.2k

　　3×1=3載頻基站：

　　W_總1=3×(610k×0.67+144k)=1347k

　　W_總1=3×(610k×0.67+144k×5)=3381.1k

　　W_總1=3×(610k×0.67+384k×5)=6986.1k

　　(2)單根El鏈路的有效帶寬；W_link=a×W_E1。

　　公式中：a為E1上ATM的用戶數據的傳輸效率，一般取為0.7kbit/s；

　　W_E1為每路E1的傳輸速率，E1為2048kbit/s。

　　W_link=0.7×2048kbit/s=1433.6kbit/s

　　(3)根據前述兩個公式可得El配置原則

　　N_E1=總帶寬/單位鏈路帶寬=W_total/W_link

　　公式中：N_E1是需要El的數目

　　3×2=6載頻基站：

　　N_E11(1個144kbit/s數據用戶)=W_totall/W_link=3316kbit/s/1433.6kbit/s　=3

　　N_E12(5個144K數據用戶)=W_total2/W_{link=6762.2kbit/s/1433.6kbit/s=5}

　　N_E13(5個384kbit/s數據用戶)=W_total3/W_link=13972.2kbit/s/1433.6kbit/s=10

　　3×1=3載頻基站：

　　N_E11(1個144k數據用戶)=W_total1/W_link=1347kbit/s/1433.6kbit/s=1

　　N_E12(5個144k數據用戶)=W_total2/W_link=3381.1kbit/s/1433.6kbit/s=3　　

　　N_E13(5個384數據用戶)=W_total3/W_link=6986.1kbit/s/1433.6kbit/s=5

　　1×1=1載頻基站：

　　N_E11(1個144K數據用戶)=W_total1/W_link=447kbit/s/1433.6kbit/s=1

　　N_E12(5個144K數據用戶)=W_total2/W_link=845kbit/s/1433.6kbit/s=1

　　N_E13(5個384數據用戶)=W_total3/W_link=1774kbit/s/1433.6kbit/s=2

　　(4)結論(見表2)

表2　3G傳輸網絡帶寬需求

　　*傳輸網以3年為規劃的主要方式，接入Node B節點滿足最多的3×1基站，按照傳輸網通常的使用率，絕大部分基站配置4個El的帶寬預留。

　　*關鍵是在網絡結構的彈性上提供對遠期的擴容支持，特別是接入層節點。

　　2.2　2G城域傳輸網絡現狀

　　當前，大多數移動城域傳輸網形成了三層網絡結構，即：核心層、匯聚層和接入層。各層面的網絡建設重點、安全性考慮、組網結構均有差異，工作側重點也有所不同。

　　核心層傳輸節點一般設置在TMS、GMSC、MSC等設備所在節點或GGSN、SGSN等移動數據設備所在節點，負責提供各業務節點之間的傳輸電路以及完成與省內干線傳輸網的鏈接。由于核心層傳輸節點之間大多是經過匯聚之后的傳輸電路，傳輸電路顆粒較大或高階VC的填充率較高，因此主要采用WDM、10G/2.5Gbit/s的SDH設備進行組網。由于安全可靠性要求很高，核心層必須采用環型結構，該層面的網絡保護機制采用兩纖或四纖復用段保護方式。每個城域網至少有一個核心層節點與省網銜接，如果條件允許，省會城市、重點城市應設置兩個核心層節點與省網銜接。

　　匯聚層主要由位于基站接入匯聚節點和數據匯聚點的傳輸設備組成。匯聚層負責一定區域內業務的匯聚和輸導，要求能夠提供強大的業務匯聚能力。根據匯聚層的電路需求特點，該層傳輸網應以2.5Gbit/s的SDH和MSTP設備為主并輔以少量的622M/155Mbit/s設備進行組網，環型子結構中的節點數目在3～6個之間為宜，主要取決于其下掛的接入層網絡的電路需求。在采用環型結構建設匯聚層時，每個環中一般有兩個節點是核心層節點。

　　接入層又位于基站、營業廳、數據業務接入點及其他業務接入點的傳輸設備組成，負責將業務接入到各匯聚層節點。接入層各子結構一般由1～2個匯聚層傳輸節點加上多個接入層傳輸節點組成。該層主要采用622M/155Mbit/s的SDH技術和MSTP設備、PDH技術、微波技術、3.5GHz無線接入技術和其他無線接入技術來解決多種業務的接入問題。多數采用環型結構，附加少量星型、樹型或鏈型結構，由于該層業務呈明顯的匯聚特點，在采用環型結構時采用通道保護方式。

　　2.3　適用于3G的傳輸網絡結構

　　3G傳輸網絡需提供的電路主要由以下兩部分組成。

　　2.3.1　核心網設備間電路需求

　　主要從三方面考慮，分別是話路業務的電路需求、數據業務的電路需求和信令信號的電路需求。其中信令信號對電路帶寬的需求較小且信號流向一般和話路業務的流向基本一致，因此，在考慮核心網設備的傳輸電路需求時，可以將信令信號的傳輸路由歸入到話路業務統一考慮，即不再為信令信號單獨設置傳輸路由(本地MSCserver如果和HLR不在同一機房則需要單獨考慮)。

　　建網初期，如果RNC設置在本地，而MGW及其他核心網設備設置在省會或其他城市，期間的各種業務則主要通過二干電路轉接。如果RNC與核心網設備設置在同一局址，則在局內設備直接相連即可，無需傳輸提供電路；如果RNC與其他核心網設備設置在不同局址，則需本地傳輸系統解決。

　　2.3.2　基站接入電路需求

　　3G基站的接入，主要指Node B設備至RNC設備的傳輸電路(即Iub接口電路)。通常情況下，Node B設備放置在基站機房，RNC設備放置在本地交換局機房。因此，需要傳輸網來提供其間的傳輸電路。

　　根據3G網絡的電路需求及城域傳輸網的分層結構，3G傳輸網也應按照接入層、匯聚層和核心層三層來劃分。考慮到3G網絡的結構(即由UTRAN和CN組成)，同時兼顧到Node B、RNC、MSC等核心設備節的實際設置的位置和數量等，可分配不同的3G業務節點到不同的傳輸層面中去。如RNc和MSC通常位于同一機房，而且數量也相差不大，因此可將RNC和MSC等一起歸并到3G傳輸網的核心層，而Node B數量較大，且分布比較分散，這樣可將3G業務從Node B到RC之間的傳輸歸并到3G傳輸網的接入層和匯聚層之中。3G傳輸網分層詳見圖2。

圖2　3G傳輸網分層

　　2.4　適用于由2G向3G傳輸網絡逐步演進的傳輸方式

　　方式一：2Mbit/s互連(見圖3)

圖3　2M互連

　　優點：此時IMA El信號在3G傳輸網的接入層和匯聚層不經過任何IMA的處理，而把IMA El的終結功能直接放置在RNC節點上進行，也即Node B到RNC，RNC到RNC之間只需提供透明傳輸，原有網絡基本不需要升級，可充分利用現有的SDH傳輸網絡承載3G。

　　缺點：由于RNC點少，容量大(50～100萬用戶)，導致2M接口過多產生維護上的不便；數據業務在SDHTDM傳送方式下，效率不高，帶寬浪費嚴重；隨著數據業務的迅速發展、網絡帶寬不斷增加，傳輸網絡需要不斷面臨擴容、升級壓力。

　　方式二：STM-l互連(見圖4)。

圖4　STM-1互連

　　優點：此時Node B直接采用STM-l(ATM)接口接入業務，而需要接入層的MSTP設備節點采用VP-Ring的方式來在各個接入點之間共享傳輸帶寬。該種方案的一個優點是在3G業務迅速增長時系統升級方便；在接入層就可以實現ATM的統計復用，帶寬利用率高；RNC上使用STM-1接口，對RNC的要求低；Node B擴容方便；MSTP組網很容易過渡到IP接口。

　　缺點：但由于Node B比較分散且數量較多(原有接入層傳輸設備都需升級)，而且要求RNC需要提供大量的STM-1(ATM)接口，這樣，3G網絡的初期建設將會顯著增加成本的投入，因此，該方案在3G傳輸網絡建設的初期不宜推廣，但在3G業務量很大的局部地域，可采用該種方式的組建方案。

　　方式三：RNC提供STM-l，Node B提供El(見圖5)。

圖5　RNC提供STM-1，NodeB提供E1

　　優點：只需在匯聚節點進行ATM處理，RNC只需提供STM-1(ATM)，相對于IMA E1接口，同樣可以降低RNC的制造成本和維護成本。在接入層都采用IMA E1的透傳方式，傳統2G基站的接入SDH仍然可以使用，不需要額外的改造。另外，在匯聚層IMA El終結后，采用VP-Ring共享環的方式在各個匯聚節點共享固定的時隙，可充分提高傳輸帶寬的利用率。

　　基于上述分析，在建網初期，SDH傳輸網絡容量比較富余的情況下，可選擇方式一滿足需求；隨著基站El數量的逐步增加，傳輸網可向方式三進行過渡，此為最經濟可行并有利于未來演進的建設方案。

3、移動傳輸網面對3G的建議

　　(1)傳輸省干、城域傳輸網骨干結構可能因大容量RNC的出現而發生根本性的改變，但存在不確定因素，可通過網絡結構優化來提前考慮所可能面臨的問題。

　　建議開始考慮部分小本地網之間省二干傳輸和城域傳輸網的銜接，視3G建設進展情況考慮整改省干網絡。

　　(2)接入層PDH設備和微波的容量使用情況(室內分布、專線業務等)，需要對全網的3G支持需要仔細考慮，提前規劃。

　　建議提前規劃提供中遠期帶寬需求，或者提前整改現網支持初期帶寬需求并為中遠期整改做好考慮。

　　(3)如果考慮到國外廠家的3G網絡特征，ATM匯聚和共享功能在現網上應有所考慮。

　　建議新增的傳輸設備為MSTP設備，支持ATM匯聚與共享等多種功能