基于ATM理念的UTRAN传输架构简析(二)

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2、IMA技术理念

为进一步提升传输资源利用率,在ATM物理接口引入IMA(ATM反向多路复用)技术,当用户需要接入ATM网络的速率介于两个传统的复用级之间(如T1/E1~T3/E3之间)时,IMA可将该高速链路分拆为多个低速链路传输,并最终复接回原高速连接,此进程中,高速逻辑连接的速率近似等于组成反向复用的几个低速速率值之和,速率值未有损伤。其原理如图5。

图5 IMA传输原理

本质上,IMA功能层附属于ATM物理层,仅在原ATM物理层的传输汇聚子层(TC)和ATM层间定义了一个ATM反向复用子层以实现相关功能。其优势在于可动态分配带宽,即在不终止一个连接的同时,增加或减少连接的信道数,这就使得在两点间的连接带宽可依据业务流量而动态改变,从而达到节约带宽资源的目的。

2.1 IMA OAM信元

ATM Forum在IMA Version1.0中定义有两种IMA OAM(操作维护)信元:填充信元(Filler Cell)和ICP信元(IMA Control Protocol Cell)两种,其在格式上存有相同点,即:

(1)信元头格式相同。

(2)第6个字节均设置为0X01。表示IMA Version 1.0。

(3)第7个字节第7个bit用于标识OAM信元类型:0表示填充信元,1表示ICP信元。

如图6。

图6 IMA OAM信元格式

填充信元的作用主要是在IMA子层实现信元速率的解耦。由于信元的发送应该是连续的,当ATM层没有信元到达时,发送端IMA将通过插入填充信元来维持物理层信元流的连续性。

ICP信元用于保持链路延迟、协议同步及确定IMA组内链路间的差值延迟。发送端利用ICP信元传送IMA配置、同步、状态及故障信息给远端;接收端利用ICP信元完成对ATM信元流的重组。

2.2 IMA组中信元的传送方式

IMA协议中的控制单元称为IMA Frame,其由M个连续的信元组成(IMA Version 1.0中规定M必选值为128,可选值为32、64、256,信元在每条链路上标号从0~M-1)。每个IMA Frame中均包含一个ICP信元,其在IMA Frame中的位置并不固定,具体位置由ICP信元格式中偏移字节(Offset Octet)定出。

当IMA组创建成功后,信元在IM组间传送的过程大致如下:

发送端IMA:

(1)IMA首先为组成IMA组中的每条物理链路分配一个LID(链路标识号),其在组内是唯一的;

(2)IMA将来自ATM层信元流以信元为单位,按照循环方式分配到组内各链路上,信元分配到各链路上的顺序遵循LID递升原则。

(3)IMA在组内的每条链路上每128个信元插入一个ICP信元(以链路号递升顺序),以形成一个IMA Frame,并通过ICP信元将IMA配置、同步、状态及故障等信息发送往远端。

(4)若ATM层没有信元送来时,IMA子层则通过插入IMA填充信元来实现信元速率的解耦。

接收端IMA:

(1)遵循LID递升原则接收来自IMA组内各链路上送来的信元。

(2)利用ICP信元携带的信息对链路的差值延迟进补偿,并重组原始信元流。

(3)丢弃填充信元、HEC校验有误信元及经处理后的ICP信元,并将还原后的信元流送往ATM层。

目前IMA技术已实现了在NodeB或RNC设备上的集成。

3、UTRAN网络传输技术

3.1 3G RAN传输技术演进

2G→2.5G→3G的网络演进正是网络业务基于TDM承载向基于分组(ATM或IP)方式承载的演进过程。而伴随3G RAN(无线接入网)在数据链路层/网络层面的智能化趋势,协议意识增强,同时终端业务亦趋于多元化,其传输网需提供丰富的服务质量保护机制、网络路由计算保护迂回等多类措施。以在可靠性的基础上使得运营商的网络达到最优化,最经济的目的。3G系统传输网的最终演进方向是面向全IP网的构建,包括RAN和CN部分。在各式3G标准中。RAN内传输技术制式选择的演进趋势如图7所示。

图7 UTRAN演进方向

3.2 主要UTRAN传输技术比较

基于现行主流传输技术,适合3G无线接入传输特性的技术有:ATM、SDH及MSTP等,它们应用于UTRAN时各有利弊:

(1)ATM

优点:由于Iub接口采用的是ATM传输方式,如果能在ATM网络上传输(尤其是采用了VP-Ring的ATM网络可以确保传输安全),可以发挥ATM的统计复用、QoS保证等优势。

缺点:从各运营商现有的传输资源上看,传输网的接入层不存在现成的ATM网络。如果为了3G接入网而建设一个独立的ATM网络,昂贵的ATM交换设备相对3G网络前期业务少、带宽低的情况下是很不经济的,而且ATM技术对其他业务并非最佳解决方案,亦不是技术的发展趋势。

(2)SDH

优点:国内各运营商都拥有丰富的SDH传输资源,考虑到投资成本的原因,利用已有的SDH传输资源组建3G无线接入传输网是个不错的选择。

缺点:采用ATM over SDH的方式,只是为ATM提供了一种透传方式,这种透传方式通常可采用两种接口方式:STM-1和E1。当采用STM-1接口时,会存在传输效率不高的问题;当采用多个E1接口捆绑进行传输时,又会大量耗费RNC侧的E1接口,造成RNC侧E1的端口压力,这种传输方式亦要求RNC具备处理通道化STM-1信号的能力。

(3)MSTP(多业务综合传输平台)

优点:MSTP代表了现有传输网的发展方向,它基于SDH的传输网络平台,为下一代SDH设备。MSTP设备可提供多种业务接口和处理能力,并依据网络的发展来动态调整ATM、IP或TDM网络的容量,为3G运营商提供高效的传输方案。它不但可以提供传统的TDM业务传输,还可以提供完善的ATM汇聚/交换,二层以太网的汇聚/交换。此外,MSTP技术支持ATM业务的VP/VC交换及ATMVPring等功能,通过业务汇聚实现对ATM带宽的收敛,从而提高传输网带宽利用率;使用VP-Ring可以提供3G业务的多层保护,从而提高承载网的安全性。

MSTP技术不但可以很好地满足3G网络目前的需求,还可以适合3G网络的未来发展,为将来3G数据业务的开展打下一个很好的基础。同时,MSTP技术的引入亦有利于3G网络以外各种数据业务的发展,如二层的以太网专线,以及二层VPN等。

缺点:目前采用MSTP技术组建的传输环并不是很多,如果大规模的采用MSTP技术的话,可能需要新建传输环,则会增加投资。

来源:中国联通网站


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