無線回傳網(wǎng)絡(luò)是連接基站(BS) 和基站控制器(BSC)的信號傳輸網(wǎng)絡(luò)，主要承擔(dān)基站和無線核心網(wǎng)設(shè)備之間的通信任務(wù)。在第二代無線通信(2G) 時代，語音業(yè)務(wù)是無線回傳網(wǎng)的主要業(yè)務(wù)，它的速率恒定，帶寬需求小，動態(tài)性要求低。無線回傳承載網(wǎng)絡(luò)主要采用同步數(shù)字體系(SDH)傳輸技術(shù)完成。第三代無線通信(3G)技術(shù)是2G 技術(shù)的后續(xù)發(fā)展技術(shù)，目前正在被廣泛使用，截止到2012 年5 月份，中國移動電話用戶中3G 用戶已達(dá)到1.6 億戶，3G 滲透率達(dá)16% [1]。3G 網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，使得實(shí)時視頻、移動互聯(lián)網(wǎng)等3G IP 業(yè)務(wù)在無線回傳網(wǎng)絡(luò)中的比重穩(wěn)步增加，傳統(tǒng)的SDH無線承載網(wǎng)絡(luò)已無法滿足3G 業(yè)務(wù)對延時、服務(wù)質(zhì)量等的需求。新一代無線回傳承載網(wǎng)必然會向IP 方式演進(jìn)，并提供更高的傳輸帶寬、更多的用戶數(shù)量以及更好的服務(wù)質(zhì)量。以以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)/千兆比無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON/GPON)為代表的無源光網(wǎng)絡(luò)具有帶寬大、部署靈活、多業(yè)務(wù)承載能力強(qiáng)等特點(diǎn)，有望在新一代無線回傳承載網(wǎng)的建設(shè)中發(fā)揮更大的作用。

1 無線回傳技術(shù)發(fā)展趨勢

以中國電信CDMA2000、中國聯(lián)通WCDMA、中國移動TD-SCDMA 為代表的第3 代移動通信(3G)技術(shù)能夠?yàn)橛脩籼峁?shí)時視頻、高速多媒體和移動Internet 訪問業(yè)務(wù)。具體來說，用戶可以通過3G 手機(jī)進(jìn)行網(wǎng)頁瀏覽、電話會議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)，為手機(jī)融入多媒體元素提供強(qiáng)大的支持。但為了提供這種服務(wù)，無線回傳承載網(wǎng)不僅需要同時支持不同的數(shù)據(jù)接入傳輸速度，也需要在傳輸帶寬、業(yè)務(wù)承載能力及時鐘同步等方面提供更好的性能：

(1)更高的數(shù)據(jù)傳輸帶寬3G 網(wǎng)絡(luò)的空中接口技術(shù)，如高速下行數(shù)據(jù)分組接入(HSDPA) 等，會大幅度提高每用戶數(shù)據(jù)速率，相應(yīng)地?zé)o線回傳承載網(wǎng)的帶寬需求也就大大增加。
(2)更多的用戶數(shù)目支持3G 基站的用戶傳輸速率增加導(dǎo)致覆蓋范圍減小，同樣的區(qū)域需要更多的基站才能覆蓋，使得無線回傳網(wǎng)絡(luò)需要支持更多的用戶數(shù)目。
(3)多業(yè)務(wù)承載與多顆粒調(diào)度能力3G 本地接入網(wǎng)應(yīng)提供多種易用的標(biāo)準(zhǔn)接口來承載不同的業(yè)務(wù)，如時分復(fù)用(TDM)、以太網(wǎng)和異步傳輸模式(ATM) 等。此外，需要具有IP 數(shù)據(jù)包層面和TDM VC12/VC3/VC4 等不同層面、不同顆粒的業(yè)務(wù)調(diào)度、交換/交叉連接能力。
(4)時鐘與時間同步要求3G 技術(shù)中對時鐘頻率以及相位同步的要求非常很高，具體指標(biāo)如表1 所示[2-4]。新一代無線回傳網(wǎng)絡(luò)需要滿足多種3G 制式在同步方面的要求，如時分同步碼分多址(TD-SCDMA) 基站的時間同步要求，寬帶碼分多址(WCDMA) 和CDMA 1X建設(shè)初期和成熟階段的頻率同步要求以及未來在LTE 階段可能需要滿足業(yè)務(wù)的時間同步要求等。

表1 不同無線技術(shù)下的時鐘同步要求

在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的運(yùn)維方面，無線回傳網(wǎng)絡(luò)要能夠達(dá)到與SDH 網(wǎng)絡(luò)類似的業(yè)務(wù)運(yùn)維能力，能夠提供圖形化網(wǎng)管、端到端的業(yè)務(wù)配置、快速故障定位、自動保護(hù)倒換以及告警和性能的實(shí)時準(zhǔn)確監(jiān)控。滿足端到網(wǎng)管需求。
3G 回傳網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)能夠識別分組域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的不同等級和分類，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁塞時根據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)先級和服務(wù)質(zhì)量性能要求提供差異化服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)基于優(yōu)先級的網(wǎng)絡(luò)流差異化服務(wù)。

2 無源光網(wǎng)絡(luò)和無線回傳的技術(shù)融合

目前無線回傳網(wǎng)絡(luò)采用的通信方式有3 種：一是傳統(tǒng)的電纜傳輸方式，即租用E1 線路或者自行鋪設(shè)；二是光纜傳輸，需鋪設(shè)專門的光纜傳輸從BTS 到BSC 的數(shù)據(jù)，且需配置光端機(jī)；三是無線傳輸，通常采用微波技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。近年來，隨著中國“三網(wǎng)融合”政策的確立，光纖寬帶(FTTX)網(wǎng)絡(luò)開始大規(guī)模建設(shè)，以EPON/GPON為代表的無源光纖網(wǎng)在中國進(jìn)行了大量的部署，覆蓋范圍日益廣泛。無源光網(wǎng)絡(luò)具有帶寬大、部署靈活、多業(yè)務(wù)承載能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可以有效地降低運(yùn)營商的建網(wǎng)成本，完成可以作為無線回傳的承載網(wǎng)。

圖1 所示為基于無源光網(wǎng)絡(luò)(PON) 的無線回傳網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。在該網(wǎng)絡(luò)中，光線路終端(OLT) 放置在中心局，與無線核心網(wǎng)絡(luò)連接；光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU) 放置在移動基站處。無源光分路器和光纜構(gòu)成光線路終端和光網(wǎng)絡(luò)單元之間的無源光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)。通常PON 網(wǎng)絡(luò)的光纖傳輸距離可以達(dá)到20 km，以PON 為基礎(chǔ)的無線回傳網(wǎng)可以覆蓋直徑40 km 的范圍。

圖1 PON 無線回傳網(wǎng)結(jié)構(gòu)

利用PON 網(wǎng)絡(luò)承載無線回傳網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：
(1) 高速數(shù)據(jù)傳輸和超多用戶支持能力3G 網(wǎng)絡(luò)在大幅度提高了單用戶的數(shù)據(jù)接入速率，也使得3G 基站的覆蓋范圍減小，無線回傳承載網(wǎng)單網(wǎng)用戶支持?jǐn)?shù)目急劇增加，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前PON 網(wǎng)絡(luò)規(guī)定的32 個用戶數(shù)量，對PON 網(wǎng)絡(luò)的功率預(yù)算是一個巨大的挑戰(zhàn)。Neda Cvijetic[5]提出了一種軟件定制的無線回傳網(wǎng)絡(luò)異質(zhì)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可以通過軟件動態(tài)配置，適用于不同的無線回傳網(wǎng)絡(luò)場景，最多可以支持1 000 個以上的用戶，為下一代無線回傳網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供了一種全新的思路。

(2) 高精度時鐘頻率和時間同步技術(shù)如表1 所示，3G 網(wǎng)絡(luò)對時鐘頻率和相位同步的要求很高。3G 毫微微(Femto) 基站覆蓋范圍小，成本壓力大，無法配備全球定位系統(tǒng)(GPS) 作為頻率和時鐘同步裝置。使用PON作為3G Femto 基站回傳承載網(wǎng)時，必須支持頻率和時鐘同步功能。業(yè)界針對這一問題提出了很多解決方案，隋猛等[6]針對PON 網(wǎng)絡(luò)中串并轉(zhuǎn)換模塊(SerDes)、ONU 響應(yīng)時間帶來的誤差提出基于10G GPON 和10G EPON的時間同步標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)方案，同步精度分別可以達(dá)到±25 ns 和±130 ns，現(xiàn)已被國際標(biāo)準(zhǔn)組織認(rèn)可并作為正式標(biāo)準(zhǔn)。

(3)支持QoS 的差異化服務(wù)QoS 是指數(shù)據(jù)流通過網(wǎng)絡(luò)時獲得的端到端的服務(wù)質(zhì)量保證。完善的QoS 機(jī)制能夠合理地分配與監(jiān)控有限的網(wǎng)絡(luò)資源。不同的QoS 等級對延遲、抖動、帶寬的需求各不相同，全球很多研究機(jī)構(gòu)在這方面展開了深入的研究。NEC 公司的Neda Cvijetic[7]利用新型的OFDMA/TDMA-PON 的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了200 個單元的100 Mb/s 傳輸，傳輸距離超過1.6 km，傳輸延遲小于1 ms。Kun Yang 等人[8]則研究了無源光網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)融合下具有QoS 等級的動態(tài)帶寬分配方法(WE-DBA)。文獻(xiàn)[8] 仿真結(jié)果表明該算法能夠有效地提高網(wǎng)絡(luò)吞吐率、平均/最大時延、資源利用和差異化服務(wù)等指標(biāo)。
 
3 結(jié)束語

無線網(wǎng)絡(luò)從2G 向3G/LTE 的發(fā)展和演進(jìn)是一個長期過程，大部分運(yùn)營商會同時面臨多種制式網(wǎng)絡(luò)長期共存的問題。無線回傳網(wǎng)采用何種技術(shù)，如何建網(wǎng)將會成為業(yè)界的討論熱點(diǎn)。可以肯定的是，無源光網(wǎng)絡(luò)作為一種接入?yún)R聚技術(shù)，具有高帶寬、低成本、多種業(yè)務(wù)支持等特點(diǎn)，適用作為無線回傳的承載網(wǎng)。無源光網(wǎng)絡(luò)通過在大用戶數(shù)目支持、時鐘同步、QoS 保障等方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而為無線回傳網(wǎng)提供分組化業(yè)務(wù)質(zhì)量保證( 如端到端時延，抖動，運(yùn)行、管理和維護(hù))，是一種非常具有應(yīng)用前景的無線回傳網(wǎng)絡(luò)承載方案。

4 參考文獻(xiàn)

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