移动运营商全业务网络架构及接入模型分析

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本文摘自《电信网技术》2012年04期。【作者】 王晓凡； 吴根生；

【机构】 中国电信集团公司吉林省电信分公司； 上海邮电设计咨询研究院有限公司；

【摘要】 在用户需求、电信业自身需求及技术进步等三重因素的驱动下,全业务运营和融合业务已成现代电信业发展的一大趋势。本文是在我国通信业市场进入完全竞争市场的背景下,通过对现有移动运营商的网络建设和业务发展进行全面分析,并在此基础上结合用户需求和网络技术的发展趋势,对全业务运营的网络架构进行描述。同时通过研究不同的接入技术,对部分主要客户接入场景提出合理的建设模型。

【关键词】 全业务； 融合业务； IMS； GPON；

1 引言

根据业界对全业务的理解，我们可以把全业务按照狭义和广义两种类型进行定义。狭义的全业务运营，是指同时经营移动、固定、数据网络，全方位开展接入服务、通信业务、增值业务、内容应用的运营模式。其核心是通过现有电信业务的有效整合和融合，开展基于宽带和IP化的FMC，ICT以及相应的增值业务。
广义的全业务运营，是指涵盖电信、互联网、多媒体、娱乐、消费电子、金融、健康、社区等多个业务领域，全方位满足用户的生活、工作需求，提供通信、内容、应用和服务的跨行业、跨地域的运营模式。

2 全业务运营网络分析

2.1全业务运营网络发展趋势

网络融合是业务融合的核心内容，也是未来通信市场的发展趋势，是下一代网络的重要目标之一。网络融合即基于统一综合的网络进行各种信息的通信，使得用户可以通过不同的终端在任何时候、任何地点都可以享受无缝统一的通信服务。笔者认为其发展趋势应具体表现在以下几点：

(1)统一的“全业务”控制系统：丰富多彩的业务体验离不开统一的业务控制系统和开放的业务架构。下一代网络的核心思想是在一个统一的网络平台上以统一管理的方式提供语音、数据、多媒体以及其他增值型服务等业务，开放的业务接口在满足对业务灵活配置的同时也提升了客户化管理的能力。

(2)统一的“ ALL-IP”媒体传送系统：基于TDM交换格式的SDH/MSTP技术，其强大的OAM及端到端刚性管道传送完全可以保证业务的QoS(QualityofService，服务质量）。但在承载分组业务时，其固定的带宽颗粒(VC)，使分组业务的处理能力和接入能力均有一定的限制。

(3)统一的“全光”接入媒介系统：光通信由于其容量大、衰耗小、信号质量高、保密性强等等优点使其成为各种接入媒介不二的替代品。PON技术的发展更是使其从核心层延伸到桌面，统一的“全光”接入媒介系统己经形成。

全光为接入媒介，T-MPLS为核心的传送系统和统一的业务控制系统IMS己成为全业务运营网络发展的趋势，其网络架构模型如图1所示。

2.2核心网发展趋势

(1)全业务对核心网的要求

从网络发展趋势研宄发现，全业务运营需要统一的以ip技术为核心业务控制系统，并在此基础上构建控制与承载分离、业务与路由分离、核心功能与接入无关性等新的网络架构。而其对核心网的要求具体表现在以下几点：

•业务平台：开放统一的业务提供平台。可以动态实现各类多媒体业务的组合，同时还需具备开放的业务开发接口。

•用户数据库：全网统一的用户属性数据库。统一存放用户的补充业务，增值业务信息，鉴权信息，位置信息等。

• QoS:有保障的QoS和安全性。完善的认证设计和网络安全策略；与网络设备紧密结合的QoS设计。

•承载：以IP为核心的分组化传送网。

•接入：接入的无关性。提供基于IP业务的接入，而并不依赖与底层接入技术。

(2)核心网发展趋势

移动运营商是从经营GSM网络发展起来的全业务运营商，移动语音业务是移动运营商的现金流业务。所以移动核心网的演进过程中如何保障语音业务的平稳迁移，保护现有CS域网络投资，是移动运营商关注的焦点。

分析移动核心网演进思路可以看出，移动核心网的演进正在经历以下四个阶段：

•第一阶段：CS域独立承载与控制处于这一阶段的移动通信业务比较单一，语音业务是主要业务，全部承载在CS域上，核心网引入移动软交换架构，并逐步推进全面IP化，它是2G时代主要的技术特征。

•第二阶段：CS与IMS业务互通在移动多媒体业务以及移动互联网业务大力发展的推动下，PS域逐步成为核心网投资重点，移动运营商更为关注网络的高吞吐量、端到端QoS以及对多媒体广播（组播）业务的支持，移动通信迈入3G全业务时代。

•第三阶段：CS接入交由IMS业务控制随着4G的来临，LTE开始商用，核心网演进引来第三阶段。这一阶段，网络结构更加简化，网络层次更加扁平化。接入网取消RNC，无线侧下行速度高达100Mbit/s，甚至可演进到1Gbit/s，PS域也进行控制面与用户面分离来降低业务连接的时延，同时支持端到端的QoS，这些技术的演进使IMS承载部分移动语音也成为可能。

•第四阶段：由IMS控制的PS域统一承载这是移动通信网络演进发展的目标阶段，核心网全部演进为统一分组域，并统一由IMS进行业务控制，CS域走向消亡。这也符合移动运营商业务重点由语音业务向融合业务和多媒体业务转移的趋势。IMS成为移动固定融合网络的统一业务控制层，统一提供各类语音、数据和多媒体业务。

研宄移动核心网演进思路可以看出，IP化、宽带化、扁平化、融合化己成移动核心网发展的主要特征。

2.3传输网发展趋势

移动运营商城域传送网一直以来以SDH/MSTP技术为主，在业务越来越多的以Packet信号格式出现时，移动核心网、无线网都在向IP化演进，分组化传送网络成为传输网演进的主要方向。

(1)核心层分组传送网络

主要为骨干路由互联提供带宽、线路保护和流量疏导。随着骨干IP流量以超过摩尔速度爆炸增长，核心路由器的扩展性受到了极大挑战。采用以面向GE/10GE/POS大颗粒业务传送为主的、具备智能光网络特征、实现任意拓扑保护和调度的OTN设备来承载和疏导核心路由器的业务流量，可以使得核心网扩展相对稳定和可靠，性能和告警管理维护相对简单。

(2)城域分组传送网络

城域分组传送包括两种网络形态：一种是具备GE/10GE汇聚和调度能力的OTN网络，主要提供低成本、大带宽的业务，配合交换机和路由器完成对三重播放或视频业务的传送，或者提供大管道专线业务。另外一种是采用分组内核的传送网络PTN，它具备面向连接的特质，主要用于多业务的环境，具备TDM/ATMoverPacket的业务接入、汇聚和传送能力，支持时钟同步、类似SDH的保护、以太网端到端的性能监控和管理维护。

随着互联网发展起来的IP城域网是城域传送网的一部分，其核心技术与分组化传送网同属IP技术，但其无连接的业务特性无法满足业务端到端QoS，对新业务的持续支撑能力也有限。且其属于互联网的一部分，为开放的网络，安全性较差，不适合承载高等级、高QoS业务，但其在承载宽带等数据业务上优势明显，所以，城域分组传送网络的发展将是分组化城域网和IP城域网共同发展，面向不同业务。

3 全业务运营接入技术分析

3.1主流接入技术分析

(1) 有线接入技术

移动运营商有线接入技术主要有：点对点光纤直连，PDH，SDH/MSTP，PON，PTN等，各类接入技术典型建设模式见图2~图5。

图2采用点对点光纤直连应用模式组网，一般适用于比较分散或有一定带宽需求的客户。

图3采用MSTP应用模式组网，一般适用于QoS要求较高且有分支机构的集团企业客户。MSTP能够提供多业务灵活接入，典型的业务主要有TDM，IP,ATM，SDH，FR。对QoS要求较高的单客户企业也可采用MSTP技术接入。

图4采用PTN应用模式组网，一般适用于以IP业务为主和QoS要求较高的客户，如专线客户，3G基站业务回传等业务。

图5采用PON技术进行客户接入，它一般适用于比较集中的大客户、商业客户以及分布相对较分散的家客用户，它通常提供三种建设模式，第一种建设模式是ONU直接提供用户接入，第二种建设模式是ONU下挂IAD，二层以太网交换机，第三种建设模式是ONU下挂PBX专线路由器。

(2)无线接入技术

无线接入技术主要有3G，WLAN，微波等。

TD-SCDMA作为中国拥有大部分自主知识产权的第3代移动通信技术，目前己由中国移动完成大规模部署和运营，3G用户数不断攀升，成为移动运营商面对移动互联网浪潮网络演进方向。

3.2各种业务类型对接入技术的选择

不同的业务类型对带宽，接口，QoS等有不同的要求，所以在选择接入技术的时候要予以区别对待。如专线业务，客户最关心的是高可靠性、高安全性和高QoS，还有可管理性、承载效率等。MSTP以其成熟的技术标准，电信级的保护机制和高品质的QoS保障成为专线业务主要的接入手段。从客户类型及其使用的业务加以区分。

研究不同业务的接入技术可以看出，PTN和xPON技术将是未来全业务接入的主要手段。MSTP因其具备良好的物理隔离、高品质QoS保障和电信级保护机制，适用用专线接入场景。同时2G，3G将在很长一段时间内共存，TDM/IP综合接入一定程度上对MSTP仍有依赖。

xPON技术中，目前商用比较广的主要是E-PON和G-PON技术。在两种PON技术选择中，G-PON具有更高的带宽效率、更高的分光比和对时钟同步的支持，并且在网络运维以及综合管理等方面能满足运营商更高的要求，成为移动运营商接入网建设的首选。

4 主要客户场景全业务接入模型分析

4.1重点集团客户

重点集团客户对通信的需求己不仅仅停留在简单的语音通话和数据上网上，企业信息化建设成为其关注的焦点。他们希望突破系统集成等传统的IT业务，能够将CT和IT进行融合，统一到企业信息化系统中，提供融合电信应用、软件系统和网络服务的整体解决方案，如新型ERP，CRM，电子商务，电子政务,协同办公，多媒体会议，ITC应用等业务。

这类客户企业局域网比较庞大，往往有多个分支机构。既有专线业务也有语音、上网等业务，对传输要求比较高。

这类客户专线业务带宽要求不高（一般为10M或100M)，但对安全性和稳定性要求比较高，可以采用现有MSTP接入。而对于宽带上网和语音业务的承载，可以考虑采用PTN方式接入。

4.2 一般集团客户

一般集团客户的业务主要还停留在语音和宽带上网上，一般为中小企业，客户呈集中式分布，大型的商务楼宇、工业园区等等都是这类客户聚集区，所以在接入技术的选择上可以选用覆盖面比较大的GPON技术，采用FTTB(光纤到楼）或FTTO(光纤到办公室）的方式解决。

这类客户或分布于工业园区各个片区，或分布于多个楼宇，通过GPON为各企业分布提供光宽带接入。作为GPON的核心设备OLT可以放置于总部机房或基站内，同时配以大容量的IP-PBX，用户端配以ONU接入，并按需分布部署AG/IAD设备，通过虚拟IP-PBX技术可以为多家企业提供话音的集中接入。

对于FTTB和FTTO的选择，建议那些对语音数据业务的安全性、稳定性要求较高的中大型企业采用FTTO的方式，对那些要求不高的中小企业采用FTTB方式。

4.3家庭客户

家庭客户业务以高速上网、视频点播等高带宽业务为主，辅以少量固定语音业务。根据居住的社区不同，可分为高端家庭用户和一般家庭用户。高端家庭用户主要分布在别墅/排屋、高档社区等地方，客户对业务的稳定性和安全性要求较高，可采用FTTH方式接入；一般家庭用户主要为大型的居住社区、普通住宅楼等，用户对QoS要求不高，可采用FTTB+LAN的方式接入。

4.4移动基站

MSTP作为传统的2G承载网，己经形成一定规模，在2G站点的接入上有绝对的优势。而PTN作为分组传送网络，主要以IP业务为主，在3G站点和IP化的2G站点的接入上优势明显。2G网络和3G网络在相当长一段时间内将共存，所以移动基站的接入，现阶段主要以MSTP和PTN接入为主，而随着无线侧IP化的不断推进，最终将全部过度到PTN网络承载。

5 结束语

移动运营商发展全业务，要立足自身移动网络资源及庞大用户群的优势，通过梳理铁通资源和保持与广电公司、信息管线公司等第三方合作来弥补其在固网接入资源上的劣势，大力发展基于互联网的创新型融合应用，通过融合业务的开展保有移动用户和争抢固网用户。

在全业务的基础上发展融合业务要以满足客户需求为核心，以为客户提供良好的一体化服务体验为目标，通过融合业务促进移动和固定全业务的发展，从而达到用户数增长和提高收益的目的。

参考文献
1周晴，戴源，朱晨鸣等.面向全业务运营的网络演进.人民邮电出版社
2叶朝阳等.固定与移动融合（FMC)技术.人民邮电出版社
3庞韶敏，李亚波.3GUMTS与4GLTE核心网-CS，PS,EPC，IMS.电子工业出版社