重庆邮电学院 辜光辉
深圳市木青科技实业有限公司 胡继超
一、
概述
在无线通信中,基站与交换中心、基站控制中心之间的通信连接称为Backhaul。其连接方式可以简化为如图1所示:

图1 基站、基站交换中心和基站控制中心的连接
BSC与MSC之间的通信和BSC与BTS之间的通信一般存在三种方式:
第一种是比较传统的方式——电缆传输,租用电信的E1线路或者自己铺设;
第二种是光缆传输,铺设专门的光缆传输从BTS到BSC的数据,这需要配置光端机;
第三种是无线传输,用微波或者下文介绍的TDMoP+无线网桥的方式来实现。
前两种方法都属于有线传输,地理环境对网络建设造成一定的影响,特别是对于有些条件恶劣或者有河道阻隔的地方,有线方式实现起来都会有一些困难或者经济上的浪费。而且就第一种方式而言,租用线路从长远来看成本会比较高,自己铺设线路也同样存在成本偏高的问题。第三种方式虽然组网方便,但是由于大多数情况都采用的微波设备来传输,其成本也比较高而使运营商们不敢轻易使用。令人兴奋的是现在有TDMoP+无线网桥的方式可以选择了,终于可以让无线方式的成本得到有效的控制。它的确给BSC与BTS之间的通信带来了许多方便,也使Backhaul的组网更加灵活。
二、 无线接入方式
如今BSC与BTS之间的通信无线接入方式有两种:传统微波和TDMoP技术+无线网桥。下面表格对这两者进行了比价:
设备名 |
传输技术 |
QoS |
成本(一对) |
微波设备 |
电路交换/ATM |
有 |
10万左右 |
TDMoP设备+无线网桥 |
IP |
有 |
5万左右 |
基于IP的技术信令协议简单,实现容易,开销低,频谱利用率高,业务种类多,接口简单统一,升级容易。基于电路的技术难以实现动态带宽分配并且频谱利用率低。基于ATM的技术标准复杂,信令丰富,可是开销大,频谱利用率很低。
成本上来看,TDMoP设备+无线网桥有着明显的优势。
再者,使用TDMoP设备+无线网桥组合的方案还有信息安全上的优势,因为时钟信息是从网络上恢复出来的,即使其他设备窃取了传输中的IP数据包,由于没办法得到时钟信息所以就没办法恢复出E1信号。
三、 TDMoP技术简介
TDMoP是一种使语音和租用电路服务(如:视频、数据)在IP网上廉价传输的技术,它同时可以保持公共电话网(PSTN)的可靠性和服务质量。当包进入网络的时候都要竞争带宽和端口,这样的话肯定会产生不确定的时延和丢包,发包源可能会周期性的把包发到网络上,但是接收方就不能确保以同样的周期从网上获得这些包,甚至说,这些包可能不会全部达到接收方。那么这种情况下TDM所需要的信号就不能得到保证。
一般来说要在IP网上传输TDM有两种解决方法,一种是把TDM网络和用户终端设备完全替换为支持语音信令全新机制的架构。另外一种方法是保持用户终端和协议不变,TDM数据从“隧道”传过包交换网络。很显然,第二种方法无论对承载商还是设备制造商都比较容易做到。所以一般采用的第二种方法。
TDMoP技术应用时所考虑的一个比较重要的问题就是时钟同步。在IP网络中的数据包以一个随机的延迟到达目的地,该延迟称作抖动。当在IP网络上模拟TDM时,可通过使用缓冲区来克服抖动,缓冲区中对接收到的包排序,由于语音通信的实时性要求比较高,对丢失的包直接按空包处理。在这个缓冲过程中大多数情况下,原始的时间参考信息是不能提取出来的。因此TDMoP技术中还采取必要的时钟同步措施。这样数据和信令的接收才能都到保障。
TDMoP设备一般都提供1/2/4/8个 E1业务端口, 1个Ethernet本地端口和1个Ethernet 上行端口。TDMoP
能让运营商和企业在一个标准的低成本无线或有线Ethernet/IP 结构上,无缝可靠地连接TDM设备和用户Ethernet ,并对语音质量无任何影响。TDMoP
对TDM 信号透明, 保证任何具有物理 E1接口的设备无缝地连接,如 PBX, 移动基站, SS7信令设备和语音邮件系统。
TDMoP设备实现了在分组网络上对E1时钟精确的发送和恢复, 并遵守ITU-T G.823和G.824 时钟标准,同时保证未压缩的长途语音质量。TDMoP设备
也遵从Metro Ethernet Forum/IETF Pseudo-Wire Emulation Edge to Edge (PWE3)
(城域以太网论坛/IETF端对端伪线仿真)标准。
四、大灵通——正在发展的无线通信系统
如今无线市场竞争越来越激烈了,各种技术都在争夺自己的市场,这些技术主要有:PHS俗称小灵通,CDMA450, SCDMA俗称大灵通。由于CDMA450技术受到政策上的限制,在此不再做讨论。
小灵通虽然已经打开了一定的市场,但是由于它的技术上升空间很小,而被许多人认为是落后的技术,开始逐步衰败。而大灵通由于采用了大唐的SCDMA技术,其基站覆盖范围为4000米,远远大于小灵通的500米指标。基站覆盖半径的增加明显带来两个好处:其一是基站之间的切换次数大大减少,用户在移动过程中,不必频繁在不同基站轮换,类似于小灵通的掉话现象也将大大减少;其二是覆盖城市所需的基站数量大幅度消减,由此缓解庞大建网工程的成本压力。除此之外,摈除了小灵通信号差、通话效果不好的缺点,具备信号好、不易掉线、能在高速移动中正常通话等特点。为了达到这些效果,大灵通系统融合了智能天线、同步码分多址、软件无线电及全质量话音压缩编码等先进技术,因而在技术上超过了小灵通系统。再加上政策上,大灵通有得天独厚的优势,由于它是国产的技术肯定优先受到信息产业部的支持。这些都为大灵通的市场开拓奠定了坚实的基础。如今大灵通已经在成都、山东、大庆、上海等地得到了推广,我们也相信它会在“村村通”工程中发挥巨大作用。
五、TDMoP技术在大灵通系统中的应用
TDMoP技术的出现算得上是对微波市场的一次挑战。先前由于无线网桥是基于IP 的,无法提供所需的E1接口,从而使得需要用E1接口的用户不得不使用价格昂贵得多的基于电路、ATM或SDH的微波设备。如果TDMoP技术与无线网桥相结合来传送E1业务,这样E1用户就可以有更多的选择了,组网成本将会降低很多。无形中给微波市场造成了压力。
在大灵通系统中采用TDMoP技术很容易实现组网,它结合无线网桥来使用,这样就可间接的用无线网桥来传E1业务。TDMoP设备所提供的E1接口正好可以与大灵通基站连接,Ethernet上行口与无线网桥相接,如图2所示。

图2 TDMoP组网
从图可以看出,采用TDMoP设备+无线网桥的方案来组网很简单。任何设备的使用都使从价格和性能这两者来权衡的。如果采用传统的微波设备来接入,其组网最大的缺点就是设备笨重而且价格昂贵。而无线网桥+TDMoP设备的组合,在价格上占绝对的优势,组网安装也轻巧方便。从通信质量来看,TDMoP技术可平滑多达32ms网络延时;输出时钟源可选:内时钟、外时钟、网络适配时钟或从E1接收线路提取时钟;当选择网络适配时钟时,通过TDM时钟恢复机制,可精确恢复原始时钟;时钟稳定,抖动、漂移小,符合ITU-T时钟抖动和漂移标准;所以它可以很好的解决话音在IP网的传输问题,通信质量可以得到保证。因此它将是大灵通组网中最受运营商青睐的方案。
总之,任何事物发展都需要环境的孕育,TDMoP 技术的出现给大灵通的推广注入了一丝新的活力,反过来,大灵通的推广可以扩大TDMoP的应用领域,使运营商和用户之间更容易寻找到利益上的平衡点。