WCDMA传输网络和核心网络预规划

  网络规划的第一步始于无线网络规划,其后将进入传输网络和核心网络规划,其中核心网络又分为CS电路交换域(CIRCURT CORE)和PS分组交换域(PACKET CORE)两部分。电路交换域主要是承载话音,以及一些数据量小但实时性要求较高的数据业务,例如电视会议等业务,对于其它的数据业务,则主要有PS分组交换域来承载。其整体规划流程如图1所示。
  
  传输网络和核心网络规划前提
  在规划前首先需要了解运营商将采用何种3G WCDMA版本,不同的版本将产生不同的规划结果。在过去和现在,一直持续的研究过程中,WCDMA也经历了不同版本的发展,既有从GSM可以平滑过渡到3G的Rel99版本,也有随后发展出的Rel4、Rel5以及Rel6版本。目前商用的版本为Rel99和Rel4两种。
  
  一般来讲,移动运营商如果目前已经在使用诺基亚的核心网络设备,只需网元的软件升级和部分硬件的更换即可平滑升级到Rel99,并不需要大规模的资金投入。而Rel4和Rel99的主要区别在于CS电路交换域中的网络结构变得更加清晰、更加简单,将网络控制平面(CONTROLPLANE)和网络用户平面(USERPLANE)彻底地分隔起来,网络的拓扑结构以及网络之间的互联将会变得更加简单和清晰,另外部分Rel4网元的处理能力将增大。对于一个新的移动运营商,在综合考虑下通常会选择Rel4作为其3G网络的标准。
  
  另外必须确定的是需要运营商提供的必要输入信息,对于3G的规划是否已经足够或是否有模糊之处。例如用户数,用户话务和数据模型,用户和其业务的分布状况,网元的负荷等等。对于一些运营商较为困难去定义的参数、业务或用户行为状况,例如软切换带来的额外传输需求、数据的平均长度、忙时每用户的计费记录数等等,诺基亚网络规划工程师可以依据诺基亚在其它项目和实验室的参考数据来帮助客户制定。但在规划前需征得客户认可,以避免可能会造成重复的规划工作。
  
  传输网络规划
  在进行传输网络规划前,需要得到无线网络规划的输出结果,主要为其基站的数目、具体配置和相关位置等等。同时也需要客户提供其机房以及相关传输设备的状况。传输网络规划的主要内容包括以下几方面:
  
  •Iub、Iur、Iu-CS、Iu-PS传输容量的计算(各接口请参考图2)
  
  •RNC的网元计算
  
  •网元接口的ATM配置和参数规划
  
  •基站和RNC的归属规划
  
  通常在预规划中,一般只涉及到前两部分。网元接口的ATM配置和参数规划,基站和RNC的归属规划将放到更详细的后期规划中。
  
  Iu系列接口的计算过程中,需要将客户所提供的所有用户业务转化为具体的数据流量,重点在于如何转化语音部分和电路交换数据业务部分。在计算过程中需要注意一些参数的定义,例如用户语音通话中静默的比例,软切换的考虑等等。另外需要注意的是所有接口的传输方案并不尽相同,例如Iub,Iu-CS传输是基于ATMAAL2,而Iu-PS传输是基于ATMAAL5。业务不同造成的包长度不一,因而传输开销也不同,是需要网络规划工程师重点考虑的另一个部分。
  
  对于基站控制器RNC的规划,则主要是依据所需处理的数据流量、所管辖的基站和载频数目以及传输接口的需要等几个方面综合计算后获得的。
  
  电路交换域规划
  
  CS域规划主要包括:
  
  •所需网元的计算
  
  •信令规划
  
  •路由规划
  
  其中预规划阶段主要是进行网元数量以及信令网络的计算。CS域网元包括HLR、MSS和MGW。其中HLR和MSS的限制因素主要为用户数和BHCA数。而对于MGW,除BHCA的因素外,还需考虑其对各种接口的处理能力,包括ATM接口、IP接口、TDM接口。而这些接口的计算又是建立在传输规划和网络结构(需要和客户共同商定)的基础之上。
  
  信令网络包括SIP/BICC/RANAP/SIGTRAN的计算(上述接口为HLR、MSS、MGW网元之间或同类网元之间的互联),可根据信令信息的长度、用户话务模型的定义、信令栈的开销以及传输的开销等因素计算出信令路由的传输需要。此部分信息又需要传递到传输网络规划工程师,使其可以重新评估各接口的传输能力是否足够。
  
  分组交换域规划
  
  PS域规划主要包括:
  
  •所需网元的计算
  
  •IP地址的规划
  
  •VLAN的规划
  
  •路由规划
  
  其中预规划阶段主要是进行网元数量的计算。其网元包括:3GSGSN、GGSN、Firewall、DNS、Charging Gateway、Catalyst Switch以及Router。另外根据运营商的要求,对于一部分可选的网元,DHCP/RADIUS、BorderGateway、LIG、ATMSwitch,网络规划工程师也可将其纳入规划范围之内。
  
  分组交换域的计算方法与电路交换域的最大的一个不同在于部分网元的容量具有灵活选择性。例如由于数据业务的覆盖性较为广泛,造成包的长度大小不一,其开销也大为不同,因此对于进行数据处理的一些网元,SGSN、GGSN又或者Firewall,其数据处理的能力变化巨大。举例来说,如果网络的业务平均包长为128字节,GGSN的数据处理能力是30Mbps,但如果其平均包长达到1400字节,其数据处理能力竟可以达到240Mbps。因此在规划过程中需要对此进行特别考虑。
  
  另外一个需要注意的是诺基亚的SGSN具有容量上的灵活选择。SGSN的容量考虑包括用户数、PDP context(用户发起一个数据业务请求)的次数以及数据处理能力三部分。但在实际网络中,用户业务的发展状况,SGSN管辖区域的业务实际使用状况都可能造成容量上的不均衡性,例如一个新的网络,用户PDP context的次数很高,但其产生的数据量并不大,毫无疑问,此将会浪费SGSN的部分处理能力。因此诺基亚推出了可以灵活分配资源的解决方案,运营商可以根据自己的实际情况,在PDP context的次数和数据处理能力之间通过参数控制做出资源上的重选分配,例如可以通过减少一些数据处理能力来增加其SGSN支持的PDPcontext的次数,或者相反。