WCDMA网络Node B的ATM+IP双栈组网分析

【摘要】基于WCDMA系统网络中，Iub接口ATM+IP双栈传输是采用ATM和IP两个传输网络来传输控制业务信息。首先阐明双栈传输的必要性；然后介绍了WCDMA无线网络结构和双栈传输特性，并对双栈传输的应用和特定场景下的业务测试验证进行详细分析；最后列举出几个双栈配置时需要注意的问题。通过研究Node B的ATM+IP双栈组网原理，分析了双栈组网需要考虑的各种问题。

【关键词】WCDMA双栈ATM+IPNode B

中图分类号：TN929.5文献标识码：A文章编号：1006-1010(2014)-08-0027-04

Analysis of ATM+IP Dual Stack Networking of Node B in WCDMA Network

HUANG Yuan-sheng

(China United Network Communications Co., Ltd., Jiangmen Branch, Jiangmen 529000, China)

[Abstract] Based on WCDMA system network, ATM+IP dual stack transmission of Iub interface adopts both ATM and IP transmission network to transmit control business information. First, the necessity of dual stack transmission is illustrated, and then the network structure and dual stack characteristics of WCDMA wireless network are introduced. In addition, the application of dual stack transmission and service test validation in specific scenarios are analyzed in detail. Some problems that need attention are finally listed in the dual stack configuration. By studying the principles of ATM+IP dual stack networking of Node B, the various problems of dual stack networking that need to consider are analyzed.

[Key words]WCDMAdual stackATM+IPNode B

1 引言

WCDMA作为3G网络，在数据业务上可以提供相对于2G和其他3G制式更高的上下行速率。上下行的高带宽是WCDMA网络业务应用的重要特性和竞争优势，目前下行应用HSPA+技术，下载速率达42Mbps。

高速的用户数据下载必定需要高速的Iub传输带宽。在基站组网中，传统的ATM已经无法满足带宽需求，必须实行ATM+IP双栈方案。因此，运营商需要不断扩容现有的SDH/MSTP传输网络或者采用WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分复用）系统，为R99 PS/HSDPA/HSUPA/HSPA+分组业务提供高速的IP传输带宽保障，适应3G对传输带宽的需求。

2 双栈传输概述

WCDMA无线网络结构如图1所示：

图1WCDMA无线网络结构

Node B是WCDMA系统的基站，即无线收发信机；RNC（Radio Network Controller，无线网络控制器）控制多个Node B；Iub接口是连接RNC和Node B之间的接口，如果Iub接口出现问题，则将会影响到业务应用和网络管理监控。

为了向手机用户UE提供高速且可靠的数据传输，需要WCDMA网络接入网设备能提供如下特性：

（1）RNC和Node B之间提供多种连接方式，一种为传统的ATM传输，另一种为基于以太网的IP传输；

（2）这两种传输方式可以同时存在，并且在一种传输方式出现故障时，业务能够自动倒换到另一种传输方式上；

（3）这两种传输方式可以共享带宽，从而发挥WCDMA网络带宽高的业务优势。

3 双栈传输的应用和测试验证

3.1双栈传输的应用

ATM传输一般应用是E1传输，时延很少，但带宽有限，1个E1只能提供2Mbps带宽。IP传输的时延较ATM大，但传输的带宽可以达到10～100Mbps。

WCDMA根据误码率和时延的要求不同，定义了四种不同的业务类型，如图2所示。不同的业务类型对传输要求有所不同。这四种业务类型之间最显著的区别在于对时延的敏感性，会话类业务对时延最敏感，而后台类是对时延最不敏感的业务。

会话类业务最普遍的应用是语音电话业务和可视电话，这类业务对传输时延的限制是非常严格的，如果时延过长，将导致通话质量的不可接受；流媒体类业务最常见的应用是收看视频节目或者收听音频节目，相对于会话类业务，其能忍受更大的时延变化；交互类业务常见的应用是网页浏览、游戏；后台类业务常见的应用是E-mail、短消息和下载。交互类和后台类这两类业务的特点是对传输的时延不是很敏感，但是要求数据必须无差错地接收。

在数据配置中，建议AMR语音业务、R99 CS会话业务以及RNC与Node B的信令（控制端口NCP和CCP）这些QoS要求较高、带宽需求较少的优先承载在ATM上，其他业务由于需求带宽较大，优先承载在IP上。在华为的RNC中，可以通过定义传输资源映射TRMMA的方式定义各种业务的主、备用传输路径。

在Node B的双栈组网中，还可以分为真双栈和假双栈。真双栈是指Node B和RNC的NCP/CCP主用承载在ATM、备用承载在IP，业务也配备ATM和IP双路传输；假双栈是指Node B和RNC的NCP/CCP只承载在ATM传输，而不承载在IP上，业务配备ATM和IP双路传输。

3.2双栈传输测试验证

ATM+IP双栈传输既可以提高网络安全可靠性，又可以带宽共享，提高网络的传输带宽。下面将分别以假双栈和真双栈进行测试验证。

（1）假双栈

首先以一个2E1＋1FE（也称百兆以太网，此试验采用带宽是20Mbps）的Node B为测试标准基站，通过分别中断FE口、1条E1、2条E1来检测假双栈的业务情况。

◆中断FE链路

测试环境：一个2E1＋1FE的基站，发起2个HSDPA业务、2个语音业务，并保持。

测试方法：将FE端口物理中断，记录上述保持业务的影响情况后，重新发起2个HSDPA业务、2个语音业务，并与中断前的业务情况进行对比。

测试结果如表1所示：

表1中断FE链路后业务测试前后对比

测试项目 测试前 测试后

速率/Mbps 是否正常 速率/Mbps

HSDPA业务（保持） 6 否 0

语音业务

（保持） / 正常 /

HSDPA业务（重新发起） / 正常 3

语音业务

（重新发起） / 正常 /

测试结论：中断FE前HSDPA业务的速率是6Mbps，中断FE后则是3Mbps。证明业务可以双栈传输，只是中断FE后总传输带宽只有2E1共4Mbps，所以业务速率下降。

◆中断1条E1

测试环境：一个2E1＋1FE的基站，发起2个HSDPA业务、2个语音业务，并保持。

测试方法：将1条E1端口物理中断，记录上述保持业务的影响情况后，重新发起2个HSDPA业务、2个语音业务，并与中断前的业务情况进行对比。

测试结果如表2所示。

测试结论：中断1条E1前后HSDPA业务的速率和语音都不受影响，这是由于传输总带宽中断前是24Mbps、中断后是22Mbps，始终满足业务需求。

◆中断2条E1

测试环境：一个2E1＋1FE的基站，发起2个HSDPA业务、2个语音业务，并保持。

测试方法：将2条E1端口物理中断，记录上述保持业务的影响情况后，重新发起2个HSDPA业务、2个语音业务，并与中断前的业务情况进行对比。

测试结果如表3所示：

表3中断2条E1后业务测试前后对比

测试项目 测试前 测试后

速率/Mbps 是否正常 速率/Mbps

HSDPA业务（保持） 6 否 0

语音业务

（保持） / 否 /

HSDPA业务（重新发起） / 否 0

语音业务

（重新发起） / 否 /

测试结论：假双栈由于NCP和CCP只承载在ATM上，当ATM中断后，信令中断必然导致业务中断。

通过上述测试过程和结果可以看出，假双栈可以实现业务共享ATM和IP带宽，业务可以双栈传输，但需要优先保证ATM正常，因为NCP和CCP只承载在ATM上。

（2）真双栈

真双栈由于信令和业务都设置主备路径，在ATM或IP单边传输完全中断的情况下，如果开启了ATM和IP双栈的自动倒换功能，信令和业务能自动切换到另外一边传输。整个切换时间不同的厂家设备有所不同，华为Node B切换时间在1分钟左右，也就是说业务会中断1分钟左右。

真双栈传输对于提高WCDMA网络带宽、保证Iub接口可靠性方面有很重要的意义，建议在设备本身支持自动倒换的功能情况下采用此种方式。

4 ATM+IP双栈配置注意问题

根据长期的运营经验，在配置ATM+IP双栈传输时需要注意如下：

（1）在配置IP业务时，建议打开IP检测功能

例如，曾接到用户投诉在某一Node B下可以进行语音通话，但无法进行上网业务。经过分析，此Node B开通了ATM+IP双栈，但IP Path通路检测开关关闭，由于传输网络问题导致IP链路故障，网管却无任何告警，RNC误认为IP链路是好的，所以把RAB建立在IP Path上，但此时的IP Path已经中断，造成了HSPA业务无法承载。

在华为的RNC中配置IP Path时，必须把IP Path检测标志配置为有效，在RNC检测到IP链路中断的情况下，网管会有告警提示，并且自动把HSPA业务切换到ATM上。

（2）一些厂家的设备实际应用上不具备ATM和IP双向自动倒回的功能

例如，Node B配置真双栈传输，自动倒换的功能开关也打开，在ATM传输中断后，NCP/CCP和业务全部倒换到IP上，但是当IP链路也中断时，即使ATM恢复正常，也无法自动切换到ATM链路上去，只有把承载在IP上备用的NCP和CCP删除后，业务才恢复正常。

（3）在IP传输网络不稳定时，建议NCP/CCP只承载在ATM上

虽然移动网络的全IP化是移动通信的发展方向，但在IP传输不稳定，特别是在层三组网，当IP传输时延过大、掉包率过高等IP链路质量很差时，建议采用如上所述的假双栈，即NCP和CCP只承载在ATM上，业务承载在ATM和IP上。事实上，联通公司很多地方的WCDMA网络都是采用此种假双栈的配置方式。

5 结束语

ATM+IP的Node B双栈组网是运营商目前采用的主要组网方式。当然，随着IP技术和传输分组传送网的发展和完善，Node B也可以采用全IP组网。移动通信的不断发展，新技术和新的组网结构会催生网络出现新的问题，运营商需要及时解决技术问题且不断完善优化网络结构，为用户提供最可靠安全的网络保障。

参考文献：

[1] 吴航,吴承英. ATM+IP双栈保护技术的应用[J]. 电信技术, 2011(5): 69-71.

[2] 华为技术有限公司. WCDMA Node B假双栈平滑演进到真双栈技术方案[Z]. 2011.

[3] 中国联通深圳分公司. WCDMA双栈倒换案例[Z]. 2010.

[4] 华为技术有限公司. WCDMA无线接入网概述[Z]. 2013.

[5] 刘昭红. 如何配置Hybrid且ATM和IP互为备份的Iub接口[Z]. 2012.

[6] 黄国贤. 华为双栈组网Node B无法进行HSPA业务分析[Z]. 2013.★

作者简介

黄远胜：工程师，学士，现任职于中国联合网络通信有限公司江门市分公司运行维护部，主要负责GSM、WCDMA无线网络维护工作。

HSDPA业务（保持） 6 否 0

语音业务

（保持） / 正常 /

HSDPA业务（重新发起） / 正常 3

语音业务

（重新发起） / 正常 /

测试结论：中断FE前HSDPA业务的速率是6Mbps，中断FE后则是3Mbps。证明业务可以双栈传输，只是中断FE后总传输带宽只有2E1共4Mbps，所以业务速率下降。

◆中断1条E1

测试环境：一个2E1＋1FE的基站，发起2个HSDPA业务、2个语音业务，并保持。

测试方法：将1条E1端口物理中断，记录上述保持业务的影响情况后，重新发起2个HSDPA业务、2个语音业务，并与中断前的业务情况进行对比。

测试结果如表2所示。

测试结论：中断1条E1前后HSDPA业务的速率和语音都不受影响，这是由于传输总带宽中断前是24Mbps、中断后是22Mbps，始终满足业务需求。

◆中断2条E1

测试环境：一个2E1＋1FE的基站，发起2个HSDPA业务、2个语音业务，并保持。

测试方法：将2条E1端口物理中断，记录上述保持业务的影响情况后，重新发起2个HSDPA业务、2个语音业务，并与中断前的业务情况进行对比。

测试结果如表3所示：

表3中断2条E1后业务测试前后对比

测试项目 测试前 测试后

速率/Mbps 是否正常 速率/Mbps

HSDPA业务（保持） 6 否 0

语音业务

（保持） / 否 /

HSDPA业务（重新发起） / 否 0

语音业务

（重新发起） / 否 /

测试结论：假双栈由于NCP和CCP只承载在ATM上，当ATM中断后，信令中断必然导致业务中断。

通过上述测试过程和结果可以看出，假双栈可以实现业务共享ATM和IP带宽，业务可以双栈传输，但需要优先保证ATM正常，因为NCP和CCP只承载在ATM上。

（2）真双栈

真双栈由于信令和业务都设置主备路径，在ATM或IP单边传输完全中断的情况下，如果开启了ATM和IP双栈的自动倒换功能，信令和业务能自动切换到另外一边传输。整个切换时间不同的厂家设备有所不同，华为Node B切换时间在1分钟左右，也就是说业务会中断1分钟左右。

真双栈传输对于提高WCDMA网络带宽、保证Iub接口可靠性方面有很重要的意义，建议在设备本身支持自动倒换的功能情况下采用此种方式。

4 ATM+IP双栈配置注意问题

根据长期的运营经验，在配置ATM+IP双栈传输时需要注意如下：

（1）在配置IP业务时，建议打开IP检测功能

例如，曾接到用户投诉在某一Node B下可以进行语音通话，但无法进行上网业务。经过分析，此Node B开通了ATM+IP双栈，但IP Path通路检测开关关闭，由于传输网络问题导致IP链路故障，网管却无任何告警，RNC误认为IP链路是好的，所以把RAB建立在IP Path上，但此时的IP Path已经中断，造成了HSPA业务无法承载。

在华为的RNC中配置IP Path时，必须把IP Path检测标志配置为有效，在RNC检测到IP链路中断的情况下，网管会有告警提示，并且自动把HSPA业务切换到ATM上。

（2）一些厂家的设备实际应用上不具备ATM和IP双向自动倒回的功能

例如，Node B配置真双栈传输，自动倒换的功能开关也打开，在ATM传输中断后，NCP/CCP和业务全部倒换到IP上，但是当IP链路也中断时，即使ATM恢复正常，也无法自动切换到ATM链路上去，只有把承载在IP上备用的NCP和CCP删除后，业务才恢复正常。

（3）在IP传输网络不稳定时，建议NCP/CCP只承载在ATM上

虽然移动网络的全IP化是移动通信的发展方向，但在IP传输不稳定，特别是在层三组网，当IP传输时延过大、掉包率过高等IP链路质量很差时，建议采用如上所述的假双栈，即NCP和CCP只承载在ATM上，业务承载在ATM和IP上。事实上，联通公司很多地方的WCDMA网络都是采用此种假双栈的配置方式。

5 结束语

ATM+IP的Node B双栈组网是运营商目前采用的主要组网方式。当然，随着IP技术和传输分组传送网的发展和完善，Node B也可以采用全IP组网。移动通信的不断发展，新技术和新的组网结构会催生网络出现新的问题，运营商需要及时解决技术问题且不断完善优化网络结构，为用户提供最可靠安全的网络保障。

参考文献：

[1] 吴航,吴承英. ATM+IP双栈保护技术的应用[J]. 电信技术, 2011(5): 69-71.

[2] 华为技术有限公司. WCDMA Node B假双栈平滑演进到真双栈技术方案[Z]. 2011.

[3] 中国联通深圳分公司. WCDMA双栈倒换案例[Z]. 2010.

[4] 华为技术有限公司. WCDMA无线接入网概述[Z]. 2013.

[5] 刘昭红. 如何配置Hybrid且ATM和IP互为备份的Iub接口[Z]. 2012.

[6] 黄国贤. 华为双栈组网Node B无法进行HSPA业务分析[Z]. 2013.★

作者简介

黄远胜：工程师，学士，现任职于中国联合网络通信有限公司江门市分公司运行维护部，主要负责GSM、WCDMA无线网络维护工作。

HSDPA业务（保持） 6 否 0

语音业务

（保持） / 正常 /

HSDPA业务（重新发起） / 正常 3

语音业务

（重新发起） / 正常 /

测试结论：中断FE前HSDPA业务的速率是6Mbps，中断FE后则是3Mbps。证明业务可以双栈传输，只是中断FE后总传输带宽只有2E1共4Mbps，所以业务速率下降。

◆中断1条E1

测试环境：一个2E1＋1FE的基站，发起2个HSDPA业务、2个语音业务，并保持。

测试方法：将1条E1端口物理中断，记录上述保持业务的影响情况后，重新发起2个HSDPA业务、2个语音业务，并与中断前的业务情况进行对比。

测试结果如表2所示。

测试结论：中断1条E1前后HSDPA业务的速率和语音都不受影响，这是由于传输总带宽中断前是24Mbps、中断后是22Mbps，始终满足业务需求。

◆中断2条E1

测试环境：一个2E1＋1FE的基站，发起2个HSDPA业务、2个语音业务，并保持。

测试方法：将2条E1端口物理中断，记录上述保持业务的影响情况后，重新发起2个HSDPA业务、2个语音业务，并与中断前的业务情况进行对比。

测试结果如表3所示：

表3中断2条E1后业务测试前后对比

测试项目 测试前 测试后

速率/Mbps 是否正常 速率/Mbps

HSDPA业务（保持） 6 否 0

语音业务

（保持） / 否 /

HSDPA业务（重新发起） / 否 0

语音业务

（重新发起） / 否 /

测试结论：假双栈由于NCP和CCP只承载在ATM上，当ATM中断后，信令中断必然导致业务中断。

通过上述测试过程和结果可以看出，假双栈可以实现业务共享ATM和IP带宽，业务可以双栈传输，但需要优先保证ATM正常，因为NCP和CCP只承载在ATM上。

（2）真双栈

真双栈由于信令和业务都设置主备路径，在ATM或IP单边传输完全中断的情况下，如果开启了ATM和IP双栈的自动倒换功能，信令和业务能自动切换到另外一边传输。整个切换时间不同的厂家设备有所不同，华为Node B切换时间在1分钟左右，也就是说业务会中断1分钟左右。

真双栈传输对于提高WCDMA网络带宽、保证Iub接口可靠性方面有很重要的意义，建议在设备本身支持自动倒换的功能情况下采用此种方式。

4 ATM+IP双栈配置注意问题

根据长期的运营经验，在配置ATM+IP双栈传输时需要注意如下：

（1）在配置IP业务时，建议打开IP检测功能

例如，曾接到用户投诉在某一Node B下可以进行语音通话，但无法进行上网业务。经过分析，此Node B开通了ATM+IP双栈，但IP Path通路检测开关关闭，由于传输网络问题导致IP链路故障，网管却无任何告警，RNC误认为IP链路是好的，所以把RAB建立在IP Path上，但此时的IP Path已经中断，造成了HSPA业务无法承载。

在华为的RNC中配置IP Path时，必须把IP Path检测标志配置为有效，在RNC检测到IP链路中断的情况下，网管会有告警提示，并且自动把HSPA业务切换到ATM上。

（2）一些厂家的设备实际应用上不具备ATM和IP双向自动倒回的功能

例如，Node B配置真双栈传输，自动倒换的功能开关也打开，在ATM传输中断后，NCP/CCP和业务全部倒换到IP上，但是当IP链路也中断时，即使ATM恢复正常，也无法自动切换到ATM链路上去，只有把承载在IP上备用的NCP和CCP删除后，业务才恢复正常。

（3）在IP传输网络不稳定时，建议NCP/CCP只承载在ATM上

虽然移动网络的全IP化是移动通信的发展方向，但在IP传输不稳定，特别是在层三组网，当IP传输时延过大、掉包率过高等IP链路质量很差时，建议采用如上所述的假双栈，即NCP和CCP只承载在ATM上，业务承载在ATM和IP上。事实上，联通公司很多地方的WCDMA网络都是采用此种假双栈的配置方式。

5 结束语

ATM+IP的Node B双栈组网是运营商目前采用的主要组网方式。当然，随着IP技术和传输分组传送网的发展和完善，Node B也可以采用全IP组网。移动通信的不断发展，新技术和新的组网结构会催生网络出现新的问题，运营商需要及时解决技术问题且不断完善优化网络结构，为用户提供最可靠安全的网络保障。

参考文献：

[1] 吴航,吴承英. ATM+IP双栈保护技术的应用[J]. 电信技术, 2011(5): 69-71.

[2] 华为技术有限公司. WCDMA Node B假双栈平滑演进到真双栈技术方案[Z]. 2011.

[3] 中国联通深圳分公司. WCDMA双栈倒换案例[Z]. 2010.

[4] 华为技术有限公司. WCDMA无线接入网概述[Z]. 2013.

[5] 刘昭红. 如何配置Hybrid且ATM和IP互为备份的Iub接口[Z]. 2012.

[6] 黄国贤. 华为双栈组网Node B无法进行HSPA业务分析[Z]. 2013.★

作者简介

黄远胜：工程师，学士，现任职于中国联合网络通信有限公司江门市分公司运行维护部，主要负责GSM、WCDMA无线网络维护工作。