Технология «Pseudo-Wire» для транспортных сетей мобильных и альтернативных операторов

Количество абонентов сотовых операторов постоянно растет. В то же время предъявляются новые требования к услугам, предоставляемым в мобильных сетях. В связи с этим операторы не только расширяют свои сети, но и качественно их перестраивают.

В 2007г. в России началась выдача лицензий на предоставление услуг 3G. Уменьшение затрат и максимально полное использование существующей инфраструктуры позволит операторам быстро вернуть инвестиции и повысить прибыльность. Использование технологии Pseudo-Wire сделает это возможным.

Необходимо уменьшать затраты

Затраты на оборудование и получение частотных лицензий, единовременные и фиксированные, a постоянные затраты на backhaul для сети радиодоступа (RAN) увеличивают расходы мобильных операторов. По оценке западных экспертов, их величина составляет до 40% от операционных затрат для 2G и более 60% для 3G-сетей.

Сегодня backhaul-сети построены по технологии TDM, для передачи трафика от базовых станций (BTS) до контроллеров (BSC), которые затем подключаются к коммутаторам (MSC) и ТфОП, используются выделенные каналы. При этом часть выделенных E1-каналов для этих целей арендуется у традиционных операторов. Стоимость таких E1-линий сильно разнится, но в любом случае это неотъемлемая часть операционных затрат. На многих базовых станциях требования к полосе пропускания для передачи 3G-сервисов (например, HSDPA) превосходят возможности TDM-сети. Также операционные затраты RAN зависят от затрат на наложенную сеть. Часто операторами используется не только оборудование разного поколения, но и сервисы различных поколений 2G, 2,5G, и 3G, каждый из которых занимает свой выделенный E1-канал. При этом из-за статичной природы TDM каждый E1 может быть заполнен не целиком, и в результате затраты оказываются неэффективными.

Сеть радиодоступа (RAN) поверх пакетной сети

Продолжающая эволюция мобильных беспроводных сервисов основана на новых пакетно-ориентированных технологиях — таких, как HSDPA и USDPA. Из этого можно сделать вывод, что пакетные сети доступа, в отличие от TDM, очевидно, лучше подходят для backhaul в RAN. Поэтому новые технологии Carrier Ethernet, xDSL, cable HFC, PON, и WiMAX будут лидировать в предоставлении недорогого, гибкого, высокоскоростного backhaul-транспорта.

Экономия операционных затрат становится очевидной, когда в типовой RAN стоимость E1 сравнивается со стоимостью Ethernet одинаковой пропускной способности. Фактически использование пакетного доступа может сократить издержки backhaul на 70%. За счет экономии средств можно подключить больше базовых станций и добавить поддержку UMTS и HSDPA (базовые станции 3G имеют меньшую площадь покрытия по сравнению с базовыми станциями 2G).

Существенной экономии можно достичь при использовании унифицированной сети, предназначенной не только для мобильных сервисов, но и для проводных бизнес-услуг. Помимо всего прочего это помогает сократить расходы на предоставление услуги без замены оборудования. В отличие от TDM, где для обеспечения пользователя требуемой скоростью в 25-30 Мбит/с нужно добавлять и добавлять E1-каналы, Carrier Ethernet обеспечивает широкий набор скоростей вплоть до 1 Гбит/с с шагом 1 Мбит/с, и сделать это можно по требованию через Web-интерфейс.

Возможности технологии Pseudo-Wire для RAN

Если необходимо обеспечить миграцию на 2,5- и 3G-архитектуру и передать трафик «голос/данные» через пакетную сеть доступа, то помочь в решении этих задач может технология Pseudo-Wire.

Термин «Pseudo-Wire» (псевдопроводной) появился у рабочей группы IETF?s Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge (PWE3). Им обозначаются способы эмуляции традиционных сервисов через пакетные сети. Существуют различные типы Pseudo-Wire, среди которых можно условно выделить эмуляцию каналов (Circuit Emulation) и эмуляцию сервисов (Service Emulation).

Circuit Emulation Pseudo-Wire (CE-PWs) обеспечивает прозрачную передачу TDM-сервисов, включая передачу полезной нагрузки и синхронизации. Service Emulation позволяет передавать frame-based и cell-based-трафик и обеспечивает выигрыш в полосе пропускания за счет статистического мультиплексирования.

Рис. 1 Типовой пример использования Pseudo-Wire на сети RAN

На рис. 1 показан типовой пример использования Pseudo-Wire на сети RAN. Псевдопроводные устройства доступа устанавливаются на узлах мобильного оператора и обеспечивают Pseudo-Wire-эмуляцию каналов и эмуляцию сервисов для передачи мобильного трафика голоса/данных поверх пакетной сети в сторону контроллеров (BSC/RNC). В центре Pseudo-Wire-устройства подключаются к BSC/RNC или MSC, где терминируют сервисы Pseudo-Wire, и исполняют там роль шлюзов к голосовым коммутаторам, ТфОП и FR/ATM или IP-сетям.

На узлах мобильного оператора Pseudo-Wire-устройства доступа соединяются с базовыми станциями (BTS/NodeB) E1-портами. Каждый порт программно настраивается как circuit emulation для передачи голоса или как service emulation для передачи пакетного трафика или пакетной телефонии. Кроме того, Pseudo-Wire-устройства доступа предлагают уникальный интерфейс E1 ATM, используемый для UMTS. Устройства доступа имеют также абонентский Ethernet-интерфейс для подключения будущих услуг.

К BSC/RNC Pseudo-Wire-шлюзы могут подключаться не только по E1-портам, но также через интерфейсы channelized DS3/E3 и OC-3/STM-1. В приложении UMTS, ATM Pseudo-Wire (выходя из базовых станций (NodeB) потоками E1) передаются через пакетную сеть и затем объединяются Pseudo-Wire-шлюзами в потоки ATM OC-3c/STM-1 или DS3/E3 для соединения с RNC. В шлюзах есть также порты Gigabit Ethernet.

Преимущества использования технологии Pseudo-Wire для мобильного транспорта (backhaul)

Решения Pseudo-Wire не только позволяют мобильным операторам использовать новые пакетные сети доступа, но и дают возможность оператору сделать выбор между пакетными технологиями для RAN, Carrier Ethernet, xDSL, HFC, PON и даже WiMAX.

Посредством решений Pseudo-Wire могут передаваться как сервисы, приносящие деньги в настоящий момент, так и только внедряемые сервисы (CDMA, GSM или UMTS). Подобная поддержка дает возможность совмещения на одной сети услуг разных поколений с последующей плавной миграцией от одних услуг к другим.

Решения Pseudo-Wire должны обеспечивать необходимое качество, время задержки и точность синхронизации — то есть соответствовать требованиям, предъявляемым операторами к мобильному транспорту (backhaul).

Всестороннее тестирование этих решений сервис-провайдерами подтвердило, что технология Pseudo-Wire способна обеспечить низкую задержку, требуемую протоколами управления и сигнализации мобильной сети. Решения от Axerra позволяют также восстанавливать синхронизацию с точностью лучше, чем 16ppb, что особенно важно для приложений GSM/UMTS.

Решения Pseudo-Wire полностью совместимы с оборудованием, установленным в настоящий момент в BTS, NodeB, BSC/RNC, MSC. Они сохраняют полную прозрачность передачи протоколов сигнализации и управления и могут быть легко добавлены в существующие инфраструктуру сети без переконфигурирования установленного оборудования. Преимущества технологии Pseudo-Wire для альтернативных операторов.

Рис. 2 Типовая схема сети предоставления услуг через пакетную сеть с использованием оборудования Pseudo-Wire

Pseudo-Wire позволяет предоставлять новое поколение услуг сервис-провайдерам Ethernet. Операторы могут использовать существующую инфраструктуру metro Ethernet и HFC и предлагать своим клиентам комплекс услуг, включающий в себя не только пакетные сервисы, но и традиционную передачу TDM-трафика голоса/данных. Это поможет операторам значительно расширить количество клиентов за счет малого и среднего бизнеса. И наконец, Pseudo-Wire отвечает всем требованиям мобильных операторов, поэтому провайдеры Ethernet могут предлагать им такие услуги в случае, когда у сотового оператора нет своей инфраструктуры, а стоимость аренды E1-каналов у традиционных операторов слишком высока.

Из всего сказанного выше следует, что Pseudo-Wire обеспечивает передачу традиционных услуг через пакетные сети, являясь полнофункциональной альтернативой TDM-доступа. Среди преимуществ Pseudo-Wire — существенное улучшение доходности и сильное сокращение операционных расходов операторских компаний.

Выводы

С переходом на 3G становится очевидным, что количество передаваемого трафика непременно возрастет. Это приведет к необходимости увеличения полосы пропускания; издержки на мобильный транспорт (backhaul) тоже будут увеличиваться.

Благодаря решению Pseudo-Wire для передачи всех поколений голоса и данных можно использовать пакетную сеть, поэтому для мобильных операторов это решение является экономически выгодной, полнофункциональной альтернативой TDM-доступа и позволяет им увеличивать прибыльность.

Кроме того, решения Pseudo-Wire дают возможность сервис-провайдеру выходить на новые рынки, включая рынок мобильного транспорта, и предлагать полный спектр услуг для бизнес-клиентов, используя свои скоростные пакетные сети.