TD-SCDMA Iub口承載功能測試淺析

鄒珂龍， 程衛(wèi)東

（北京郵電大學 信息與通信工程學院，北京 100876）

0 引言

隨著中國移動 TD-SCDMA網(wǎng)絡工程建設的大規(guī)模開展，對RNC與室內基帶處理單元（BBU）之間的Iub接口測試要求更加嚴格，筆者在參與中國移動TD-SCDMA第四期招標測試中深有體會。

Iub接口在網(wǎng)絡中的重要性是不言而喻的，相關標準和資料也是隨處可見，但Iub接口的測試，尤其運營商在招標測試中對其承載功能的要求卻是很少能觸及，作為傳輸RNC與Node B之間的信令和無線接口數(shù)據(jù)的Iub口，其重要性正日益受到工程技術人員的重視。理解并掌握Iub調測技術及其原理無疑對工程網(wǎng)絡質量的提高具有十分重要的意義。將從傳統(tǒng)ATM和IP兩大部分展開討論Iub口的傳輸測試，討論相關協(xié)議和測試方法。

1 ATM承載接口測試

1.1 ATM承載接口支持測試

Iub接口用 ATM 承載是電信網(wǎng)絡傳統(tǒng)的連接方式，物理層可以使用 E1、T1，STM-1等多種接口，本期測試中要求Node B支持普通E1、IMA E1（要求配置多個反向復用組即IMA組）、STM-1等接口功能測試，RNC側Iub口配置為非信道化的STM-1。

設備能否支持 IMA組配置是測試的重點，但并非各廠商設備實現(xiàn)的難點。IMA是一種在發(fā)送方向將來自ATM層的信元流按照一定的順序分攤到多條E1/T1鏈路上，然后在接收方解復用來恢復信元流的技術。這其中的多條物理鏈路構成一個IMA邏輯鏈路(IMA組)，它的速率近似等于組內的各個物理鏈路速率之和。圖1給出了單方向的ATM信元反向復用和解復用示意圖。

圖1 單方向的ATM信元反向復用和解復用

設備提供的ATM IMA解決方案，用戶可以靈活的配置帶寬，使用多條E1/T1鏈路來取代昂貴的E3/T3鏈路，從而以較低的成本來獲取高帶寬的廣域網(wǎng)接入服務。圖2給出了ATM接口功能測試的示意圖。

圖2 ATM接口功能測試

Hub Node B功能測試也是本次測試用例之一，考慮在傳輸資源匱乏或基站密集的地區(qū)采用Hub Node B ATM匯聚功能，使Hub Node B對多個邊緣Node B進行匯聚，邊緣Node B和Hub Node B之間采用SDH E1透傳，Hub Node B內置ATM交換單元，其Iub側為STM-1接口，對邊緣Node B接入的IMA E1統(tǒng)計復用為STM-1 ATM后與RNC互聯(lián)，可以節(jié)省接入傳輸資源。

該方式的缺點在于Hub Node B由于機房條件限制、可靠性等因素，不能帶太多的邊緣 Node B，可能造成其上聯(lián)STM-1的帶寬利用率低。在測試中考慮只是功能的驗證，只要求Hub Node B下連接一個Node B，如圖3所示。

圖3 Hub Node B功能測試

1.2 ATM功能測試

ATM 功能測試是基于 Iub接口協(xié)議棧無線網(wǎng)絡層和ATM傳輸網(wǎng)絡層的各層協(xié)議。無線網(wǎng)絡層由控制平面NBAP和用戶平面的幀協(xié)議FP組成，傳輸網(wǎng)絡層協(xié)議即為ATM協(xié)議中的ATM適配層AAL2與AAl5、信令ATM適配層SAAL（SSCOP、SSCF-UNI）和接入鏈路控制應用協(xié)議ALCAP三部分。

AAL2和AAL5是ATM適配層協(xié)議，完成數(shù)據(jù)適配功能——把高層數(shù)據(jù)結構表示成ATM信元，并提供相應的運行和管理功能，AAl2和AAl5的主要區(qū)別為，AAL5用于非實時的面向連接和無連接的數(shù)據(jù)傳輸,而AAl2是為可變比特數(shù)據(jù)傳輸而設計的，主要用于傳輸語音業(yè)務，都采用ITU—T標準定義。ALCAP是專門針對AAL2連接的信令協(xié)議，負責AAl2點到點連接的建立釋放和維護。

測試要求 Iub口能配置不同的 PVC （VPI相同，VCI不同的PVC）來承載基站應用部分協(xié)議NBAP，OMCB信息流，ALCAP、專用信道DCH、隨機接入信道RACH、前向接入信道FACH、尋呼信道PCH、高速傳輸信道HS-DSCH等信令和用戶面數(shù)據(jù)。小區(qū)正常建立后進行AMR語音呼叫，通過Iub接口信令儀，觀察不同的數(shù)據(jù)承載在不同的PVC鏈路上，無線網(wǎng)絡控制層的控制面和用戶面的數(shù)據(jù)進行了正確封裝，AAL2和AAL5對數(shù)據(jù)的承載遵循YD/T 1086-2000等規(guī)范，簡單看用戶面數(shù)據(jù)在ALL2中，其他數(shù)據(jù)在AAL5中。

測試中還需考察Iub接口能實現(xiàn)負載分擔或保護功能，即同一Iub接口上，同一信令或用戶面數(shù)據(jù)流應能建立在多條 PVC上，按照中國移動相關標準，對用戶面數(shù)據(jù)的負載分擔最好為按業(yè)務負載分擔，即當 Iub接口配置兩條業(yè)務PVC時，AMR語言用戶被分配在不同的PVC上以實現(xiàn)負載分擔，而任一PVC的down都不會影響業(yè)務的保持，以支持鏈路的保護。

在鏈路故障時，IMA帶寬的調整是IMA協(xié)議的基本要求，測試中Node B配置兩個E1，建立一個IMA組。當一條E1斷掉發(fā)生故障時，IMA能繼續(xù)工作，但盡力而為業(yè)務服務質量或容量級別（CAC）能基于正常工作的鏈路帶寬變化，以適應帶寬的減少。

本期測試對IMA組內多條IMA LINK的跨板捆綁測試提出更高的要求，不僅要求同一IMA組內多條IMA LINK能夠分散在RNC多個接口板內，而且要求不同IMA組內的多條IMA鏈路能夠分散在RNC側不同的接口板上，以實現(xiàn)雙 IMA的負荷分擔和保護功能。需要特別說明的是，測試中模擬鏈路故障的重啟板卡必須為 IMA組的處理板卡，而非接入板卡，否則達不到考察雙 IMA組的備份。該項測試由于各廠家實現(xiàn)方式不同，結果也大不一樣。

1.3 ATM QoS測試

ATM服務質量（QOS）測試包括對敏感業(yè)務的帶寬（BW）預留，QOS類型與業(yè)務類型映射配置，ATM VP/VC 傳輸區(qū)分能力測試等用例，由于前期廠家基本都通過了這些測試，不是這次測試的重點，這里不再贅述。

1.4 基站的O&M IP化測試

測試要求基站的O&M業(yè)務流基于IP方式，并且通過通向每個Node B的AAL5承載，RNC就必須配置OMC-B的業(yè)務IP和IPOA的靜態(tài)路由表。Node B啟動時，若沒有得到本地的相關配置，就會從默認的PVC上發(fā)起FTP客戶端請求，這有利于多個Node B共同連接一個OMC-B時，構成Client-Server模式。

2 IP化功能測試

3G R4向R5/R6的演進主要體現(xiàn)在接入IP化和IMS的引入上，相應地，對承載網(wǎng)的要求體現(xiàn)為 Node B、RNC、MGW之間由ATM承載轉為IP承載，接入IP化初期，CS語音可仍由ATM承載，PS業(yè)務轉為IP承載，后期語音也逐步轉由IP承載。R5以后，Node B支持IP接口，可通過光纖直連、MSTP、城域以太環(huán)網(wǎng)等方式上聯(lián)，不僅可以大幅度提高網(wǎng)絡數(shù)據(jù)承載能力，更可以緩解3G運營商當前面臨的巨大傳輸壓力，特別是高速上行鏈路分組接入技術（HSPA）等無線寬帶技術的商用對接入網(wǎng)傳輸帶來的挑戰(zhàn)。

2.1 接口功能測試

本期測試中對Node B接口功能涉及能否支持FE光接口，GE光/電接口，而RNC要求支持GE光接口。除新郵通BBU2400對GE光接口不支持，通過外接模塊轉化實現(xiàn)外，其他廠商均能很好支持。

2.2 RNC鏈路捆綁測試

RNC Iub口通過兩個不同的板卡的GE接口與傳輸設備連接，并將這兩個接口配置為手工捆綁（或靜態(tài)LACP），工作于負載分擔方式，傳輸設備的對應GE也配置為手工捆綁或靜態(tài)LACP，工作于負載分擔方式下。如圖4所示，在基站1和基站2所屬小區(qū)內對呼CS12.2K語音業(yè)務，同時經(jīng)行PS384K文件下載業(yè)務，業(yè)務流能夠同時在兩個端口進行傳送，工作于負載分擔，在任一承載業(yè)務斷開的情況下，業(yè)務能夠到換到好的線路/板卡上，業(yè)務無中斷。

圖4 RNC鏈路捆綁測試

2.3 VLAN匯聚功能測試

RNC下聯(lián)多個Node B站點，進行每個Node B1個VLAN及一個IP地址配置，RNC配置VLAN匯聚功能，即RNC通過1個IP子網(wǎng)及IP地址與多個不同的VLAN的Node B連接；抓包看到RNC與多個Node B正常數(shù)據(jù)交互，即不同的Node B的IP地址或MAC地址與同一個RNC的IP地址或MAC地址交互。

2.4 Qos功能測試

ATM 技術，其面向連接的特性可以很好地保證業(yè)務質量，并可發(fā)揮ATM的統(tǒng)計復用、QOS保證等優(yōu)勢，引入IP后，區(qū)分服務(DiffServ)必須被支持，在IP頭里(如圖5所示)的DSCP碼代表不同的優(yōu)先級，DSCP和UTRAN里業(yè)務類型間的映射關系應該由移動運營商通過操作維護參數(shù)配置。

在對IP Qos需求最為迫切的Iub上，下列類型的業(yè)務要區(qū)別對待：

①Node B 同步消息有最小的延遲；

②NBAP信令有小的延遲；

③O&M沒有延遲要求。

圖5 IP頭中TOS字段

對于用戶面有以下幾類業(yè)務：

①會話類（Conversational）對傳輸延遲，傳輸抖動有高的要求；

②流類（Stream）對傳輸抖動有高的要求，對傳輸延遲有適中的要求；

③交互類（Interactive）和背景類（Background）對傳輸延遲和抖動都無特殊要求。

區(qū)分服務允許定義6比特的DSCP，但僅8個Qos類型可以被定義，每個類型對應一個PHB，在這8個類型中，2個被保留為網(wǎng)絡控制和網(wǎng)間控制，但剩下的6個QoS里，常常只有4個被IP骨干傳輸網(wǎng)使用。

如果在 L2使用以太網(wǎng)，L2的優(yōu)先級通過 802.1P 和802.1Q被支持，中國移動本次測試要求的業(yè)務區(qū)分服務、DSCP值和VLAN優(yōu)先級之間的映射關系如下表1。

表1 DiffServe 分類表

3 結語

中國移動新一期TD-SCDMA招標測試已經(jīng)接近尾聲，各廠商RRU小型化、大容量緊湊型BBU、節(jié)能減排、IP化、GPS替代方案方面都有很多技術突破來支持精品TD建設，這里的Iub口的測試只是本期測試中的很小一角，但至關重要，在此結合相關協(xié)議，對Iub口測試進行簡要整理和描述，希望有助于初次接觸Iub測試的人員學習。

[1] 段玉宏，夏國忠，胡劍,等.TD-SCDMA無線系統(tǒng)原理與實現(xiàn)[M].北京：人民郵電出版社, 2007.

[2] 李軍. TD-SCDMA系統(tǒng)中 Iub接口配置的計算方法[J].現(xiàn)代電信科技,2009(06)：55-59.

[3] 何昭君.TD-SCDMA Iub接口NBAP協(xié)議研究與實現(xiàn)[D].成都：電子科技大學, 2009.