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Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. PTN 微波特性介绍 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 2 前 言 本课程介绍了微波的基本技术原理以及 是怎么实现的，结合PTN产品的具体应 用场景详细介绍了微波的配置过程。目 前PTN910和PTN950产品已支持微波链 路，PTN3900和PTN1900产品也即将支 持微波链路。 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 3 培训目标 l学完本课程后，您应该能： p掌握微波的基本原理 p了解微波在PTN组网中的典型应用 p了解微波在PTN产品中的配置步骤 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 4 目 录 l PTN微波基本原理 l PTN微波应用场景 l PTN910&950过微波支持的主要特性 l PTN910&950业务配置举例 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 5 IP时代的到来 n2G - 3G - 3G+ -LTE, 移动基站回传业务 从TDM发展到IP。 n微波传送网络从传统TDM微波向分组微波演进。 BSCRNC eNodeBeNodeBeNodeB aGW X2X2 NodeBNodeBNodeB BTSBTSBTS Mobile Backhaul TDM/ATMTDM/ATM/Eth. ALL IP 2000 1X DL:153.6k UL:153.6k EV-DO(R0) DL:2.4M UL:153.6k EV-DO(RA) DL:3.1M UL:1.8M EV-DO(RB) DL:6.2-73.5M UL:3.6-27M LTE DL:100M UL:50M 2G R99/R4 DL:384k UL:384k HSDPA(R5) DL:14.4M UL:384k HSUPA(R6) DL:14.4M UL:5.76M HSPA+(R7) DL:43M UL:11.5M LTE(R8) DL:100M UL:50M Mobile Evolution CDMA2000 WCDMA Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 6 Packet in air IDU Real-timeReal-time Real-time Real-time Real-time TDM based TDM IDU Packet based TDM ETH TDM in air TDM 微波: n接入采用PDH微波，汇聚采用SDH微波 n以太网业务使用EOS技术在空间传播 nQPSK128QAM, 固定调制方式，低容量 n用于2G和3G早期阶段。 Hybrid 微波: nNative TDM + Native Ethernet nQPSK256QAM, AM, 大带宽 n用于 TDM & IP 共存的场景，主要是2G向3G过渡的初期。移动业 务仍然是语音为主数据为辅，为了保护原有设备的投资和既有语 音业务的传送，在原有TDM微波设备上增加分组交换能力无疑是 移动传送网络演进过渡期首选的解决方案。 Packet Radio: n纯分组 nQPSK256QAM, AM, 大带宽 n用于3G ALL IP阶段。运营商自建一张新的移动IP传送网，最佳选择就 是纯分组微波。 微波的三种形态态 Hybrid in air ETH IDU Real-time Real-time TDM TDM Packet Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 7 微波概述 l利用微波作为载体的通信称为微波通信 l基带传输信号为数字信号的微波通信是数字微波通信 l微波通信的理论基础是电磁场理论 l视距传播： 微波波段频率很高，电波沿地面传播时衰减很大，遇到障碍时绕射 能力很弱，照射到高空电离层时不能反射，所以，在这一波段只能使用视 线距离内直接到达接收点的空间波来达到通信的目的。因为是视距，长距 离的通信就需要中继站转接。这样的通信系统称为微波中继通信系统。 l在微波传送网络不可避免地向分组传送演进的趋势下，由TDM微波演进到 Hybrid微波，最后再演进到纯分组微波的解决方案，结合了保护现有网络 投资，灵活升级，兼容并收等优势，成为当前运营商可选择的最具性价比 的微波传送解决方案。 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 8 微波频率划分 数字微波传输常用频段包括： 4/5/6/7/8/11/13/15/18/23/26/32/38 GHz（ITU-R建议规定） 微波：频率为300MHz300GHz范围内的电磁波 30 KHz 300 3MHz 30 300 3GHz 30 300 3 T Hz 10Km 1 100m 10 1 100mm 10 1 100m VLF 特 长 波 LF 长 波 UHF 特 高 频 VHF 甚 高 频 MF 中 波 HF 短 波 SHF 超 高 频 EHF 毫 米 波 光 波 频率 波长 名称 主 要 用 途 航行 无线航行 广播 广播FM广播 T VT V T V 卫星 通信 微波 中继 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 9 微波原理框图 放大 下变频 中频 滤波 解调 接收天线 调制 中放 上变频 功放 滤波 调制 中频 上变频 功放 滤波 发送天线 基带 基带 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 10 分组微波满足IP化移动Backhaul需求 E1 E1 CES Packet Radio Hybrid Radio l新一代分组微波 更大的容量，支持256QAM/56MHz 空口可达360Mbps传送容量，满足HSPA、LTE传送 需求 业务接入支持QoS调度，可根据业务优先级保证高优先级业务的可靠传送 支持自适应调制（AM），满足IP化网络业务动态传送需求，优化大带宽传送与低成本组 网 支持1588v2时间传送 IP Radio Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 11 Packet微波特性简介 Packet微波是指将各种业务用PWE3技术封装后以分组形式传送的微波， Packet微波支持AM功能。Packet微波可以提高微波带宽的利用率，使分组网 络统计复用的优势延伸到接入层。 分组业务TDM业务 纯分组微波Packet直接映 射到微波帧 TDM通过CES映射到微 波帧 分组业务TDM业务 Hybrid分组 微波 Packet直接映 射到微波帧 TDM直接映射到微 波帧 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 12 Packet微波承载方式 lPacket微波支持MPLS/PWE3技术。当接入TDM E1业务时，通过PWE3技术实现 CES电路仿真，将E1业务封装为PW报文。当接入IMA E1业务或以太网业务时， 则通过PWE3技术直接封装为PW报文。各种业务封装后形成的PW报文，经过分组 处理平台统一处理后传送到微波端口，映射成微波帧，从而实现在Packet微波统 一传送各种类型的业务。 Pure packet in air: Everything over one IP Pipe IDU Pure packet radio frame Packet E1/IMA E1 Etherne t Packet based Packet T PWE3 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 13 Packet 微波业务业务 容量 波道间隔(MHz) 调制方式以太网吞吐量 7QPSK911 716QAM1923 732QAM2429 764QAM3137 7128QAM3744 7256QAM4351 14（13.75）QPSK2023 14（13.75）16QAM4148 14（13.75）32QAM5059 14（13.75）64QAM6576 14（13.75）128QAM7790 14（13.75）256QAM90104 l 不同的微波帧长帧长，packet微波空口容量是不同，因此以太网吞吐量是一个范围值围值。 l 具体帧长对应帧长对应的端口以太网吞吐量请查阅请查阅附录录。 1/2 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 14 Packet 微波业务业务 容量 波道间隔(MHz)调制方式业务 容量 （Mbit/s） 28（27.5）QPSK4148 28（27.5）16QAM8497 28（27.5）32QAM108125 28（27.5） 64QAM130150 28（27.5）128QAM160180 28（27.5）256QAM180210 56QPSK8497 5616QAM170190 5632QAM210240 5664QAM260310 56128QAM310360 56256QAM360420 2/2 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 15 Modulation & Channel Spacing n提高单载波的吞吐量: 10Mbps to 400Mbps n相对传统微波，单载波的空口利用率提升25 Channel Bandwidth (MHz) Legacy PDH/SDHHuawei Hybrid 100 200 300 400 500 Capacity (Mbps) Enhanced Ethernet Throughput 14 28 56 7 10M60M80M120M160M400M 以太网吞吐量单载波可传 400M，效率提升25% 以太网吞吐量以太网吞吐量 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 16 Packet微波调制方式简介 lPacket微波支持固定调制和自适应调制两种方式。 p固定调制：微波链路运行状态下，恒定采用一种调制模式进行工作的调制方式。采用固定 调制方式时，可通过软件设置使用的调制模式，调制方式可设置QPSK256QAM。 pAM(自适应调制）：根据信道质量自动调整调制模式的技术 。采用AM方式时，可通过软 件设置最低调制模式（也称为Reference Mode）和最高调制模式（也称为Nominal Mode ）。 Capacity Time 99.999% Voice Adaptive Modulation Outage: 5.25min 99.998% 99.995% 99.99% 99.95% 256QAM 128QAM 64QAM 64QAM 128QAM 256QAM 32QAM99.9% Outage: 10.51min Outage: 26.28min Outage: 52.56min Outage: 262.80min Outage: 525.60min QPSK 16QAM Packet radio GSM HSPA Time Capacity 99.999% Fixed Modulation Fixed Bandwidth TDM radio QPSK Outage: 5.25min GSM HSPA Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 17 微波基本特性1：AM技术 lAM ( Adaptive Modulation,自适应调制)是一项根据信道质量自动调整调制模式的技术 。 l在相同的波道间隔下，调制模式不同，微波的业务带宽也不同，调制模式越高，传送 的业务带宽越高，但链路的抗干扰能力越低。在信道质量良好时（如晴天），设备采 用高调制模式，尽力传送更多的用户业务，以提高系统的传输效率和频谱利用率。当 信道质量恶化时（如雷雨、大雾天气），网元采用低调制模式方式，只传送可用带宽 内的高优先级业务，对低优先级的业务进行丢弃，以提高链路的抗干扰能力，保证高 优先级业务的链路可用性。 Capacity Time 99.999% Voice Adaptive Modulation Outage: 5.25min 99.998% 99.995% 99.99% 99.95% 256QAM 128QAM 64QAM 64QAM 128QAM 256QAM 32QAM99.9% Outage: 10.51min Outage: 26.28min Outage: 52.56min Outage: 262.80min Outage: 525.60min QPSK 16QAM Packet radio GSM HSPA Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 18 微波基本特性1：AM技术 lPacket微波设备采用AM技术时，需要根据当前调制模式对应的业务带宽和业务的 QoS策略，控制业务的传送。业务报文根据业务类型标识调度到不同优先级的队列中 。各个优先级队列中的业务通过SP或WFQ算法传送到微波端口，当微波带宽不足导 致某些优先级队列拥塞时，这些优先级队列通过尾丢弃或WRED算法丢弃部分或全部 业务。 l右下图形象的表述了AM引起的业务变化。蓝色部分表示分组业务，且越靠近边缘部分 的蓝色部分代表的业务的优先级越低。在各种信道条件下业务的带宽是变化的，在信 道质量差时，低优先级的业务就被丢弃了。 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 19 微波基本特性1：AM实现 接收端的接收通道监测接收到的信 噪比(SNR) ，如果接收到的SNR值 低于阈值时，则输出接收信号质量 指示信号给AM引擎。 接收端的AM引擎将切换指示信号放 在分组微波帧的开销中通过发送通 道发送给本端。 本端的中频单元处理中频信号，将 AM的切换指示信号发送给AM引擎 。 AM引擎将切换指示信号发送给分组 交换单元和复接单元，指示在第n帧 后业务发送信号单元、复接单元同 时完成业务帧的切换和调制模式的 改变。 切换前 调制模式改变后，分组交换单元根据业务 带宽的变化对业务做Qos处理，然后将相 应的业务调度到中频端口。如向低调制模 式切换时，根据Qos的处理结果，丢弃低 优先级的业务，将高优先级的业务调度到 中频端口，分组微波帧带宽变小，如右图 所示。 收端的接收通道会检测到调制模式的改变 ，从而立即输出当前帧接收模式改变信号 给复接单元，从而使复接信号单元按照新 的调制模式来接收和处理业务信号。 切换后 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 20 微波基本特性1：AM特点 Detected SNR decrease d Prepare to Switch to 32QAM Detected SNR Increased 64QAM 32QAM Massage 32QAM64QAM Message Prepare to Switch to 64QAM nAM可以使用QPSK/16QAM/32QAM/64QAM/128QAM/256QAM调试模式。 nAM实际使用的最低调制模式（也称为Reference Mode）和最高调制模式（也称为 Nominal Mode）可以设置。 n切换AM调制模式时，发送频率、接收频率和波道间隔都不会改变。 n切换AM调制模式时，采用Step By Step的方式逐级进行切换。 n切换AM调制模式时，在丢弃低优先级业务的同时，高优先级业务不产生误码和滑码 ，切换速度满足100dB/s的信道快衰落无误码。 ModulationBandwidthCapacity 32QAM28MHz100M 64QAM28MHz150M Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 21 微波基本特性2：ATPC lATPC：Automatic Transmit Power Control 自适应发信功率控制 lATPC能够使发信机的发射功率在ATPC控制范围内自动跟踪接收 端接收电平的变化。若路径条件比较差，衰落较大，接收端的收 信电平低于接收端设置的ATPC调整下门限时，接收端通知发送端 提高ODU的发射功率，从而避免较大误码率的出现。若路径条件 好，接收端通知发送端适当降低ODU的发射功率，这样可以减小 对其他系统的干扰，也可以降低系统功耗。 l目前，PTN910和PTN950中频板IFE2支持ATPC。 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 22 微波链路11保护 l在数字微波中系统中，提高通信系统的可靠性而采用的备份波道和设备的 方法 l备份工作方式 波道备份（HSM，Hitless Switch Mode）业务误码恶化到一定门限，或 者存在影响业务的相关告警，触发HSM倒换 设备备份（HSB，Hot Standby）设备侧（中射频部分设备）故障或者远 端RDI告警 l微波1+1的三种保护模式，目前，PTN910和PTN950产品均支持以下微波 特性： HSB : Hot Standby，设备侧热备份 FD : Frequency Diversity，设备侧热备份波道侧频率分集 SD : Space Diversity，设备侧热备份波道侧空间分集 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 23 微波链路11保护 PTN950对偶槽位 PTN910对偶槽位 对于HSB没有对偶槽位的限制，SD和FD需要在如上对偶下才能配 置。原因是波道侧的保护需要通过背板总线在主备板之前互送业 务。 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 24 PTN微波保护1+1HSB 交换单元 业务板 主用 中频板 主用ODU 合路器 天线 备用 中频板 备用ODU 静默 静默 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 25 PTN微波保护1+1 SD 交换单元 业务板 主用 中频板 主用ODU 天线1 备用 中频板 备用ODU 天线2 静默 静默 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 26 PTN微波保护1+1FD 交换单元 业务板 主用 中频板 主用ODU 合路器 天线 备用 中频板 备用ODU tf2 rf2 tf1 rf1 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 27 目 录 l PTN微波基本原理 l PTN微波应用场景 l PTN910&950过微波支持的主要特性 l PTN910&950业务配置举例 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 28 业务承载方案 lPacket微波支持MPLS/PWE3技术。当接入TDM E1业务时，通过PWE3技 术实现CES电路仿真，将E1业务封装为PW报文。当接入IMA E1业务或以太 网业务时，则通过PWE3技术直接封装为PW报文。各种业务封装后形成的 PW报文，经过分组处理平台统一处理后传送到微波端口，映射成微波帧，从 而实现在Packet微波统一传送各种类型的业务。 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 29 保护方案 IP TDM E1 FE GE IMA E1 PTN 910 GE 设备级保护 电源11热备份 控制、交换、时钟 11热备份 微波链路保护 11 HSB/SD/FD u全面的网络级保护、微波链路保护、设备级 保护； u针对不同业务提供不同保护机制：E1、Ethernet； NodeB BTS NodeB BSC RNC PTN 910 PTN 910 PTN 910 PTN 950 PTN 950 网络级保护 MPLS: MPLS tunnel 1+1保护 MPLS tunnel 1+1保护 LSP FRR保护 以太网：LAG保护 ATM over E1： IMA保护 分组E1： ML_PPP保护 ML-PPP E1/FE/POS Leased Line Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 30 PTN微波应用场景一 l光网络补网：移动基站接收无线信号后，要将信号回传到BSC 以进入核心 网进行传输，这个过程就叫做移动基站的回程传输。在传输光网络和BSC 之间，由于地理位置等其他原因，不便于铺设光缆，则需要采用微波传输 的方式。 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 31 PTN微波应用场景二 l重要链路备份：在两个主要传输站点之间，为了防止在光缆断裂 的情况下，将对信息传输的影响降到最低点，将微波传输作为光 传输的一种备份。 primary Radio Backup Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 32 PTN微波应用场景三 l应急通讯，可用于灾后临时通信备份，组网简单快捷。 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 33 目 录 l PTN微波基本原理 l PTN微波应用场景 l PTN910&950过微波支持的主要特性 l PTN910&950业务配置举例 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 34 PTN910&950过微波支持的主要特性 微波支持的业业 务务 微波支持的保 护护 其它 低速（CES）APSDCN 低速（IMA）FRR同步以太时钟 ETH（E-LINE ） 主控主备1588V2 ETH（E- AGGR） Qos L3VPN（ MPLS TUNNEL） Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 35 PTN910&950过微波支持的主要特性 l微波通过微波帧把以太报文进行透传 微波帧开销 lDATA：用户侧报文 lDA和SA：设备加入的以太头，目的MAC地址和源MAC地址 lPW：用户配置的PW标签 lTNL：用户配置的TNL标签 lMW：微波帧开销 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 36 PTN910&950过微波支持的主要特性 l微波帧开销 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 37 PTN910&950过微波支持的主要特性 lEOW：公务联络字节 lX1、F1：异步、同步数据口 lJ0：类似再生段踪迹字段，在RTN910950中用于纤缆搜索协议字节 lMVREI、MVRDI：远端误码指示、远端缺陷指示 lATPC1、ATPC0：用于11主备ATPC调整 lLINKID：微波链路ID lH4：微波帧复帧号 lD1、D2、D3：数据通信通路 lPWR：功率回退保留字节 lACM：PVG610的ACM HDLC通道 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 38 目 录 l PTN微波基本原理 l PTN微波应用场景 l PTN910&950过微波支持的主要特性 l PTN910&950业务配置举例 Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 39 中频单板普通业务配置 l下面以配置一个专线E-Line业务为例，介绍典型的配置步骤 l采用中频IFE2单板承载 l业务配置可以将中频端口看作一个FE口，其属性、配置与之 类似。唯一不同的是需要首先配置微波的链路，使其连通， 相当于先保证FE口之间使用网线连接起来一样。 Copyrigh