IP RAN技術(shù)分析

摘 要 隨著我國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的要求越來(lái)越高，通信技術(shù)不斷更新是必然趨勢(shì)。文章主要結(jié)合IP RAN技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，探討IP RAN承載需求，IP RAN組網(wǎng)架構(gòu)是本文的重點(diǎn)，闡述了IP RAN技術(shù)具有非常強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞 IP RAN；承載方式；組網(wǎng)架構(gòu)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）02-0128-02

1 IP RAN技術(shù)簡(jiǎn)介

隨著我國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展，原有承載網(wǎng)的MSTP技術(shù)已無(wú)法滿足未來(lái)IP化的發(fā)展，IP RAN技術(shù)是解決無(wú)線接入IP化最直接的方式。IP RAN技術(shù)主要包括鏈路承載，QoS技術(shù)、OAM技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理和時(shí)鐘同步技術(shù)等，它以傳統(tǒng)路由器構(gòu)架為基礎(chǔ)，基于IP/MPLS技術(shù)發(fā)展起來(lái)的。當(dāng)IP RAN用于移動(dòng)回傳以及實(shí)時(shí)視頻業(yè)務(wù)，才能有效保護(hù)網(wǎng)絡(luò)。

鏈路承載，通過(guò)指定傳輸方式傳送業(yè)務(wù)，目前IP RAN具體承載方式有MSTP、路由器、PTN和PON等4種，可以滿足聯(lián)通CDMA等業(yè)務(wù)需求。

QoS技術(shù)，是為不同業(yè)務(wù)設(shè)置不同的優(yōu)先級(jí)，保證高優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)，提供QoS保證。有的設(shè)備提供商提供端到端QoS保障方案，由MPLS標(biāo)簽隔離tunnel 和 VPN，VPN根據(jù)優(yōu)先級(jí)不同來(lái)優(yōu)先調(diào)度高優(yōu)先級(jí)，保障各種業(yè)務(wù)的承載質(zhì)量。

OAM技術(shù)，能減少維護(hù)的復(fù)雜度，通過(guò)對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行逐個(gè)故障定位的方式提高故障檢測(cè)率，網(wǎng)絡(luò)核心和接入設(shè)備都支持OAM協(xié)議。還通過(guò)基于圖形界面的網(wǎng)管，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)圖像化業(yè)務(wù)和可視化的管理，支持電路仿真業(yè)務(wù)、ATM、ETH等多種業(yè)務(wù)類(lèi)型。

網(wǎng)絡(luò)管理，用于核心匯聚層的快速重路技術(shù)和以太網(wǎng)保護(hù)技術(shù)。

時(shí)鐘同步技術(shù)，IP RAN支持時(shí)鐘傳送機(jī)制，包括電路仿真業(yè)務(wù)自適應(yīng)時(shí)鐘恢復(fù)技術(shù)、以太網(wǎng)技術(shù)和1588V2技術(shù)，前兩種技術(shù)滿足頻率同步，最后一種滿足頻率同步和步驟同步。

2 IP RAN應(yīng)用領(lǐng)域

IP RAN主要應(yīng)用于城域網(wǎng)，以基站回傳為主的，能滿足綜合業(yè)務(wù)承載的路由器解決方案。具體業(yè)務(wù)承載的方式包括普通業(yè)務(wù)IP 轉(zhuǎn)發(fā)；組播業(yè)務(wù)基于IP路由；電信級(jí)業(yè)務(wù)MPLS VPN承載和標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)，其中有點(diǎn)到點(diǎn)、多點(diǎn)到多點(diǎn)、基于VPN路由等的轉(zhuǎn)發(fā)。

IP RAN在國(guó)內(nèi)的移動(dòng)、聯(lián)通和電信三家運(yùn)營(yíng)商中，中國(guó)移動(dòng)已經(jīng)確定將PTN技術(shù)作為移動(dòng)承載網(wǎng)技術(shù)，已經(jīng)部署了大量PTN設(shè)備；中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信從2010年起開(kāi)始進(jìn)行了大量的IP RAN試點(diǎn)方案建設(shè)。中國(guó)電信2010年在廣東進(jìn)行了小規(guī)模的試點(diǎn)，2011年在杭州、鎮(zhèn)江、金華、深圳河蘇州等城市進(jìn)行了IP RAN承載網(wǎng)的試點(diǎn)工作并取得成效，通過(guò)路由器就可以滿足基站IP化承載需求。中國(guó)聯(lián)通2010年完成了分組傳送技術(shù)的實(shí)驗(yàn)，2011年在北京、上海、珠海、長(zhǎng)沙、常州、沈陽(yáng)等多個(gè)城市進(jìn)行了規(guī)?；腎P RAN商用試點(diǎn)建設(shè)。在國(guó)際上有AT&T、Veriz0n、Sprint、DT、N1Tr等運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)采用IP RAN建設(shè)移動(dòng)承載網(wǎng)。

3 IP RAN承載需求

IP RAN綜合接入網(wǎng)主要承載IP化基站回傳業(yè)務(wù)，還承載部分政企客戶專(zhuān)線業(yè)務(wù)和LTE業(yè)務(wù)，能提升接入網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性和綜合承載能力。

隨著移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增多，基站設(shè)備內(nèi)核的IP化以及接口的高速化已成為必然，基站主流接口將從以E1為主轉(zhuǎn)變?yōu)镕E為主。未來(lái)LTE會(huì)為客戶提供豐富的應(yīng)用，需要更加靈活的承載方式，滿足基站靈活互聯(lián)、多歸屬和組播業(yè)務(wù)需求?；綢P化過(guò)渡階段，E1和FE業(yè)務(wù)共存，IP RAN綜合接入網(wǎng)具備電路仿真能力，滿足電路的承載需求。

政企客戶專(zhuān)線業(yè)務(wù)為滿足政企客戶點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)、多點(diǎn)到多點(diǎn)二、三層VPN組網(wǎng)需求，提供高可靠、大容量二、三層VPN接入能力，還具有電路仿真能力和大帶寬互聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)線的接入能力。

4 IP RAN組網(wǎng)架構(gòu)

4.1 IP RAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

IP RAN綜合接入網(wǎng)以路由器技術(shù)為核心，是基于IP化的分組服用網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)提升容量，增加OAM能力、鏈路承載、網(wǎng)絡(luò)管理能力等，形成一種運(yùn)營(yíng)級(jí)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)連接綜合承載分組傳送網(wǎng)，IP RAN是一種融合的、扁平的網(wǎng)絡(luò)。基于IP RAN技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)路由的三層功能，才能提供相關(guān)業(yè)務(wù)。IP RAN的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分別為核心層、匯聚層和接入層，IP RAN網(wǎng)絡(luò)分層示意圖如圖1所示。

圖1 IP RAN網(wǎng)絡(luò)分層示意圖

IP RAN網(wǎng)絡(luò)定位于城域網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)基站與基站控制器之間的傳送網(wǎng)絡(luò)，以及政企客戶業(yè)務(wù)的接入和承載等。圖1中BSC是基站控制器，BTS是基站收發(fā)信機(jī)。其中接入層是由較小容量A類(lèi)設(shè)備組成，采用環(huán)型、鏈型或雙上行方式組網(wǎng)，將基站和政企業(yè)務(wù)末端接入；節(jié)點(diǎn)多、帶寬壓力小，充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源。匯聚層由較大容量的B類(lèi)設(shè)備組成，采用環(huán)型或雙上行方式組網(wǎng)，將接入A類(lèi)設(shè)備并匯集接入層設(shè)備的流量，為接入層提供數(shù)據(jù)的匯集、傳輸、管理和分發(fā)處理；節(jié)點(diǎn)較多，帶寬壓力較大，與現(xiàn)有的IP承載網(wǎng)無(wú)縫融合。核心層接入?yún)R聚層流量，采用雙上行或MESH方式組網(wǎng)，相當(dāng)于業(yè)務(wù)系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)；節(jié)點(diǎn)少，帶寬壓力大。

IP RAN綜合接入網(wǎng)分層以后，非常適合城域網(wǎng)和現(xiàn)有IP承載網(wǎng)資源，投資成本大大節(jié)省，接入靈活，可擴(kuò)展性強(qiáng)，運(yùn)維效率高，可實(shí)現(xiàn)TDM、ETH、L2/L3 VPN、固網(wǎng)移動(dòng)業(yè)務(wù)統(tǒng)一接入、傳送處理、面向LTE演進(jìn)全三層結(jié)構(gòu)。

4.2 IP RAN組網(wǎng)方案

原有MSTP傳輸網(wǎng)的三層結(jié)構(gòu)中，接入層、匯聚層和核心層直接的連接需要建立大量的靜態(tài)連接，帶寬擴(kuò)容很難提升，承載IP業(yè)務(wù)延時(shí)、效率低、成本高。隨著IP化的發(fā)展，IP技術(shù)支持統(tǒng)計(jì)復(fù)用，業(yè)務(wù)模型更豐富，還支持QoS，IP承載綜合業(yè)務(wù)效率高，同等帶寬下成本更低，帶寬擴(kuò)容更容易。IP RAN綜合接入網(wǎng)采用動(dòng)態(tài)路由技術(shù)，IP也是動(dòng)態(tài)的，當(dāng)增加新設(shè)備時(shí)，只用修改直接節(jié)點(diǎn)的配置，不用手動(dòng)修改全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的配置。endprint

IP RAN綜合接入網(wǎng)組網(wǎng)時(shí)，通過(guò)分層VPN減少接入層設(shè)備，減輕匯聚層BGP Peer連接壓力，為大規(guī)模組網(wǎng)提供可能，通過(guò)分段保護(hù)，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)可靠性，方便OAM檢查。IP RAN組網(wǎng)方案如圖2所示。

圖2 IP RAN組網(wǎng)方案

在IP RAN三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，接入層、匯聚層和核心層支持任意組網(wǎng)方式，在規(guī)劃時(shí)應(yīng)綜合光纖資源、帶寬利用率。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)更節(jié)省光纖，但承載效率低；口型網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容成本高，適合大規(guī)模組網(wǎng)；雙上行可靠性好，但光纖消耗多；MESH可靠性最好，但光纖消耗多。

在IP RAN三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，采用分層思想，選擇適合城域網(wǎng)組網(wǎng)的方式，充分利用現(xiàn)有IP承載網(wǎng)資源，實(shí)現(xiàn)TDM、ETH、L2/L3 VPN、固網(wǎng)移動(dòng)業(yè)務(wù)接入，面向LTE演進(jìn)，接入層采用環(huán)型或鏈型組網(wǎng)，匯聚層和核心層采用樹(shù)型、環(huán)型或口型組網(wǎng)，與現(xiàn)有的IP承載網(wǎng)無(wú)縫融合，接入更靈活，可擴(kuò)展性強(qiáng)，運(yùn)維效率高。接入層、匯聚層和核心層可選擇組網(wǎng)方式如圖3所示。

圖3 接入層、匯聚層和核心層組網(wǎng)方式

在IP RAN具體解決方案中，IP RAN組網(wǎng)架構(gòu)與業(yè)務(wù)需求有關(guān)，同城分為接入層和骨干網(wǎng)兩層，其中接入層和匯聚層根據(jù)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源和設(shè)備，選擇組網(wǎng)設(shè)備類(lèi)型會(huì)有所區(qū)別，通常有三種組網(wǎng)方式。第一種，采用端到端的PTN設(shè)備，采用環(huán)形組網(wǎng)，適合IP化資源較少、以移動(dòng)業(yè)務(wù)為主的運(yùn)營(yíng)商采用；第二種，采用PTN設(shè)備接入BTS，骨干網(wǎng)采用IP化統(tǒng)一承載，適合覆蓋廣泛IP化資源、以移動(dòng)業(yè)務(wù)為主的運(yùn)營(yíng)商采用；第三種，采用端到端的新型路由器組網(wǎng)，骨干網(wǎng)采用IP化統(tǒng)一承載，適合全業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)商采用。前兩種方式不適合多業(yè)務(wù)平臺(tái)承載，以移動(dòng)業(yè)務(wù)為主，第三種方式可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)語(yǔ)音和數(shù)據(jù)、固網(wǎng)語(yǔ)音、政企VPN等業(yè)務(wù)的統(tǒng)一接入和承載。

5 總結(jié)

現(xiàn)如今3G、4G和無(wú)線頻譜的頻率越來(lái)越高，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍會(huì)進(jìn)一步縮小，就需要增加更多的基站覆蓋，網(wǎng)絡(luò)中的基站數(shù)量會(huì)越來(lái)越大，這就需要對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)提出更高的要求。IP RAN采用動(dòng)態(tài)路由技術(shù)，在OAM、網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方面也在不斷改善，建設(shè)成本也在不斷降低，IP RAN未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)力將會(huì)不斷提高。

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作者簡(jiǎn)介

余恒芳，講師，工程師，研究方向：計(jì)算機(jī)信息管理。endprint