移動核心網IP承載方案研究

王一

【摘要】 本文主要是在實驗的基礎上，對核心網IP化改造的承載網絡建設問題進行深入探討。并通過各廠家路由器的相關配置，詳細描述承載網絡的各項功能，以及核心網IP化過程中核心網設備對于承載網絡的要求。

【關鍵詞】 IP 本地承載網 核心網

ABSTRACT：This paper mainly on the basis of the experiment， the core network IP transformation of the bearer network construction issues in-depth discussion. And through the relevant configuration of the manufacturers router， detailed description of the functions of the bearer network， as well as the requirements of the core network IP network equipment for the core network.

KEY WORDS：：IP bearer network core network

概述

隨著電信業務和IP技術的的發展，核心網IP化是未來電信網絡的重要發展趨勢之一。運營商對現網進行核心網IP化改造，可實現移動通信網絡結構的簡化與優化，使組網更加靈活，傳輸帶寬得到充分利用，并可為基于IP的下一代移動技術的到來做好充分準備。

核心網IP化改造涉及多專業之間的相互配合，存在很多技術細節，比如承載網的建設、核心網設備的接入、IP話路與TDM話路的轉換等等。其中承載網的建設是核心網IP化改造的重要環節，本地的承載網絡既要負責與骨干網絡銜接，又要支持核心網設備的有效接入，需要滿足電信業務所需的各項要求，本文主要研究移動核心網IP化改造過程中的IP承載方案。

一、移動核心網IP化的業務要求

為保證電路域業務順利有效的開展，對于移動核心網上聯的本地承載網來說，必須滿足以下幾個方面的要求：

1.1網絡的可靠性

網絡的可靠性，即在網絡設備出現故障或鏈路出現中斷的情況下，仍能保障電路域業務不會中斷。由于電路域業務對實時性的要求很高，因此，網絡的可靠性對于用戶的業務體驗來說至關重要。

1.2網絡的穩定性

對于大規模的全國網絡來說，應盡可能地減少其他本地網絡的發展及改變對本地承載網的影響，保持網絡的穩定性。滿足這樣的要求，就可以有效減少本地承載網及核心網設備的處理資源，減輕網絡設備的壓力，為保證電路域業務的穩定奠定基礎。

1.3對QoS的有效保障

由于電路域業務對于QoS要求相對較高，對于本地承載網絡來說，應盡可能地保證電路域業務的Qos，包括信令及媒體數據。

1.4網絡發展的需求

本地承載網應該具備可擴展性，即可以根據網絡的發展，平滑地擴大網絡規模，并盡可能地減少對現有網絡的影響。

二、IP承載網建設方案

2.1本地承載網建設方案

本地承載網由接入路由器（SR）和匯聚路由器（MR）設備組成，業務設備（如CS域、PS域設備等）通過接入路由器接入，并經過匯聚路由器匯聚后統一接入IP全國骨干網。本地承載網內部鏈路之間啟用ISIS路由協議，并啟用MPLS VPN方式進行不同業務之間的隔離。

本地承載網與IP承載網骨干網之間，啟用EBGP協議互通，采用OPTION A的方式實現跨域鏈接。組網拓撲如下圖1所示。

本地承載網總體建設原則如下：

（1）本地IP承載網內設置一對匯聚路由器與IP承載網骨干網連接。根據本地網內的節點及業務量情況，匯聚路由器可與本地業務接入路由器合設也可以單獨設置。

（2）各業務節點成對設置業務接入路由器，本地業務接入路由器與本地匯聚路由器之間以“口字型”連接。

（3）本地IP承載網內啟用MPLS VPN及Qos策略，實現不同業務的隔離及QoS保障。

（4）本地業務接入路由器設備原則上按照局址成對設置，同局址多設備可以共用，如同局址設置一對接入路由器設備容量/端口受限，受限因素包括設備能力受限（槽位數量達到擴容極限值、單板端口數量達到擴容極限值等）或網絡組織受限（包括傳輸電路調度、以太網傳輸距離受限、機房條件受限）時，可考慮設置第二對業務接入路由器。

軟交換設備直接接入同局址的移網本地IP承載網業務接入路由器（信令部分也可經匯聚后接入）。原無線側的業務連接保持現狀。

（5）對于AR與MR設備間可開啟BFD機制以保障鏈路的安全，加快對鏈路中斷的檢測速度，從而盡快實現網絡的路由收斂。

（6）為了減少本地網絡配置時的工作量，建議將MR設備成對設置成VPN路由反射器，本地承載網內的設備同路由反射器建立鄰居關系。

2.2本地組網方案的優點

本地組網承載網建設方案有如下優點：

2.2.1業務的隔離與QoS

通過設置MPLS VPN，可以有效地將不同業務進行隔離，避免不同業務數據之間的相互影響。同時可以引入QoS保障機制，以保證在網絡擁塞的情況下，語音業務仍能有效安全地傳輸。

2.2.2網絡的穩定性

由于本地承載網與骨干網間啟用EBGP協議，該協議有效地對骨干網域與本地網域之間的網絡進行了隔離，減少了由于本地網絡變動而對骨干網絡的影響，使網絡中的路由設備穩定。

2.2.3便于維護及可擴展性

所有核心網軟交換設備統一接入局址內的一對業務接入路由器，并通過匯聚路由器實現與IP承載網骨干網的連接。這樣做可以屏蔽軟交換和IP承載網骨干網之間異廠家的差異、分清維護界面、有利于整網的維護。

并且，將MR設備成對設置成VPN路由反射器，有利于減少本地承載網內各網絡設備的鄰居關系的配置，從而便于以后的網絡擴展和網絡維護。

2.2.4減少對IP骨干網絡設備的壓力

通過本地組網，本地業務可以通過本地承載網進行疏通，不用經過骨干網AR設備進行數據的轉發，從而有效地減少IP骨干網的處理壓力。由于本地業務經過本地匯聚路由器匯聚，可以減少對骨干IP承載網AR設備的端口需求。

2.3本地組網承載網方案的相關配置

為滿足移動核心網的各項業務需求，本地承載網需要做如下配置：

2.3.1 EBGP的協議配置

由于本地承載網與骨干網間需要配置成兩個不同的自治域，因此建議MR與AR間開啟EBGP協議，實現Option A模式的跨域VPN，同時MR與SR間開啟IBGP協議。

2.3.2 BFD配置

經過實驗室的實驗驗證，開啟BFD協議有助于提高鏈路故障的檢測效率，從而在網絡鏈路出現故障的時候，能夠及時收斂路由表從而切換到其他的有效鏈路。

2.3.3 MPLS LDP以及VPN相關配置

本地承載網內鏈路之間啟用ISIS路由協議，內部啟用MPLS VPN方式進行不同業務之間的隔離。

2.3.4 QoS配置

本地IP承載網內啟用MPLS VPN及QoS策略，實現不同業務的隔離及QoS保障。QoS設置應根據業務的需要劃分不同的業務保障等級，并采用PQ或WFQ等多種策略組合實現在網絡擁塞的情況下，仍能有效保證重要數據的傳輸。由于語音業務對數據的實時傳輸要求較高，因此在網絡組建的時候，應當將語音業務的數據至于較高的優先級。

但應予以注意的是，各廠家設備對于Qos優先級隊列的默認設置不同，華為、中興設備的第6優先級隊列、思科設備的第1優先級隊列、愛立信設備的第0優先級隊列、貝爾設備的第7優先級隊列被設置成供協議報文使用的優先級隊列。因此，在規劃QoS優先級隊列時，應根據各廠家設備的不同情況，盡量避免在協議報文存在的優先級隊列中同時允許業務數據的通過，以避免因業務數據容量超過限制而導致網絡中斷。

三、本地IP承載改造中應注意的問題

3.1 VPN的規劃

根據業務隔離的原則，核心網軟交換IP化改造以后，信令及媒體數據業務需要劃分在不同的VPN內，以實現數據隔離。由于Nc、Nb接口為端局間以及端局與匯接局（CMN）設備間的接口，因此各核心網設備的Nc、Nb接口所在的VPN需要統一，否則將無法建立呼叫。

MC接口為MSS與MGW間的內部控制接口，綜合考慮池組化以及減少全國核心網地址學習的壓力的需要，在設備可以將Nc、MC接口地址分離時，則可以考慮該接口在省內或本地網范圍內進行VPN的統一。

3.2對骨干網及本地承載網間聯絡的保護

本地承載網與骨干網間采用EBGP協議，由于EBGP協議的穩定性導致該鏈路在進行路由收斂時會較慢，因此建議本地網匯聚路由器（MR）與骨干網接入路由器（AR）設在同一局址，以降低鏈路中斷的可能性。

四、結束語

本文詳細分析了本地承載網的組網需求，描述了本地承載網的配置原則。但由于本地承載網的建設要綜合考慮與骨干網、核心網設備及互聯問題，同時還要考慮網絡管理、網絡拓展等因素，在網絡發展演進過程中，還存在著很多問題有待解決。因此，我們還需要在以后的網絡演進過程中不斷完善本地承載網的配置，以滿足未來的業務發展需要。

參 考 文 獻

[1] [美]Charles M.Kozierok 《TCP/IP指南底層核心協議》 人民郵電出版社

[2]何保宏 田輝 等 《IP虛擬專用網技術》 人民郵電出版社