淺談通過數字微波網進行信源傳輸和臺站遠程監控業務的設計和規劃

馬長峰 黃賢彬

（1.廣西廣播電視技術中心；2.廣西廣播電視無線傳播樞紐臺）

一、引言

廣西廣播電視技術中心（以下簡稱技術中心）于2017年完成了模擬微波線路的數字化改造，組建了一個連接全區主要站點的數字微波網作為在用光纖線路的備用通道。由于部署的數字微波設備僅提供了二層以太傳輸和簡單的Vlan隔離功能，不能針對微波鏈路復雜的樹狀拓撲進行相應的組網，也無法承載基于多種組網模式下的業務傳輸需求，所以需要通過數字微波設備下掛三層交換機的方式進行外部組網。下面就以各臺站增加一路備份信源和一路遠程監控數據回傳的業務需求對下掛三層交換機外部組網的規劃思路和相關技術原理做簡單介紹。

圖1 微波線路邏輯圖

二、數字微波網簡介

技術中心的微波線路網邏輯圖如圖1，核心節點設置在樞紐臺，再通過鏈路從南寧微波臺分別與4個方向相連，整網為樹形的架構。建設至今已經安裝有60多個臺站，基本覆蓋了技術中心所有的高山臺站。后期規劃數字微波覆蓋的站點總數可達到100多座，包含有所有的直屬臺站。

三、信源傳輸網

（一）設計思路

信源傳輸網的作用是將樞紐臺信源平臺的IP音視頻信號通過數字微波網絡傳輸到各個臺站。信源網是點對多點的業務，通過采用組播的方式向有接收需求的臺站進行發送，與整網廣播的方式相比可以減輕主機源的負擔，減少帶寬的浪費。為保障信源的安全與相對隔離，在每個臺站將單獨使用一臺下掛三層交換機進行組網。

目前組播的路由協議有PIM-DM和PIM-SM兩種，其中PIM-DM是“推（push）模式”，采用先擴散組播數據到網內，再對沒有接收需求的終端線路進行剪枝，只保留有需求終端線路分支的方式，該協議適用于網絡規模較小、成員較為密集的網絡。PIM-SM則是“拉（pull）模式”，有接收需求的終端加入組播組后，組播源才會向該終端發送組播數據，該模式適用于網絡規模較大、成員較分散的網絡。針對現網環境，采用PIM-SM更符合業務需求。

單播的路由有靜態和動態兩種配置方式，因為現網環境下設備較多，如果采用靜態路由的方式，后期網絡變動時需要手工在每個設備上進行配置；而動態路由則可根據協議本身進行路由的學習，同時在網絡環境變化時可重新學習新的路由信息，比靜態路由的部署更靈活便利。在常用的動態路由協議中，OSPF具有配置簡單網絡收斂快，路由算法更先進等優點，現在大型的網絡互聯中，基本都采用了OSPF路由協議，所以現網的單播路由也選擇OSPF路由。

（二）網絡設計

PIM-SM路由只需要在交換設備的全局和接口上開啟相關功能即可，在此不做闡述，以下重點介紹有關OSPF部分的設計。OSPF協議簡單的說就是把網絡劃分為多個區域，骨干與邊界區域相連的ABR路由器負責將本區域內具有相同前綴的路由信息聚合到一起，并把這一條路由發布到骨干區域的ABR上進行發布，從而減少各路由器上路由表的規模。在本例中，我們將整網劃分為5個區域，其中區域0為骨干區域，信源前端及路由設備均在該區域內，區域劃分詳情如圖2。

圖2 OSPF區域規劃圖

在IP地址的規劃上，根據OSPF和組網的需求，每個站點的交換設備需要規劃有1個loopback地址用于設備管理，并作為Router id用于OSPF識別，前后端的2個互聯ip地址用于OSPF組網，還有2個接收組播的ip地址。其中loopback和組播接收地址則按照站點所在地市劃分為11段，例如loopback地址為：192.X.0.Y，其中X=1到11，代表11個地市，Y=1到254，代表各站點。互聯地址按照ospf區域分4段，例如：166.X.0.Y，其中X=1到4，代表4個區域，Y=1到254，代表各站點的每個互聯接口。以上是有關于OSPF部分IP 的規劃設計思路，對于交換設備的相關配置在此不做闡述。

四、臺站遠程監控網

（一）設計思路

臺站遠程監控網主要用于將各臺站的設備運行數據進行回傳，考慮到與現有的業務網進行互備，將采用Qinq技術打包現有二層網絡數據進行傳輸，同時在臺站端和樞紐臺兩側部署路由器通過設置優先級方式實現路由互備。在每個臺站內，監控網也將單獨使用一臺下掛三層交換機進行組網。

Qinq是通過在私網Vlan標簽上再封裝一個公網Vlan標簽的方式，讓私網Vlan在公網中進行透傳，是一種二層的VPN技術。Qinq的報文到達路由器后，通過終結子接口對其的Vlan標簽終結后再進行三層轉發。備份路由則是把數字微波線路路由的優先級設置為低于光纖線路路由，一旦光纖線路中斷，觸發路由選擇機制后通過數字微波線路路由完成數據傳輸。

圖3 監控網簡要拓撲圖

（二）網絡設計

二層網絡組網簡單，所有設備的IP均在一個子網內，數據包根據交換機的MAC地址表進行快速轉發。為了組成這個大型的二層網絡，需要將所有站點監測交換機的每個互聯接口配置為Trunk模式，同時在接口上放行各業務相關的Vlan，保證所有業務貫通整網。

首先為交換設備設計interface Vlan-interface的管理IP地址，管理IP規劃為：192.168.1.X，其中X=1到253，代表了所有站點；同時將管理VlanID設計為500與其他業務進行隔離。微波機的管理和其他業務的Vlan ID則分別規劃為510和520等，相關設備按照規劃好的ip后接入對應的接口，就可以完成各個站點間業務數據的傳輸，無需在交換機上增加路由配置。

在Qinq的設計上，考慮到各地市間數據的二層隔離及在路由器出口的終結需求，將各地市的公網Vlan標簽按區域劃分為11個區間，例如南寧地區設計為10，柳州為20，其他地區則以此類推。各地市內部的私網Vlan標簽例如南寧臺1為101，南寧臺2為102，按區域打包入相應的公網Vlan中。規劃后的簡要網絡拓撲如圖3。其他有關路由器方面的設計和配置在此不做闡述。

五、結束語

通過以上介紹可以看出在不考慮數字微波設備配置的情況下，數字微波網與常見的光纖等傳輸網絡無異，所以在數字微波網中可以通過部署交換設備來進行業務傳輸。網絡部署至今，已經完成了信源傳輸和數字電視發射機監控的業務部署，其中信源傳輸業務提供了AVS+和MPEG兩種信號。臺站遠程監控互備業務正在測試階段，在完成測試后再進行相關部署。