傳輸網承載大客戶業務的組網技術分析研究

摘要：近年來，運營商競爭愈演愈烈，政企客戶作為各大運營商業務重要的的收入來源和客戶資源，成為各家爭奪的焦點。隨著客戶需求多樣性、大容量、保護性的變化，云計算、物聯網、數字城市、工業互聯網這些新的技術客戶的要求越來越多，這些新興的業務需求對運營商的網絡支撐提出了更大挑戰。本文基于智慧醫療專線接入的建設需要，介紹了MSTP、IPRAN網絡的特點和關鍵技術，從骨干層、匯聚層、接入層等幾個層面，闡述了基于MSTP網、IP RAN網承載智慧醫療大客戶專線接入建設思路與規劃方法，通過咸陽地區現有兩張傳輸網絡的整合實現本次智慧醫療客戶業務的承載，利用兩張網絡各自的優勢快速實現該局大客戶業務傳送的高要求，成為本次項目急需解決的問題。

關鍵詞：MSTP網絡；IPRAN網絡； MPLS；以太網專線 ;OAM 管理

一、業務現狀和關鍵技術分析

為推進智慧城市建設，咸陽市政府以市民電子健康信息為基礎，創新管理和服務手段，提升便民服務水平，改善群眾就醫感受，推動醫療衛生管理和服務向集約化、互聯網化、整體化方向滿足業務的快速、靈活接入?？紤]投資回收和技術成熟的過渡期，MSTP承載網絡在短時間內不可能會完全退出。目前MSTP網絡主要用于承載安全隔離性要求高、高ARUP值的政企專線業務。本文以咸陽市政府智慧醫療客戶接入項目為例進行研究，如何充分利用現有MSTP網絡和IPRAN網絡實現業務快速接入，對于在新形勢下，滿足多元化、高品質以及大帶寬的業務接入的需求具有一定的指導意義。

（一）MSTP及IPRAN技術簡介

1. MSTP即多業務傳送平臺技術，是一種基于SDH技術的解決方案，MSTP增加了FE、GE、ATM等業務接口，解決了數據業務的傳送需求，在設備內部通過對多個2M時隙捆綁，實現對數據業務帶寬的保證，提供統一網管的多業MSTP技術，具備了廣泛的帶寬和更強的動態帶寬分配能力，同時具備統一的網絡管理平臺，加快了業務的提供速度，改進網絡的擴展性，降低運營維護成本。

其相應的特點有：繼承了SDH技術的諸多優點，支持多種協議和物理接口，提供集成的數字交叉連接功能，有豐富的OAM管理功能，支持并對SDH各開銷的配置管理，以及告警和性能檢測功能，支持誤碼檢測，向著下一代傳送網的方面發展。

2. IPRAN（IP Radio Access Network）是一種IP的無線接入網技術。用于在城域匯聚/核心層采用IP/MPLS技術，它結合了SDH的可靠性和IP網絡的靈活性，是針對網絡的IP化基站回傳場景優化定制的整體解決方案。近年來，網絡IP化已成為運營商網絡發展中最突出的趨勢之一，而移動承載網絡的IP化則是其中重要的組成部分。在此背景下，傳統方案已無法滿足未來數據運輸的需求，因此，IPRAN作為解決無線接入IP化最直接的方式被提出并大規模應用。近年來，隨著客戶專線接入的需求的不斷增加，IPRAN網因為其組網設備多樣化、接口豐富、保護性和網絡管理能力強等特點，被各運營商廣泛用于接入大客戶專線。

（二）以太網專線技術

以太網專線是一種基于以太網技術的國際數據傳輸業務，這種服務通常適用于需要大量數據傳輸和實時應用的場合，例如視頻會議、云計算等等，相比于公共互聯網，以太網專線可以提供更穩定的和可控的帶寬。以太網專線業務提供明確的帶寬保證，這點可確保客戶在高峰時段也能獲得穩定的帶寬資源，與共享帶寬的服務不同，以太網業務為客戶提供獨享的寬帶資源，避免了因其他用戶流量波動而影響數據傳輸質量，從源點到目的地全程專線服務，確保數據傳輸的可靠性和安全性，以太網專線業務服務通常支持多種速率和配置選項，以滿足不同用戶的需求，通過業務的優先級設置和流量管理功能，確保關鍵業務數據得到優先處理。以太網專線技術具有豐富的QOS特性，端到端的帶寬保證和最低的處理時延。在傳輸過程中的每一個環節的通信質量、延時、帶寬等都是可以預知的，MSTP設備的大客戶專線繼承了SDH豐富的OAM管理功能，支持對SDH各開銷的配置管理，以及告警和性能檢測功能，支持誤碼檢測，以太網專線技術廣泛應用于教育城域網，企業內部網絡互聯等場景，可以實現高效穩定的數據傳輸，滿足不同業務的需求。

二、業務需求及組網方案

（一）需求簡介

智慧醫療系統架構的實現，需要接入多家市級醫療機構、衛生機構和相關部門。根據本次項目的統計，需要接入的基層醫療機構有282所、村級衛生室和普通門診有4064個。接入帶寬為100M的智慧醫療專線數量為48條，其中市區14條、三原縣4條、其余縣各為3條。接入帶寬為20M的智慧醫療專線數量為224條。

（二）規劃原則

現有的MSTP網絡已經無法滿足高于10M帶寬業務的市場需求。 尤其是難以滿足日益增加的100M以上帶寬業務的需求，這些大的帶寬就需要IP RAN網絡來承載 。因此，結合當前咸陽市政府智慧醫療網絡現狀，制定了符合客觀硬件功能所具備的條件，同時，能夠最大限度滿足客戶快速建網需求的合理有效的建設方案，咸陽市政府智慧醫療專線接入建設應遵循以下原則：

1.充分挖掘、利用現有網絡資源，不斷優化網絡結構，提升網絡利用率，減少投資。

2. IP RAN網絡除承載移動網業務以外，要滿足專線接入需求。應當積極探索和總結IP RAN承載專線的組網方案及與MSTP融合的組網方案，充分利用MSTP網絡資源，快速實現客戶業務的接入。

3.方案應充分考慮給出政企專線業務MSTP和IPRAN都承載的方案。

4.優先滿足智慧醫療專線一期業務的快速接入。方案應當適度超前，滿足未來1—2年本地范圍內“互聯網+”業務的接入，同時推進IPRAN網絡融合承載業務的有效嘗試。

（三）組網方案

維護人員針對咸陽市區，市、縣、區級三級醫療機構和公共衛生服務機構的無線接入方案，規劃采用IPRAN/MSTP網絡完成專線接入。其中市、縣級醫療機構帶寬100M，區級醫療機構和公共衛生服務機構帶寬20M。各接入單位及用戶通過CA進行訪問控制，實現全市各級醫療衛生服務機構、衛生行政管理機構、公共衛生機構等單位的安全互聯互通和信息共享。最終組網方式如圖1。

（四）基于IP RAN網絡的智慧醫療專線接入方案

IP RAN網絡技術可以滿足中國聯通政企大客戶點對點的各種帶寬的專線業務需求，網絡可提供靈活的業務接入，滿足大客戶所需的高保護性、帶寬靈活及端到端的業務運行質量保障能力。

IP RAN 網管是指用于管理和維護的IPRUN網絡的軟件系統。IPRUN網管的主要職責是確保網絡的運行安全，及時發現和解決網絡故障，以及優化網絡性能。

（五）MSTP和IPRAN網絡的混合組網承載業務分析

由于本地區MSTP 網絡二級匯聚點和中繼層的資源已飽和，或者SDH單一站點和IPRAN單一站點具備的網絡資源例如容量、纖芯、容量等無法完全滿足本次大客戶業務需求，為保障項目中基層醫療網點順利匯聚到縣（區）交換機，將此次需要業務接入的MSTP 匯聚節點設備與其有重合覆蓋 IPRAN 設備對接，匯聚后的各縣區的匯聚節點設備數據在經過 MSTP 網絡匯聚節點收斂后，通過 IPRAN 網絡傳送至縣（區）機房的混合組網方式。

投資費用方面，組網方式利用網絡中現有的MSTP 環網的設備和線路已有資源信息，避免了重復浪費投資，縮短了建設周期，節約了成本，使項目具備較高的投資回報率。

組網的安全性方面，MSTP網絡是一種改進的生成樹協議，它允許在同一個網絡中運行多個生成樹實例但是，從而提高網絡的冗余性和容錯能力. MSTP網絡的保護性主要體現在以下幾個方面：

1.BPDU保護：BPDU（Bridge Protocol Data Unit）保護功能可以防止非法BPDU報文的傳播，避免因惡意攻擊或配置錯誤導致的網絡不穩定。當檢測到非法BPDU時，受保護的端口會被關閉，以防止潛在的環路或其他網絡問題。

2.防TC-BPDU報文攻擊保護：這個功能可以限制設備在單位時間內處理TOP CHANGE （TC） BPDU報文的次數，超過閾值的TC BPDU報文將被忽略，以減少網絡波動和保護設備。

3.根保護：根保護功能可以防止根橋被非法搶占，確保網絡的穩定性。如果根橋收到優先級更高的BPDU，它會暫時放棄根橋地位，等待一段時間后再次嘗試成為根橋。

4.環路保護：MSTP提供了環路保護功能，當檢測到潛在的環路時，會阻止相關端口的轉發，防止環路的形成。

5.共享鏈路保護：在雙歸屬網絡中，共享鏈路保護功能可以在共享鏈路出現故障時，強制設備切換到RSTP模式，并結合根保護功能避免網絡環路。

6.異常報文過濾：MSTP還支持異常報文過濾功能，可以過濾掉非預期的STP/RSTP/MSTP報文，防止它們在網絡中傳播，從而維護網絡穩定運行。

通過上述保護機制，MSTP網絡能夠有效地防范各種潛在的網絡風險，確保網絡的健康運行，但是實際現網中業務板卡端口資源有限，在實際網絡中MSTP 和IPRAN對接的端口是唯一的，并沒有實現端口級別的1+1網絡保護，現網中如果出現線路或者端口故障就會存在數據匯聚節點失效，導致下級智慧醫療業務全部中斷的安全隱患，給大客戶造成一定的損失，后期逐步整改優化完成。

擴展性方面，本期工程根據大客戶接入的需求，使用帶寬為GE的傳送容量，具有較多時隙資源冗余，可以完全滿足后期智慧醫療業務需求增大后該站點的帶寬擴容需求。當網絡上帶寬容量不足時，僅需將設備端口容量從1GE升級為10GE，操作方便，擴容成本也低，提高了整個網絡資源的利用率及整體的擴展性。對三種承載方式的優劣比較如表1。

維護人員在組網結構設計中，充分利用縣鄉之間、縣與縣之間的光纜資源，市縣之間IPRAN干線傳輸資源，建立起市、縣、鄉一體化業務收斂平面。收斂平臺設備結合裸光纖資源形成10G環網，支持2M～1000M各種帶寬接入。 最終，整個客戶項目通過MSTP網絡、IPRUN網絡各承載一部分，再通過MSTP和IPRAN網絡的混合組網承載一部分，混合組網如圖2所示

三、結束語

目前，承載網的建設承載能力還無法滿足客戶多樣化、個性化的定制要求。MSTP作為技術落后的網絡技術已經處于產業衰退期，但是對于運營商來說，現網部署大量的SDH網絡仍舊可以利舊承載業務，滿足交付使用，IPRAN定位于綜合承載，通過幾年的建設，設備的覆蓋范圍和規模逐漸超過現有MSTP，同時IPRAN分組內核對于承載以太業務有天然優勢。IPRAN承載客戶專線業務，解決了聯通專線業務承載只有MSTP一種方案的窘境。 無疑IPRAN解決方案更符合運營商對未來網絡的需求。多業務綜合承載、IP化網絡、動態路由、良好的可維護性和擴展性，可以很好地滿足數據業務的接入及上傳。網絡運營需要結合實際情況，制定符合網絡現狀的業務解決方案。

本文依托智慧醫療專線接入工程項目，研究分析基于現有專線承載的方案，然后結合本地具體情況作出相應的專線業務接入設計，本文的具體研究工作如下：

1.本文分析了現有業務需求和現有傳輸網的局限，業務帶寬已經由原來的小帶寬、單點轉向高帶寬、多點、突發性帶寬。文章通過智慧醫療接入需求的分析，結合本地傳輸網絡的現狀，最終在對分組傳送網承載本地大客戶專線做出了探討。

2.本文對傳統傳送網中的MSTP和分組送網中的IPRAN技術進行主要分析，總結其性能的優缺點，總結以太網業務專線類型。

3.本文針對智慧醫療專項業務的特點，結合本地現有傳輸網絡、資源情況進行整合梳理，提出基于MSTP和IPRAN網的建設方案，給出組網架構思路和組網原則，對接入層、匯聚層給出組網模型。最后進行了網絡測試、驗證，對測試的結果進行總結分析。

4.針對業務制定網絡管理方案，制定本地化的業務規范和業務制度。

作者單位：楊嘉輝 中國聯通陜西省分公司

參考文獻

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