IPRAN技術(shù)淺析

陳曦

摘要：隨著移動(dòng)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，移動(dòng)業(yè)務(wù)正在由以話音為主向以數(shù)據(jù)為主的方向發(fā)展，新業(yè)務(wù)的需求推動(dòng)了承載網(wǎng)絡(luò)的IP化進(jìn)程，IPRAN成為建網(wǎng)首選。本文主要介紹了IPRAN的關(guān)鍵技術(shù)和組網(wǎng)方式，對現(xiàn)存的問題作了簡單分析。

關(guān)鍵詞：IP化 IPRAN 組網(wǎng)方式

0 引言

近年來，隨著移動(dòng)通信2G、3G、4G技術(shù)的不斷演進(jìn)，以話音為主的移動(dòng)業(yè)務(wù)正向以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主的方向發(fā)展，加之移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)近幾年的飛速發(fā)展，導(dǎo)致電信運(yùn)營商正面臨著重要業(yè)務(wù)的IP化、多樣化和多張異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)并存的新挑戰(zhàn)，尤其是傳輸網(wǎng)的帶寬壓力與日俱增。在這種背景下，IPRAN技術(shù)成為運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的首選。

1 IPRAN關(guān)鍵技術(shù)

IPRAN（IP Radio Access Network）是一種基于IP的無線接入網(wǎng)絡(luò)，以IP/MPLS技術(shù)為基礎(chǔ)，用以滿足基站的回傳承載需求。本文將從以下五個(gè)方面闡述IPRAN的關(guān)鍵技術(shù)。

1.1 MPLS技術(shù)

MPLS （multi-protocol label switching，多協(xié)議標(biāo)簽交換）是一種用于快速數(shù)據(jù)包交換和路由的協(xié)議體系。MPLS使用標(biāo)簽來進(jìn)行封裝分組，再利用標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，把路由選擇和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)分開。MPLS的標(biāo)簽短而且長度固定，在IP網(wǎng)絡(luò)中，標(biāo)簽位于以太網(wǎng)幀頭和IP報(bào)文頭之間。分組數(shù)據(jù)在MPLS網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)標(biāo)簽進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)而不再需要查找路由表。由此可知，MPLS獨(dú)立于二層和三層協(xié)議，充分利用了二層高效、三層靈活的特點(diǎn)，簡化了路由操作的復(fù)雜性，提高了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的速度。

1.2 VPN技術(shù)

目前網(wǎng)絡(luò)中的VPN（Virtual Private Network，虛擬專用網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)都是基于MPLS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，主要分端到端的MPLS VPN和層次化的MPLS VPN兩種。在VPN中存在三種設(shè)備：

①CE（Customer Edge）：用戶網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備。CE可以是路由器或交換機(jī)，也可以是一臺(tái)主機(jī)。CE只需要運(yùn)行普通的路由協(xié)議即可。②PE（Provider Edge）：服務(wù)提供商邊緣路由器，是服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)的邊緣設(shè)備，與CE直接相連。PE不僅要運(yùn)行路由協(xié)議，還需要運(yùn)行MP-BGP協(xié)議和MPLS協(xié)議。③P（Provider）：服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)中的骨干路由器，不與CE直接相連。P設(shè)備只需要維護(hù)公網(wǎng)路由信息、進(jìn)行基本MPLS轉(zhuǎn)發(fā)。

MPLS VPN實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)的隔離。提示了網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性。

1.3 PWE3技術(shù)

PWE3（Pseudo-Wire Emulation Edge to Edge，偽線端到端仿真），是一種端到端的二層業(yè)務(wù)承載技術(shù)。PWE3技術(shù)是IPRAN網(wǎng)絡(luò)能夠進(jìn)行業(yè)務(wù)綜合承載的重要技術(shù)手段。PWE3通過隧道仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)在IP網(wǎng)絡(luò)中對各種二層業(yè)務(wù)的承載，使二層數(shù)據(jù)在PSN（Packet Switching Node）網(wǎng)絡(luò)中透明傳送。

1.4 OAM技術(shù)

IPRAN網(wǎng)絡(luò)提供業(yè)務(wù)層面端到端的OAM（Operation Administration and Maintenance，操作、管理與維護(hù)）機(jī)制，提供接入鏈路的OAM機(jī)制，通過告警信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)故障管理、故障定位、性能監(jiān)測等功能。

OAM技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式有以下兩種，一種是由IETF組織制定的基于BFD技術(shù)的OAM機(jī)制，另一種是ITU-T組織制定的基于Y.1731技術(shù)的OAM機(jī)制。

1.5 時(shí)鐘同步技術(shù)

目前，IPRAN支持的時(shí)鐘同步機(jī)制主要有三種，即同步以太網(wǎng)技術(shù)、CES ACR技術(shù)和1588V2技術(shù)。這三種同步技術(shù)都支持頻率同步，而支持時(shí)間同步的只有1588V2技術(shù)。與GPS方案相比，1588V2技術(shù)能夠提供同級(jí)別的時(shí)鐘同步能力，但卻可以大大降低成本。

2 IPRAN組網(wǎng)方式

IPRAN網(wǎng)絡(luò)采用分層結(jié)構(gòu)，分為核心層、匯聚層、接入層三層，如圖1所示。

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2.1 核心層

IPRAN網(wǎng)絡(luò)的核心層主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)發(fā)和與其他網(wǎng)絡(luò)的互連，是MPLS VPN網(wǎng)絡(luò)中的P設(shè)備。核心節(jié)點(diǎn)數(shù)量以2-4個(gè)為宜，節(jié)點(diǎn)之間應(yīng)采用口字型/Mesh組網(wǎng)，應(yīng)盡可能的配置10GE速率接口與業(yè)務(wù)網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)。

2.2 匯聚層

IPRAN網(wǎng)絡(luò)的匯聚層主要負(fù)責(zé)接入層業(yè)務(wù)的匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)，是多業(yè)務(wù)承載的入口和分離點(diǎn)。匯聚層可采用雙歸形、口字形或者環(huán)形方式完成與核心節(jié)點(diǎn)間的組網(wǎng)。這三種組網(wǎng)方式的承載效率依次降低，對局間光纜的要求也依次減小。匯聚層要求有高水平的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)效率和設(shè)備利用率，因此在組網(wǎng)時(shí)要求業(yè)務(wù)在該層經(jīng)過的跳數(shù)盡可能的少。采用雙歸、口字形組網(wǎng)方式時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)下掛的接入節(jié)點(diǎn)應(yīng)控制在8-10個(gè)，采用環(huán)形組網(wǎng)方式時(shí)，每個(gè)匯聚環(huán)上的接入節(jié)點(diǎn)數(shù)應(yīng)控制在4個(gè)以內(nèi)，速率以10GE為宜。

2.3 接入層

IPRAN網(wǎng)絡(luò)的接入層作為業(yè)務(wù)的接入點(diǎn)，主要布置在基站里面，屬于PE設(shè)備。接入層的組網(wǎng)方式以環(huán)形為主，因其受光纜條件的制約較大，當(dāng)光纜成環(huán)條件不具備時(shí)可采用鏈形方式組網(wǎng)，但長鏈結(jié)構(gòu)不能超過3個(gè)。根據(jù)業(yè)務(wù)需求，接入層應(yīng)采用GE或者10GE速率。

3 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中存在的問題

3.1 網(wǎng)絡(luò)升級(jí)問題

任何一家運(yùn)營商在建網(wǎng)時(shí)考慮的都不只是當(dāng)前的業(yè)務(wù)需求，還需要考慮網(wǎng)絡(luò)在未來新業(yè)務(wù)需求下的擴(kuò)展升級(jí)能力。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用多種多樣且層出不窮，這就要求回傳網(wǎng)絡(luò)必須具有很強(qiáng)的擴(kuò)展升級(jí)能力來適應(yīng)新的需求。這種業(yè)務(wù)演進(jìn)帶來的能力需求過程，對于承載網(wǎng)來說就是其三層能力由核心層逐漸向接入層演進(jìn)的過程，而三層能力引入的時(shí)機(jī)與節(jié)奏還需要進(jìn)一步的研究。

3.2 時(shí)鐘同步問題

時(shí)鐘同步包括頻率同步與時(shí)間同步兩種，頻分雙工技術(shù)只需要保證頻率同步，但是時(shí)分雙工技術(shù)卻需要同時(shí)保證頻率同步與時(shí)間同步。而現(xiàn)在的時(shí)鐘同步的主要技術(shù)中只有1588V2這一種技術(shù)支持時(shí)間同步。

3.3 維護(hù)問題

首先是不同廠家設(shè)備間的端到端網(wǎng)管問題。隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，引入不同廠家的設(shè)備將不可避免，但就目前的技術(shù)條件而言，還無法實(shí)現(xiàn)不同廠家設(shè)備的端到端網(wǎng)管。因此，在業(yè)務(wù)配置時(shí)就需要大量的人工輸入命令，明顯降低工作效率。

其次，IPRAN網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的不同之處在于它的整個(gè)解決方案都是采用的數(shù)據(jù)技術(shù)，這就要求傳輸專業(yè)的維護(hù)人員要進(jìn)行數(shù)據(jù)技術(shù)的深度培訓(xùn)來滿足工作需要。

3.4 成本問題

對于商業(yè)運(yùn)作的電信運(yùn)營商來說，成本是必須要考慮的。網(wǎng)絡(luò)成本不僅包括初期建網(wǎng)成本，還包括后期的維護(hù)成本。通過帶寬復(fù)用的方式，IP化雖然可以降低初期的建網(wǎng)設(shè)備成本，但卻會(huì)增加后期的維護(hù)成本。

4 結(jié)束語

隨著移動(dòng)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，對網(wǎng)絡(luò)要求不斷提高，IP化成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢。當(dāng)前IPRAN有其顯著的技術(shù)優(yōu)勢，也存在一些不足之處。展望未來，IPRAN更符合網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢，是運(yùn)營商承載網(wǎng)建設(shè)的首選。

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