關(guān)于城域IP-RAN傳送網(wǎng)的概述與分析

韓國芝，李桂蓮

（中國聯(lián)通雙鴨山市分公司，黑龍江 雙鴨山 155100）

一、IP-RAN概述

IPRAN是IP化的無線接入網(wǎng)，它的本質(zhì)是分組化的移動回傳。IP RAN中的IP指的是互聯(lián)協(xié)議，RAN指的是Radio Access Network。相對于傳統(tǒng)的SDH傳送網(wǎng)，IPRAN的意思是“無線接入網(wǎng)IP化”，是基于IP的傳送網(wǎng)的。網(wǎng)絡(luò)IP化趨勢是近年來電信運營商網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中最大的一個趨勢，在該趨勢的驅(qū)使下，移動網(wǎng)絡(luò)的IP化進程也在逐步展開，作為移動網(wǎng)絡(luò)重要的組成部分，移動承載網(wǎng)絡(luò)的IP化是一項非常重要的內(nèi)容。

二、基本原理

IPRAN網(wǎng)絡(luò)基于IP/MPLS技術(shù)標準體系，并且支持傳送多協(xié)議標記交換-MPLSTP標準協(xié)議。IPRAN的關(guān)鍵技術(shù)主要包括分區(qū)域和多進程技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)保護技術(shù)、QoS技術(shù)、OAM技術(shù)、時鐘同步技術(shù)等。

1.分區(qū)域和多進程技術(shù)。IPRAN網(wǎng)絡(luò)一樣基于無連接技術(shù)的整個Internet網(wǎng)絡(luò)就相當是基于IP傳送網(wǎng)的一張世界性的大網(wǎng)。IP/MPLS-IPRAN網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP分區(qū)域和多進程技術(shù)，就是解決規(guī)模組網(wǎng)問題的一種技術(shù)，并同時降低網(wǎng)絡(luò)規(guī)模過大對設(shè)備路由性能的要求，減少路由振蕩加快路由收斂。通過采用分區(qū)域管理，不同的區(qū)域使用不同的IGP協(xié)議，并互相使用靜態(tài)路由注入的方式就可以較好地解決規(guī)模組網(wǎng)的問題。靜態(tài)路由與動態(tài)路由相互配合，更利于網(wǎng)絡(luò)路由的收斂、障礙的恢復(fù)和自愈。

2.網(wǎng)絡(luò)保護技術(shù)。目前，實現(xiàn)IPRAN網(wǎng)絡(luò)保護的技術(shù)和方法也比較全面，如BFD用于二層或三層全鏈路檢測和診斷，TE用于資源調(diào)度和重選路，IGP用于三層網(wǎng)絡(luò)保護，VRRP用于核心控制層路由器備份。其中常用的有用于核心/匯聚層的快速重路由流量工程快速重路由TEFRR保護和以太網(wǎng)保護。

3.QoS技術(shù)。IPRAN通過區(qū)分服務(wù)Diffserv技術(shù)實現(xiàn)QoS保障。通過對不同業(yè)務(wù)設(shè)置不同的優(yōu)先級，保證重要業(yè)務(wù)優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)QoS保障。在實際應(yīng)用中，有的設(shè)備商提供的端到端QoS保障方案中，可以根據(jù)MPLS標簽?zāi)軌蚋綦x各個tunnel和VPN，并在VPN內(nèi)部按照優(yōu)先級調(diào)度，保證各種業(yè)務(wù)的承載質(zhì)量，可以提供5級的QoS保障。

4.OAM能力。為了加強IPRAN網(wǎng)絡(luò)的OAM能力和減小維護的復(fù)雜度，可以從以下幾方面著手大大提高IPRAN網(wǎng)絡(luò)的OAM能力。

（1）核心、匯聚、接入設(shè)備均支持完善OAM協(xié)議。通過LSP層采用MPLSOAM檢測、PW層采用PW OAM檢測、業(yè)務(wù)層采用ETH OAM，實現(xiàn)層次化檢測；通過專用的硬件OAM檢測，提供毫秒級檢測。

（2）開發(fā)基于圖形界面的網(wǎng)管。對網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)“SDH-Like”的圖形化業(yè)務(wù)配置和可視化管理，具體表現(xiàn)為可以在網(wǎng)管上實現(xiàn)首端到末端的批量下發(fā)業(yè)務(wù)，支持電路仿真業(yè)務(wù)-CES，ATM，ETH等多種類型。

5.時鐘同步技術(shù)。目前，IPRAN支持的時鐘傳送機制，包括同步以太網(wǎng)技術(shù)、電路仿真業(yè)務(wù)自適應(yīng)時鐘恢復(fù)CESACR技術(shù)及1588 V2技術(shù)等。這3種技術(shù)中同步以太網(wǎng)技術(shù)和CESACR技術(shù)只能滿足頻率同步，而1588 V2技術(shù)可以同時滿足頻率同步和相位同步。

三、優(yōu)勢

任何一種技術(shù)的優(yōu)劣勢都是相對于特定的場景來說的。對于國內(nèi)的通信運營商來說，隨著社會的發(fā)展，人們對信息內(nèi)容以及信息量的需求都越來越高，在通信網(wǎng)絡(luò)從2G到3G再到4G的逐步演進過程中，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的比重將越來越大。在2G時代，各家通信運營商的移動網(wǎng)絡(luò)承載的主要是語音業(yè)務(wù)，主要的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是 SMS（Short Messaging Service），MMS（Multimedia Messaging Service）和 Email，由于各方面客觀原因的限制，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量很小。

隨著LTE（第四代通信網(wǎng)絡(luò)）逐步成為大多數(shù)通信運營商技術(shù)演進的選擇，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的比重將達到95%，LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相比于2G/3G網(wǎng)絡(luò)而言，其將原控制平面的部分功能和用戶數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)傳送的部分功能向基站轉(zhuǎn)移，這種改變給移動回傳網(wǎng)絡(luò)增加了額外的演進困難，這要求回傳網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)必須具備智能路由功能，在這樣的情況下，IPRAN技術(shù)組網(wǎng)靈活、高容量、擴容性強、維護成本低及其高復(fù)用效率的特點使得它對于搭建一個支撐LTE的綜合承載網(wǎng)來說，具有絕對的優(yōu)勢。

四、IP-RAN與其他技術(shù)的比較

（一）與TDM/SDH比較

利用IPRAN技術(shù)搭建的綜合承載網(wǎng)與傳統(tǒng)的TDM/SDH網(wǎng)絡(luò)相比，具有以下優(yōu)勢。

1.靈活的自由路由尋址能力?？梢院芊奖銓崿F(xiàn)移動網(wǎng)元之間的備份功能，以此構(gòu)建更安全的架構(gòu)。

2.高容量和帶寬。采用IP組網(wǎng)方式能夠為基站提供FE/GE接口，整個網(wǎng)絡(luò)能夠提供10GE以上的帶寬，接入更多的基站，而且保證接入基站同時可以接入更多的其他業(yè)務(wù)。

3.設(shè)備成本和網(wǎng)絡(luò)維護人力成本低。采用IP組網(wǎng)方式后續(xù)端口擴容少，相比傳統(tǒng)的TDM/SDH組網(wǎng)，IP設(shè)備成本和網(wǎng)絡(luò)維護人力成本低。

4.IPRAN將帶來更高的復(fù)用效率，可提供差異化服務(wù)。傳統(tǒng)TDM/SDH組網(wǎng)方式采用剛性管道模式，不同接口之間的帶寬無法共享，帶寬資源復(fù)用效率較低；而且不能針對業(yè)務(wù)進行分類傳輸管理和差異化服務(wù)。基于IP分組的組網(wǎng)方式可以在鏈路上進行帶寬復(fù)用，有效提升帶寬資源的利用效率。

5.IP組網(wǎng)支撐更豐富的業(yè)務(wù)，能大幅提升用戶體驗。從實用經(jīng)驗來看，傳統(tǒng)SDH組網(wǎng)很好適應(yīng)了語音業(yè)務(wù)的承載，但是對于多業(yè)務(wù)支持，特別是IP業(yè)務(wù)支持方面能力較弱?；贗P的組網(wǎng)不僅可以解決語音業(yè)務(wù)的承載，而且可以實現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)承載，提供網(wǎng)絡(luò)資源利用效率，實現(xiàn)增值。基于IP的彈性管道（200nis緩存、WRED（Weighted Random Early Detection）流控技術(shù)支撐）很好適應(yīng)了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的TCP（Transmission Control Protocol）流量機制，傳送效率和速度更快，能夠提升用戶體驗。

（二）與MSTP比較

傳統(tǒng)的MSTP網(wǎng)絡(luò)具有良好的網(wǎng)絡(luò)保護性能，其采用信令方式，使得路由切換時間嚴格小于50ms。而IPRAN網(wǎng)絡(luò)是基于包轉(zhuǎn)發(fā)、自動尋址、非連接的網(wǎng)絡(luò)，從理論上講，其保護效果不如MSTP，這是IPRAN技術(shù)的先天缺陷。但是，與傳統(tǒng)的MSTP相比，IPRAN也有自己的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在以下方面。

1.智能網(wǎng)絡(luò)開局規(guī)模組網(wǎng)更具優(yōu)勢。IPRAN設(shè)備支持即插即用功能，只需要硬件工程師進站安裝、正確連接設(shè)備并上電后，設(shè)備與網(wǎng)管間的管理通道可以自行打通。網(wǎng)管即可發(fā)現(xiàn)并管理該設(shè)備，省去了現(xiàn)場軟調(diào)的工作量。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越大，即插即用功能所體現(xiàn)的價值和效益就越大。

2.一致的運維體驗更高效率管理。IPRAN網(wǎng)管系統(tǒng)可以提供SDH Like運維體驗，實現(xiàn)以業(yè)務(wù)為中心的可視化管理。IPRAN網(wǎng)管支持可視化管理和模板化配置，可以在拓撲圖上進行業(yè)務(wù)創(chuàng)建和批量業(yè)務(wù)下發(fā)，創(chuàng)建結(jié)果立刻呈現(xiàn)，實現(xiàn)可視化發(fā)放。這些業(yè)務(wù)覆蓋了移動承載領(lǐng)域常用的VLL（Virtual Leased Line）、VPLS（Virtual PrivateLan Service）、PWE3（Pseudo-Wire Emulation Edge to Edge）、L3VPN、QoS、MPLSTE等等，極大的提升了業(yè)務(wù)部署和新增的效率。

3.相同的實時網(wǎng)絡(luò)拓撲、時鐘及業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)控。IPRAN網(wǎng)管系統(tǒng)同MSTP網(wǎng)管一樣具備網(wǎng)絡(luò)物理拓撲以及網(wǎng)絡(luò)狀況的監(jiān)控，也可以對全網(wǎng)時鐘視圖進行監(jiān)控及呈現(xiàn)時鐘跟蹤關(guān)系，支持1588V2的配置部署。此外，IPRAN網(wǎng)管系統(tǒng)還能夠周期性自動生成多種報表，如流量報表、業(yè)務(wù)報表、資源報表、告警和日志報表，讓繁瑣的網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計變得更加便捷。

4.相似的故障處理手段更精確故障處理效果。從常見故障類型和故障處理手段來看，IPRAN與MSTP類似。常見故障主要是硬件類故障，如光模塊損壞導(dǎo)致的光功率異常，這類故障都可以通過告警進行定位解決。此外，IPRAN網(wǎng)管提供了告警相關(guān)性分析功能，對于由于硬件故障導(dǎo)致的業(yè)務(wù)故障，都標識為衍生告警，可以在故障定位是快速排除掉。

對于少量的業(yè)務(wù)故障，IPRAN網(wǎng)管可以通過查看路徑，并基于路徑逐段環(huán)回進行定位。此外，IPRAN網(wǎng)管針對動態(tài)業(yè)務(wù)特點，提供了業(yè)務(wù)路徑自動發(fā)現(xiàn)功能，通過可視化的拓撲界面展示由設(shè)備自動協(xié)商形成的路徑，達到與MSTP靜態(tài)路徑一致的效果。

5.更為簡單輕松的網(wǎng)絡(luò)調(diào)整體驗。MSTP網(wǎng)絡(luò)基站歸屬調(diào)整需要刪除原有承載管道，按照一定的路徑約束條件，新建目標承載管道。這樣的歸屬調(diào)整承載管道數(shù)量大，用戶影響面大，多在半夜進行，失敗后要能快速回滾到原始狀態(tài)。對于IP RAN來說，其提供的L3承載方案天然具有歸屬靈活調(diào)整的優(yōu)勢，網(wǎng)絡(luò)側(cè)無須進行調(diào)整，能夠極大提升無線網(wǎng)絡(luò)運維效率。

五、總結(jié)

總體來看，IPRAN網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)在規(guī)模布局、可視化業(yè)務(wù)配置、網(wǎng)絡(luò)拓撲和業(yè)務(wù)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)歸屬調(diào)整、故障處理等均繼承了MSTP運維優(yōu)良傳統(tǒng)，并且在此基礎(chǔ)上IPRAN實現(xiàn)了可維護、可控制、可管理；同時，針對傳統(tǒng)IP技術(shù)運維復(fù)雜的特點進行了優(yōu)化改進，在保持和MSTP運維體驗一致的同時，實現(xiàn)更為簡單高效的運維效果。對于我們而言，IP-RAN必然是以移動回傳業(yè)務(wù)為主的綜合業(yè)務(wù)傳送網(wǎng)的最終走向，全面滿足運營商綜合承載網(wǎng)絡(luò)運維需求，提升傳統(tǒng)數(shù)據(jù)承載網(wǎng)絡(luò)的運維能力。