采用IPRAN技術(shù)擴(kuò)建本地IP城域網(wǎng)

【摘要】隨著移動通信2G向3G技術(shù)的演進(jìn)，以話音為主的移動業(yè)務(wù)向著話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)并重的方向發(fā)展，移動互聯(lián)網(wǎng)的新型業(yè)務(wù)以及電信運(yùn)營商的全業(yè)務(wù)拓展需求推動著移動業(yè)務(wù)和承載網(wǎng)絡(luò)的IP化進(jìn)程。本文介紹了網(wǎng)絡(luò)IP化的發(fā)展趨勢， IPRAN相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，并重點(diǎn)闡述了IPRAN 的組網(wǎng)方案。

【關(guān)鍵字】IPRAN MPLS 組網(wǎng)方案

1.IPRAN技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)IP化的發(fā)展趨勢

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)營商越來越關(guān)注數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能否在城域網(wǎng)中高效高速的傳送，目前的城域網(wǎng)承載業(yè)務(wù)也逐漸由以前的語音業(yè)務(wù)向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)變。這種網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)變也必然帶來網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變革，所以以前專門為傳送語音業(yè)務(wù)而采用的SDH、MSTP，已經(jīng)漸漸不能適應(yīng)突發(fā)性較強(qiáng)的IP業(yè)務(wù)，所以目前的承載技術(shù)也在漸漸向IPRAN和路由器等技術(shù)方向在發(fā)展。某種程度上講，IPRAN技術(shù)是為了順應(yīng)網(wǎng)絡(luò)IP化趨勢而來的一種新型電信移動網(wǎng)絡(luò)承載運(yùn)營模式。

IPRAN技術(shù)具備多業(yè)務(wù)承載能力，超高帶寬以及高效高質(zhì)的系統(tǒng)服務(wù)保障能力。IPRAN技術(shù)在一定程度上降低運(yùn)營商實(shí)際運(yùn)作成本，適應(yīng)多種業(yè)務(wù)的承載需求。IPRAN是以路由器為核心，這與企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和政府網(wǎng)絡(luò)模式不謀而合，有利于未來大客戶業(yè)務(wù)的快速拓展。

2.IPRAN相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)

IPRAN技術(shù)是以IP/MPLS技術(shù)為基礎(chǔ)，用以滿足基站的回傳承載需求。

（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。

（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：

CE（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)，也可以是一臺主機(jī)。CE只需要運(yùn)行普通的路由協(xié)議即可。

PE（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。

P（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。提高了網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性。

（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。

（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。

（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)能夠提供同級別的時(shí)鐘同步能力，但卻可以大大降低成本。

3 IPRAN網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案

（1）城域網(wǎng)SR為3層網(wǎng)關(guān)方案

對于城域網(wǎng) SR 為 3 層網(wǎng)管方案基本上可以采用 IP/MPLS、新型以太網(wǎng)、MPLS-TP 等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)這一方案。當(dāng)前 IP/MPLS 和新型以太網(wǎng)是比較成熟的 IPRAN 方案。在實(shí)際組網(wǎng)過程中用戶主要通過基站路由器接入，MPLSVPN 延伸 2 層以太至城域網(wǎng)SR；在城域網(wǎng)內(nèi)部一般要開啟 MPLSL3VPN從而實(shí)現(xiàn)cdma2000 和 Ev-Do 的高效傳遞與輸送。

（2） RNC-CE為3層網(wǎng)關(guān)方案

RNC-CE 方案主要適合采用 MPLS-TP 來當(dāng)作 IPRAN 的接入延伸方案。MPLS-TP 段落主要是通過自身鏈路和節(jié)點(diǎn)保護(hù)機(jī)制來起作用的。當(dāng)前在實(shí)際應(yīng)用過程中由于大量基站接入位置相對集中，因而采用現(xiàn)有技術(shù)還不能滿足大規(guī)?；?VRRP 接入保護(hù)的需要。在實(shí)際應(yīng)用過程中只有 MPLS-TP2 層接入段與 RNC-CE使用同一廠商的設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)有效保護(hù)。這主要是因?yàn)樵趯?shí)際應(yīng)用過程中不同廠商的產(chǎn)品保護(hù)機(jī)制是不同的。只有利用相同廠商的產(chǎn)品才能夠保證切換保護(hù)效果的一致。

（3） 基站路由器為3層網(wǎng)關(guān)方案

針對這種方式在實(shí)際組網(wǎng)過程中不同基站業(yè)務(wù)通過 VLAN 來進(jìn)行標(biāo)識，動態(tài)監(jiān)控、lx、EV-Do 等業(yè)務(wù)主要是通過 OPTION 接入城域網(wǎng)從而正常發(fā)揮功能的。該方案實(shí)際上屬于IP 到邊緣的實(shí)施方案。應(yīng)用這種方式實(shí)現(xiàn)保護(hù)一般需要基站路由器與城域網(wǎng) SR 開啟 IGP 和 TE-FRR。最終實(shí)現(xiàn)快速切換保護(hù)。這種方式雖然能夠達(dá)到有效保護(hù)的目的。但是我們也要看到這種方式結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，在實(shí)施過程中維護(hù)入門要求非常高。這對于硬件設(shè)施的配置要求也相對較高。這是我們在實(shí)施過程中需要注意的。另外一種方式就是通過 BFD+IGP 來進(jìn)行保護(hù)。此時(shí)基站路由器與城域網(wǎng)SR要啟用BFD與IGP協(xié)議。這種保護(hù)方式網(wǎng)絡(luò)層次較為清晰，設(shè)備實(shí)現(xiàn)起來也非常簡單。與上一種方式相比，這種方式更為簡便。

4.結(jié)束語

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，當(dāng)前我國已經(jīng)邁入4G 時(shí)代。在未來的發(fā)展中要想實(shí)現(xiàn) 4G技術(shù)的快速推廣就必須要變革網(wǎng)絡(luò)承載方式。4G 技術(shù)的推廣給無線網(wǎng)絡(luò)承載方式帶來挑戰(zhàn)。在今后工作中只有應(yīng)用 IPRAN 承載方式才能適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求。

參考文獻(xiàn)

1.唐雄燕，簡偉，張沛，新一代移動承載網(wǎng)：IPRAN網(wǎng)絡(luò)[J].中興通訊技術(shù)，2012（10）.

2.楊明極，劉德綿.IPRAN 技術(shù)與應(yīng)用 [J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（5）.

3.馮炳進(jìn).淺談IPRAN 技術(shù)及未來展望[J]. 中國科技投資，2013（04）

作者簡介：

馮振，男，1983年3月 安徽亳州，亳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師，大學(xué)本科學(xué)歷，助教職稱，主要從事《綜合布線系統(tǒng)》、《C語言程序設(shè)計(jì)》的教學(xué)工作，主要研究方向?yàn)槌怯蚓W(wǎng)，綜合布線技術(shù)。