淺談通過數(shù)字微波網(wǎng)進(jìn)行信源傳輸和臺站遠(yuǎn)程監(jiān)控業(yè)務(wù)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃

馬長峰 黃賢彬

（1.廣西廣播電視技術(shù)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(shù)中心（以下簡稱技術(shù)中心）于2017年完成了模擬微波線路的數(shù)字化改造，組建了一個(gè)連接全區(qū)主要站點(diǎn)的數(shù)字微波網(wǎng)作為在用光纖線路的備用通道。由于部署的數(shù)字微波設(shè)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(fù)雜的樹狀拓?fù)溥M(jìn)行相應(yīng)的組網(wǎng)，也無法承載基于多種組網(wǎng)模式下的業(yè)務(wù)傳輸需求，所以需要通過數(shù)字微波設(shè)備下掛三層交換機(jī)的方式進(jìn)行外部組網(wǎng)。下面就以各臺站增加一路備份信源和一路遠(yuǎn)程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)回傳的業(yè)務(wù)需求對下掛三層交換機(jī)外部組網(wǎng)的規(guī)劃思路和相關(guān)技術(shù)原理做簡單介紹。

圖1 微波線路邏輯圖

二、數(shù)字微波網(wǎng)簡介

技術(shù)中心的微波線路網(wǎng)邏輯圖如圖1，核心節(jié)點(diǎn)設(shè)置在樞紐臺，再通過鏈路從南寧微波臺分別與4個(gè)方向相連，整網(wǎng)為樹形的架構(gòu)。建設(shè)至今已經(jīng)安裝有60多個(gè)臺站，基本覆蓋了技術(shù)中心所有的高山臺站。后期規(guī)劃數(shù)字微波覆蓋的站點(diǎn)總數(shù)可達(dá)到100多座，包含有所有的直屬臺站。

三、信源傳輸網(wǎng)

（一）設(shè)計(jì)思路

信源傳輸網(wǎng)的作用是將樞紐臺信源平臺的IP音視頻信號通過數(shù)字微波網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)礁鱾€(gè)臺站。信源網(wǎng)是點(diǎn)對多點(diǎn)的業(yè)務(wù)，通過采用組播的方式向有接收需求的臺站進(jìn)行發(fā)送，與整網(wǎng)廣播的方式相比可以減輕主機(jī)源的負(fù)擔(dān)，減少帶寬的浪費(fèi)。為保障信源的安全與相對隔離，在每個(gè)臺站將單獨(dú)使用一臺下掛三層交換機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)。

目前組播的路由協(xié)議有PIM-DM和PIM-SM兩種，其中PIM-DM是“推（push）模式”，采用先擴(kuò)散組播數(shù)據(jù)到網(wǎng)內(nèi)，再對沒有接收需求的終端線路進(jìn)行剪枝，只保留有需求終端線路分支的方式，該協(xié)議適用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小、成員較為密集的網(wǎng)絡(luò)。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(huì)向該終端發(fā)送組播數(shù)據(jù)，該模式適用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大、成員較分散的網(wǎng)絡(luò)。針對現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境，采用PIM-SM更符合業(yè)務(wù)需求。

單播的路由有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種配置方式，因?yàn)楝F(xiàn)網(wǎng)環(huán)境下設(shè)備較多，如果采用靜態(tài)路由的方式，后期網(wǎng)絡(luò)變動(dòng)時(shí)需要手工在每個(gè)設(shè)備上進(jìn)行配置；而動(dòng)態(tài)路由則可根據(jù)協(xié)議本身進(jìn)行路由的學(xué)習(xí)，同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變化時(shí)可重新學(xué)習(xí)新的路由信息，比靜態(tài)路由的部署更靈活便利。在常用的動(dòng)態(tài)路由協(xié)議中，OSPF具有配置簡單網(wǎng)絡(luò)收斂快，路由算法更先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在大型的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中，基本都采用了OSPF路由協(xié)議，所以現(xiàn)網(wǎng)的單播路由也選擇OSPF路由。

（二）網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

PIM-SM路由只需要在交換設(shè)備的全局和接口上開啟相關(guān)功能即可，在此不做闡述，以下重點(diǎn)介紹有關(guān)OSPF部分的設(shè)計(jì)。OSPF協(xié)議簡單的說就是把網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)區(qū)域，骨干與邊界區(qū)域相連的ABR路由器負(fù)責(zé)將本區(qū)域內(nèi)具有相同前綴的路由信息聚合到一起，并把這一條路由發(fā)布到骨干區(qū)域的ABR上進(jìn)行發(fā)布，從而減少各路由器上路由表的規(guī)模。在本例中，我們將整網(wǎng)劃分為5個(gè)區(qū)域，其中區(qū)域0為骨干區(qū)域，信源前端及路由設(shè)備均在該區(qū)域內(nèi)，區(qū)域劃分詳情如圖2。

圖2 OSPF區(qū)域規(guī)劃圖

在IP地址的規(guī)劃上，根據(jù)OSPF和組網(wǎng)的需求，每個(gè)站點(diǎn)的交換設(shè)備需要規(guī)劃有1個(gè)loopback地址用于設(shè)備管理，并作為Router id用于OSPF識別，前后端的2個(gè)互聯(lián)ip地址用于OSPF組網(wǎng)，還有2個(gè)接收組播的ip地址。其中l(wèi)oopback和組播接收地址則按照站點(diǎn)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(gè)地市，Y=1到254，代表各站點(diǎn)?；ヂ?lián)地址按照ospf區(qū)域分4段，例如：166.X.0.Y，其中X=1到4，代表4個(gè)區(qū)域，Y=1到254，代表各站點(diǎn)的每個(gè)互聯(lián)接口。以上是有關(guān)于OSPF部分IP 的規(guī)劃設(shè)計(jì)思路，對于交換設(shè)備的相關(guān)配置在此不做闡述。

四、臺站遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)

（一）設(shè)計(jì)思路

臺站遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)主要用于將各臺站的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行回傳，考慮到與現(xiàn)有的業(yè)務(wù)網(wǎng)進(jìn)行互備，將采用Qinq技術(shù)打包現(xiàn)有二層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，同時(shí)在臺站端和樞紐臺兩側(cè)部署路由器通過設(shè)置優(yōu)先級方式實(shí)現(xiàn)路由互備。在每個(gè)臺站內(nèi)，監(jiān)控網(wǎng)也將單獨(dú)使用一臺下掛三層交換機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)。

Qinq是通過在私網(wǎng)Vlan標(biāo)簽上再封裝一個(gè)公網(wǎng)Vlan標(biāo)簽的方式，讓私網(wǎng)Vlan在公網(wǎng)中進(jìn)行透傳，是一種二層的VPN技術(shù)。Qinq的報(bào)文到達(dá)路由器后，通過終結(jié)子接口對其的Vlan標(biāo)簽終結(jié)后再進(jìn)行三層轉(zhuǎn)發(fā)。備份路由則是把數(shù)字微波線路路由的優(yōu)先級設(shè)置為低于光纖線路路由，一旦光纖線路中斷，觸發(fā)路由選擇機(jī)制后通過數(shù)字微波線路路由完成數(shù)據(jù)傳輸。

圖3 監(jiān)控網(wǎng)簡要拓?fù)鋱D

（二）網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

二層網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)簡單，所有設(shè)備的IP均在一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)，數(shù)據(jù)包根據(jù)交換機(jī)的MAC地址表進(jìn)行快速轉(zhuǎn)發(fā)。為了組成這個(gè)大型的二層網(wǎng)絡(luò)，需要將所有站點(diǎn)監(jiān)測交換機(jī)的每個(gè)互聯(lián)接口配置為Trunk模式，同時(shí)在接口上放行各業(yè)務(wù)相關(guān)的Vlan，保證所有業(yè)務(wù)貫通整網(wǎng)。

首先為交換設(shè)備設(shè)計(jì)interface Vlan-interface的管理IP地址，管理IP規(guī)劃為：192.168.1.X，其中X=1到253，代表了所有站點(diǎn)；同時(shí)將管理VlanID設(shè)計(jì)為500與其他業(yè)務(wù)進(jìn)行隔離。微波機(jī)的管理和其他業(yè)務(wù)的Vlan ID則分別規(guī)劃為510和520等，相關(guān)設(shè)備按照規(guī)劃好的ip后接入對應(yīng)的接口，就可以完成各個(gè)站點(diǎn)間業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸，無需在交換機(jī)上增加路由配置。

在Qinq的設(shè)計(jì)上，考慮到各地市間數(shù)據(jù)的二層隔離及在路由器出口的終結(jié)需求，將各地市的公網(wǎng)Vlan標(biāo)簽按區(qū)域劃分為11個(gè)區(qū)間，例如南寧地區(qū)設(shè)計(jì)為10，柳州為20，其他地區(qū)則以此類推。各地市內(nèi)部的私網(wǎng)Vlan標(biāo)簽例如南寧臺1為101，南寧臺2為102，按區(qū)域打包入相應(yīng)的公網(wǎng)Vlan中。規(guī)劃后的簡要網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D3。其他有關(guān)路由器方面的設(shè)計(jì)和配置在此不做闡述。

五、結(jié)束語

通過以上介紹可以看出在不考慮數(shù)字微波設(shè)備配置的情況下，數(shù)字微波網(wǎng)與常見的光纖等傳輸網(wǎng)絡(luò)無異，所以在數(shù)字微波網(wǎng)中可以通過部署交換設(shè)備來進(jìn)行業(yè)務(wù)傳輸。網(wǎng)絡(luò)部署至今，已經(jīng)完成了信源傳輸和數(shù)字電視發(fā)射機(jī)監(jiān)控的業(yè)務(wù)部署，其中信源傳輸業(yè)務(wù)提供了AVS+和MPEG兩種信號。臺站遠(yuǎn)程監(jiān)控互備業(yè)務(wù)正在測試階段，在完成測試后再進(jìn)行相關(guān)部署。