淺談甘肅廣電IP微波網(wǎng)組網(wǎng)方法

余 寧

甘肅省廣播電視局微波傳輸中心 甘肅省 蘭州市 730000

引 言

分組交換技術在IP 微波網(wǎng)中的廣泛使用，使得傳統(tǒng)的模擬微波網(wǎng)絡無法很好的與互聯(lián)網(wǎng)快速對接得以改善。傳統(tǒng)模擬微波使用電路交換技術，電路噪聲積累多、抗干擾能力差、電路通信效率低、信道使用率低，不適合于現(xiàn)在大規(guī)模介入的通信需求。在數(shù)字通信時代，分組交換方式凸顯，給通信方式帶來飛躍式發(fā)展，完全改變了傳統(tǒng)通信方式，甘肅省微波網(wǎng)絡升級中交換機和IP微波設備的應用，使得省微波線路實現(xiàn)全網(wǎng)IP 化，可快速部署實現(xiàn)與其它IP 網(wǎng)絡的互聯(lián)互通。

1 交換機堆疊

堆疊是指將物理上獨立的兩臺或者兩臺以上的交換機通過堆疊卡或者業(yè)務端口進行連接，在邏輯上模擬成一臺交換機，以此增加交換機端口數(shù)量。當兩臺交換機同時啟動后，通過相互競爭或者人為配置，其中優(yōu)先級高的一臺交換機成為主交換機（Master），它負責管理整個堆疊，且堆疊交換機中只有一臺是主堆疊交換機。備交換機（Standby）是主交換機的備份交換機。堆疊系統(tǒng)中只有一臺備交換機。當主交換機故障時，備交換機會接替原主交換機的所有業(yè)務。另外一臺為從交換機（Slave），用于業(yè)務轉(zhuǎn)發(fā)，堆疊系統(tǒng)中可以有多臺從交換機。從交換機數(shù)量越多，堆疊系統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)帶寬越大。

除主交換機和備交換機外，堆疊中其他所有的成員交換機都是從交換機。當備交換機不可用時，從交換機承擔備交換機的角色。

2 OSPF協(xié)議

OSPF （Open Shortest Path First）即開放式最短路徑優(yōu)先，是一種基于鏈路狀態(tài)內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議，在一個自治域系統(tǒng)中，可根據(jù)動態(tài)數(shù)據(jù)鏈路庫，計算出自治域系統(tǒng)中的最短路徑，根據(jù)最短路徑對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)發(fā)。OSPF 把自治系統(tǒng)AS（Autonomous System）劃分成邏輯意義上的一個或多個區(qū)域；OSPF通過鏈路狀態(tài)通告LSA （Link State Advertisement）的形式發(fā)布路由；OSPF 依靠在OSPF 區(qū)域內(nèi)各設備間交互OSPF 報文來達到路由信息的統(tǒng)一；OSPF 報文封裝在IP 報文內(nèi)，可以采用單播或組播的形式發(fā)送。沒有跳數(shù)限制，適用的網(wǎng)絡規(guī)模更大。每臺路由器都能夠掌握全網(wǎng)拓撲，通過最短路徑優(yōu)先算法SPF（Shortest Path First） 計 算 路由，不會產(chǎn)生路由環(huán)路。收斂速度快，因為路由更新是及時的，并且能夠快速傳遞到整個網(wǎng)絡。OSPF 可以采用組播形式收發(fā)報文，這樣可以減少對未運行OSPF 的路由器的影響。OSPF 支持對等價路由進行負載分擔。

3 交換機在IP微波網(wǎng)中的應用

圖1 為甘肅省微波改造中心站點路由圖例，蘭州交換機S1和S2 通過四個業(yè)務千兆口建立堆疊，配置堆疊優(yōu)先級交換機S1 大于S2，因此交換機S1 為Master，交換機S2 為Slave，交換機S1 和交換機S2 根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)傳輸業(yè)務，建立端口保護組。甘肅省微波現(xiàn)網(wǎng)傳輸業(yè)務主要有甘肅省自辦電視節(jié)目，甘肅省自辦廣播節(jié)目，中央無線覆蓋數(shù)字電視和CDR 廣播，所以交換機S1 的網(wǎng)口1、2、3、4 和S2的網(wǎng)口1、2、3、4 對應建立保護組，4 個保護組分別用來傳輸上述四路組播流信號。主備信源分別送入Master 和Slave，交換機S1 和S2 分別接入IP 微波兩個波道，起到雙路備份作用。當交換機S1 出現(xiàn)故障，或者單個網(wǎng)口出現(xiàn)故障，信號下發(fā)都不會出現(xiàn)丟失，確保信源數(shù)據(jù)安全下發(fā)。

由于甘肅省地形狹長，所以IP 微波傳輸網(wǎng)拓撲結(jié)構是以蘭州為中心的星型組網(wǎng)結(jié)構，分為東南西北四條鏈路，各條網(wǎng)絡鏈路分別以微波2+0 保護配置， 交換機組網(wǎng)為典型的“口”字形組網(wǎng)配置。如圖2 所示，交換機S1、S3、S5 通過內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議OSPF 組成兩跳微波的主平面，交換機S2、S4、S6通過內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議組成交換機備平面，交換機S1 和S2，交換機S3 和S4，交換機S5 和S6 之間通過eth-trunk 實現(xiàn)兩個千兆端口匯聚形成級聯(lián)，并且級聯(lián)線之間通過內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議OSPF 組成主備切換路由。

如圖2 所示，在各臺交換機互聯(lián)VLANIF 端口上配置IP 地址并配置對應接口所屬VLAN，實現(xiàn)網(wǎng)段內(nèi)互通，在各交換機上配置OSPF 基本功能，OSPF 具有適應范圍廣、收斂快、無自環(huán)、區(qū)域劃分、等價路由、組播發(fā)送等特點，網(wǎng)絡正常運行時，數(shù)據(jù)經(jīng)路由b 和e 到S5，并向下繼續(xù)從主平面下發(fā)數(shù)據(jù)，當S3 交換機故障，b、d、e 路由中斷，數(shù)據(jù)經(jīng)路由a、f、g 到交換機S5，因為全網(wǎng)備平面交換機S2、S4、S6 等之間的直連路由cost 開銷值設置為5000，根據(jù)OSPF協(xié)議，數(shù)據(jù)通常會選擇最短路徑即開銷值最小的路由下發(fā)。

圖1 中心機房微波結(jié)構

圖2 微波組網(wǎng)結(jié)構

4 QoS技術的應用

雖然IP 微波技術有了快速發(fā)展，但是微波信號空口傳輸在面對復雜氣候條件時依然會出現(xiàn)嚴重的信號衰落，與此同時又要保證傳輸業(yè)務的可靠性，因此在出現(xiàn)空間信號深度衰落時，我們要優(yōu)先考慮重要業(yè)務的可靠傳輸。QoS 技術的應用很好的改善了這個問題。

甘肅省微波網(wǎng)將中央電視節(jié)目、省自辦電視節(jié)目、省自辦廣播節(jié)目、CDR 廣播四個分組業(yè)務通過QoS 技術調(diào)度到不同優(yōu)先級的隊列中。各個優(yōu)先級隊列中的業(yè)務通過隊列調(diào)度算法傳送到微波端口。當調(diào)制模式切換時，如果空口容量不足導致某些優(yōu)先級隊列擁塞，這些優(yōu)先級隊列的部分或全部業(yè)務就被丟棄了。如圖3 所示，甘肅省IP 微波電路中，將省自辦廣播節(jié)目設置為最高優(yōu)先級，省自辦電視節(jié)目設置為次優(yōu)先級，中央無線覆蓋電視和CDR設置為低優(yōu)先級，當微波鏈路空口信號在遇到極端天氣發(fā)生嚴重衰落時，微波會降低調(diào)制模式，減小帶寬，提升信號糾錯能力，丟失低優(yōu)先級業(yè)務，優(yōu)先保證省自辦節(jié)目安全可靠傳輸，保證了廣播電視服務質(zhì)量要求。

圖3 微波層次化QoS 模型

結(jié)束語

傳統(tǒng)微波IP 升級后，結(jié)合微波自適應調(diào)制解調(diào)等技術，加之交換機等計算機通信網(wǎng)絡設備的融合組網(wǎng)，可以在抗微波信號深度衰落的同時，優(yōu)先保證最優(yōu)列隊業(yè)務通過，從而使業(yè)務不會中斷，為安全生產(chǎn)工作提供保障。微波調(diào)制技術持續(xù)改善，使得微波傳輸容量也有成倍的提升，在傳輸廣播電視業(yè)務之外，微波網(wǎng)絡可以用來傳輸應急廣播、移動直播，定點數(shù)據(jù)監(jiān)測等其它豐富的行業(yè)業(yè)務，為微波業(yè)務向多樣化、豐富化發(fā)展奠定了良好的基礎。