IP RAN二級接入環(huán)網(wǎng)健壯性研究與實(shí)踐

趙偉，盧延鋒，張麗華

（中國聯(lián)通臨沂市分公司，山東臨沂，276000）

1 網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

隨著運(yùn)營商移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的規(guī)模部署，為支撐LTE移動承載網(wǎng)不斷增長的需求，聯(lián)通IPRAN網(wǎng)絡(luò)不斷在基層單元進(jìn)行擴(kuò)容，基站業(yè)務(wù)需求不斷擴(kuò)大，在IPRAN網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容過程中，部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)支局的單節(jié)點(diǎn)接入下掛二級業(yè)務(wù)環(huán)網(wǎng)的情況相對突出，具體表現(xiàn)為：

部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)支局所在10G接入環(huán)為縣區(qū)一級接入環(huán)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)支局通過單節(jié)點(diǎn)下掛村級節(jié)點(diǎn)的GE二級環(huán)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1：“單節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)”所示。

圖1 單節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)造成二級環(huán)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)健壯性和可靠性較低，一級接入節(jié)點(diǎn)一旦出現(xiàn)故障失效，將會引起所掛二級接入環(huán)全阻，為移動網(wǎng)業(yè)務(wù)的穩(wěn)定性帶來巨大的安全隱患。

2 二級環(huán)網(wǎng)健壯性改造方案

2.1 改造方案

為提升IPRAN二級接入環(huán)網(wǎng)健壯性，避免因一級節(jié)點(diǎn)失效導(dǎo)致二級接入環(huán)網(wǎng)全租，最重要的就是二級接入環(huán)網(wǎng)通過雙上聯(lián)一級節(jié)點(diǎn)提供網(wǎng)絡(luò)冗余。在IPRAN網(wǎng)絡(luò)上通過設(shè)置OSPF協(xié)議中的COST值的方式規(guī)劃流量走向，主用路徑COST值小，相應(yīng)優(yōu)先級高，備用路徑COST值大，優(yōu)先級低。在主用路徑失效時(shí)通過BFD檢查可快速切換到備用路徑，提升了網(wǎng)絡(luò)健壯性。在雙上聯(lián)網(wǎng)絡(luò)改造的過程中，結(jié)合二級環(huán)節(jié)點(diǎn)光纜資源情況，分為以下兩種情況進(jìn)行改造：

2.1.1 接入環(huán)網(wǎng)光纜資源不充足

若IPRAN二級環(huán)網(wǎng)與相鄰一級環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)雙向光纜資源不充足，無法通過環(huán)間的光纜實(shí)現(xiàn)一級環(huán)網(wǎng)相鄰節(jié)點(diǎn)下掛二級環(huán)網(wǎng)，此時(shí)可以在一級環(huán)網(wǎng)機(jī)房內(nèi)新建接入設(shè)備，實(shí)現(xiàn)一級節(jié)點(diǎn)同址雙節(jié)點(diǎn)下掛二級接入環(huán)。

2.1.2 接入環(huán)網(wǎng)光纜資源充足

若IPRAN二級環(huán)網(wǎng)與相鄰方向一級環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)雙向光纜資源充足，在可以通過在二級接入環(huán)中加入相鄰的一級環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)二級接入環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)雙上聯(lián)。組網(wǎng)規(guī)則：

（1）主接入環(huán)速率為10GE時(shí)，可下掛二級接入環(huán)；（2）主接入環(huán)節(jié)必須上聯(lián)一級匯聚設(shè)備；（3）主接入環(huán)節(jié)點(diǎn)數(shù)量不超過6個（不含匯聚設(shè)備節(jié)點(diǎn)），二級接入環(huán)節(jié)點(diǎn)總數(shù)不超過8個（不含主接入環(huán)節(jié)點(diǎn)）；（4）二級接入環(huán)之間不可互聯(lián)，不可再下掛接入環(huán)；（5）需正確設(shè)置一級接入、二級接入鏈路的cost值，防止一級接入環(huán)流量繞行二級接入環(huán)。

聯(lián)通情況得改造如圖2所示。

圖2 雙上聯(lián)改造后的二級環(huán)網(wǎng)示意圖

2.2 設(shè)置COST 值引導(dǎo)流量走向

二級接入環(huán)網(wǎng)雙上聯(lián)改造完成后通過設(shè)置OSPF鏈路的COST值，避免一級接入環(huán)流量繞經(jīng)二級接入環(huán)。（1）相鄰下掛二級接入環(huán)的支局之間 OSPF 50；（2）一級接入環(huán)與二級接入環(huán)之間 OSPF 3000；（3）其他默認(rèn)OSPF 1。雙上聯(lián)改造后COST值設(shè)置規(guī)劃，如圖3所示。

圖3 雙上聯(lián)改造后COST值設(shè)置規(guī)劃

2.3 特殊故障場景下流量擁塞避免

若有一處10G鏈路中斷，只指定出接口/或禁止另一匯聚的情況下，會有隧道路徑繞行GE鏈路情況，造成流量擁塞。此類情況可改造環(huán)網(wǎng)上隧道的顯示路徑約束方式，約束到每一跳網(wǎng)元的必經(jīng)接口。雙上聯(lián)改造后流量繞經(jīng)二級接入場景，如圖4所示。

圖4 雙上聯(lián)改造后流量繞經(jīng)二級接入場景

一級接入環(huán)的隧道opt1顯示路徑，逐跳必經(jīng)接口，若10G鏈路中斷，opt1顯示路徑無法計(jì)算出來，會一直處于動態(tài)opt2，opt2會采用cost值最小路徑計(jì)算，如圖5所示。

圖5 雙上聯(lián)改造后流量不繞經(jīng)二級接入場景

3 二級環(huán)網(wǎng)改造實(shí)踐效果

根據(jù)對兩種情況的分析，結(jié)合本地IPRAN網(wǎng)絡(luò)及光纜路由資源情況，決定對莒南壯崗環(huán)網(wǎng)進(jìn)行改造試點(diǎn)。

在壯崗南竹園通過光纜資源上聯(lián)一級環(huán)網(wǎng)壯崗和團(tuán)林兩個相鄰節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了雙上聯(lián)，通過關(guān)閉激光器、拔纖等方式進(jìn)行光纜中斷模擬測試，均達(dá)到了保護(hù)效果，確保了下掛基站的在網(wǎng)。

通過本次改造，降低了350臺基站設(shè)備的在網(wǎng)隱患，消除了因電源、光纜故障引起一級接入節(jié)點(diǎn)失效而引起二級接入環(huán)阻斷，圓滿實(shí)現(xiàn)了提升IPRAN二級接入環(huán)網(wǎng)健壯性的目標(biāo)。

圖6 IPRAN雙上聯(lián)改造莒南試點(diǎn)