IP承载网组网 篇1
1 IP软交换承载网的概念
1.1 软交换
目前, 随着经济不断发展, IP行业也迅速发展, 软交换也慢慢进入人类生活。IP软交换承载网慢慢走进人类生活, 那么什么是IP承载网, 软交换?
软交换是一项具有呼叫和连接控制为一体的功能实体, 它可以实现传统程控交换机的呼叫控制, 而传统的功能与现在的IP业务是相结合的, 针对不同的IP业务, 它实行的呼叫控制功能也不相同。然而不同的业务所需要的呼叫控制功能不同, 软交换是与这种业务不存在联系的, 这就要求软交换能够提供的呼叫控制是属于各种业务的基本呼叫控制。
1.2 IP承载网
IP承载网是一张以IP技术构建的专网, 它具有传输功能, 例如现在手机上的视讯, 信息传送都是通过IP承载网来实现的。IP承载网采用高效可靠的设计, 结合各种高级技术, 采用低成本, 高效益的特点使得信息传递具有高效性以及可靠性。
2 软交换IP承载网网络建设总体原则
2.1 保持现网稳定原则
现在的网络多数情况下存在不稳定的状态, 例如, 人们在传输信息的时候由于网络连接失败, 或者网速过慢, 导致在实行软交换的过程中, 发生数据连接错误等相关问题, 导致传输失败, 因此在实现软交换IP承载网络出现问题。所以, 要在现网稳定的情况下才能实现软交换IP承载网络的数据传输。
2.2 业务继承性原则
目前很多网络都存在业务不稳定的现象, 导致其不能进行传递性工作。由于网络设置的改变, 各种信息不能进行传递。因此, 需要对交互的设备进行信息传送, 保证信息可以顺利传输。但是这些业务要在不可以降低原有的网络业务的前提下, 重新进行网络传输任务。尤其针对现在的电信业务、承载业务、补充业务、智能业务、增值业务等, 需要在网络稳定正常进行下, 业务能够保证继承性原则才能正常进行。
2.3 分阶段实施原则
网络传输是分阶段进行的, 需要按照先易后难的原则分别对网络进行优化和改造。人们通过逐渐简单的网络问题, 逐一进行优化和改造。继而上升到较难网络传输, 进行优化。
2.4“就近入IP, 就远出IP”原则
在经过IP改造后, 软交换端部的IP系统将进行承载语音的任务。与原来的传统提出的TDM端局之间进行互通业务传递。这种传递遵循着“就近入IP, 就远出IP”的规定。首先要保证所有的业务可以就近进入到IP现网内, 在终端到达。这时候原来的接网将会消失, 网络呈现出扁平化组网的状态。
3 电信软交换IP承载网络建设思路
3.1 软交换IP承载网组网总体思路
首先, 可以参考以上网络结构来进行总体规划建设, 此网络架构清晰, 分为全区核心层, 本地网汇聚层和接入层, 网络各个层次职责明确, 并且全区核心层骨干层由区级NOC中心维护, 地市本地网汇聚及接入层设备由地市分公司维护, 便于管理和维护。
3.2 软交换IP承载网业务承载具体建设思路
3.2.1 组建核心层交换机网络
在各区域按业务重要性分别部署核心路由交换机, 作为全区核心设备接入CE, 并作为地市各接入节点接入CN2的CE设备。SS/MRS/SG/HLR等通过一对交换机, 然后通过一对防火墙接入到一对核心路由交换机, 保证核心网安全性。将接入层节点端口汇聚到汇聚交换机, 保证Qos的部署。
3.2.2 组建接入层交换机网络
现在很多的交换机建设中, 对于接入层中可以用重要节点来增加原交换机的建设。现在的县、支局的接入层是利用现有的交换机和原来本身自带的IP宽带来承担宽带连接业务和相关的语音业务。特别是在当地的网局点中, 在现有汇聚交换机的基础之上, 设备组网采用口字形的连接方式, 这样一来, 提高了可靠性。
3.2.3 安全性部署
网络传输是需要对安全进行考量的, 因此需要对接入交换节点进行备份, 防止在文件丢失利于找回, 因此安全性部署工作是十分必要的, 在设备期间进行VRRP的重点部署, 将A与G分开进行负载分担, 与此同时, 接入设备主备链路, 保证分载部署的工作良好进行。
4 软交换IP承载网接入层建设思路
下面我们来看AG和IAD等接入设备通过以下3种形式接入的组网思路:
(1) 通过MSTP直接接入的AG和IAD, 视为可信接入, 直接接入NGN承载汇聚层, 然后通过CE接入IP承载网, 与SS相连;
(2) 通过PON接入的可信AG和IAD通过OLT分离语音和数据, 语音通过NGN汇聚交换机到IP承载网;通过PON接入的不可信任IAD接入设备, 通过OLT分离, 经BAC设备接入IP承载网, 与SS相连;
(3) 通过IP承载网接入的IAD视为不可信任接入, 必须经过BAC认证;AG经IP城域网汇聚交换机与NGN汇聚交换机相连, 接入IP承载网, 与SS相连。
目前, IP事业的迅速发展, 电信软交换;移动软交换;联通软交换也慢慢融入了IP承载网中, 采用这种方式, 保证了更多的业务的顺利传输, 并且它的服务质量高, 安全效益好, 符合现在人们使用IP网络的方便心理, 同时软交换承载网是一个全新的网络设计, 它的简便性也符合了大众的需求。我们需要在使用电信软交换IP承载网组网上需要考虑网络稳定、业务继承性, 网络分阶段等原则能够顺利进行, 但是一些运营模式和管理方案还需要进一步的研究与探讨。
参考文献
[1]李海涛.IP软交换承载网技术在联通网络中设计与应用[J].硅谷, 2010 (4) .
[2]宋燕辉.IP承载网软交换接入方式分析[J].重庆文理学院学报 (自然科学版) , 2009 (02) .
IP承载网组网 篇2
一、IP承载网概述
IP承载网是一种基于TCP-IP第三层交换模型的新技术, 其中包含VPN技术、多协议标签交换等技术, 面向多样化的业务系统, 可同时支持数据、视频、语音等多业务。随着电子信息技术和通信网络的快速发展, IP承载网逐渐发展为全国性IP网络, 重点面向运营商的大客户和自身业务系统。IP承载网应具有良好的可管理、可运营能力, 对业务系统提供安全稳定性保证和较高的服务质量, 实现统一的管理和网络调度[1]。IP承载网运行坚持成熟性、技术先进性原则, 在IP承载网中应用Diff Serv技术和带宽规划确保稳定性和服务质量, 应用快速IGP和MPLS TEFRR提高安全性, 应用边界控制技术和MPLS VPN实现业务系统隔离。
二、IP承载网稳定性提升技术
1、优化IP承载网组网。
IP承载网的业务系统快速增长对承载网容量和网络结构提出了更高的要求, IP承载网建设应确保层次化的网络, 并且实现网络结构的扁平化, 通过最短的路由路径, 提高IP承载网的运行效率。优化IP承载网组网的关键在于提高设备节点可靠性, 网络设备是组成IP承载网网络结构的基本节点, 其稳定性是整个IP承载网稳定性的基础。IP承载网的关键设备包括制冷系统、电源、交换单元、主控单元等, 保障IP承载网的稳定性。同时, 改善IP承载网线路卡和接口的快速导管和故障感知性能, 传统Ethernet接口没有采用故障检测技术, 其承载的业务系统对时延感知能力较低, 接口故障探测时间较长, 达不到Vo IP实时电信业务的运行要求, 因此IP承载网应积极引进OAM、BFD等快速检测技术, 实现和线路卡的控制联动, 使链路或者接口故障的感知时延小于50ms[2]。
2、提升IP承载网链路稳定性。
IP承载网由核心层、汇聚层和接入层组成, 在各层采用分段稳定性策略, 如在IP承载网的接入层采用分担接入策略, 将CE设备、媒体网关等业务设备双归接入PE设备上, 并且启用RSTP、VRRP等辅助技术, 实现IP承载网的快速保护倒换。如果IP承载网实际运行条件有限, 难以同时冗余接入两台PE设备, 可将重要业务设备接入同一个PE设备的两个接口板上。在核心层和汇聚层采用双节点冗余备份策略, 当IP承载网某节点出现运行故障时, 网络中的备份节点可确保业务系统的连续转发。同时, IP承载网链路自身也应用冗余策略, 采用接口绑定技术, 减少网络链路拥塞, 增加接口带宽, 提供接口相互备份的捆绑组保护功能。IP承载网核心层的链路连接, 可通过POS接口实现Full Mesh连接, POS接口可实现SDH的快速故障检测, Fell Mesh连接可确保IP承载网单链路故障网络跳数小于一跳, 并且这种链路连接, 可避免核心层流量向接入层或者汇聚层迂回, 防止巨大的流量对IP承载网的接入层和汇聚层产生冲击, 从而影响IP承载网的畅通运行。
3、积极应用波分技术。
随着网络技术的快速发展, IP承载网的业务系统不断增多, 传统的传输技术已经难以满足网络需求, 为了提升IP承载网稳定性, 可积极应用波分技术, 利用单模光纤的低损耗、高带宽的特性, 以多个波长作为载波, 在光纤内可同时传输各载波信道。密集波分技术和单信道系统相比, 极大提高了IP承载网的通信容量, 具有性能可靠、扩容简单等优点, 光纤带宽利用率较高。由于IP承载网具有特殊性, 波分技术在IP承载网中的应用, 主要通过对传输故障的快速检测、快速收敛来提升IP承载网稳定性。当IP承载网传输系统发生故障、倒换时, POS接口仍然可接收光信号, 如果IP承载网没有进行特殊设置, 需协议层面超时、等待链路结束后才能检测DOWN。通过设置POS接口告警, IP承载网路由器感知接口告警, 快速判断SDH传输过程出现某个问题, 及时关闭POS接口, 加快收敛时间[3]。通过应用波分技术, 可将IP承载网POS接口等待时间设置为100ms, 确保其可在50ms内成功倒换, 避免IP倒换和传输倒换的多重震荡, 有效提高IP承载网可靠性。
三、结束语
近年来, 网络技术和通信技术快速发展, IP承载网作为一种新型网络承载平台, 展示出巨大的应用优势, 为当前很多实时性的多媒体业务资源提供了重要的技术支撑。在未来发展过程中, 应积极采取多种提升技术, 全面提高IP承载网稳定性, 推动IP承载网更广泛的应用。
摘要：IP承载网是一项新型的可以同时支持企业互联、数据、视频、语音等多种业务的承载平台。IP承载网主要服务于高要求、高价值的电信业务, 因此要积极采取有效的提升技术, 进一步优化和完善IP承载网稳定性。本文分析了IP承载网, 阐述了IP承载网稳定性提升技术。
关键词：IP承载网,稳定性,提升技术
参考文献
[1]陈凯.IP承载网提升稳定性技术的研究与实现[D].山东大学, 2010.
[2]张鸾.多业务融合IP承载网发展及关键技术研究[D].吉林大学, 2012.
IP承载网承载软交换接入方式 篇3
关键词：IP承载网；软交换
1 概述
IP技术是IP软交换承载网的核心。IP软交换承载网是为视频、语音、数据等多种业务提供承载的软交换网络。它既保证了电信业务网IP化演进时未来几年对IP承载的刚需，也保证了长期的IMS网络、软交换网络和无线3G网络等的演进，同时保证了基于IP的公众数据业务（通信级）的有效开展。运营商发展基于IP的软交换承载网将是大势所趋。
2 IP承载网简介
2.1 IP承载网定义
IP承载网是各运营商以IP技术构建的专网，用于承载视讯、软交换、VPN重点客户等对传输质量要求较高的业务。它采用具有高可靠性的双归属、双星、双平面设计，细致设计了各类情况下的流量切换模型。IP承载网采用先进技术（如FRR、BFD、MPLS TE等），可以快速检查诊断出网络断点，有效缩短故障链路、故障设备等的倒备时间。网络设计方面要求IP承载网轻载其承载的业务，并在二层、三层部署QOS质量保证，为其所承载的业务提供全面质量保证。由于以上措施的有效部署，奠定了IP承载网由于其它承载网络的基础，它不但具备IP网络的承载业务灵活的优点，而且具有高扩展性、低成本的特点，同时兼具传输系统的高安全性和高可靠性的优势。
2.2 IP承载网结构
IP承载网一般采用分层的结构模式，以便于网络组织和管理。
P路由器组成骨干层，在省际和省内完成流量的转发工作。骨干层再分为汇接层和核心层。P即Provider Router，指该层的核心路由器，主要完成路由功能及快速转发。
核心路由器CR组成核心层，根据核心节点的业务量情况、节点自身的传输条件以及节点的地理位置进行设置，每个核心节点配置2台CR。
汇接层由省汇接路由器PR组成，每个省均设置PR。CR也可以同时作为本省的省汇接路由器使用。
PE路由器组成接入层，即接入路由器AR。它的主要功能是完成业务的接入以及VPN业务的组织和管理。PE即Provider Edge Router，是边缘路由器，它与CE相连，主要功能是完成VPN业务的接入，其中CE是直接与服务提供商相连的用户设备。
2.3 某运营商软交换平台
软交换技术是NGN网络的核心技术，为下一代网络（NGN）具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接控制功能。软交换技术独立于传送网络，主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能，同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务，并向第三方提供可编程能力。
作为分组交换网络与传统PSTN网络融合的全新解决方案，软交换将PSTN的可靠性和数据网的灵活性很好地结合起来，是新兴运营商进入话音市场的新的技术手段，也是传统话音网络向分组话音演进的方式。在国际上，软交换作为下一代网络（NGN）的核心组件，已经为越来越多的运营商所接受和采用。
目前随着技术发展，某运营商交换业务平台从PSTN端局开始逐步向NGN演進，逐步提升到汇接局，用户数据逐步迁移，承载逐步IP化。IP承载网作为NGN业务的承载网，解决语音业务由公用互联网承载带来的质量得不到保障的问题；在承载NGN业务的同时，后期可以考虑承载其他业务。
2.4 某运营商软交换平台包括四部分
①NGN软交换：包括softx3000、UMG8900。②NGN与PSTN交换机互联部分：NGN平台的UMG与长途网长途局和若干本地网PSTN交换机通过2M中继相连，完成固话与NGN用户的语音业务。③NGN与IP承载网互联：NGN核心设备和地市汇聚设备通过IP承载网承载。④NGN平台与SHLR（用户归属位置存储器）相连，采用宽带方式与软交换互开M3UA宽带链路。
3 某运营商IP承载网介绍
3.1 某运营商IP承载网组网
某运营商IP承载核心节点设置了2台核心路由器，及2台核心交换机，地市10个汇聚节点各设置了1台汇聚路由器，及1台汇聚交换机，地市汇聚节点至节点为2条155M通道，地市汇聚节点三层交换机与汇聚路由器以GE通道互联。
3.2 某运营商IP承载网设备配置
IP承载核心节点的核心路由器为2台华为NE40E-X8路由器，核心交换机为2台华为S9303路由交换机；地市汇聚节点的汇聚路由器各为1台华为NE40E-X3，汇聚交换机各为1台华为S9303路由交换机。
3.3 IP承载网地址规划使用原则
①IP承载网全部采用私网地址（包括设备互联和业务地址）；②一次全部规划、预留到位，避免二次更换；③条块化地址分配，按照业务种类和地区进行划分，不同业务、不同地市分开；④地址分配尽量不与既有业务地址冲突；⑤原来宣告使用的公网IP地址割接进IP承载网，地址全部更换为私网地址；⑥IP承载网以VPN进行业务划分和隔离，现阶段业务种类定义为VPN1、VPN2、VPN3，VPN1为NGN语音及信令、VPN2为NGN语音设备网管、VPN3为NGN设备网管；地区定义为14个地市，后期根据IP承载网情况增加、调整业务种类和地区。
3.4 路由协议规划
路由协议是以自治系统（AS，一个具有共同的管理者，并且共享同一种路由选择策略的网络的集合）为基础的，分为域间路由协议和域内路由协议两大类。根据IP路由选择、建立和维护应依据自治域的划分来考虑，必须综合考虑管理和技术两个方面的因素：管理上应层次分明、清晰，局部的变动不影响上层和全局；技术上应尽量简单、灵活，以提高路由器的处理效率。自治域内部路由，选用的是OSPF动态路由协议。
3.5 IP承载网各地市与核心节点接入原则
OLT和S9303之间有直连光纤的，OLT语音接口通过光纤直接接到9303上；没有直连光纤的，从BAS上引出GE通道至S9303上，实现GPON网络语音业务的接入。用户接入主要有三种接入协议：MGCP协议、H.248协议和SIP协议。MGCP协议主要针对普通IAD接入设备，H.248协议主要针对GPON接入设备，SIP协议针对多媒体接入设备。目前现网采用MGCP协议的商用装机很少，大部分用户采用H.248、SIP开通。
4 结束语
先进的网络架构设计理念和完善的关键技术保证是各电信运营商软交换IP承载网的核心，软交换IP承载网不但能够满足多种业务承载需求，同时能够达到承载业务对于安全性、可靠性以及QOS的要求，它是一个立足当前、面向未来、无限演进的IP网络，充分满足了各电信运营商降低投资成本的需求，可以快速和灵活的响应智能业务、新业务的开展和实施。
参考文献：
[1]桂海源.IP电话技术与软交换[M].北京邮电大学出版社，2010.
[2]张云勇.电信级多业务IP承载网需求及关键技术[J].移动通信，2007.
作者简介：
IP承载网组网 篇4
一、台州联通IP RAN方案和建网原则
台州联通IP RAN综合承载网采用三层网络结构建设：核心层、汇聚层、边缘层。边缘层站点的选择以2011年HSPA+升级站点为主，分区域以整环或整环加链的原则确定边缘层节点，同时充分考虑2011年该区域内新建3G站点的业务需求以及覆盖带宽需求较大的3G站点。接入层设备数量规模将超过500个，核心汇聚节点的选择比照原有的网络结构模式和发展布局进行相应配置。台州联通IP RAN主要采用了层次化的MPLS L3 VPN、PWE3等传送技术，同时部署同步以太、1588v2等解决时钟传送的问题。
此次IP RAN综合承载网建设，除承载移动承载业务以外，网络同时接入综合业务，包括3G语音、3G数据、AG、大客户专线、小区上网等多种业务类型。对于3G语音业务，采用MS-PW方式承载，3G数据业务采用HVPN业务承载，而AG和大客户专线将采用L3VPN承载，小区上网采用VPLS承载。IP RAN综合承载网基于IP/MPLS架构，可以有效的支撑未来的IPv6、云承载、物联网等新业务，具备承载未来新业务的平滑演进能力，是面向未来的网络架构。
根据台州联通IPRAN建设部署规划，边缘层优先采用在原有MSTP环路叠加的方式进行建设;新建环路应结合网络优化，形成合理的拓扑结构，局部资源不足的可新建光缆解决。若所选区域基础资源严重不足，可采用设备替换的方式，用IPRAN替换现有MSTP环路;此时需要IPRAN传送E1电路，对于边缘层接入环，仿真E1业务数量基本控制在20条以内。边缘层网络采用环形结构，一般采用GE速率，部分高带宽需求区域站点(如环上全部为HSPA+站点、大客户专线等其它需求量大等)可采用10GE速率;接入环上节点规划数量不超过10个，环上节点与所带支链节点数量之和不应超过20个。边缘层接入环优先选用双节点方式与汇聚层相连。IPRAN核心汇聚层应根据相关边缘层的业务需求进行建设。核心汇聚层采用环形结构或网状网结构，应采用10GE速率组织网络;汇聚环上节点规划数量不超过6个，汇聚节点所带边缘层接入环数量不超过4个。IPRAN网络内部保护优先选择1：1的LSP保护，可根据具体情况选择分段保护(MS-PW)或端到端保护(SS-PW)方式，IP/MPLS分组网络也可采用FRR等保护方式;在核心汇聚层可以规划叠加环网保护，以提高网络可靠性。IPRAN设备与CE、RNC等业务设备互连时，应进行网间保护，可选择双归属或LAG方式。
从2011年6月联通集团下达关于本地传输分组传送试商用建设有关要求的通知开始，在不到半年的时间里，台州联通与华为公司紧密配合，快速完成了包括项目可研、方案详细设计、设备安装调测、业务测试、业务割接等一系列工作。IP RAN承载网络在满足目前和未来业务发展的同时，带动了台州联通的网络架构、业务发展需求匹配、机房配套建设、技术储备、人员技能等全方面的提升。同时经严格测试的IP RAN综合承载网的各项指标达到预期，各项业务运行正常稳定。充分验证了以MPLS/IP为核心架构的三层分组网络具备规模部署和成熟商用能力。台州联通的IP RAN综合承载网初期规模将超过600个左右节点，未来将基于IP RAN规划超过1000个节点。
二、台州联通IP RAN承载网络商用效果和结论
台州联通IP RAN综合承载网络目前已经承载了台州联通大量的2G和3G基站的业务(包括数据业务和语音业务)，经历了元旦、春节等重大节日的考验，所有2G和3G基站的各项指标运行正常，客户的业务体验良好。依托IP RAN的综合承载能力，台州联通IP RAN综合承载网还实现了固定宽带业务接入、营业厅的自营业务以及大客户专线等业务的综合承载。
1.架构先进，面向未来
台州联通建设的IP RAN综合承载网基于全路由器构建，由于与IP城域网采用了相同的IP设备，与现有的Internet网络、企业网络、政府网络等所有的IP网络都极其相似，IP RAN与现有网络都是基于IP/MPLS技术框架体系的，在技术、规划、管理、维护、故障检测等方面可以做到天然的互通对接，避免了由于引入类似于PTN等差异化技术而带来的大量对接问题以及链路配套资源的重复投资浪费，完全可以作为宽带城域网的补充。IP RAN综合承载网的建设通过在基站站点部署IP RAN的综合接入设备，使得台州联通的部署了IP RAN设备的基站站点具备了综合接入能力并成为综合接入节点，从而台州联通的综合接入节点数量大为增加，快速提升了台州联通的网络覆盖能力，加快了网络建设速度，提升了业务接入能力。台州联通当前根据业务发展需求，充分利用建成的IP RAN网络，加速承载更多的业务，扩大台州联通的网络覆盖，提升业务布放及开通能力，构建了面向FMC时代的先进网络架构。
2.支撑大规模组网
台州联通经过本次IP RAN综合承载网建设，连接海量基站的路由器设备的组大网能力在台州网络中得到充分验证，针对移动承载的应用场景，IP设备通过分层的思想解决大网场景下引入动态控制层面带来的不利影响，分层包括物理分层和控制层面分层。物理分层与MSTP网络的分层架构一致，分为核心层、汇聚层及接入层。通过进程的方式划分路由域后，一方面对接入层设备控制层面能力要求降低，另一方面，由于进程之间是隔离的，接入层的频繁调整不会对汇聚层及核心层造成影响，反之亦然，由此解决了移动承载场景下的组大网问题，从而解决了FMC时代将要面临的重大难题。
3.技术领先，安全可靠
台州联通建设的IP RAN综合承载网应用了大量先进的可靠性技术，使得IP网络也具备了电信级的可靠性保护能力。IP RAN通过LSP1：
1、PW冗余、APS、VRRP、VPN FRR等丰富的可靠性保护方案，以及支持OAM、BFD等故障检测手段，完成链路、节点、网络级的毫秒级的故障检测和保护倒换，实现业务系统对于网络故障的无感知。根据前期测试和近期带业务后网络故障倒换结果来看，对于2G、3G、LTE的移动回传业务，普遍在20-30ms左右完成故障保护倒换，少数情况下接近但仍然低于50ms以内完成故障倒换，大部分情况下业务回切不丢包;对于L2、L3、TDM的专线业务，普遍在10-20ms左右完成故障保护倒换，少数情况下接近但仍然低于50ms以内完成故障倒换，业务回切不丢包。特别的是IP RAN网络在抗多点网络故障上的健壮性方面甚至是要优于MSTP网络的。
4.运维简单，降低运营成本
台州联通前承担了IP RAN网络的业务发放和维护工作，在经历网络建设和业务的逐步割接上线过程中对于IP RAN技术有了深入的了解。台州联通的IP RAN综合承载网采用了类SDH的IP可视化运维，面向业务、面向对象，使得IP RAN运维非常简单。在网络建设过程中，通过采用华为一次进站方案，实现接入层设备一次进站安装免现场调试，快速开局，节省了多次进站的成本和时间;同时远程管理，业务端到端自动发现和可视化配置、智能根因告警、可视化一键式故障定位、智能排障、性能监控等运维手段简化网络部署和运维，大为提升IP RAN网络的运维效率，降低运维复杂度和成本。台州联通IP RAN综合承载网使得固网和移动业务采用了相同的技术，可以采用类似的维护体制，从长期来看可以有效优化和节省运维人力，降低运维成本。同时采用部署IP RAN综合承载网，可以将原有的多个物理网络合并减少为一张统一的IP RAN综合承载网，长期来看可以大为节省机房、配套、机柜、光缆、电源、空间等宝贵而有限的资源，有效降低台州联通的综合运营成本;
三、综述
IP承载网组网 篇5
随着LTE的部署、三网融合的推进, 业务发展对承载网的带宽、功能、服务质量等提出了更高的要求。骨干网与城域网内虽已建成SDH/MSTP、IP RAN/PTN、 宽带接入网 (由DSL、LAN和PON等组成) 等承载网, 但随着业务发展和网络演进需求的变化, 如何在满足各种业务承载需求的前提下, 实现高效、合理、低CAPEX和OPEX的综合业务承载与传送, 已成为城域网下一步发展、演进亟待解决的关键问题。 承载网现状示意如图1 所示。
本文在分析承载网现状与业务需求的基础上, 探讨了在城域网内面向LTE的综合业务承载网的技术选择、目标架构、业务实现、网络组织、建设与部署策略等。
2 承载网现状
2.1 承载网现状
骨干层面, 国内主要电信运营商基本建有WDM/MSTP、 骨干Internet网、 骨干IP承载网 ( 中国电信CN2、 中国联通A/B承载网等) 等承载网络。WDM/MSTP、骨干Internet网在省内二干、 城域本地均有完善的延伸网络, 骨干IP承载网在本地一般设置1-2 对AR, 本地延伸规模较小, 但与城域多张网络 (含IP RAN、IP城域网以及部分地市自建的CE网络或本地IP承载网等) 连接。 骨干IP承载网目前主要承载固定和移动的语音业务、增值业务、大客户专线业务等, 其网络结构现状示意如图2 所示。
本地层面, 承载网主要包括分组传送网、MSTP、IP城域网。 分组传送网主要承载基站回传业务, 同时承担部分大客户、ATM、TDM仿真业务;IP城域网主要承载公众互联网、IPTV及部分MPLS VPN业务;MSTP网络主要承载原2/3G移动网CS域业务、大客户专线等。
2.2 承载网存在的问题
(1) 存在多张承载网络, 连接关系比较复杂, 业务定位不明确, 缺乏统一规划;
(2) 本地MSTP、分组传送网、IP城域网为城域网建设的3 张网, 业务互通困难, 部分业务流向需通过骨干网迂回, 投资有一定浪费;
(3) 部分承载网络设备数量多, 网络功能部署缺乏规划, 网络收敛速度慢, 不能满足4K、LTE等部分业务的承载需求。
3 业务需求分析
运营商业务主要包括公众互联网 (含WLAN等) 、IPTV、大客户专线、MPLS VPN、NGN (包括公众话音业务和大客户话音业务) 、移动业务 (包括移动话音业务和数据业务) 等。 其中, 公众互联网属普通互联网业务, IPTV、大客户专线、MPLS VPN、NGN、移动业务等属于电信级业务。 电信级业务的特点是流量模型相对稳定, 安全可控, 对质量有较高要求, 要求承载网具备灵活、高效提供各类业务的能力, 并能够提供完善的OAM机制、保护机制和Qo S保证。 城域网业务承载需求分析及Qo S需求分别见表1、表2。
另外, LTE业务需0.05ppm的频率同步、±1.5us的相位同步要求, 故面向LTE的综合业务承载网需要提供高精度的同步信号传送能力。
4 综合承载网目标结构
结合业务需求分析, 业务发展呈现IP化、 融合化、高带宽等趋势。 现有的MSTP由于不能满足LTE等业务承载需求, 可定位为大客户2M精品网, 并逐步退网;现有的IP城域网、分组传送网需进一步融合优化, 构建基于IP/MPLS技术的多业务承载网络, 构建具有端到端电信级多业务综合承载能力的承载网络。 结合城域网实际与网络技术发展趋势, IP综合承载网目标架构如图3 所示。
IP综合承载网发展目标架构由骨干网、城域网和接入网组成。 城域内原则上应建设一张网, 共用城域网CR设备, 城域网内可分为基础和精品两张平面, 分别由BRAS和SR组成。 接入网采用PON及IPRAN/PTN两种技术, 以满足各类业务对承载网的质量需求。
5 IP综合业务承载目标网的实现
结合目前主要运营商的网络情况, IP综合业务承载网网络拓扑结构示意如图4 所示。
(1) 业务接入实现
1) PON+ 城域网基础平面
主要用于承载对丢包、时延等不太敏感的公众互联网业务, 不需要提供可靠的服务质量保证, 没有严格的Qo S需求。 该类业务采用PON网络接入, 通过OLT/ 大二层交换机上联至城域承载网基础平面BRAS设备, 实现公众用户对Internet的访问。
2) PON+ 城域网精品平面
主要用于承载家庭用户NGN、IPTV等流量需求较大, 对Qo S、可靠性、网络安全等有一定要求的业务。 该类业务采用PON网络接入, 物理上采用单一线缆入户, 逻辑上各种业务采用VLAN区分、隔离, 通过OLT/ 大二层交换机上联至城域承载网精品平面SR设备, 建立VPN通道连接至互联网或IPTV CDN节点。
3) IP RAN+ 城域网基础平面
主要用于承载移动数据和大客户互联网等要求一定质量、 安全保证的业务。 该类业务主要通过IP RAN/PTN接入并导入城域承载网基础平面BRAS, 实现移动用户、政企大客户对Internet的访问。
4) IP RAN+ 城域网精品平面
主要用于承载移动语音、政企话音、VPN等可靠性、安全性、服务质量保证要求高的业务 (含尤其Qos及安全要求高、 具备1588v2 同步要求的LTE业务) 。该类业务主要通过IP RAN接入并导入城域承载网精品平面SR, 建立VPN通道联至固网、移动核心网、政企VPN业务, 具体可采用PW+L3 MPLS VPN或CE+L3 MPLS VPN等方式进行多业务综合承载。
(2) 网络路由组织
1) IGP路由设计
为保证路由层面的安全性, 综合业务接入子网与城域骨干网采用不同的IGP路由进程, 并启用MPLS, IP RAN汇聚B设备同时属于多个IGP域, 骨干与接入的IGP路由相对隔离, 不进行路由的相互注入, IP RAN汇聚B设备同属于综合接入子网MPLS域和城域网骨干MPLS域。综合业务接入网IGP建议采用OSPF协议, 如果城域骨干网也使用OSPF进程, 需与综合业务接入子网使用不同的OSPF进程, 同时业务转发与网管也需要设置不同的OSPF进程。
2) BGP路由设计
IP RAN汇聚B设备启用MP-BGP, 与城域网的SR在同一个MP-BGP域内, 比照PE进行部署, 提供L3 VPN业务的接入, 且建议L3 VPN网关保护优先采用非联动方式。
3) 故障检测和路由快速收敛
A/A-B间建议使用PW级 (PW+BFD) 故障的检测和路由的快速收敛。 B-B/B-SR间, 在LSP层面, 采用BFD for IGP/LDP实现域内亚秒级收敛, 也可选择部署FRR实现关键链路保护, 实现骨干MPLS区域50ms故障快速倒换; 在MP-BGP层面, 针对RAN VPN, 部署双RD保护实现MP-BGP的快速收敛。
(3) 组播业务的承载方式
对于城域网内组播业务, 域内组播采用PIM-SM协议, 组播复制点可选择BRAS/SR, 并根据设备支持情况逐步下移至大二层交换机、OLT及ONU等设备;对于LTE基站组播业务, 在城域骨干网与综合接入网端到端采用Global IP方式进行组播业务流量的承载。
(4) Qo S部署方案
IP RAN、PON等接入网、IP城域网、 承载网骨干网、公众互联网骨干网等Qo S需要统筹规划。
IP城域网继续采用Diff Serve (区分服务) 为主的Qo S机制, 即在PON接入层设备的入端口根据802.1P进行业务标记, 区分业务种类;业务控制层根据业务标记将业务进行分类、流量整形;核心层根据业务分类进行队列调度和拥塞控制, 保证高优先级的业务和服务被优先转发和得到带宽保证。
IP RAN综合业务接入网总体上采用简化部署和预防性的QOS策略, 满足业务QOS透传和差异化传送的能力要求。 在IP RAN汇聚B设备的业务侧接口上, 根据L2 VPN和L3 VPN的要求, 逐步引入H-QOS模型;在A和B的网络侧接口上, 采用多业务等级调度。
(5) 时间/ 时钟同步方案
综合比较GPS与1588v2 方案, 由于GPS方案成本高、施工难度大、失效率高、无失效备份保护、可维护性差等原因, 故建议采用1588v2 方案。
具体根据设备支持1588v2 情况, 选择CE、SR、B、OTN等之一, 通过BITS设备获取时间信息并作为时钟注入点, 采用全BC (Boundary Clock) 模式部署逐跳1588v2 以实现时间同步, 接入设备与基站之间可通过1588v2 或1PPS+TOD实现时间同步。
(6) 网络管理
考虑到IP RAN综合业务接入网作为城域网的一部分, 可通过城域网网管系统实现对IP RAN的故障告警和网络拓扑管理功能, 最终实现对基站回传业务的端到端管理。
6 IP综合业务承载网建设与演进策略
IP综合业务承载目标网是网络的近期演进方案, 可以合理规划业务流向, 减少投资浪费, 在城域内通过一张网络实现全业务的有效承载, 符合集约化建维要求和网络演进方向。
但同时考虑到国内运营商各IP城域网的差异, 尤其是部分IP城域网SR设备较为陈旧, 对一些LTE的新技术要求如1588v2、同步以太等支持度不佳, 可以考虑新建IP RAN的核心ER、 汇聚B设备的过渡方案 (图5) 。
相比目标网方案, IP综合业务承载网建设过渡方案是在城域网内建设两张网, 从而使移动回传、大客户等业务在城域内与IP城域网分开, 业务之间影响和维护难度较小, 能规避当前1588v2、同步以太等技术要求对设备要求高的问题。 但是两张网维护网元数多, 维护工作量较大, IP流量规划复杂, 业务疏通困难, 投资存在一定浪费。
建议IP城域网建设较完善 (SR对1588v2、同步以太等技术支持度较好) 的省份或地市, 可考虑采用IP综合业务承载目标网架构, 并逐步向IP综合业务承载目标网演进;建设较薄弱、对新要求支持不佳的IP城域网, 可考虑初期新建IP RAN的核心ER、汇聚B设备的IP综合业务承载网方案, 后续向IP综合业务承载目标网过渡。
7 结束语
随着LTE的全面建设与三网融合的发展, 运营商急需梳理现有承载网, 构建面向LTE的IP综合业务承载网。 本文提出了基于IP/MPLS技术的综合业务承载目标网架构和实现方案, 结合实际给出了建设、演进策略。
参考文献
[1]马睿.面向LTE发展的端到端的IP综合承载网架构.中国通信学会信息通信网络技术委员会2013年年会论文集, 2013
IP承载网组网 篇6
近年来, 网络技术飞速发展, 业务越来越丰富, 物理承载技术突飞猛进 (3G、4G) , 新技术不断涌现, 网络承载技术向All over IP的方向发展。随着业务和技术的发展, 对IP网的业务需求不断增加, 体现在业务的IP化、网络的IP化。软交换IP化已经开始实施, 传统的电信网络, 以及3G电路域和信令网也具有IP化趋势。
如何在IP网络上运营电信业务, 是电信运营商必须面对和解决的问题。新的电信业务要求具有以下特点, 封闭性, 内部通信比较多, 不需要或很少访问Internet;高服务质量要求;高安全性和可靠性要求。
中国移动IP承载网建设规划
单一互联网已经无法满足中国移动业务需求的变化, 需要建设IP专网来承载不适合在互联网上承载的IP业务。根据业务需求和技术发展情况, 《中国移动技术发展路标2004, 2005, 2008年版》提出在较长时间内需要两种IP电信业务承载网络, 互相补充共同满足业务的需要。
专用IP承载网, 承载高要求、高价值、可控性高的具有封闭特性的电信业务。
公众互联网, 承载安全要求不高的电信业务。作为全球互联网的一部分, 继续提供传统的互联网业务。
因此, 中国移动专用IP承载网是中国移动新一代面向多种业务的、能够同时支持语音、视频、数据等多业务的核心承载网络, 是中国移动新的全国性IP网络。中国移动IP专网主要面对中国移动自身业务系统和大客户, IP专网所承载的业务系统要求具有封闭或半封闭特性, IP专网应提供对业务的较高服务质量和安全可靠性保证。IP专网和移动互联网互相补充共同提供对中国移动业务的承载, IP专网定位于高价值和高要求的电信业务, 移动互联网定位于互联网业务和中低要求的电信业务。随着技术的发展, 未来应考虑多网合一的可能。
根据IP承载网建设思路, IP承载网总体组网要求如下。
满足业务需求, 保证专网承载业务的服务质量;面向高价值业务, 保障网络拥有完善的保护机制, 具有电信级高可靠性;结构设计要充分考虑业务特性, 尤其是3G网的业务模型;在满足业务QoS和可靠性要求的基础上, 尽量节省资源占用, 降低建网成本;网络组网应尽量减少规划、运维和管理的难度;IP专网组网必须充分考虑长远业务需要, 具备可扩展性;网络结构应尽可能简化、清晰。
IP承载网覆盖全国, 所有网络设备位于同一个域内;采用扁平化分层网络结构, 分为核心层、汇聚层、接入层;全网开通MPLS VPN, 实现业务隔离。
POS接口IP承载优势较大
目前IP承载网使用的路由器网络接口类型比较少, 主要是以太接口和POS接口。以太接口包含FE、GE、10GE, POS接口包含155M、2.5G、10G。
由于IP承载网对于各种接入业务采用VPN隔离, 业务接入的设备接口必须绑定到VPN中。当某个物理接口上承载两种以上的业务形式时, 必须将该物理接口分成子接口形式, 将子接口绑定到VPN中。
以太网接口采用802.1Q VLAN技术划分子接口, 但以太网接口带宽跳跃大, 从GE直接到达10GE, 对于总带宽需求为2G的多个业务共用一个物理接口的要求无法直接满足。现在部分厂商可以通过2个GE接口捆绑划分子接口实现, 但是采用GE接口捆绑有比较明显的缺点。不是所有厂商目前都支持该能力, 而且兼容性不高;捆绑接口中一个接口故障, 易导致链路拥塞。
而POS接口具有2.5G的带宽能力, 可以解决2G带宽需求的用户接入。但目前IP承载网上尚没有在POS接口上划分子接口的规范形式, 故没有正式应用。从技术上看, 对于POS接口划分子接口有以下两种方式。对于CPOS接口, 使用通道化时隙技术划分子接口;对于POS接口, 使用帧中继技术划分子接口。
对于CPOS接口通过通道化时隙技术实现子接口, 主要的缺点如下。对于2.5G以上POS接口的通道化时隙技术, 部分厂商不支持;通道化时隙技术带宽分配固定, 不易动态调节。
对于POS接口通过帧中继技术实现子接口, 理论上是可行的。帧中继 (Frame Relay) 是较新的一种准宽带数据通信方式, 是在X.25技术基础之上发展起来的一种快速分组交换技术。其利用帧对变长数据进行封装, 使用统计复用技术使之在网络中传输, 可使多个用户同时使用一条线路的数据业务, 动态分享网络介质和可用带宽。因此, 利用帧中继, 在POS端口上支持虚链路, 可使多个用户共享同一物理介质。
采用帧中继技术实现POS子接口的测试方案
通过在POS链路上封装FR并支持POS子接口, 首先解决了POS链路多VPN接入的需求, 其次解决了POS链路多用户跨域VPN的需求。
测试内容包括:POS子接口不同封装方式的基本转发, L3VPN OP-A方式场景下POS子接口应用, 针对现网应用, 测试POS子接口接入L3 VPN, 转发及路由学习, POS子接口应用IP FRR基本功能测试, 异厂商的互通情况。
测试产品
测试过程
帧中继使用的封装格式主要有两种:IETF、Cisco, IETF封装形式各厂商都支持, Cisco是思科定义的格式, 主要厂商都支持。帧中继接口类型有两种:DCE和DTE。
帧中继的接口信令称为本地管理接口 (LMI) , 交换机使用LMI来确定哪一些DLCI已被定义以及它们的当前状态, 类型有三种:ANSI、Cisco、Q933。
两台路由器的接口使用帧中继协议进行连接时, 基本要求包括三个方面。
其一, 帧中继的封装格式要一致, 都是IETF, 或都是Cisco。
其二, 一个接口采用DCE, 另一个接口采用DTE。
其三, 帧中继的LMI类型要一致。
根据帧中继技术的工作原理和IP承载网的组网形式, 设计如下测试用例, 采用华为设备进行了全面测试, 并使用阿尔卡特设备、Cisco设备、Juniper设备进行了互通性测试。
IP承载网组网 篇7
关键词：IP RAN,Qo S,上海联通,综合业务承载网
随着通信技术的发展, 对于电信运营商来说, 数据业务已成为运营商的重要盈利增长点, 无论是在固网的互联网业务或者是3、4G移动网络中的数据业务, 都对于高带宽和稳定的网络提出了较高需求。从业务发展来看, 固网的数据业务从原先普通的上网浏览、邮件收发的业务发展到视频点播、高清电视、可视通信、大容量存储、云计算等百兆/千兆的大带宽需求, 移动通信网络也从2G网络的语音通信, 短消息应用发展成目前3、4G中多媒体、移动互联网等新型数据业务需求。从网络可靠性看, 这些新型业务对于网络稳定, 网络安全和QOS等提出了更高要求。而随着固移业务的不断融合, 固网和移网的节点的共址建设, 接入网的建设必然会朝着综合承载的目标演进。通过建立一张业务融合的综合业务承载网络, 通信运营商可以拥有在所有业务领域提供产品的能力, 利用现有客户基础以及综合业务领域产品之间的协同, 通过产品捆绑和业务融合来提升产品竞争力。因此规划设计一张可靠的、扩展性强、性能优异, 低成本, 简单实施的综合业务承载网显的尤为重要。
在新一代的业务综合承载接入网络中采用PTN技术还是IPRAN技术都对今后发展有重要影响。本文通过近几年上海联通规划部署的IPRAN承载网的研究与应用, 阐述通过使用IP技术, 支持三层交换技术的IPRAN网络如何支撑上海联通高速融合发展的固移网业务的发展需求。
IPRAN综合承载网解决方案基于IP/MPLS技术, 灵活提供多样的承载模式, 保证各种业务的接入和传送, 具备组播 (三网融合) 、ATM/TDM迁移、IPv6的承载能力, 能够支撑IPTV、L2/L3 VPN、TDM、ATM、Eth专线、LTE等综合业务。通过部署IPRAN综合承载网, 使得机房中原来需要为多种业务承载准备的多套网络设备, 减少为一台IP RAN综合承载网设备。既减少了机房空间的占用、相关的配电设施、管道和线缆资源的占用、机房的整体耗电等。同时, 网络设备的减少, 还减少了需要维护的设备数量, 降低维护成本, 真正实现不同业务的统一管理和运维。
为了在上海联通原有业务网上能平稳进行IPRAN承载网融合, 针对IPRAN综合业务承载网方案, 我们通过模拟数据测试, 验证现网上各类无线网业务、专线业务和宽带业务的承载, 关注全业务的需求满足度, 以及IPRAN解决方案的完整性和成熟度, 包括性能、稳定性、可靠性等。而在现网中的数据获取, 重点验证3、4G站点IP链路质量, 关注真实业务的承载性能及网络的稳定。通过验证, IPRAN综合业务承载网可靠性较高, 满足综合业务承载的要求, 试用效果良好。
IPRAN综合承载网采用路由器架构, 针对节点、链路、网络级多重保护, 实现业务调整系统无感知, 可以根据业务级别提供不同级别的保护, 因此在可靠性、可扩展性、可维护性和多业务承载方面表现出色。
我们通过搭建模拟测试环境, 使用仪表挂在测试拓扑的首尾两端, 关注业务综合承载能力及端到端的可靠性。测试的传送业务主要包括3G移动回传业务、2G移动回传业务、模拟LTE移动回传业务、大客户专线业务、固定宽带业务、IPTV业务、小区上网等业务。
1 业务可靠性测试
针对TDM仿真业务, Ethernet宽带和LTE4G三种类型业务, 通过中断测试网络中标注的节点, 来计算整个网络业务保护倒换时间, 最终结果如下表, 可以确认IPRAN承载网可以实现50MS内的业务切换保护。
2 IP RAN QOS测试
作为综合业务承载平台, IPRAN承载网以IP/MPLS技术为基础, 吸纳了传统传送网理念, 针对综合承载和RAN传送而设计的。其支持多种QOS保障机制, 可以灵活细微的区分识别业务流, 公平地进行业务保证调度。支持流调度、Diff Ser和Inter Serv机制, 实现了MPLS TE与Diffserv模型的结合。通过HQo S, MPLS VPN、VLL和PWE3五级调度的Qo S能力, 来确保QOS端到端的业务质量, 并能高效合理的配置利用网络资源。
因此QOS的测试对于客户业务分级, 满足不同业务对网络质量的需求具有重要意义。我们以2个模拟用户业务进行仿真测试。在设备侧配置流队列, 同时配置用户队列带宽为60M, 2个用户业务配置在一个用户组队列中, 总带宽为100M。
2.1 简便可靠的网络维护, 运营管理
在IP RAN综合业务接入承载网改造建设之前, 上海联通原有的维护运营模式为多个网络、多家厂商、多套网管。无论是从网络维护角度还是业务配置方面来说都极其复杂和麻烦。由于SDH传输网络和IP数据网络对于网络维护人员技术知识和能力要求不同, 使得人员无法复用。需要有数据、传输等不同专业技能的维护人员分别进行网管值守, 对网络告警, 性能指标等进行分析和判断处理。
对于今后大规模网络应用来说, IP RAN的可视化IP网管, 能使网络具备层次化的OAM检测手段、多样的故障检测和定位手段。同时提高了IP运维人员的简便性, 提升了上海联通的人员效率, 使维护人员可以更精细化和专业化的进行网络管理和维护, 提高了网络运维品质。
2.2 IPRAN灵活的网络架构和综合承载能力
由于原先为了承载不同业务类型而存在的多个接入承载网, 导致上海联通在机房空间占用, 管道光缆使用和配套设施建设上存在大量重复的资源浪费。同时多张网络共同运行对于网络结构优化和扩容也带来困难, 增加了复杂性。大量设备的投入和资源建设, 同时也提高了联通的CAPEX成本。
而新建成的IPRAN综合承载网具有强大的网络接入、二层交换和Eo MPLS传输能力, 支持丰富的IP级服务, 可以灵活地提供多样的承载模式, 能提供宽带上网、三网合一、IP专用线路、VPN等多种服务。保证各种业务的接入和传送, 同时可以根据实际需要对业务质量和可靠性进行灵活控制。
因此IPRAN接入承载网最终只用一个物理网络就将众多业务进行统一的传送, 从而使原先不同业务类型需要配置不同网络设备的情况, 转化为只需要一个IPRAN承载网络, 就可以在保证传输业务质量的同时, 减少网络设备的数量, 并进一步可以减少运营商的机房空间、相关配电设施、管线等资源的占用, 还节省设备耗电和维护成本, 降低多套设备引起的故障隐患, 真正实现不同业务的统一管理和运维, 帮助上海联通降低综合运营成本。