IP RAN技术演进分析

中国联通研究院网络技术中心传输与接入研究室 | 赵正一 张沛

IP RAN技术演进分析

中国联通研究院网络技术中心传输与接入研究室 | 赵正一 张沛

任何一种技术都不能从技术细节来比较优劣，关键要看技术背后的理念和指导思想，同时需与应用场景、成本、成熟度、产业链等综合因素结合起来分析。

随着移动业务IP化进程提速，HSPA+多城市部署，中国联通传统承载网络已不能满足为来承载需求。

众所周知，随着移动宽带、移动互联网的快速发展，用户对移动业务需求越来越多，移动数据流量不断增大，移动回传对传送网提出了更新的要求，如网络智能化、结构扁平化、带宽GE化。因此无论运营商还是设备商，都着手研究下一代移动回传网的形态和部署方法。

过去MSTP只承载移动回传业务，在将来构建业务传送网的时候，除了要考虑基站回传业务之外，还需要考虑数据专线、视频业务以及未来越来越多的IP高价值新业务承载的需求，因此，从中国联通角度，传送网建设需要面向高价值多业务承载的需求。

2000年，NOKIA公司就提出IP用于移动回传的概念，NOKIA公司现在虽已经在走下坡路，但在当时在3G标准还未成熟，移动数据业务还未普及，SDH大行其道的环境下，这种概念的提出是很有前瞻性的。

同时在传送网方面，业界提出了几种取代传统MSTP的承载方式来实现IP-RAN，其中包括国内提出的PTN方式和以思科等路由器厂家为主提出的“IP RAN”方式。

思科提出的IP/MPLS方式则直接使用IP RAN这个命名，这是具有排他性的，由于思科在数据通信行业的强势地位，它的这种命名方法自然而然地引起了业界术语的混淆，以至于目前普遍将IP/MPLS-IP RAN承载方式称为IP RAN。本文IP RAN则指代此技术方案，而IPRAN指代的是广义的基于IP的移动回传网。

IP RAN重点研究方向是网络保护

IP RAN技术包括链路承载、QoS的部署、OAM、网络管理、时钟同步等，这些技术或有标准遵循，或没有，但随着技术的发展，厂家投入力度的增加，都是可以解决的问题。除此之外，当IP RAN用于移动回传以及未来的实时视频业务时，其关键技术在于网络的保护。

传统的MSTP网络具有良好的网络保护性能，其采用信令方式，使得路由切换时间严格小于50ms。而IP RAN网络是基于包转发、自动寻址、非连接的网络，从理论上讲，其保护效果不如MSTP，这是IP RAN技术的先天缺陷，这也是任何一项技术的两面性，一方面功能显著，必然牺牲另一方面的功能。

解决IP RAN技术保护问题的技术和方法有很多，如BFD、TE、VRRP、双归组网、IGP路由收敛等。BFD用于二层或三层全链路检测和诊断，TE用于资源调度和重选路，IGP用于三层网络保护，VRRP用于核心控制层路由器备份。

国内多家运营商都对IP RAN的保护性能进行了验证，从目前试验网的情况看，基本能满足业务的需求，同时在将来大规模部署时，随着网络规模的扩大，动态协议和信令的保护切换是否可以满足业务网的要求，需要进一步观察。

目前面对诸多保护技术，我们提出如下问题：将这些技术组合在一起，如何组合？何种场景选择何种技术？全都组合是否必要？若出现网络故障谁先奏效？

保护技术的合理有效耦合将是未来IP RAN的研究方向之一，这也需要业界一起努力，从标准、设备研发等角度来推动IP RAN方案的成熟。

IP RAN组网方案

接入层。类似于MSTP网络，采用环型组网方式，在一些光纤条件不好的地区，可以采用环带链的方式，理论上，每个环上的节点数量并无特殊限制，主要是根据保护倒换、业务的时延等来确定，一般建议几个到十几个节点为宜。

汇聚核心层。目前现网的MPLS网络多是承载大客户专线业务，均属于轻载网络，用以保证服务质量。IP RAN网络承载的是高价值业务，需要对业务进行高质量保证，因此一般也需要通过轻载来实现，即通过带宽的富余，来避免因为动态路由时导致的局部拥塞。

由于IP RAN具有统计复用的能力，可以对流量进行收敛，即在汇聚、核心层部署网络时，总的带宽可以根据一定的收敛比进行收敛，以充分利用IP RAN的统计复用能力，降低每比特流量的成本，提高网络的效率。

IP RAN问题分析

首先，规模组网问题。IP RAN网络的组网规模是业内一直有争议的问题之一。按照目前路由器组网的现网部署情况看，单个IP传送网并没有上千个节点的网络存在。但是从全网角度看，整个INTERNET就是由各自为政的IP传送网通过BGP注入形成的完整的网络。

因此，IP/MPLS-IP RAN网络可以采用分域管理，不同的域使用不同的IGP协议，并互相使用静态路由注入的方式完好的解决规模组网的问题。静态路由配合动态路由，更利于网络路由的收敛，障碍的恢复和自愈。

其次，综合投资问题。路由器由于其复杂度高，因此设备成本较高，直接影响建网投资。因此从设备投资上看，需要IP RAN设备厂家对路由器设备进行进一步的成本优化，特别是数量庞大的接入层设备。

最后，OAM管理问题。传统路由器组网的网络配置管理方面是命令行方式（CLI）。命令行方式的特点是可以使用各种平台和各种网络，不受带宽限制，配置速度快，命令丰富。传统传输设备如MSTP的配置方式是图形界面（GUI），特点是配置直观，适合批量管理，入手简单。

为了减少过渡和变化给运维带来的影响，目前部分路由器厂家已经开发了基于图形界面的管理方式，并依照传统的MSTP网管管理习惯。

未来传送网趋于融合

任何一种技术，都有其优点和劣势，技术本身没有对和错。目前各项技术发展迅速，从标准到设备成熟周期越来越短。不能从技术细节来比较，关键要看技术背后的理念和指导思想，同时需与应用场景、成本、成熟度、产业链等综合因素结合起来分析。

无论是IP/MPLS-IP RAN或者是PTN，随着标准的发展和完善，产业链的成熟，均可胜任未来无线回传网络的要求。

从技术上讲MPLS-TP与MPLS并不矛盾，MPLS-TP是MPLS的一个分支和最新的发展方向，MPLS和MPLS-TP用于传送网时，功能需求是一致的，也都可以完成综合业务的传送，只是设备演进路线不一致，导致设备硬件、软件有一定差异，也体现在OAM、保护、网管上有些理念上的不同。

从设备形态来讲，目前业内厂家推出的PTN设备和传统路由器设备没有本质的区别，某些厂家的产品可以实现同样的硬件，在软件上区分MPLS设备或者是PTN设备。未来传送网的发展必定是趋于融合，待MPLS-TP协议成熟之后，则是以一种协议的身份出现，专门承载高质量要求的传输业务。