关于城域IP-RAN传送网的概述与分析

韩国芝，李桂莲

（中国联通双鸭山市分公司，黑龙江 双鸭山 155100）

一、IP-RAN概述

IPRAN是IP化的无线接入网，它的本质是分组化的移动回传。IP RAN中的IP指的是互联协议，RAN指的是Radio Access Network。相对于传统的SDH传送网，IPRAN的意思是“无线接入网IP化”，是基于IP的传送网的。网络IP化趋势是近年来电信运营商网络发展中最大的一个趋势，在该趋势的驱使下，移动网络的IP化进程也在逐步展开，作为移动网络重要的组成部分，移动承载网络的IP化是一项非常重要的内容。

二、基本原理

IPRAN网络基于IP/MPLS技术标准体系，并且支持传送多协议标记交换-MPLSTP标准协议。IPRAN的关键技术主要包括分区域和多进程技术、网络保护技术、QoS技术、OAM技术、时钟同步技术等。

1.分区域和多进程技术。IPRAN网络一样基于无连接技术的整个Internet网络就相当是基于IP传送网的一张世界性的大网。IP/MPLS-IPRAN网络的内部网关协议IGP分区域和多进程技术，就是解决规模组网问题的一种技术，并同时降低网络规模过大对设备路由性能的要求，减少路由振荡加快路由收敛。通过采用分区域管理，不同的区域使用不同的IGP协议，并互相使用静态路由注入的方式就可以较好地解决规模组网的问题。静态路由与动态路由相互配合，更利于网络路由的收敛、障碍的恢复和自愈。

2.网络保护技术。目前，实现IPRAN网络保护的技术和方法也比较全面，如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。其中常用的有用于核心/汇聚层的快速重路由流量工程快速重路由TEFRR保护和以太网保护。

3.QoS技术。IPRAN通过区分服务Diffserv技术实现QoS保障。通过对不同业务设置不同的优先级，保证重要业务优先转发，实现QoS保障。在实际应用中，有的设备商提供的端到端QoS保障方案中，可以根据MPLS标签能够隔离各个tunnel和VPN，并在VPN内部按照优先级调度，保证各种业务的承载质量，可以提供5级的QoS保障。

4.OAM能力。为了加强IPRAN网络的OAM能力和减小维护的复杂度，可以从以下几方面着手大大提高IPRAN网络的OAM能力。

（1）核心、汇聚、接入设备均支持完善OAM协议。通过LSP层采用MPLSOAM检测、PW层采用PW OAM检测、业务层采用ETH OAM，实现层次化检测；通过专用的硬件OAM检测，提供毫秒级检测。

（2）开发基于图形界面的网管。对网络实现“SDH-Like”的图形化业务配置和可视化管理，具体表现为可以在网管上实现首端到末端的批量下发业务，支持电路仿真业务-CES，ATM，ETH等多种类型。

5.时钟同步技术。目前，IPRAN支持的时钟传送机制，包括同步以太网技术、电路仿真业务自适应时钟恢复CESACR技术及1588 V2技术等。这3种技术中同步以太网技术和CESACR技术只能满足频率同步，而1588 V2技术可以同时满足频率同步和相位同步。

三、优势

任何一种技术的优劣势都是相对于特定的场景来说的。对于国内的通信运营商来说，随着社会的发展，人们对信息内容以及信息量的需求都越来越高，在通信网络从2G到3G再到4G的逐步演进过程中，数据业务的比重将越来越大。在2G时代，各家通信运营商的移动网络承载的主要是语音业务，主要的数据业务是 SMS（Short Messaging Service），MMS（Multimedia Messaging Service）和 Email，由于各方面客观原因的限制，网络数据业务流量很小。

随着LTE（第四代通信网络）逐步成为大多数通信运营商技术演进的选择，数据业务的比重将达到95%，LTE网络架构相比于2G/3G网络而言，其将原控制平面的部分功能和用户数据流转传送的部分功能向基站转移，这种改变给移动回传网络增加了额外的演进困难，这要求回传网络架构必须具备智能路由功能，在这样的情况下，IPRAN技术组网灵活、高容量、扩容性强、维护成本低及其高复用效率的特点使得它对于搭建一个支撑LTE的综合承载网来说，具有绝对的优势。

四、IP-RAN与其他技术的比较

（一）与TDM/SDH比较

利用IPRAN技术搭建的综合承载网与传统的TDM/SDH网络相比，具有以下优势。

1.灵活的自由路由寻址能力。可以很方便实现移动网元之间的备份功能，以此构建更安全的架构。

2.高容量和带宽。采用IP组网方式能够为基站提供FE/GE接口，整个网络能够提供10GE以上的带宽，接入更多的基站，而且保证接入基站同时可以接入更多的其他业务。

3.设备成本和网络维护人力成本低。采用IP组网方式后续端口扩容少，相比传统的TDM/SDH组网，IP设备成本和网络维护人力成本低。

4.IPRAN将带来更高的复用效率，可提供差异化服务。传统TDM/SDH组网方式采用刚性管道模式，不同接口之间的带宽无法共享，带宽资源复用效率较低；而且不能针对业务进行分类传输管理和差异化服务。基于IP分组的组网方式可以在链路上进行带宽复用，有效提升带宽资源的利用效率。

5.IP组网支撑更丰富的业务，能大幅提升用户体验。从实用经验来看，传统SDH组网很好适应了语音业务的承载，但是对于多业务支持，特别是IP业务支持方面能力较弱。基于IP的组网不仅可以解决语音业务的承载，而且可以实现综合业务承载，提供网络资源利用效率，实现增值。基于IP的弹性管道（200nis缓存、WRED（Weighted Random Early Detection）流控技术支撑）很好适应了数据业务的TCP（Transmission Control Protocol）流量机制，传送效率和速度更快，能够提升用户体验。

（二）与MSTP比较

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IPRAN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IPRAN技术的先天缺陷。但是，与传统的MSTP相比，IPRAN也有自己的优势，主要表现在以下方面。

1.智能网络开局规模组网更具优势。IPRAN设备支持即插即用功能，只需要硬件工程师进站安装、正确连接设备并上电后，设备与网管间的管理通道可以自行打通。网管即可发现并管理该设备，省去了现场软调的工作量。网络规模越大，即插即用功能所体现的价值和效益就越大。

2.一致的运维体验更高效率管理。IPRAN网管系统可以提供SDH Like运维体验，实现以业务为中心的可视化管理。IPRAN网管支持可视化管理和模板化配置，可以在拓扑图上进行业务创建和批量业务下发，创建结果立刻呈现，实现可视化发放。这些业务覆盖了移动承载领域常用的VLL（Virtual Leased Line）、VPLS（Virtual PrivateLan Service）、PWE3（Pseudo-Wire Emulation Edge to Edge）、L3VPN、QoS、MPLSTE等等，极大的提升了业务部署和新增的效率。

3.相同的实时网络拓扑、时钟及业务质量监控。IPRAN网管系统同MSTP网管一样具备网络物理拓扑以及网络状况的监控，也可以对全网时钟视图进行监控及呈现时钟跟踪关系，支持1588V2的配置部署。此外，IPRAN网管系统还能够周期性自动生成多种报表，如流量报表、业务报表、资源报表、告警和日志报表，让繁琐的网络统计变得更加便捷。

4.相似的故障处理手段更精确故障处理效果。从常见故障类型和故障处理手段来看，IPRAN与MSTP类似。常见故障主要是硬件类故障，如光模块损坏导致的光功率异常，这类故障都可以通过告警进行定位解决。此外，IPRAN网管提供了告警相关性分析功能，对于由于硬件故障导致的业务故障，都标识为衍生告警，可以在故障定位是快速排除掉。

对于少量的业务故障，IPRAN网管可以通过查看路径，并基于路径逐段环回进行定位。此外，IPRAN网管针对动态业务特点，提供了业务路径自动发现功能，通过可视化的拓扑界面展示由设备自动协商形成的路径，达到与MSTP静态路径一致的效果。

5.更为简单轻松的网络调整体验。MSTP网络基站归属调整需要删除原有承载管道，按照一定的路径约束条件，新建目标承载管道。这样的归属调整承载管道数量大，用户影响面大，多在半夜进行，失败后要能快速回滚到原始状态。对于IP RAN来说，其提供的L3承载方案天然具有归属灵活调整的优势，网络侧无须进行调整，能够极大提升无线网络运维效率。

五、总结

总体来看，IPRAN网络管理系统在规模布局、可视化业务配置、网络拓扑和业务监控、网络归属调整、故障处理等均继承了MSTP运维优良传统，并且在此基础上IPRAN实现了可维护、可控制、可管理；同时，针对传统IP技术运维复杂的特点进行了优化改进，在保持和MSTP运维体验一致的同时，实现更为简单高效的运维效果。对于我们而言，IP-RAN必然是以移动回传业务为主的综合业务传送网的最终走向，全面满足运营商综合承载网络运维需求，提升传统数据承载网络的运维能力。