移动核心网IP承载方案研究

王一

【摘要】 本文主要是在实验的基础上，对核心网IP化改造的承载网络建设问题进行深入探讨。并通过各厂家路由器的相关配置，详细描述承载网络的各项功能，以及核心网IP化过程中核心网设备对于承载网络的要求。

【关键词】 IP 本地承载网 核心网

ABSTRACT：This paper mainly on the basis of the experiment， the core network IP transformation of the bearer network construction issues in-depth discussion. And through the relevant configuration of the manufacturers router， detailed description of the functions of the bearer network， as well as the requirements of the core network IP network equipment for the core network.

KEY WORDS：：IP bearer network core network

概述

随着电信业务和IP技术的的发展，核心网IP化是未来电信网络的重要发展趋势之一。运营商对现网进行核心网IP化改造，可实现移动通信网络结构的简化与优化，使组网更加灵活，传输带宽得到充分利用，并可为基于IP的下一代移动技术的到来做好充分准备。

核心网IP化改造涉及多专业之间的相互配合，存在很多技术细节，比如承载网的建设、核心网设备的接入、IP话路与TDM话路的转换等等。其中承载网的建设是核心网IP化改造的重要环节，本地的承载网络既要负责与骨干网络衔接，又要支持核心网设备的有效接入，需要满足电信业务所需的各项要求，本文主要研究移动核心网IP化改造过程中的IP承载方案。

一、移动核心网IP化的业务要求

为保证电路域业务顺利有效的开展，对于移动核心网上联的本地承载网来说，必须满足以下几个方面的要求：

1.1网络的可靠性

网络的可靠性，即在网络设备出现故障或链路出现中断的情况下，仍能保障电路域业务不会中断。由于电路域业务对实时性的要求很高，因此，网络的可靠性对于用户的业务体验来说至关重要。

1.2网络的稳定性

对于大规模的全国网络来说，应尽可能地减少其他本地网络的发展及改变对本地承载网的影响，保持网络的稳定性。满足这样的要求，就可以有效减少本地承载网及核心网设备的处理资源，减轻网络设备的压力，为保证电路域业务的稳定奠定基础。

1.3对QoS的有效保障

由于电路域业务对于QoS要求相对较高，对于本地承载网络来说，应尽可能地保证电路域业务的Qos，包括信令及媒体数据。

1.4网络发展的需求

本地承载网应该具备可扩展性，即可以根据网络的发展，平滑地扩大网络规模，并尽可能地减少对现有网络的影响。

二、IP承载网建设方案

2.1本地承载网建设方案

本地承载网由接入路由器（SR）和汇聚路由器（MR）设备组成，业务设备（如CS域、PS域设备等）通过接入路由器接入，并经过汇聚路由器汇聚后统一接入IP全国骨干网。本地承载网内部链路之间启用ISIS路由协议，并启用MPLS VPN方式进行不同业务之间的隔离。

本地承载网与IP承载网骨干网之间，启用EBGP协议互通，采用OPTION A的方式实现跨域链接。组网拓扑如下图1所示。

本地承载网总体建设原则如下：

（1）本地IP承载网内设置一对汇聚路由器与IP承载网骨干网连接。根据本地网内的节点及业务量情况，汇聚路由器可与本地业务接入路由器合设也可以单独设置。

（2）各业务节点成对设置业务接入路由器，本地业务接入路由器与本地汇聚路由器之间以“口字型”连接。

（3）本地IP承载网内启用MPLS VPN及Qos策略，实现不同业务的隔离及QoS保障。

（4）本地业务接入路由器设备原则上按照局址成对设置，同局址多设备可以共用，如同局址设置一对接入路由器设备容量/端口受限，受限因素包括设备能力受限（槽位数量达到扩容极限值、单板端口数量达到扩容极限值等）或网络组织受限（包括传输电路调度、以太网传输距离受限、机房条件受限）时，可考虑设置第二对业务接入路由器。

软交换设备直接接入同局址的移网本地IP承载网业务接入路由器（信令部分也可经汇聚后接入）。原无线侧的业务连接保持现状。

（5）对于AR与MR设备间可开启BFD机制以保障链路的安全，加快对链路中断的检测速度，从而尽快实现网络的路由收敛。

（6）为了减少本地网络配置时的工作量，建议将MR设备成对设置成VPN路由反射器，本地承载网内的设备同路由反射器建立邻居关系。

2.2本地组网方案的优点

本地组网承载网建设方案有如下优点：

2.2.1业务的隔离与QoS

通过设置MPLS VPN，可以有效地将不同业务进行隔离，避免不同业务数据之间的相互影响。同时可以引入QoS保障机制，以保证在网络拥塞的情况下，语音业务仍能有效安全地传输。

2.2.2网络的稳定性

由于本地承载网与骨干网间启用EBGP协议，该协议有效地对骨干网域与本地网域之间的网络进行了隔离，减少了由于本地网络变动而对骨干网络的影响，使网络中的路由设备稳定。

2.2.3便于维护及可扩展性

所有核心网软交换设备统一接入局址内的一对业务接入路由器，并通过汇聚路由器实现与IP承载网骨干网的连接。这样做可以屏蔽软交换和IP承载网骨干网之间异厂家的差异、分清维护界面、有利于整网的维护。

并且，将MR设备成对设置成VPN路由反射器，有利于减少本地承载网内各网络设备的邻居关系的配置，从而便于以后的网络扩展和网络维护。

2.2.4减少对IP骨干网络设备的压力

通过本地组网，本地业务可以通过本地承载网进行疏通，不用经过骨干网AR设备进行数据的转发，从而有效地减少IP骨干网的处理压力。由于本地业务经过本地汇聚路由器汇聚，可以减少对骨干IP承载网AR设备的端口需求。

2.3本地组网承载网方案的相关配置

为满足移动核心网的各项业务需求，本地承载网需要做如下配置：

2.3.1 EBGP的协议配置

由于本地承载网与骨干网间需要配置成两个不同的自治域，因此建议MR与AR间开启EBGP协议，实现Option A模式的跨域VPN，同时MR与SR间开启IBGP协议。

2.3.2 BFD配置

经过实验室的实验验证，开启BFD协议有助于提高链路故障的检测效率，从而在网络链路出现故障的时候，能够及时收敛路由表从而切换到其他的有效链路。

2.3.3 MPLS LDP以及VPN相关配置

本地承载网内链路之间启用ISIS路由协议，内部启用MPLS VPN方式进行不同业务之间的隔离。

2.3.4 QoS配置

本地IP承载网内启用MPLS VPN及QoS策略，实现不同业务的隔离及QoS保障。QoS设置应根据业务的需要划分不同的业务保障等级，并采用PQ或WFQ等多种策略组合实现在网络拥塞的情况下，仍能有效保证重要数据的传输。由于语音业务对数据的实时传输要求较高，因此在网络组建的时候，应当将语音业务的数据至于较高的优先级。

但应予以注意的是，各厂家设备对于Qos优先级队列的默认设置不同，华为、中兴设备的第6优先级队列、思科设备的第1优先级队列、爱立信设备的第0优先级队列、贝尔设备的第7优先级队列被设置成供协议报文使用的优先级队列。因此，在规划QoS优先级队列时，应根据各厂家设备的不同情况，尽量避免在协议报文存在的优先级队列中同时允许业务数据的通过，以避免因业务数据容量超过限制而导致网络中断。

三、本地IP承载改造中应注意的问题

3.1 VPN的规划

根据业务隔离的原则，核心网软交换IP化改造以后，信令及媒体数据业务需要划分在不同的VPN内，以实现数据隔离。由于Nc、Nb接口为端局间以及端局与汇接局（CMN）设备间的接口，因此各核心网设备的Nc、Nb接口所在的VPN需要统一，否则将无法建立呼叫。

MC接口为MSS与MGW间的内部控制接口，综合考虑池组化以及减少全国核心网地址学习的压力的需要，在设备可以将Nc、MC接口地址分离时，则可以考虑该接口在省内或本地网范围内进行VPN的统一。

3.2对骨干网及本地承载网间联络的保护

本地承载网与骨干网间采用EBGP协议，由于EBGP协议的稳定性导致该链路在进行路由收敛时会较慢，因此建议本地网汇聚路由器（MR）与骨干网接入路由器（AR）设在同一局址，以降低链路中断的可能性。

四、结束语

本文详细分析了本地承载网的组网需求，描述了本地承载网的配置原则。但由于本地承载网的建设要综合考虑与骨干网、核心网设备及互联问题，同时还要考虑网络管理、网络拓展等因素，在网络发展演进过程中，还存在着很多问题有待解决。因此，我们还需要在以后的网络演进过程中不断完善本地承载网的配置，以满足未来的业务发展需要。

参 考 文 献

[1] [美]Charles M.Kozierok 《TCP/IP指南底层核心协议》 人民邮电出版社

[2]何保宏 田辉 等 《IP虚拟专用网技术》 人民邮电出版社