浅析客户专线业务的网络承载技术

郑 霖

（中国电信集团 福建分公司，福建 福州 350001）

浅析客户专线业务的网络承载技术

郑 霖

（中国电信集团 福建分公司，福建 福州 350001）

文章主要研究专线业务的承载技术，分析了专线业务的承载解决方案，提出基于IPRAN的新广域专网解决方案，并对各种方案从安全性、性价比等方面进行了对比分析。

IPRAN；MSTP；伪线（Pseudo Wire，PW）；MPLS-VPN

1 项目背景

随着互联网业务的迅猛发展，其承载的业务种类越来越多，受到的各种安全威胁越来越大。因此对于安全有较高需求的用户的广域组网方案均倾向于利用运营商网络来自行组网。传统的组网方式有数字数据网（Digital Data Network，DDN），ATM，SDH等。此类用户近年来发展迅猛，接入带宽需求逐年增长，大带宽用户越来越多，传统的承载方式不适合带宽大带宽承载。因此，多业务传送平台（Multi Service Transport Platform，MSTP），IP无线接入网（IP Radio Access Network，IPRAN），Oracle技术网络（Oracle Technology Network，OTN）等新承载技术被应用的越来越多，其中IPRAN作为新一代的接入网络，相比传统的业务承载网具有时延小、业务可靠性高、设备分布广泛、多业务承载等特点，因此各大运营商都投入大量经费进行IPRAN网络建设，将其作为下一代的传送网。其已具备大带宽承载专线业务的能力。

2 客户专线承载技术

运营商提供给大客户进行组网的专线承载技术，早期主要为DDN，ATM，SDH技术，这类别的专线在早期的政府、银行等对安全要求高的客户中应用的极为广泛。随着传输技术及IP技术的发展，MSTP及MPLS-VPN逐渐成为主流的专线承载方式，但随着专线用户对带宽需求的增长，MSTP技术的带宽扩容不便，带宽成本高的缺点逐渐明显，而MPLS-VPN因与互联网共用一个物理网络，其安全性不能符合部分客户的需求，因此IPRAN及OTN技术以其大带宽及良好的安全性成为新一代的客户专网承载技术。下文将对几种主流的接入技术及业务实现方案进行介绍。

2.1 MSTP技术

基于SDH的多业务传送平台（Multi-Service Transfer Platform，MSTP）是指基于SDH平台同时实现TDM，ATM，以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点。在传统SDH基础上，通过IP/ATM等多业务接入能力的引入，在承载原有TDM业务的同时，可以开展多种高可靠性、大容量的新业务，如以太网专线、点到多点以太网、以太环。

2.1.1 MSTP业务实现方案

为解决现阶段特定大客户指定以MSTP方式承载的专线接入需求，在一定的区域内建设独立的信息化专线末端接入网络，为信息化项目提供相对灵活的资源支撑及安全保障。MSTP/ MSAP网络主要承载需物理隔离的2～100 M，155 M等低速数字电路专线，同时兼顾承载FR业务。不同业务的接入方式如下。

2.1.2 N*2 M数字电路&FR业务

通过光猫接入就近接入点或模块局机房的接入层MSAP设备。

2.1.3 10～100 M及155 M数字电路

如图1所示，根据客户等级不同，采用MSTP/ MSAP设备通过单路由或双路由接入汇聚层MSTP设备。同一客户的多个节点可采用因地制宜组建专用MSAP或MSTP接入环并下挂于汇聚层MSTP设备以节省光纤资源。接入环上节点不宜超过5个。

图1 MSTP/ MSAP承载政企业务示意图

2.1.4 MSTP承载专线业务优缺点分析

（1）MSTP承载政企客户的优点：具备优秀的承载、调度能力、具备完善的OAM机制和远程管理能力、提供端到端透明传输通道，充分保证服务质量（Quality of Service，QoS）业务的带宽灵活配置，MSTP上提供的10/100/1000M bit/s系列接口，通过VC的捆绑可以满足各种用户的需求。

（2）MSTP承载政企客户的缺点：单位带宽建设成本高，不适合大带宽承载；承载分组业务效率较低。

2.2 OTN技术

OTN OTN是以波分复用技术为基础、在光层组织网络的传送网，是下一代的骨干传送网。OTN是通过G.872，G.709，G.798等一系列ITU-T的建议所规范的新一代“数字传送体系”和“光传送体系”，将解决传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力差、组网能力弱、保护能力弱等问题。OTN跨越了传统的电域（数字传送）和光域（模拟传送），是管理电域和光域的统一标准。OTN处理的基本对象是波长级业务，它将传送网推进到真正的多波长光网络阶段。由于结合了光域和电域处理的优势，OTN可以提供巨大的传送容量、完全透明的端到端波长/子波长连接以及电信级的保护，是传送宽带大颗粒业务的最优技术。

2.2.1 OTN业务实现方案（见图2）

OTN网络由于其带宽最小颗粒为千兆，因此主要承载300M及以上大颗粒数字电路专线。

622 M以上用户：用户等级较低时以622M、GE、2.5G接口采用光纤单路由方式就近接入汇聚层OTN设备。用户等级较高时通过用户侧OTN设备采用OLP双路由上联汇聚层OTN设备，汇聚层以上OTN网络为专线提供SNCP保护。

622 M以下用户：通过与汇聚层OTN共址的MSTP/ MSAP设备将多个局向相同的用户进行收敛后，以2.5G 1+1方式接入汇聚层OTN。

图2 OTN承载政企业务实现方案示意图

2.2.2 OTN承载专线业务优缺点分析

OTN承载政企客户优点：技术继承了SDH和WDM的双重优势；可靠性高，端到端远程实时监控管理能力强；带宽颗粒大，适用于300M～10Gbps范围的各类TDM，IP化业务接入。

OTN承载政企客户缺点：成本较高、功耗大、占地大、对机房配套和环境要求高。不适用于小颗粒业务占比较大的情况。

2.3 MPLS VPN技术

MPLS-VPN是指采用MPLS技术在运营商宽带IP网络上构建企业IP专网，实现跨地域、安全、高速、可靠的数据、语音、图像多业务通信，并结合差别服务、流量工程等相关技术，将公众网可靠的性能、良好的扩展性、丰富的功能与专用网的安全 、灵活、高效结合在一起，为用户提供高质量的服务。

2.3.1 MPLS-VPN业务实现方案

MPLS-VPN是在公用的通信基础平台上提供私有数据网络的技术，运营商一般通过隧道协议和采用安全机制来满足客户的私密性需求。结合目前主流的接入技术主要有通过 LAN网络接入至城域网BRAS/SR设备以及通过PON网络接入至城域网BAS/SR设备；组网模式如图3所示。

2.3.2 MPLS-VPN承载专线业务优缺点分析

MPLS VPN承载政企客户优点：接入方式多样，可以采用PON，LAN、光纤直连和MSAP等多种专线接入；扩展性高，新增节点仅需将该节点接入MPLS VPN，即可与专网其他节点互通；建设成本相对较低，仅需建设本地接入线路，基本不增加骨干网资源占用；可提供差异化QoS保障，保障客户不同应用的指标要求。

图3 MPLS VPN组网示意图

MPLS VPN承载政企客户缺点：端到端网管的实现较为复杂；安全性与物理隔离的网络相比较弱。

2.4 IPRAN承载专线业务方案

IPRAN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”，其最早主要应用于承载无线基站业务，目前随着技术的发展，其多业务承载能力正逐步应用至各种传送网场景，是基于IP的新一代传送网技术。

2.4.1 IPRAN网络特点及优势

（1）伪线技术（Pseudo wire，PW）。伪线技术简单地说就是VC（虚电路）+隧道的组合，隧道可以是基于LSP、L2TPV3或者TE技术，PW中虚连接的建立是需要通过信令协议LDP或者RSVP来传递VC信息，将VC信息和隧道管理形成一个PW。伪线技术能将所有用户报文原封不动地转发到对端站点去，因此如果在接入端口接入为DDN业务或者MSTP业务，则能够在IPRAN网络中将封装好的报文透明传输至对端接口，并在对端的DDN设备或MSTP进行解封装。

（2）端到端的IP化。端到端的IP化使得网络复杂度大大降低，简化了网络配置。另外，端到端IP减少了网络中协议转换的次数，简化了封装解封装的过程，使得链路更加透明可控，实现了网元到网元的对等协作、全程全网的OAM管理以及层次化的端到端QoS。IP化的网络还有助于提高网络的智能化，便于部署各类策略，发展智能管道。

（3）IPRAN网络高度冗余性。IRPAN网络为环形结构，A-B设备之间启用冗余PW，同时配置BFD路由协议进行故障探测，可以快速检测到网络单通、链路中断、设备故障等各种突发情况，多点或者单点故障时冗余切换时间在100 ms内完成，保障了业务的高度可靠性。

（4）IPRAN网络质量检测便捷性。IPRAN设备可以通过RFC2544协议通过设备自发包进行网络性能和质量检测，同时也可以IP FPM模拟用户业务进行网络质量检测，实现故障的快速处理。因此业务通过IRPAN承载之后，故障处理时间大为缩小。

2.4.2 IP RAN业务实现方案

IP RAN通过新建IP RAN ER设备、IP RAN B类汇聚路由器和IP RAN A类接入路由器，形成由核心层、汇聚层和接入层组成的3层网络架构。其专线业务承载模型如图4所示。

图4 专线承载方案

二层专线业务通过分段PW实现端到端承载，并通过主备PW（双路由）方式实现业务的快速保护倒换。

IGP路由设计：U-POP之间配置静态路由，POP以上共用基站回传的路由进程，即POP-B接入环采用OSPF进程，B以上采用ISIS进程。

业务开放方式：共配置5段主备PW。U-POP之间配置主备静态PW，POP-B之间配置主备动态PW，B-ER-B之间配置主备动态PW；在跨PW的节点（POP，B）实现PW粘贴。

链路保护机制：采用主备PW（双路由）方式，并配置端到端BFD for PW（3×10 ms）实现业务保护倒换。

3 专线业务承载技术比较

综上所述，目前主流的政企专线主要承载技术可分为OTN，IPRAN，MSTP/ SDH，MPLS VPN。其中OTN技术适合承载高带宽专线业务，IPRAN，MSTP技术适合承载中低速专线业务。其中MSTP的带宽成本较高，OTN，IRPRAN带宽成本中等，MPLS VPN带宽成本较低。

如表1所示，OTN，MSTP/SDH技术上实现物理层的安全隔离，安全等级最高，IPRAN通过专用设备进行承载并进行二层隔离，安全性次之，MPLS-VPN与互联网共用物理设备，安全性在四者中最低。

表1 各种承载技术对比表

4 结语

随着厂家和运营商在IPRAN，OTN上的投入逐渐加大，IPRAN的设备端口逐渐丰富，其支持的协议也在逐步增多。IPRAN，OTN网络正逐渐成为运营商下一代接入网的核心网络，通过IPRAN网络承载中低速专线业务、OTN承载高速率专线业务成为未来的主流专线承载方式，同时如何在IPRAN网络上进行业务的自动开通，使其网络变得更加便捷、更加丰富，如何丰富OTN的接入端口，使其能承载百兆以太网的速率将是下一步研究的课题。

［1］谢磊.基于MPLS技术的IPRAN研究与实现［D］.北京：北京邮电大学，2011.

［2］徐瀚，陈炜，梅仪国，等.IPRAN技术在本地传送网中的应用分析［J］.中国通信网，2013（2）：91-92.

［3］郭正跃.OTN技术发展及其在城域网应用探讨［J］.电子技术，2013（11）：65-68.

［4］郑洁.浅析IPRAN技术特点及承载方式［J］.数字通信世界，2015（10）：260-261.

［5］田瑞丽，赵静.综合业务承载网IPRAN分析［J］.工程技术（引文版），2016（41）：3-4.

Analysis on network bearing technology of customer special line service

Zheng Lin

（Fujian Branch of China Telecom Group，Fuzhou 350001，China）

This paper mainly studies the technology of bearing line services，and analyzes the special business bearing solutions and putting forward the new wide area network solution based on IPRAN scheme，and analyzes various schemes for the safety，cost and other aspects.

IPRAN；MSTP；Pseudo Wire（PW）；MPLS-VPN

郑霖（1982—），男，福建福州，硕士，工程师；研究方向：数据承载网络。