浅谈通过数字微波网进行信源传输和台站远程监控业务的设计和规划

马长峰 黄贤彬

（1.广西广播电视技术中心；2.广西广播电视无线传播枢纽台）

一、引言

广西广播电视技术中心（以下简称技术中心）于2017年完成了模拟微波线路的数字化改造，组建了一个连接全区主要站点的数字微波网作为在用光纤线路的备用通道。由于部署的数字微波设备仅提供了二层以太传输和简单的Vlan隔离功能，不能针对微波链路复杂的树状拓扑进行相应的组网，也无法承载基于多种组网模式下的业务传输需求，所以需要通过数字微波设备下挂三层交换机的方式进行外部组网。下面就以各台站增加一路备份信源和一路远程监控数据回传的业务需求对下挂三层交换机外部组网的规划思路和相关技术原理做简单介绍。

图1 微波线路逻辑图

二、数字微波网简介

技术中心的微波线路网逻辑图如图1，核心节点设置在枢纽台，再通过链路从南宁微波台分别与4个方向相连，整网为树形的架构。建设至今已经安装有60多个台站，基本覆盖了技术中心所有的高山台站。后期规划数字微波覆盖的站点总数可达到100多座，包含有所有的直属台站。

三、信源传输网

（一）设计思路

信源传输网的作用是将枢纽台信源平台的IP音视频信号通过数字微波网络传输到各个台站。信源网是点对多点的业务，通过采用组播的方式向有接收需求的台站进行发送，与整网广播的方式相比可以减轻主机源的负担，减少带宽的浪费。为保障信源的安全与相对隔离，在每个台站将单独使用一台下挂三层交换机进行组网。

目前组播的路由协议有PIM-DM和PIM-SM两种，其中PIM-DM是“推（push）模式”，采用先扩散组播数据到网内，再对没有接收需求的终端线路进行剪枝，只保留有需求终端线路分支的方式，该协议适用于网络规模较小、成员较为密集的网络。PIM-SM则是“拉（pull）模式”，有接收需求的终端加入组播组后，组播源才会向该终端发送组播数据，该模式适用于网络规模较大、成员较分散的网络。针对现网环境，采用PIM-SM更符合业务需求。

单播的路由有静态和动态两种配置方式，因为现网环境下设备较多，如果采用静态路由的方式，后期网络变动时需要手工在每个设备上进行配置；而动态路由则可根据协议本身进行路由的学习，同时在网络环境变化时可重新学习新的路由信息，比静态路由的部署更灵活便利。在常用的动态路由协议中，OSPF具有配置简单网络收敛快，路由算法更先进等优点，现在大型的网络互联中，基本都采用了OSPF路由协议，所以现网的单播路由也选择OSPF路由。

（二）网络设计

PIM-SM路由只需要在交换设备的全局和接口上开启相关功能即可，在此不做阐述，以下重点介绍有关OSPF部分的设计。OSPF协议简单的说就是把网络划分为多个区域，骨干与边界区域相连的ABR路由器负责将本区域内具有相同前缀的路由信息聚合到一起，并把这一条路由发布到骨干区域的ABR上进行发布，从而减少各路由器上路由表的规模。在本例中，我们将整网划分为5个区域，其中区域0为骨干区域，信源前端及路由设备均在该区域内，区域划分详情如图2。

图2 OSPF区域规划图

在IP地址的规划上，根据OSPF和组网的需求，每个站点的交换设备需要规划有1个loopback地址用于设备管理，并作为Router id用于OSPF识别，前后端的2个互联ip地址用于OSPF组网，还有2个接收组播的ip地址。其中loopback和组播接收地址则按照站点所在地市划分为11段，例如loopback地址为：192.X.0.Y，其中X=1到11，代表11个地市，Y=1到254，代表各站点。互联地址按照ospf区域分4段，例如：166.X.0.Y，其中X=1到4，代表4个区域，Y=1到254，代表各站点的每个互联接口。以上是有关于OSPF部分IP 的规划设计思路，对于交换设备的相关配置在此不做阐述。

四、台站远程监控网

（一）设计思路

台站远程监控网主要用于将各台站的设备运行数据进行回传，考虑到与现有的业务网进行互备，将采用Qinq技术打包现有二层网络数据进行传输，同时在台站端和枢纽台两侧部署路由器通过设置优先级方式实现路由互备。在每个台站内，监控网也将单独使用一台下挂三层交换机进行组网。

Qinq是通过在私网Vlan标签上再封装一个公网Vlan标签的方式，让私网Vlan在公网中进行透传，是一种二层的VPN技术。Qinq的报文到达路由器后，通过终结子接口对其的Vlan标签终结后再进行三层转发。备份路由则是把数字微波线路路由的优先级设置为低于光纤线路路由，一旦光纤线路中断，触发路由选择机制后通过数字微波线路路由完成数据传输。

图3 监控网简要拓扑图

（二）网络设计

二层网络组网简单，所有设备的IP均在一个子网内，数据包根据交换机的MAC地址表进行快速转发。为了组成这个大型的二层网络，需要将所有站点监测交换机的每个互联接口配置为Trunk模式，同时在接口上放行各业务相关的Vlan，保证所有业务贯通整网。

首先为交换设备设计interface Vlan-interface的管理IP地址，管理IP规划为：192.168.1.X，其中X=1到253，代表了所有站点；同时将管理VlanID设计为500与其他业务进行隔离。微波机的管理和其他业务的Vlan ID则分别规划为510和520等，相关设备按照规划好的ip后接入对应的接口，就可以完成各个站点间业务数据的传输，无需在交换机上增加路由配置。

在Qinq的设计上，考虑到各地市间数据的二层隔离及在路由器出口的终结需求，将各地市的公网Vlan标签按区域划分为11个区间，例如南宁地区设计为10，柳州为20，其他地区则以此类推。各地市内部的私网Vlan标签例如南宁台1为101，南宁台2为102，按区域打包入相应的公网Vlan中。规划后的简要网络拓扑如图3。其他有关路由器方面的设计和配置在此不做阐述。

五、结束语

通过以上介绍可以看出在不考虑数字微波设备配置的情况下，数字微波网与常见的光纤等传输网络无异，所以在数字微波网中可以通过部署交换设备来进行业务传输。网络部署至今，已经完成了信源传输和数字电视发射机监控的业务部署，其中信源传输业务提供了AVS+和MPEG两种信号。台站远程监控互备业务正在测试阶段，在完成测试后再进行相关部署。