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IP RAN:综合业务城域传送网的必然走向

时间:2012-09-11 16:09:53

作为基础的通信网络,核心网、固网接入网早就开始了IP化的改造,近几年来,IP的成本效益和简单通用性也推动着全球运营商的基站回传网的IP化建设。其中,早在2000年,NOKIA公司就提出了利用IP进行基站回传的概念,然而真正推动运营商进行IP RAN网建设的是无线3G技术的引入和规模部署。

所以,最初的“IP RAN”是IP化的RAN,指在3GIub接口引入IP传输技术,实现Iub接口的IP传输,IP RAN也就是利用IP传输技术取代ATMSDH技术的RAN解决方案。因此,广义的IP RAN并不特指某种具体的网络承载技术或设备形态,MPLS-TP IP/MPLS、增强以太都是可供选择的方案。

IP 化的RAN解决方案中,思科将其提出的IP/MPLS-IP RAN方案直接命名为“IP RAN”,由于其数据通信行业的强势地位和影响力,“IP RAN”已经能演变成为在城域网内针对基站回传应用场景进行优化定制的IP /MPLS技术为核心路由器解决方案。这一定义也逐渐被综合业务运营商和设备厂商所接受。

本文所指的“IP RAN”指的是后者。接下来将结合运营商的挑战、高价值业务的特征、IP RAN技术的优势进行分析,论证“IP RAN”作为综合运营商网络融合的最终选择。

一、   IP RAN技术的应用意义

运营商正面临着高价值业务的宽带化、IP化、多样化,和多张异构网络并存的矛盾和挑战。业务的多样化体现在,城域传送网将逐步形成包括2G/3G/LTE 移动业务、WLAN 接入、集团客户专线、IPTV、软交换等多种业务共存、协调发展的业务格局。由于IP 技术简单,且部署成本低,业务终端也走向IP化,如3G NodeB/RNC数据业务报文的IP化和接口的以太化, 家庭或企业的语音、视频业务的IP化等。业务的宽带化体现在基站带宽从几十Kb/S到上百兆的飞速提升、政企专线业务带宽的增长、每用户IPTV业务2M4M的带宽需求等。

虽然现网的MSTP设备应用GFPVC级联等Ethernet over SDH技术和LCAS等宽带静态配置管理技术,可以实现数据业务的透明传输以及一些简单的业务汇聚功能。然而由于其不支持统计复用,导致承载大量IP业务时效率低、成本高。MSTP设备的接口带宽和交叉容量已经成为制约网络发展的瓶颈。而以IP为内核的IP RAN设备都天然支持IP业务和以太网接口,承载效率高、成本效益显著,并能通过PWE3仿真技术兼容TDM/ATM等业务。

除了上述特征以外,业务流量逐渐由汇聚型向分布式、二层承载向二、三层承载并存的趋势发展。业务的动态化、业务网池组化,使得未来的业务之间的通信关系不再是点对点的逻辑连接,而向点对多点、多点对多点的方向发展。例如LTEeNodeB aGW之间的S1业务和相邻eNodeB之间的X2业务均要求点到多点的连接,IP化的3G基站需要点对多点技术进行基站和RNC归属关系的灵活调整。 而政企L3VPN专网业务、IPTV业务更需要基于IP路由信息做三层寻址转发。

从网络建设角度考虑,三层功能的引入,使得多业务承载成为可能;从网络运维角度考虑,三层功能的引入可降低配置复杂度,快速调整业务路由。而现有的MSTP网和新建的PTN网都是二层的网络,业务路由都是静态配置,无法随着网络的突发变化做到自动更新和动态调整。以IP/MPLS技术为核心的IP RAN具有强三层功能,能够支持路由的动态建立和全网自动更新收敛,通过路由和VPN技术天然支持节点之间的各种逻辑连接。

综上所述,IP RAN可能是未来运营商构建城域传送网最合理的技术,能够满足业务性能的前提下,实现高效、合理、低CAPEXOPEX 的综合业务承载与传送,

对分组传送网的实现技术,烽火通信一直保持着持续的关注,烽火通信从2007年起就致力于分组传送设备的研制和产业化,已形成IP RANPTN两大完整的产品系列,致力于为运营商打造低成本、强功能、高稳定的精品分组传送设备,并可满足不同运营商在不同演进阶段的需求。

 

二、   IP RAN的本质和优势

IP RAN的技术核心是IP/MPLS,本质上采用路由器架构,即采用路由协议、信令协议,动态建立路由、转发路径、执行故障检测和保护,并且兼容静态的配置和管理。 IP RAN是定制化的路由器解决方案,是因为除了要支持IP/MPLS的相关协议和功能,还需支持同步技术和配套增强型的图形化网管,并且能互联互通同构、异构型网络。

IP RAN技术的几大核心要素如下图所示。


路由协议建立无连接的控制平面。
看似复杂的路由协议,却给网络带来了“智能化”。传统的传输设备依靠网管集中控制,设备无控制层面,不进行拓扑学习,转发路径由网管人工下发。保护路径预先配置,网络异常时收敛速度快,但当没有设置保护路径或保护路径失效的情况下,业务便无法自动恢复。而
IP RAN设备有控制层面,依靠设备之间的路由协议报文交互,能自动发现网络拓扑的变化,并将信息泛洪到全网,然后各路由器重新计算路由更新路由表,达到全网同步。因此,在工程开通初期,虽然要配置路由协议,但是在每个设备上的配置工作量并不大,仅需开启某路由协议、建立邻居关系、宣告直连路由,后续的全网同步交由协议报文和路由算法自动完成。而当有新增业务路由加入时,仅需要本地路由器上添加少量配置;当有新增设备入网时,也只需要在此设备和相邻设备之间做少量配置。当某节点或链路失效时,即使没有预先配置保护路径或保护路径失效,全网也能自动计算出新的路由,而无需人工参与,这就是IP RAN能带到通常所说的“永久1+1保护”。

3G基站为例,随着覆盖面积和容量不断提升,无线网络面临频繁优化调整。通常一个RNC对应几百个NodeB,对于MSTPPTN网络,每次优化调整需要将原有的配置全部手工删除,然后重新为每条业务建立静态通道,无论是对运营商的维护人员还是厂家的工程人员而言,这无疑是个恶梦。如果是IP RAN网络,当基站归属要另外的RNC时,基站发出的报文的目的地址变成新的RNCIP RAN设备解析目的IP地址查找路由表,便能自动将业务切换到新的路径,无需人为参与调整设备的业务路由。因此,3G阶段引入IP RAN能够大量降低配置和维护工作量。因此,IP RAN对于全业务运营商更是一个一劳永逸的方案。

MPLS技术提供有连接的转发平面和业务间的隔离。MPLS利用基于标签转发的LSP路径,提供有连接的转发平面,好处在于可以提供良好的服务质量,并且MPLS通过支持多层标签可实现VPNTE这样的增值服务。IP RAN不同于PTN,可支持LDPRSVP-TE协议建立的动态LSP,同时也支持手工静态配置LSP

对于运营商的高价值、自营业务,通常部署MPLS VPN技术将各业务划分不同的VPN,实现业务系统之间的隔离,即提供安全性,也便于部署QOS。实际上,不同种类的业务所需要的承载的方式也不同,例如TDM/ATM基站业务或专线只能采用PWE3L2VPN端到端的仿真,以太的3G基站业务则可采用 L2VPNL3VPN



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