IP RAN技術演進分析

中國聯通研究院網絡技術中心傳輸與接入研究室 | 趙正一 張沛

IP RAN技術演進分析

中國聯通研究院網絡技術中心傳輸與接入研究室 | 趙正一 張沛

任何一種技術都不能從技術細節(jié)來比較優(yōu)劣，關鍵要看技術背后的理念和指導思想，同時需與應用場景、成本、成熟度、產業(yè)鏈等綜合因素結合起來分析。

隨著移動業(yè)務IP化進程提速，HSPA+多城市部署，中國聯通傳統承載網絡已不能滿足為來承載需求。

眾所周知，隨著移動寬帶、移動互聯網的快速發(fā)展，用戶對移動業(yè)務需求越來越多，移動數據流量不斷增大，移動回傳對傳送網提出了更新的要求，如網絡智能化、結構扁平化、帶寬GE化。因此無論運營商還是設備商，都著手研究下一代移動回傳網的形態(tài)和部署方法。

過去MSTP只承載移動回傳業(yè)務，在將來構建業(yè)務傳送網的時候，除了要考慮基站回傳業(yè)務之外，還需要考慮數據專線、視頻業(yè)務以及未來越來越多的IP高價值新業(yè)務承載的需求，因此，從中國聯通角度，傳送網建設需要面向高價值多業(yè)務承載的需求。

2000年，NOKIA公司就提出IP用于移動回傳的概念，NOKIA公司現在雖已經在走下坡路，但在當時在3G標準還未成熟，移動數據業(yè)務還未普及，SDH大行其道的環(huán)境下，這種概念的提出是很有前瞻性的。

同時在傳送網方面，業(yè)界提出了幾種取代傳統MSTP的承載方式來實現IP-RAN，其中包括國內提出的PTN方式和以思科等路由器廠家為主提出的“IP RAN”方式。

思科提出的IP/MPLS方式則直接使用IP RAN這個命名，這是具有排他性的，由于思科在數據通信行業(yè)的強勢地位，它的這種命名方法自然而然地引起了業(yè)界術語的混淆，以至于目前普遍將IP/MPLS-IP RAN承載方式稱為IP RAN。本文IP RAN則指代此技術方案，而IPRAN指代的是廣義的基于IP的移動回傳網。

IP RAN重點研究方向是網絡保護

IP RAN技術包括鏈路承載、QoS的部署、OAM、網絡管理、時鐘同步等，這些技術或有標準遵循，或沒有，但隨著技術的發(fā)展，廠家投入力度的增加，都是可以解決的問題。除此之外，當IP RAN用于移動回傳以及未來的實時視頻業(yè)務時，其關鍵技術在于網絡的保護。

傳統的MSTP網絡具有良好的網絡保護性能，其采用信令方式，使得路由切換時間嚴格小于50ms。而IP RAN網絡是基于包轉發(fā)、自動尋址、非連接的網絡，從理論上講，其保護效果不如MSTP，這是IP RAN技術的先天缺陷，這也是任何一項技術的兩面性，一方面功能顯著，必然犧牲另一方面的功能。

解決IP RAN技術保護問題的技術和方法有很多，如BFD、TE、VRRP、雙歸組網、IGP路由收斂等。BFD用于二層或三層全鏈路檢測和診斷，TE用于資源調度和重選路，IGP用于三層網絡保護，VRRP用于核心控制層路由器備份。

國內多家運營商都對IP RAN的保護性能進行了驗證，從目前試驗網的情況看，基本能滿足業(yè)務的需求，同時在將來大規(guī)模部署時，隨著網絡規(guī)模的擴大，動態(tài)協議和信令的保護切換是否可以滿足業(yè)務網的要求，需要進一步觀察。

目前面對諸多保護技術，我們提出如下問題：將這些技術組合在一起，如何組合？何種場景選擇何種技術？全都組合是否必要？若出現網絡故障誰先奏效？

保護技術的合理有效耦合將是未來IP RAN的研究方向之一，這也需要業(yè)界一起努力，從標準、設備研發(fā)等角度來推動IP RAN方案的成熟。

IP RAN組網方案

接入層。類似于MSTP網絡，采用環(huán)型組網方式，在一些光纖條件不好的地區(qū)，可以采用環(huán)帶鏈的方式，理論上，每個環(huán)上的節(jié)點數量并無特殊限制，主要是根據保護倒換、業(yè)務的時延等來確定，一般建議幾個到十幾個節(jié)點為宜。

匯聚核心層。目前現網的MPLS網絡多是承載大客戶專線業(yè)務，均屬于輕載網絡，用以保證服務質量。IP RAN網絡承載的是高價值業(yè)務，需要對業(yè)務進行高質量保證，因此一般也需要通過輕載來實現，即通過帶寬的富余，來避免因為動態(tài)路由時導致的局部擁塞。

由于IP RAN具有統計復用的能力，可以對流量進行收斂，即在匯聚、核心層部署網絡時，總的帶寬可以根據一定的收斂比進行收斂，以充分利用IP RAN的統計復用能力，降低每比特流量的成本，提高網絡的效率。

IP RAN問題分析

首先，規(guī)模組網問題。IP RAN網絡的組網規(guī)模是業(yè)內一直有爭議的問題之一。按照目前路由器組網的現網部署情況看，單個IP傳送網并沒有上千個節(jié)點的網絡存在。但是從全網角度看，整個INTERNET就是由各自為政的IP傳送網通過BGP注入形成的完整的網絡。

因此，IP/MPLS-IP RAN網絡可以采用分域管理，不同的域使用不同的IGP協議，并互相使用靜態(tài)路由注入的方式完好的解決規(guī)模組網的問題。靜態(tài)路由配合動態(tài)路由，更利于網絡路由的收斂，障礙的恢復和自愈。

其次，綜合投資問題。路由器由于其復雜度高，因此設備成本較高，直接影響建網投資。因此從設備投資上看，需要IP RAN設備廠家對路由器設備進行進一步的成本優(yōu)化，特別是數量龐大的接入層設備。

最后，OAM管理問題。傳統路由器組網的網絡配置管理方面是命令行方式（CLI）。命令行方式的特點是可以使用各種平臺和各種網絡，不受帶寬限制，配置速度快，命令豐富。傳統傳輸設備如MSTP的配置方式是圖形界面（GUI），特點是配置直觀，適合批量管理，入手簡單。

為了減少過渡和變化給運維帶來的影響，目前部分路由器廠家已經開發(fā)了基于圖形界面的管理方式，并依照傳統的MSTP網管管理習慣。

未來傳送網趨于融合

任何一種技術，都有其優(yōu)點和劣勢，技術本身沒有對和錯。目前各項技術發(fā)展迅速，從標準到設備成熟周期越來越短。不能從技術細節(jié)來比較，關鍵要看技術背后的理念和指導思想，同時需與應用場景、成本、成熟度、產業(yè)鏈等綜合因素結合起來分析。

無論是IP/MPLS-IP RAN或者是PTN，隨著標準的發(fā)展和完善，產業(yè)鏈的成熟，均可勝任未來無線回傳網絡的要求。

從技術上講MPLS-TP與MPLS并不矛盾，MPLS-TP是MPLS的一個分支和最新的發(fā)展方向，MPLS和MPLS-TP用于傳送網時，功能需求是一致的，也都可以完成綜合業(yè)務的傳送，只是設備演進路線不一致，導致設備硬件、軟件有一定差異，也體現在OAM、保護、網管上有些理念上的不同。

從設備形態(tài)來講，目前業(yè)內廠家推出的PTN設備和傳統路由器設備沒有本質的區(qū)別，某些廠家的產品可以實現同樣的硬件，在軟件上區(qū)分MPLS設備或者是PTN設備。未來傳送網的發(fā)展必定是趨于融合，待MPLS-TP協議成熟之后，則是以一種協議的身份出現，專門承載高質量要求的傳輸業(yè)務。