IPRAN關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用的分析

楊敏怡

（廣東省電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司，廣東佛山，528000）

IPRAN關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用的分析

楊敏怡

（廣東省電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司，廣東佛山，528000）

伴隨著科技信息技術(shù)的發(fā)展，移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)逐漸升級。在傳統(tǒng)的SDH/MSTP技術(shù)基礎(chǔ)上，研發(fā)了新一代基于IP技術(shù)基礎(chǔ)上的IPRAN分組傳輸承載技術(shù)。該種綜合接入網(wǎng)技術(shù)在移動互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，能夠有效的滿足基站的回傳需求，并且最終實現(xiàn)系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)接入管理。基于此，在本文中對IPRAN原理進行分析，研究其關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)IPRAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)用。

IPRAN；關(guān)鍵技術(shù)；應(yīng)用；分析

0 引言

互聯(lián)網(wǎng)為人們提供了信息服務(wù)業(yè)務(wù)，人們對于互聯(lián)網(wǎng)的需求也促進了運營商提供的業(yè)務(wù)從傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向了以數(shù)據(jù)為主的業(yè)務(wù)。在傳統(tǒng)的接入網(wǎng)、移動回轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)中所提供帶寬不足，設(shè)備內(nèi)核為時分叉連接復(fù)用，難以具備統(tǒng)計復(fù)用功能。為了滿足移動分組業(yè)務(wù)增長所帶來的需求，引用IPRAN技術(shù)。IPRAN以IP/ MPLS協(xié)議為基礎(chǔ)，兼顧提供二三層道類業(yè)務(wù)承載的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)運營。該種技術(shù)在不同領(lǐng)域中有著不同的組合。

1 IPRAN原理

1.1 基本原理

IPRAN技術(shù)最初是由路由器廠家思科所提出，數(shù)據(jù)處理設(shè)備的優(yōu)化擺脫了傳統(tǒng)承載IP流量的限制。在IPRAN技術(shù)中，核心的技術(shù)是IP/MPLS，該種技術(shù)的應(yīng)用建立在IP路由、系統(tǒng)控制協(xié)議的基礎(chǔ)上，能夠為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)信息的連接轉(zhuǎn)換。MPLS通過系統(tǒng)中所配置的IP或者Loopback地址信息，部署相應(yīng)的路由協(xié)議，最終實現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)IP連接。在IPRAN技術(shù)的接入層中應(yīng)用L2 VPN承載技術(shù)，并且在匯聚層應(yīng)用L3 VPN承載技術(shù)，這些技術(shù)共同構(gòu)成了IPRAN技術(shù)的接口[1]。

1.2 設(shè)備形態(tài)

基于IPRAN的設(shè)備包含了不同的形態(tài)，其中A類設(shè)備形態(tài)為綜合類型業(yè)務(wù)接入網(wǎng)接入層設(shè)備，同時也是網(wǎng)絡(luò)邊緣的綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)設(shè)備；B類設(shè)備形態(tài)為綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)匯聚層設(shè)備，用于A類接入設(shè)備流量匯聚的綜合接入網(wǎng)設(shè)備；ER為IPRAN的核心層路由器[2]。

2 IPRAN關(guān)鍵技術(shù)

2.1 MPLS多層交換技術(shù)

基于MPLS的多層交換技術(shù)是IPRAN的核心技術(shù)之一，該種技術(shù)的含義是指，在移動互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中進行不同層面的快速數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換以及實現(xiàn)路由體系標準化應(yīng)用。在IPRAN方案實施環(huán)節(jié)中應(yīng)用兩層標簽，分別為外層標簽和內(nèi)層標簽。MPLS能夠充分的應(yīng)用標簽進行數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)發(fā)，在網(wǎng)絡(luò)的邊緣上，為報文確定比較固定的標簽、實現(xiàn)封裝。在MPLS中，數(shù)據(jù)流能夠應(yīng)用到LSP上，與IP地址之間進行跳轉(zhuǎn)。在MPLS體系結(jié)構(gòu)中共包含了兩個相互獨立的單元，分別為控制單元和轉(zhuǎn)發(fā)單元。其中，控制單元中所應(yīng)用的標準化路由協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)路由信息的轉(zhuǎn)換，在標簽中分發(fā)協(xié)議；同時，相互互聯(lián)的標簽交換設(shè)備之間，能夠創(chuàng)建和維護標簽轉(zhuǎn)發(fā)表。MPLS還具有隧道技術(shù)，在IPRAN中能夠為系統(tǒng)提供相應(yīng)的LDP協(xié)議。在MPLS中因控制層面與轉(zhuǎn)發(fā)平面之間相互分離，導(dǎo)致在協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)中不能進行IP包頭查看。MPLS能夠為IP網(wǎng)絡(luò)提供具有連接服務(wù)的平臺，在實現(xiàn)業(yè)務(wù)需求的基礎(chǔ)上保障系統(tǒng)的安全[3]。

2.2 MPLS VPN技術(shù)

在IPRAN中VPN為一種虛擬化的專用網(wǎng)，能夠在隧道建立的基礎(chǔ)上，仿真一條點對點專線業(yè)務(wù)，該針對性的業(yè)務(wù)應(yīng)用能夠為網(wǎng)絡(luò)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)流信息。VPN在實際應(yīng)用中主要包含了三種類型的路由器，分別為CE路由器、PE路由器以及P路由器。其中PE路由器的應(yīng)用只能用來維護與直連VPN路由相關(guān)的信息，但是不能針對所有的VPN路由進行全面化的維護。由此可見，MPLS L3VPN的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用其具備比較好的可拓展屬性。VPN在實現(xiàn)信息發(fā)布的過程中，主要分為了三個大步驟，第一，本地CE到入口PE的數(shù)據(jù)信息鏈接；第二，入口PE到出口PE的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈接；第三，出口端到遠端的CE鏈接。IPRAN采用PW+L3VPN方案承載LTE基站業(yè)務(wù)，在具體的解決方案中，網(wǎng)內(nèi)的流量能夠通過Local Preference配置實現(xiàn)引導(dǎo)[4]。

2.3 IPRAN可靠性技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的應(yīng)用，最大的優(yōu)勢在于其能夠比較迅速的檢測到相鄰的系統(tǒng)之間是否存在著比較嚴重的通信障礙，同時創(chuàng)建相應(yīng)的路徑。在IPRAN網(wǎng)絡(luò)中，基于BFD雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效地滿足該種特性，同時在BFD與FRR快速重路由的技術(shù)引導(dǎo)下，保障鏈路檢測能夠迅速與路由之間進行轉(zhuǎn)換。在IPRAN中可靠性技術(shù)也包含了相應(yīng)的系統(tǒng)容錯性技術(shù)，該種技術(shù)為VRRP虛擬路由冗余協(xié)議，在實際應(yīng)用中能夠保障物理設(shè)備與邏輯設(shè)備之間快速的分離。在該種技術(shù)支持下，為業(yè)務(wù)的實際應(yīng)用提供相應(yīng)的保護職責。在具體的應(yīng)用中，VRRP具備了兩種對應(yīng)的工作方式，一個為主備備份，另一個為負載系統(tǒng)數(shù)據(jù)分擔。其中，在主備份情況下，存在著一個Master路由器和若干的Backup路由器。在系統(tǒng)應(yīng)用比較正常的情況下，該種路由器能夠承載著全部的業(yè)務(wù)，但是一旦系統(tǒng)存在著問題時，可以通過Backup來繼續(xù)承擔業(yè)務(wù)的承載。

2.4 IPRAN同步技術(shù)

從IPRAN自身的技術(shù)應(yīng)用角度分析，IPRAN不具備同步技術(shù)應(yīng)用水平，由于其自身不需要比較嚴格的同步技術(shù)。然而，在基站的應(yīng)用中，存在著較為強烈的同步需求以及相應(yīng)的仿真業(yè)務(wù)，應(yīng)用IPRAN網(wǎng)絡(luò)保障其具備了同步的功能。在IPRAN技術(shù)應(yīng)用中為了給分組的網(wǎng)絡(luò)提供時間和相位的同步，需要為其提供相應(yīng)的硬件同步技術(shù)支持。在IPRAN實踐中實現(xiàn)同步頻譜需求，可以通過以太網(wǎng)的同步方案中，采用SyncE的方式，逐點傳遞到基站側(cè)末端IPRAN節(jié)點上。若在IPRAN中采用了雙BITS備份時鐘同步方案，保障全網(wǎng)啟用同步狀態(tài)消息，當發(fā)生時鐘源或者是鏈路上的中斷時，需要保障時鐘跟蹤路徑能夠得到相應(yīng)的保障。

3 IPRAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

3.1 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃需求

研究IPRAN的實際應(yīng)用，首先分析IPRAN的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃需求，當前基于某運營商的IPRAN網(wǎng)絡(luò)主要分為兩大類型業(yè)務(wù)的實際承載需求。

第一，移動基站的上聯(lián)傳輸?shù)茸杂袠I(yè)務(wù)或系統(tǒng)的承載需求。在移動基站中，系統(tǒng)包含了應(yīng)用IP化基站的接入能力，保障系統(tǒng)能夠滿足移動基站的可靠性、大容量的實際承載需求。同時還需要保障LTE的實際接入能力，保障系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)能夠滿足相應(yīng)的傳輸鏈路系統(tǒng)。此外，移動基站還能夠通過環(huán)境的監(jiān)督，綜合業(yè)務(wù)的接入管理，滿足實際的系統(tǒng)在信息承載上的需求。

第二，黨政軍企業(yè)等大客戶業(yè)務(wù)的實際承載，為了滿足該方面系統(tǒng)應(yīng)用的需求，IPRAN網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)過程中需要提升其運行可靠性、容納性。針對互聯(lián)網(wǎng)專線業(yè)務(wù)承載，滿足大顆粒的業(yè)務(wù)。此外，IPRAN還具備了電路仿真能力，滿足ATM等電路的實際接入能力。

3.2 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

IPRAN技術(shù)在實際應(yīng)用，在滿足網(wǎng)絡(luò)需求的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。在IPRAN中主要包含了城域核心層、省核心層、接入層、匯聚層、MCE層組成。IPRAN能夠?qū)崿F(xiàn)端到端的業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)，具體的IPRAN架構(gòu)如下圖所示。其中，在IPRAN接入層中，包含了基站、政企客戶之間相互結(jié)合的A設(shè)備，該種設(shè)備為一種基本的網(wǎng)絡(luò)層面。在IPRAN匯聚層中，主要包含了B設(shè)備，直接應(yīng)用于匯聚A設(shè)備。在IPRAN省核心層中，大部分都由ER所組成，具體的應(yīng)用中包含了MCE層設(shè)備與城域ER網(wǎng)絡(luò)。在IPRAN MCE層中，包含了MCE、EPC CE 、BSC CE的基本設(shè)備組成，保障直接應(yīng)用于接入無線網(wǎng)、核心網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層面。

圖1 IPRAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

為了提升IPRAN的互通性，在系統(tǒng)中增加BSC和ER的互聯(lián)方式，在該種方式中，增加或者是利用以對BSC CE設(shè)備，匯聚BSC端口流量，作為RAN VPN的PE端口，在系統(tǒng)應(yīng)用中不建議應(yīng)用單臺的BSC CE設(shè)備作為核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，需要應(yīng)用一對BSC CE設(shè)備作為相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)，提升BSC的實際節(jié)可靠性。

4 結(jié)論

綜上所述，在本文中介紹IPRAN實際的組網(wǎng)情況以及關(guān)鍵技術(shù)，總結(jié)了IPRAN關(guān)鍵技術(shù)的綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)規(guī)劃，同時應(yīng)用部署原則與方法，為IPRAN網(wǎng)絡(luò)后續(xù)的技術(shù)提升以及發(fā)展提供了良好的技術(shù)支持。在未來，IPRAN技術(shù)的發(fā)展空間越來越大，并且IPRAN組網(wǎng)的發(fā)展將會更加的具備規(guī)模。同時，PTN和IPRAN能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)上的互通，保障MPLS技術(shù)的承載力提升。

[1]方大寧.4G時代鞍山聯(lián)通IPRAN傳送網(wǎng)的規(guī)劃與應(yīng)用[D].吉林大學(xué),2016.

[2]高翔.IPRAN網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃及平滑演進研究[D].山東大學(xué),2016.

[3]黃超.基于IPRAN的小型城市綜合承載網(wǎng)的組網(wǎng)應(yīng)用[D].南京郵電大學(xué),2016.

[4]李熠.IPRAN關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用的研究[D].南京郵電大學(xué),2015.

Analysis of key technology and application of IPRAN

Yang Minyi
（Guangdong Telecom Planning & Design Institute Co., Ltd.,Foshan Guangdong,528000)

Based on the traditional SDH/MSTP technology, a new generation of IPRAN packet transmission technology based on IP technology is developed. The application of the integrated access network technology in the mobile Internet can effectively meet the demand of the base station, and finally realize the service access management in the system Based on this, in this paper, the principle of IPRAN is analyzed, the key technologies are studied, and the application of IPRAN network planning is realized

IPRAN；Key technology；Application；Analysis