IPRAN技术浅析

陈曦

摘要：随着移动通信技术的不断发展，移动业务正在由以话音为主向以数据为主的方向发展，新业务的需求推动了承载网络的IP化进程，IPRAN成为建网首选。本文主要介绍了IPRAN的关键技术和组网方式，对现存的问题作了简单分析。

关键词：IP化 IPRAN 组网方式

0 引言

近年来，随着移动通信2G、3G、4G技术的不断演进，以话音为主的移动业务正向以数据业务为主的方向发展，加之移动互联网近几年的飞速发展，导致电信运营商正面临着重要业务的IP化、多样化和多张异构网络并存的新挑战，尤其是传输网的带宽压力与日俱增。在这种背景下，IPRAN技术成为运营商网络建设的首选。

1 IPRAN关键技术

IPRAN（IP Radio Access Network）是一种基于IP的无线接入网络，以IP/MPLS技术为基础，用以满足基站的回传承载需求。本文将从以下五个方面阐述IPRAN的关键技术。

1.1 MPLS技术

MPLS （multi-protocol label switching，多协议标签交换）是一种用于快速数据包交换和路由的协议体系。MPLS使用标签来进行封装分组，再利用标签进行数据转发，把路由选择和数据转发分开。MPLS的标签短而且长度固定，在IP网络中，标签位于以太网帧头和IP报文头之间。分组数据在MPLS网络中根据标签进行转发而不再需要查找路由表。由此可知，MPLS独立于二层和三层协议，充分利用了二层高效、三层灵活的特点，简化了路由操作的复杂性，提高了数据转发的速度。

1.2 VPN技术

目前网络中的VPN（Virtual Private Network，虚拟专用网络）技术都是基于MPLS技术实现的，主要分端到端的MPLS VPN和层次化的MPLS VPN两种。在VPN中存在三种设备：

①CE（Customer Edge）：用户网络边缘设备。CE可以是路由器或交换机，也可以是一台主机。CE只需要运行普通的路由协议即可。②PE（Provider Edge）：服务提供商边缘路由器，是服务提供商网络的边缘设备，与CE直接相连。PE不仅要运行路由协议，还需要运行MP-BGP协议和MPLS协议。③P（Provider）：服务提供商网络中的骨干路由器，不与CE直接相连。P设备只需要维护公网路由信息、进行基本MPLS转发。

MPLS VPN实现了业务的隔离。提示了网络的安全可靠性。

1.3 PWE3技术

PWE3（Pseudo-Wire Emulation Edge to Edge，伪线端到端仿真），是一种端到端的二层业务承载技术。PWE3技术是IPRAN网络能够进行业务综合承载的重要技术手段。PWE3通过隧道仿真技术实现在IP网络中对各种二层业务的承载，使二层数据在PSN（Packet Switching Node）网络中透明传送。

1.4 OAM技术

IPRAN网络提供业务层面端到端的OAM（Operation Administration and Maintenance，操作、管理与维护）机制，提供接入链路的OAM机制，通过告警信息的实时监测，实现故障管理、故障定位、性能监测等功能。

OAM技术的实现方式有以下两种，一种是由IETF组织制定的基于BFD技术的OAM机制，另一种是ITU-T组织制定的基于Y.1731技术的OAM机制。

1.5 时钟同步技术

目前，IPRAN支持的时钟同步机制主要有三种，即同步以太网技术、CES ACR技术和1588V2技术。这三种同步技术都支持频率同步，而支持时间同步的只有1588V2技术。与GPS方案相比，1588V2技术能够提供同级别的时钟同步能力，但却可以大大降低成本。

2 IPRAN组网方式

IPRAN网络采用分层结构，分为核心层、汇聚层、接入层三层，如图1所示。

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2.1 核心层

IPRAN网络的核心层主要负责数据业务的转发和与其他网络的互连，是MPLS VPN网络中的P设备。核心节点数量以2-4个为宜，节点之间应采用口字型/Mesh组网，应尽可能的配置10GE速率接口与业务网进行互联。

2.2 汇聚层

IPRAN网络的汇聚层主要负责接入层业务的汇聚和转发，是多业务承载的入口和分离点。汇聚层可采用双归形、口字形或者环形方式完成与核心节点间的组网。这三种组网方式的承载效率依次降低，对局间光缆的要求也依次减小。汇聚层要求有高水平的业务转发效率和设备利用率，因此在组网时要求业务在该层经过的跳数尽可能的少。采用双归、口字形组网方式时，每个节点下挂的接入节点应控制在8-10个，采用环形组网方式时，每个汇聚环上的接入节点数应控制在4个以内，速率以10GE为宜。

2.3 接入层

IPRAN网络的接入层作为业务的接入点，主要布置在基站里面，属于PE设备。接入层的组网方式以环形为主，因其受光缆条件的制约较大，当光缆成环条件不具备时可采用链形方式组网，但长链结构不能超过3个。根据业务需求，接入层应采用GE或者10GE速率。

3 网络建设中存在的问题

3.1 网络升级问题

任何一家运营商在建网时考虑的都不只是当前的业务需求，还需要考虑网络在未来新业务需求下的扩展升级能力。在移动互联网飞速发展的时代，网络应用多种多样且层出不穷，这就要求回传网络必须具有很强的扩展升级能力来适应新的需求。这种业务演进带来的能力需求过程，对于承载网来说就是其三层能力由核心层逐渐向接入层演进的过程，而三层能力引入的时机与节奏还需要进一步的研究。

3.2 时钟同步问题

时钟同步包括频率同步与时间同步两种，频分双工技术只需要保证频率同步，但是时分双工技术却需要同时保证频率同步与时间同步。而现在的时钟同步的主要技术中只有1588V2这一种技术支持时间同步。

3.3 维护问题

首先是不同厂家设备间的端到端网管问题。随着网络的不断发展，引入不同厂家的设备将不可避免，但就目前的技术条件而言，还无法实现不同厂家设备的端到端网管。因此，在业务配置时就需要大量的人工输入命令，明显降低工作效率。

其次，IPRAN网络与传统网络的不同之处在于它的整个解决方案都是采用的数据技术，这就要求传输专业的维护人员要进行数据技术的深度培训来满足工作需要。

3.4 成本问题

对于商业运作的电信运营商来说，成本是必须要考虑的。网络成本不仅包括初期建网成本，还包括后期的维护成本。通过带宽复用的方式，IP化虽然可以降低初期的建网设备成本，但却会增加后期的维护成本。

4 结束语

随着移动业务的不断发展，对网络要求不断提高，IP化成为网络发展的必然趋势。当前IPRAN有其显著的技术优势，也存在一些不足之处。展望未来，IPRAN更符合网络发展趋势，是运营商承载网建设的首选。

参考文献：

[1]卲翀.IPRAN关键技术浅析及应用展望[J].现代电信科技，2012（1-2）：89-92.

[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）.

[3]薛祝伦，李刚.移动接入网络向IPRAN网络的转型[J].硅谷，2010（18）.

[4]李菊香，赵远威.传输背景技术人员如何快速融入IPRAN维护[J].中国新通信，2013（5）.