山西联通分组传送网的引入和应用

尉 军

(山西联通集团客户响应中心，山西 太原 030006)

1 山西联通传送网络现状及存在问题

1.1 传送网络现状

山西联通本地传送网采用三层网络结构，即:核心层、汇聚层和边缘层。核心汇聚层已形成10G WDM/OTN 系统架构，同时核心层以10G SDH/MSTP 网络互连，汇聚层主要采用2.5G/10G SDH/MSTP 传输系统;边缘层主要采用622M/2.5G SDH/MSTP 传输系统。

本地传送网所承载的业务主要包括本地移动回传业务(GSM 移动回传、WCDMA 移动回传，及未来的LTE 移动回传等)、有线接入业务(固定宽带、语音，及IPTV 业务等)、IP城域网、核心网(移动核心网、固定核心网、业务平台及支撑系统)以及大客户业务等。

1.2 业务需求分析

随着移动业务，特别是3G 业务的迅猛发展，业务网络的传送需求发生了如下变化:

1)业务提供从侧重语音向侧重数据转变，数据带宽需求成倍增长。

2)技术演进周期越来越短，但2G/3G/LTE 等多种制式移动技术将在一段时间内长期共存，为降低运营成本，需建设一张具备多业务承载能力的统一承载网络。

3)LTE 已成为电信运营商的必然选择，LTE 的扁平化网络结构，S1－flex，X2 接口、时间同步等特性对承载网提出了新的要求。

1.3 现有传送网存在的主要问题

1)现有SDH/MSTP 传送网络容量严重不足，难以满足快速增长的高带宽数据业务需求，需要扩容升级或者更换设备。

2)业务IP 化和大颗粒化，导致城域网将由主要承载现有E1/STM－1 (2M/155M 速率)等TDM 业务逐渐向承载FE/GE (10M/100M/1000M 速率)等IP 业务转变。城域网技术需要由现有“以TDM 电路交换为内核”向“以IP 分组交换为内核”演进。

3)3G 和全业务竞争，导致城域网不仅承载2G/3G 语音和数据业务，还需承载集团客户和家庭业务。城域网需要扩大规模并考虑多业务统一承载，并增强对于大规模数据业务的控制和管理。

4)空口精确时钟和时间同步需求，导致城域网需要提供更高精度的同步信号传送能力，既有的MSTP 已不再适应，建设支持多业务承载的分组传送网势在必行。

2 分组传送技术简介

分组传送技术是一种以分组作为传送单位，承载电信级以太网业务为主，兼容TDM、ATM 和FC 等业务的综合传送技术。面向IP 化业务承载技术发展的方向，充分融合了分组网络在统计复用方面的高效性和传统传送网在OAM、保护方面的优势，能够为分组网络长期发展提供长期支撑。

主要特征:分组交换内核，柔性管道，适于IP 化业务高效承载。

目前，分组传送技术一般包括PTN 和IP RAN 两类，其中PTN 主要采用基于传送的MPLS－TP 协议，IP RAN 则采用传统的IP/MPLS 协议。

PTN 作为二层网络，主要提供以太网、TDM、ATM 等L1、L2 业务的传送;IP RAN 作为三层网络，支持IETF 所规范的MPLS L1、L2 和L3 的各种网络功能，并可提供相关的各种业务。IP RAN 网络采用路由协议和信令，实现路由动态的三层功能。

2.1 PTN 技术特点

PTN(Packet Transport Network)，是一种以分组作为传送单位，承载电信级业务为主，兼容ATM、TDM 等业务的综合传送技术。是一种独立于其他传送机制的组网架构，是以太网承载技术和传送技术相结合的产物。PTN 的技术特点是:支持高效统计复用功能，端到端弹性管道;提供面向分组业务的QoS 机制，同时利用面向连接的网络提供可靠的QoS 保障。

2.2 IP RAN 技术特点

IP RAN (Radio Access Network)简单地说是指IP 化的移动回传网，国外更普遍叫法为IP Moble Backhual。相对于传统的SDH 传送网，IP RAN 是基于IP 的传送网。

IP RAN 是针对基站回传应用场景进行优化定制的路由器/交换机整体解决方案，具备电路仿真、同步等能力，提高了OAM 和保护能力。

IP RAN 承载方案在城域网内汇聚/核心层采用IP/MPLS 技术，接入层主要采用增强以太技术与IP/MPLS 技术结合的方案。

2.3 两种技术比较

PTN 与IP RAN 的根本区别在于对网络承载和传输的理解有所不同，PTN 侧重二层业务，整个网络构成若干庞大的综合的二层数据传输通道。这个通道对于用户来讲是透明的，升级后支持完整的三层功能，技术方案重在网络的安全可靠性、可管可控性以及更好的面向未来LTE 承载等方面。IPRAN 主要侧重于三层路由功能，整个网络是一个由路由器和交换机构成的基于IP 报文的三层转发体系。对于用户来讲，路由器具有很好的开放性，业务调度也非常灵活，但是在安全性和管控性方面则显得有些不足。两者功能比较如表1。

表1 PTN 和IP RAN 功能比较表

2.4 小结

1)接口方面:PTN 与IP RAN 设备在接口的支持上都非常丰富，包括以太网、POS、ATM 和SDH 等。

2)三层功能:PTN 和IP RAN 均支持三层功能，包括IP报文处理、IP 寻址、路由协议等，能有效增强网络的业务调度和处理能力，配合下层L2 封闭传送通道，可以很好地对L3 业务进行承载。但相比于PTN 而言，IP RAN 处理机制显得更加复杂。

3)QoS 功能:PTN 和IP RAN 都具有层次化精细化的QoS 调制。

4)OAM 机制:PTN 可支持与SDH 同级别的层次化OAM 机制，包括网络层、业务层和接入链路层的OAM，精细的控制网络的监控和检测，实现快速的故障判断和恢复，增强网络的可预知性和可控性。IP RAN 实现OAM 主要有两种方式，一种是沿用普通路由器的三层协议实现OAM 效果，即通过软件实现，但这种方式的处理机制复杂得多，实现网络端到端的OAM 控制也很困难;另一种是效仿PTN，基于标签转发机制，二层发送OAM 报文。

5)网络保护机制:PTN 支持与SDH 类似的保护机制，包括PW 层、LSP 层、段层、物理层、SNC 等多重保护，而IP RAN 重点依靠STP、FRR、VRRP 等基于三层动态协议的保护技术。尤其当网络拓扑较为复杂时，IP RAN 的保护倒换收敛时间很难控制在100 ms 以内，除此之外，在恢复式业务模式下，业务的恢复时间也很难达到电信级要求。

6)网络部署:PTN 全面继承了SDH 强大的组网能力，网络部署简单，规划建设简便、业务组织由网管一键完成、运维简单。IP RAN 采用基于IP 的控制平面技术，在规划建设方面需综合考虑业务IP、端口互联IP、设备Loopback IP 等，规划复杂;L3 业务由协议动态分配，后期网络调整简单;但三层技术对运维人员的技能、习惯的转变等将对运维带来不小的冲击。

3 山西联通分组传送网建设方案

3.1 网络目标结构

山西联通分组传送网采用分层结构，分为核心汇聚层和边缘接入层。核心层主要负责汇聚层组网和业务转发以及与其他网络的互连，汇聚层主要负责边缘接入层业务汇集和转发以及就近业务接入，边缘接入层主要用于业务就近接入［1］。

3.2 技术选择

1)目标网络核心汇聚层分组设备同时支持传统IP/MPLS 和MPLS－TP 双栈协议，实现动态三层网络和各种业务的高效承载与传送;边缘接入层根据所承载的业务特点，灵活选择三层或二层设备。

2)SDH 网络目前规模较大，远期目标网中将不再有。近中期SDH 网络将持续存在一段时间。应逐步将SDH 网络上的业务逐步割接到分组传送网从而实现SDH 退网。

3.3 核心层组网

1)为了便于核心层设备与业务网互联，保证核心层设备的转发容量，在每个核心节点配置2 端扩展设备，专用于与业务网互联和业务侧电路保护。在汇聚节点上直接有业务接入需求时，通过配置边缘层设备进行业务接入，避免2M/FE 等小颗粒业务占用汇聚层设备板卡槽位。

2)核心层任意两个核心设备和成对的扩展设备之间采用口字型组网方式。组网详见图1。

图1 核心层组网图

3.4 边缘层组网

1)边缘接入层双节点互联应该结合光缆网络物理拓扑结构，边缘接入层在与汇聚层双节点互联组网时，应选择同一汇聚环上的两个相邻汇聚节点，不宜在一个汇聚环内跨汇聚节点双节点互联或跨汇聚环双节点互联。

2)边缘接入层网络应采用环形结构，光缆网不具备环形条件而采用链型结构时，应避免3 个节点以上的长链结构。

3)边缘接入层系统不宜采用多级组环等复杂的拓扑结构，边缘节点到汇聚节点的路由应尽量减少经过的设备跳数，以简化网络业务路由组织和方便维护管理。尤其是在边缘接入层采用L3VPN 方式进行业务组织时，复杂的网络结构将会导致三层路由复杂化，给应用和维护造成困难。

4)分组承载传送网的建设应考虑未来对LTE 基站业务承载的需求，业务量大的城市热点地区边缘接入层环路节点数量超过8 个时，优先选用可以扩容升级到10GE 的设备或直接建设10GE 环。

图2 边缘层组网结构示意图

4 需要注意的问题

分组传送的规模应用将会大大提高山西联通的技术水平和为客户的服务质量，增强公司的综合实力和竞争力。由于分组传送的规模应用是一项系统工程，具有实施周期长、投入资金大的特点，在实施规模应用的过程中公司要重视现网资源的利用，要关注新技术的发展动态，要加强运维人员的培训，以确保公司的稳定、协调和可持续发展。

［1］程彦春，史建华，解仁旺，等.中国联合网络通信有限公司山西省分公司2013～2015 年网络发展滚动规划［Z］.太原，2012.