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IPRAN基站回传方案及其在政企专线中的应用探讨

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第10期作者：杨恒儒

[导读] 摘要：IPRAN已成为了基站回传的首选方案，其路由化的网络架构不但能满足 3G/4G基站数据传输需求，还能为政企客户提供性价比较高的解决方案，文章重点介绍了 IPRAN 的业务类型，以及这些业务如何应用到政企客户组网当中。

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        摘要：IPRAN已成为了基站回传的首选方案，其路由化的网络架构不但能满足 3G/4G基站数据传输需求，还能为政企客户提供性价比较高的解决方案，文章重点介绍了 IPRAN 的业务类型，以及这些业务如何应用到政企客户组网当中。
        关键词：IPRAN；以太网业务；政企专线
        引言
        政企专线业务是电信运营商收入的重要来源，是电信运营商最为重视的业务之一。近年来，政企专线业务数量以及带宽需求快速增长，呈现出良好的市场发展前景。随之而来，政企专线业务对运营商承载网络提出了高带宽、低时延、较高安全性、快速响应等要求，运营商现有的MSTP、IPRAN、OTN网络在不同的应用场景能够展现各自的优势，但是缺乏明确清晰的承载方案和策略，同时多网并存也提高了运营商承载网络的建设运维成本以及管理难度。从技术演进来看，网络IP化是趋势，基于IP/MPLS技术的IPRAN方案更适合IP化移动网络，本文将主要讨论基于IPRAN。
        1 IPRAN网络架构
        IPRAN是由定制化的路由器构架而成的网络，技术核心是IP/MPLS，它采用路由协议、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。其定制化体现在：IPRAN 路由器除了要支持 IP/MPLS 相关协议和功能，还支持同步技术和增强型的图形化网管，并且能互联互通同构、异构型网络。因此IPRAN可归结为：IPRAN=IP/MPLS路由器+同步技术+增强图形化网管。
        IPRAN分为核心层、汇聚层、接入层。核心层负责业务转发和与其它网络（如业务层）的互连，汇聚层负责接入层业务汇集和转发，接入层就近接入业务。核心层（CR—核心路由器、SR—业务路由器）一般采用大容量路由器构建，具备高密度端口和大流量汇聚能力；汇聚层由B类设备（IPRAN汇聚路由器）组成，用于接入汇聚A类设备，接入层由连接基站的A类设备（IPRAN接入路由器）组成。
        2 IPRAN 业务种类
        IPRAN能承载的业务主要有2G的TDM基站业务（E1）、FE基站业务（三层以太网专线）、政企客户FE专线（二层以太网专线），还可根据需要为政企客户开通L3VPN专网业务。
        2.1 TDM基站业务承载
        IPRAN利用PWE3技术在IP网络中对2GTDM 基站E业务进行端到端（或MS-PW 分段）仿真，将业务以L2VPN方式推送到IPRAN核心层。核心层路由器通过STM-1 接口对接BSC，解掉MPLS的两层封装后完成业务落地。
        2.2 FE基站业务承载
        FE 基站业务有两种实现方式。一种是端到端的MPLSL3VPN方案，即采用层次化（或称为分段化HVPN）L3VPN的方式：骨干汇聚层、接入层设备均开启L3VPN，直接为基站提供IP L3VPN接入。另一种是PW（伪线）+L3VPN方案，即接入层配置静态的电路仿真业务（PWE3），骨干汇聚层开启MPLS L3VPN。在接入层和核心汇聚层的交汇处通过内部桥接实现PW业务到MPL3 L3VPN的转接。
        2.3 政企客户FE专线业务承载
        对于政企客户FE专线业务，可以采用端到端的PW模式或分段PW（MS-PW）模式，把业务封装在PW隧道中进行承载，保证客户业务对网络变更无感知。也可采用MPLS L2VPN的方式承载，即：办公楼宇或企业就近接入 IPRAN 接入层或汇聚层的路由器，通过配置端到端MPLS L2VPN（VPLS）实现透明传输的二层以太网专线，实现政企客户异地互联。
        3 IPRAN与MSTP区别
        MSTP虽然支持FE/GE等IP化接口，但其交叉矩阵仍为TDM方式，因此，MSTP 通道是刚性管道，没有流量时带宽也不释放，带宽利用率低。IPRAN 本质是路由器组成的IP网络，带宽可以统计复用，有较高带宽利用率，更适合承载流量突发性强的3G/4G基站业务。IPRAN全程全网的OAM管理简化了网络配置，能极大缩短基站开通、割接和调整的工作量，更易于维护管理。
        4 IPRAN在政企专线业务中的应用
        以太网业务已成为政企客户主要业务类型，IPRAN在网络接口和业务特点上契合了客户需求，比较适合用在点多、带宽大的场合。IPRAN除了能提供常用的政企客户FE二层以太网专线，还能提供 L2/L3 VPN满足点到点、点到多点、多点到多点等组网需求。

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        对于L2/L3以太网业务，可以采用IPRAN端到端的L3/L2VPN方式承载，所有政企客户分支点就如同接到一个二层交换机或三层路由器网络上进行转发。对于L3政企客户业务也可以在接入层采用PW模式，把业务封装在PW隧道中进行承载，汇聚设备终结PW并将业务导入到L3 VPN中承载。
        IPRAN的接入层设备绝大部分是放置在基站，基站设备可用线缆直接接入。而政企客户一般是远离基站，所以用IPRAN提供政企客户专线需要解决最后一公里接入问题，可根据不同情况选择以下解决方案：
        （1）通过以太网收发器将基站IPRAN接入设备以太网接口拉远至政企客户所在地。
        （2）客户端放置IPRAN接入设备，该接入设备通过光纤上联IPRAN汇聚层设备。
        （3）部分接入设备厂家已经研发出分组和TDM双核心综合接入设备（比如瑞斯康达的ITN2100系列设备），其分为局端和远端两个部分，局端上联IPRAN汇聚层设备，远端与客户设备直连，不但可实现政企客户组网，还可实现端到端网管。
        5 政企专线承载方案及策略
        对于运营商而言，政企专线业务应本着“效益优先，兼顾长远”的原则，根据实际不同应用场景、客户类型，合理选择承载技术。从投资分析，带宽较小时，IPRAN承载技术具有一定优势；从技术角度分析，MSTP最为成熟，可靠性高；PE-OTN能提供最全面的综合承载能力，但现阶段PE-OTN设备厂商对VC和PKT交叉的支持程度不一，在部署时应选择支持统一交叉功能或后续可支持统一交叉功能的设备，现有大部分PE-OTN设备不支持低阶VC交叉功能，若要支持低速TDM业务，需选择PE-OTN下挂MSTP的方式。
        从网络发展角度，现有MSTP和IPRAN均为存量网络，且在接入层具备大量接入资源，应充分利用；而现有PE-OTN网络节点较少，新建需要较大投资。综合分析投资、技术以及网络现状，现阶段政企专线的承载策略如下。
        5.1 高质量专线业务（对时延、用户隔离等要求较高）
        带宽＜100M时，充分挖潜MSTP网络能力。
        带宽≥100M时，可在网络汇聚层采用PE-OTN网络，接入层利旧MSTP资源。
        5.2 普通质量专线业务
        带宽＜500M时，可选择IPRAN网络。
        带宽≥500M时，应选择采用PE-OTN网络。
        随着高质量、大带宽政企专线业务需求的快速增长和业务节点的逐步下沉，运营商现有的MSTP和IPRAN将难以承接，势必需要扩大PE-OTN网络的建设规模；另一方面，多网并存也将提高运营商承载网络的建设和运维成本。结合各种因素，应建设一张综合统一的政企承载网络，逐步融合现有的MSTP、IPRAN、PE-OTN网络。可分为2个步骤。
        a）近期：考虑到政企业务主要分布于市区及县中心，采用PE-OTN部署市县OTN以及市区骨干层OTN，满足新增的FE、GE大颗粒、高品质政企业务接入；与此同时，将存量的MSTP FE以上专线割接至PE-OTN，释放现网MSTP资源，以承接小颗粒高质量专线。
        b）远期：融合IPRAN、MSTP、PE-OTN 3张承载网，汇聚层以上的MSTP网络逐步停止建设，核心层、汇聚层部署PE-OTN节点，接入层实现IPRAN、MSTP、PE-OTN等多种方式接入。
        6 结束语
        面对政企专线业务承载需求的不断丰富，运营商现阶段可通过挖掘MSTP、IPRAN、OTN等技术和网络的优势，分场景满足不同客户的需求，同时最大限度地节约投资。IPRAN日趋成熟，该网络能够帮助运营商快速实现政企客户业务接入，降低整体接入成本，提升客户感知度。
        参考文献：
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        [2]夏芸，郑晓峰，宋继恩.全业务背景下本地传送网PTN+OTN组网策略［J］.邮电设计技术，2013（7）：60-63.
        [3]孙嘉琪，杨广铭，尹远阳. IPRAN承载政企业务部署方案研究［J］.移动通信，2016（12）：70-73.