纵论中国联通本地分组传送网建设

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本文摘自《移动通信.2012年16期。作者：郎塞原 刘仲明

【摘要】针对中国联通本地分组传送网可行性研究阶段的情况，文章简要介绍了中国联通最新本地分组传送网建设的主要特点，并就其网络结构、节点建设、设备等方面进行技术探讨和提出发展建议，最后对建设中可能存在的难点问题进行了分析。
　　【关键词】分组传送网 承载网 MPLS—TP IP/MPLS CE QoS
　　1 中国联通本地分组传送网介绍
　　1.1 目标架构
　　综合考虑业务特性、容量、网络覆盖和局站重叠度、技术发展、投资等等因素，中国联通的本地分组传送网建设的目标架构为两张网：
　　（1）IP城域网：承载普通互联网业务、IP互联网专线等业务。
　　（2）分组传送网（可视为承载网在城域的延伸，从这个角度看，亦可称城域承载网）：承载以基站回传、集团客户为主的电信级业务。
　　此外，IPTV（Internet Protocol TV or Interactive Personal TV，交互式网络电视）的承载方式有待进一步研究，近期暂由“IP城域网”承载，MSTP（Multi—Service Transfer Platform，基于SDH的多业务传送平台）网继续存在，目标是移动基站TDM业务、MSTP大客户、带宽需求不大的业务节点的综合传送。
　　1.2 技术选型
　　中国联通本地分组网技术的最终选择，既不是单纯的PTN（Packet Transport Network，分组传送网），也不是单纯的IP RAN（IP Radio Access Network，IP化无线接入网），而是一种称为“综合承载技术”的创新技术。它是以IP/MPLS为技术框架，兼容MPLS—TP，以路由器技术为基础的硬件平台，核心、汇聚设备支持动态三层，接入设备采用二层/三层设备，可分场景灵活选用。另外，“综合承载技术”可开发出便于操作的图形化网管系统。
　　该“综合承载技术”的行业标准《支持多业务承载的IP/MPLS网络技术要求》由三大运营商牵头，中国联通负责编写。“送审稿”已于2011年12月26日通过了CCSA TC1（IP）/TC6（传送）联合评审，“报批稿”目前已编制完成。
　　综合承载网是当前传送网领域主流解决方案，它基于灵活IP通信的设计理念，以传统的路由器架构为基础，增强了OAM（Operation Administration and Maintenance，操作管理维护）机制和业务保护机制。虽然各厂家设备距此目标尚有一定差距，但目前3G对三层功能的需求并不强烈，直到LTE（Long Term Evolution，长期演进）规模使用之前，业界应该可以提供满足需求的产品，并在功能和价格方面找到契合点。
　　之所以没有选用PTN（MPLS—TP），是因为考虑到PTN现阶段应用主要为二层应用，其新增的三层功能不被普遍看好。PTN与IP/MPLS的隧道和伪线形成鲜明对比，如图1所示：
　　1.3 部署方案
　　中国联网本地分组传送网采用灵活的三层部署，图2给出了3种方案，目前尚未确定使用哪种。
　　考虑到三层网络的复杂度、规模及后期各种策略的部署难度等，对方案（a）和（b）的具体适应场景需要做补充规定和说明。但从近期看，特别是考虑到现有3G组网和IP地址的调整问题，方案（c）或方案（b）较为可取。
　　2 探讨和建议
　　2.1 分组传送网与RNC的连接问题
　　关于本地分组传送网与RNC（Radio Network Controller，无线网络控制器）的连接，各地有不同方案。总体来说，主要还是沿用通过各自CE接入到分组网核心设备的方式，但基于各地情况不同，连接方式多种多样：有沿用原来CE的，也有新建CE的；有RNC分布在多个局的，也有RNC集中在2个以下局的；有RNC单独设置CE的，也有多个RNC共用一对CE的；有集中从分组网一对核心设备引接的，也有从多个核心设备分别引接的，这里不一一论述。
　　建议RNC侧进行本地承载组网，建设一对综合汇聚CE，然后通过它们与分组网核心设备相连，这样分工界面明确，结构清晰，扩展性好。
　　2.2 分组传送网的出口问题
　　关于本地分组传送网相关出口连接设置的问题，有的地方已有考虑（但连接方式多样），有的地方暂没考虑。
　　本地分组传送网到城域网和承载网A网的出口，考虑到大客户专线出口需求，建议分组网的一对核心设备与城域网的一对CR做连接。由于本期工程以移动业务为主，未对专线业务做过多考虑，因此本期工程暂时并未主张要与城域网SR做连接。
　　本地分组传送网到承载网B网的出口，虽然目前无需求，但可以考虑为后续做预留，并且可与移动核心网、RNC等做统一的结构和接口优化，如图3所示。
　　以前传统网络各业务网都是把需求交给传输来完成连接的，现在各业务网自己先完成出口了（比如移动核心网到承载B网，城域网到承载A网），反而新建分组传送网没了自己的出口。如果在此次分组传送网建设中，考虑长远布局，将各专业网接口界面统一起来，同时为传送网预留到承载网的出口，将是一个值得推荐的方案。
　　现阶段，移动核心网、RNC等已在着手建设本地承载，将把原来各网元单独设置CE与其他网元相连的复杂结构，优化为通过一对汇聚路由器完成所有网元的连接。未来，如果本地分组传送网能够与这对汇聚路由器直接连接（图3中虚线所示，需要各专业间协商解决），则会起到优化结构、节省资源、统一接口的作用。
　　2.3 分组传送网的组网方式
　　（1）网络结构
　　网络结构应追求清晰、简洁、扁平化；大城市可以分3层，中小城市可以2层组网，核心、汇聚层合一；严格控制核心节点数量；初期汇聚节点不宜过多，根据业务需求设置；分组传送网组网不应过多受现有SDH的结构和光缆路由的影响，而应重点关注其逻辑结构的清晰。
　　图4是一个组网方案示例。RNC侧组建本地承载网，出一对综合CE与分组网核心设备相连。每个汇接区应控制一定规模，核心节点采用增强型路由器，提供时钟处理、完善的OAM和网管能力，如需承载IPTV，还应考虑提供session级IPOE鉴权认证控制。

（2）核心节点
　　分组传送网有明确的业务承载定位，只有跟相关业务有关联的局才可以考虑作为分组传送网的核心节点，且应严格控制数目。核心节点的数目并不是越多越好，把无关联的局都拉进分组网核心层，容易造成组网复杂、投资增加等问题。把凡是可以叫做局的节点和未来可能建的局点都做成核心层节点，或把重要的传输节点做成核心节点（如把原来ASON网的十几个节点都做成核心节点），都是不可取的做法。
　　（3）汇聚节点
　　有些地区继承了原来SDH的观念，把所有SDH汇聚节点都做成分组网的汇聚节点，造成了汇聚节点过多，大量消耗了光纤和波道资源。有些地区主张“按县组网”，县内所有业务都汇聚到县节点，有的还要求做双节点冗余。这一做法对某些北方省份已经具备县级节点资源的情况亦无不可，但对其他不具备条件的地区则没有必要。因为现在网络技术的发展已经不再需要设置县局节点。
　　因此建议，网络建设时抛开原来SDH汇聚节点的观念，从业务和组网需求出发，挑选合适的汇聚节点进行组网。原SDH汇聚层具备二层结构的地方，建议县节点也应接回核心层节点，使网络结构尽量扁平化。
　　2.4 设备的演进方向
　　目前各厂家设备在种类和功能上都有较明显的差别，但以下3点值得特别关注：
　　（1）目前的线路接口速率停留在GE和10GE级别，未来网络对此有更高需求，应积极向更高速率（如40G、100G）演进；
　　（2）设备的分类定位还不够准确，不能很好地适配网络各个层面的要求，比如有的大节点设备槽口不够、局端设备业务的容量有限，需要配扩展架来满足需求等；
　　（3）设备容量有待向更大发展，应关注设备的集群化方向。
　　在新的标准规范引导下，设备会往统一、规范的方向不断演进。
　　2.5 基站接口的IP化
　　由于大部分厂家基站设备接口IP化的进度跟不上，许多地方基站仍是采用双栈（ATM+IP）的传送方式，接口为E1+FE，部分站需要配置多个E1口，局端或中间可能需要STM—1接口。因此，分组网需要提供大量E1业务承载和E1口及STM—1口转接，大量消耗设备资源和提高网络成本。因此，应该尽快促进无线设备接口的IP化，使这种局面得到扭转。
　　3 难点分析
　　3.1 业务负载量
　　城域网面向公众互联网业务，对QoS不做保证，采用“全力而为”策略，因此也几乎不考虑轻载，利用率通常都考虑到70%～80%以上，而电信级承载网如NGN承载都有轻载要求，通常利用率要求在30%以下，因此采用Diffserv+轻载也是目前许多网络保证QoS的策略。而对于分组传送网，是否需要考虑轻载是一个比较纠结的问题，因为虽然目前各种保障技术的描述都很理想，但对于一个如此大规模大业务量的网络，尚没有可靠的实际数据例证可供借鉴。目前的努力主要是控制网络尽量简洁，高等级业务量占比不要过高（比如要求话音业务不超过30%）等，实际的质量保证还有待于网络的QoS部署。
　　3.2 QoS部署
　　QoS部署是一个很困难的步骤。首先要进行基于现有网络资源的业务规划，对各种业务进行分类（需要各专业协调），做好带宽宏观规划；然后制定QoS策略，在了解网络业务规划的前提下，针对网络中的带宽瓶颈节点，制定适合的业务流量分配方案；最后是QoS部署和监管，策略只有部署到设备上才能生效，同时需要通过有效的监管工具或手段，对部署后的QoS策略进行审计和评估，以便了解QoS实施效果并及时调整。网络规模越大、业务种类越多，QoS的部署和监管的难度也就越大。
　　QoS的部署、实施、审计和调整工作对于管理人员来说也是一项复杂的工作，需要基于网络带宽实际情况具体应用，来规划符合自身目标的网络QoS策略；为保证QoS部署效果，必须把QoS策略在网络路径上进行端到端的部署，如果链路中任何一点没有部署到，都将无法保证QoS的实施效果，因此工作量很大；任何一个地方的参数发生变化，都会影响实际效果，因此监控难度也大。
　　3.3 网管系统
　　传统路由器大部分命令和配置都是在命令提示窗口下由一条条指令配置的，因此上手难度比较大。从难度和效率考虑，我们希望分组传送网能继承以前传输网的图形界面方式。目前，越来越多的企业路由器，特别是中低端型号产品开始引入图形化设置界面，各设备厂家也正在推出这种类传输的网管系统。
　　但对于图形化操作界面仍有担心存在，比如，图形化界面能否完全发挥原来命令形式的效能，例如灵活性、反映信息的及时性和全面性、参数设置的全面性、对故障的跟踪和定位能力、对复杂场景的适应性等。这类担心并不是没有道理，因此需要图形界面的不断磨合和改进，工程人员也要有心理准备。
　　3.4 运维
　　分组网的运维不同于传统SDH网。SDH网一旦做好相关配置，基本上是一种固化的运转状态。而分组网从业务到网络的状态都可能是动态的，需要及时的跟踪和调整，保证网络资源与业务需求的匹配，使它运行在最佳状态。因此需要对网络的各种数据进行监测，并根据数据和资源进行不断的优化调整，以保持良好状态。具体的需求体现为：
　　（1）需要建立能够提供各种网络数据的监测机制；
　　（2）需要建立定期优化调整的维护机制；
　　（3）能够对数据进行有效的跟踪、管理；
　　（4）需要建立一支高素质的管理人员队伍。
　　4 结论
　　分组传送网技术是一门崭新的网络技术，其大规模实际应用更是前所未有。业务的不断发展和需求的壮大推动着技术快速发展，冲击着传统网络建设、管理和运维的各种模式。分组传送网的建设和成长，需要大家付出切实的努力，使得网络的发展逐渐接近期望的目标。
　　参考文献：
　　[1] 中国联合网络通信集团有限公司. 中国联通2012年本地传送网络建设指导意见[Z]. 2012.