多網協同對IP RAN承載提出新訴求

中國聯通研究院 | 劉楚 趙正一 張沛

MSTP與IP RAN的互聯互通技術不可避免成為了網絡演進的一個重要課題，兩者的互聯互通分為三個部分，業務的互聯互通、OAM的互聯互通和網絡保護的互聯互通。

分組傳送已成為IP網絡的有效承載方式。

隨著主流移動技術從2G、3G向LTE的演進過程中，移動業務逐漸由傳統語音轉向無線寬帶數據等為主的多業務發展，移動接入網絡的Abis和Iub接口也從傳統的TDM向分組化接口變化。因此，移動運營商如何高效傳輸承載快速增長的分組化業務需求已成為影響未來競爭力的關鍵因素。

為了滿足分組業務的需求，無線接入網（RAN）正朝著IP化的方向發展。無線接入網的IP化分為兩個部分，基站的IP化和移動回傳業務的IP化。

多年來，無線接入主流設備廠商一直都致力于基站IP化推進，從3G標準的發展演進軌跡來看，3GPP從2001年開始IP RAN技術的研究和標準化，推動從UTRAN到CN的IP化演進，到R5版本，已經完成了全IP的架構。主流無線設備廠家所提供的產品，從2006年開始，具備支持全IP的協議棧架構的能力。

與此同時，承載網方面，目前MSTP已經不能滿足無線接入網的發展需求，業界提出了幾種取代MSTP的承載方式，其中“IP RAN”是全動態IP的承載網方案，是最直接最徹底的實現移動回傳的IP化。為了滿足迅速增長的分組化業務需求，無線接入網（RAN）正朝著IP化的方向發展。

2G、3G、LTE的融合承載需求

2G、3G、LTE網絡將長期共存。傳統的2G移動傳輸網絡基于電路交換，WCDMA R99/R4商用化版本采用ATM協議。3G網絡的發展趨勢是全IP化，因此在相當長的一段時間內，2G、3G、LTE網絡共存，要求回傳網絡不僅具備IP分組業務承載能力，而且也應考慮TDM和IP多業務統一接入的需求，同時能夠滿足語音、視頻、數據業務承載要求。分組業務的帶寬需求主要來源于移動數據業務，數據業務具有流量不確定和突發等特性，因此移動回傳網絡應該具備業務的收斂匯聚能力，以保證有效利用傳輸網的帶寬，節省網絡建設的投資。

從基站傳輸側業務的流向變化來看，從2G/3G到LTE經歷了從Iub到S1-flex/X2接口的變化，Iub接口提供基站和所屬控制器之間點到點流量，流向固定，而S1-flex/X2接口的流量呈現Mesh化的特征，例如S1-flex接口可以根據業務網絡負荷動態調整和不同MME/SGW的連接，以及X2接口提供多個相鄰基站之間的流量。業務流量Mesh化和業務連接動態調整的特征需要回傳網絡能支持動態建立多點到多點業務。

IP RAN的五大必備性能

可靠的端到端連接

無線網絡架構的演進，在相當長的一段時期內不會改變RAN的連接拓撲。尤其是對于為移動運營商貢獻了絕大部分收入的實時話音業務，承載網應當提供高度可靠的連接性。這種可靠性要求包括了兩層含義——帶寬保證和路由確定性，因此，這就要求對于話音業務不宜過度使用帶寬共享以及實時重路由等可能帶來不確定后果的機制。傳統的已廣泛應用的傳送網技術如SDH/微波/xDSL等，能夠有效地滿足這一需求，IP RAN傳送網也需要繼續提供類似于專線質量的連接性，以供給話音業務使用。

OAM

移動回傳網絡的OAM需求包括回傳網絡內的OAM機制、回傳網絡業務層OAM機制以及接入鏈路層的OAM等，用以支持完善的故障定位、性能檢測、診斷測試等。

在分組化后，需要對每條從基站到控制器或者核心網關的業務流進行業務通斷和性能的監控。為了便于故障定位和網絡運維，OAM需要繼承SDH的分層機制，在分組網絡中時，分為段層、隧道層、偽線層提供層次化的告警、性能管理，通過支持層次化OAM，可以對分組網絡的故障進行快速定位，而且還可以檢測出網絡的性能，包括丟包率、時延等等。

保護

移動回傳網絡承載語音、數據等重要業務，需要提供電信級別保護能力，以滿足移動回傳網絡的可靠性要求。在移動回傳的場景中，主要的保護場景如下：提供網絡側的保護，支持各種組網拓撲，包括鏈、樹、環以及各種組合；提供客戶側接入鏈路的保護，包括TDM鏈路、以太鏈路；支持和客戶側設備相連節點失效情況下的雙歸保護；各場景的保護倒換時間建議小于50ms。

QoS

帶寬的提升、業務類型的多樣化都對網絡QoS保證能力提出更高的要求。移動回傳網絡同時承載移動PS域和CS域的業務，相比之下，CS域業務需要更高的QoS保證。此外，承載網同時承載大客戶專線等高價值業務，網絡必須具備完備的QoS能力，實現不同業務間的SLA調度管理，提高服務品質，提高客戶滿意度。

時鐘同步

由于移動業務對頻率和時間同步的要求，目前實現時鐘同步的成熟技術只有GPS和IEEE 1588v2，GPS由于其成本高、難維護、無法穿越室內、網絡安全等缺陷而無法滿足運營商長期競爭力的需求，因此，目前IEEE 1588v2已經成為IP RAN承載網絡建設的基本需求。

與MSTP互聯互通不可避免

由于運營商原有多業務傳送平臺(MSTP)部署的規模較大，并且MSTP是在SDH設備基礎上增加了以太網接口，滿足IP化和多業務的承載，但內核仍為TDM的方式。而另一方面MSTP承載了現網中大部分業務，并且新部署的IP RAN還不能完全取代MSTP，業務的割接也是一個逐步的過程，因此必然存在MSTP與分組傳送設備共存的局面，MSTP與IP RAN的互聯互通技術不可避免成為了網絡演進的一個重要課題。其中互聯互通分為三個部分，業務的互聯互通、OAM的互聯互通和網絡保護的互聯互通。

綜上所述，IP RAN的組網方式可以滿足3G和LTE移動回傳網絡的發展需求，可以實現未來承載網的多業務承載。不過需要注意的是，盡管IP RAN有很多優勢，但是所存在的問題也不能忽略，其中最顯著的問題是，IP RAN的承載方式打破了運營商傳統傳輸專業的運維和管理思路，如何平穩過渡還需要進一步探討。