基于IP技術的網絡融合

王明軍

【摘 要】伴隨著業務的IP化承載及業務端到端的傳輸，網絡界限越發的不明顯，各網絡獨立性的劣勢也逐漸顯現出來。為了減少網絡層次，簡化網絡結構，通過對各網絡層次的特性進行分析，提出了網間融合（UTN和CE）和管理控制融合（UTN和OTN）兩種方案來解決融合問題。通過這兩種思路可以簡化網絡結構，從而更加有效合理地利用現有網絡資源。

【關鍵詞】網絡融合 扁平化 UTN CE OTN

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2016.24.004 中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-1010（2016）24-0017-04

1 引言

隨著技術發展日新月異，承載的業務越來越多樣化，各承載網也越來越多。主流運營商現有網絡中，存在MSTP（Multi-Service Transfer Platform，基于SDH的多業務傳送平臺）、UTN（Universal Transport Network over Fiber，綜合業務光傳輸網）、CE（Customer Edge，邊緣路由器）、核心網等多種網絡，各網絡相互關聯。這就使得網絡層次復雜、結構不明晰，隨著業務IP化的發展，多張網絡在一定的業務功能上有了重合。從網絡資源的角度上來看，這種重合造成了一定程度上的資源浪費，本著資源清晰、降低成本、維護便捷的原則，網絡融合勢在必行。基于此，本文討論了UTN、CE、OTN（Optical Transport Network，光傳送網）三張網絡兩種融合思路的可行性及其優劣。

2 UTN和CE的融合

伴隨著各種業務不斷的IP化，2G/3G/LTE移動通信傳輸、業務專線等傳統與非傳統業務都已經逐漸通過IP化承載，數據IP化相對原MSTP、ATM（Asynchronous Transfer Mode，異步傳輸模式）等業務來說，安全性和可靠性更高。但多種業務都通過IP化來承載也存在一定的弊端，業務越來越多，相應的端口就需要頻繁擴容，主干路由器壓力較大，這樣會影響整個網絡的安全性和穩定性。此時可以通過在中間增加一級路由器，將傳送的業務匯聚后再接入IP承載網，由此誕生了路由器。

CE路由器在網絡中的位置如圖1所示：

現網中CE路由器處于移動核心網網元和業務系統中間，其作用是匯接移動核心網和業務系統，且可以對兩個系統進行隔離，前端部分為傳送業務，后端部分為管理業務，這樣對于整張網絡的層級比較明晰，同時IP承載網設備和CE設備分別單獨管理。隨著業務的快速發展，CE路由器的功能也越來越強大。業務的部署、擴容和鏈路調整都可以通過更改路由的設置來完成，這樣就避免了對IP承載骨干網絡的調整，在一定程度上增強了網絡安全性。從業務的角度上來說，CE路由器還要承載疏通移動軟交換中的本地業務，以提高網絡的效率。此外，由于目前設備廠商林立且標準不一，因此CE路由器還需要有適配不同廠家業務系統的能力。

隨著業務的發展和各廠家獨立為政，CE路由器的劣勢也凸顯出來，具體如下：

（1）核心網CE作為無線配套，由無線廠家統一配置，導致現網CE設備類型復雜、能力高低不齊。

（2）在有多個核心網機房的情況下，地市內跨機房之間的流量需要到AR/PE接入路由器繞行，浪費骨干網資源，并且在現有的數據流情況下，UTN網絡具備CE的功能，對于現有網絡來說，存在一定的資源重復和浪費，因此對于UTN和CE網絡的融合勢在必行。

UTN和CE網絡融合的網絡拓撲如圖2所示：

UTN和CE網絡融合后，現有的UTN網絡通過匯聚設備直接接入AR/PE（路由器），無需通過CE路由器的穿透，核心網部分直接從現有的AR/PE接入RNC（Radio Network Controller，無線網絡控制器）即可。現有各CE網絡、UTN網絡都是獨立的自治域，且分別與骨干網連接。網絡融合后，應保留唯一的自治域，業務在網絡中實現統一管理、統一調度，并與骨干網絡唯一出口連接。

UTN和CE網絡融合前后對比如下：

（1）造價：融合前CE設備價格遠高于對等的UTN設備；融合后核心網元只需要一次對接，所以參與外部對接端口數量減少一半，造價降低。

（2）界面：融合前原核心網要參與UTN、CE對接兩次；融合后只負責與UTN對接。

（3）運維：融合前無線基站到核心網需要通過CE透傳一次；融合后不再穿透CE網絡，開局及運維協調簡便。

（4）綜合承載：融合前獨立承載；融合后UTN網絡綜合承載2G/3G/LTE/IMS/集客等業務類型，便于方案統一。

由此可見，UTN和CE網絡融合后可以減少重復投資，方便運維，簡化網絡結構，優化配置避免迂回，互通提高承載效率，實現固網移動業務的端到端配置和綜合承載。

3 UTN和OTN的融合

隨著業務的多樣化發展，UTN、OTN在網中組合應用越來越多，目前UTN是多業務的承載網絡，其主要作用是進行移動業務回傳和匯聚，所以在城域邊緣部署了一定數量的UTN接入設備。而UTN容量有限，目前只能達到10 G顆粒，當業務超過10 G顆粒時，就需要在網絡中采用OTN傳輸，并且伴隨著OLT（Optical Line Terminal，光線路終端）等業務下沉，邊緣層對于OTN的需求越來越多，以此來結余纖芯資源降低傳輸成本，同時OTN的傳輸也提高了數據流的質量和安全。

由于上述原因，UTN和OTN混合組網的規模逐漸增大，到UTN邊緣節點數量越來越多，整個網絡的拓撲類型也更為復雜。在同一個區域內，需要同時對UTN和OTN混合組網時，業務配置繁瑣、效率低下。在現有環境中，不同的廠家是兩套獨立的管理系統，即便是同一廠家，UTN和OTN網絡也是兩套不同的管理系統，這兩個網絡之間沒有管理和調度的互通機制，各自為政，移動回傳業務的端到端管理就需要貫穿幾個不同的網絡。OTN網絡基于其復用的原理，對于從UTN傳輸的業務只起到透傳的作用，業務發展越多，則UTN和OTN的交叉組網就會越多。為精簡網絡結構，方便后期維護管理，實現兩張網絡的統一協調調度十分關鍵。

現網中UTN和OTN網絡的位置及管理方式如圖3所示。

UNT和OTN混合組網中存在的問題如下：

（1）網絡結構復雜：網絡結構龐大，邊緣節點數量大，拓撲類型復雜。

（2）業務配置復雜：業務端到端配置時需要貫穿不同的網絡，涉及風險因數大。

（3）維護管理復雜：海量設備帶來管理的空前復雜性，設備各網管對運維人員提出更高的要求。

（4）跨層管理有難度：根據告警難以快速定位故障源進而排除故障。

為解決上述問題，UNT和OTN網絡融合提上了日程，目前無論是UTN網絡還是OTN網絡，主要采用的是EMS（網元管理級系統）在進行網絡管理并實施各種管理和運維工作，各管理系統通過自身的SDN（Software Defined Network，軟件定義網絡）等智能控制平面的工作是分階段逐步進行的。

UTN和OTN網絡融合的網絡拓撲如圖4所示。

融合方案主要是基于目前UTN網管和OTN網管系統進行改造。其中，UTN和OTN的EMS分別控制UTN及OTN兩個不同類型的網絡。由于EMS擴展了北向的接口，從而可以實現UTN EMS和OTN EMS協同的控制器相連接。并且針對EMS不能支持的控制和調度功能，控制器通過GMPLS（Generalized Multiprotocol Label Switching，通用多協議標志交換協議）協議實現OTN和UTN網元進行通信，其中與UTN網元的GMPLS協議通告還是依賴于UTN網管的IGP（Interior Gateway Protocol，內部網關協議）協議實現。控制器內部具備統一網管（U-NMS）、網絡資源管理和虛擬化、業務流量感知和控制策略、多協議適配、端到端運維和業務配置等功能，若后期各廠家標準以及接口統一，通過協調可以實現異廠家網絡融合，更加便于網絡管理及維護。

4 結束語

綜上所述，在信息化時代網絡越多，結構會越復雜，針對全網結構的清晰和簡潔化需求也越來越明顯。結合現有運營商的實際網絡情況，網絡融合是必要且有效的。本文通過討論各網絡的特性，提出了合并網絡減少網絡層級和并行融合現有網絡，這兩種融合方式都能夠更有效地利用現有的網絡資源，保證現有資源的最大化價值。在未來的道路上，網絡融合及扁平化發展將變得越發重要，這方面的研究將會貫穿整個的網絡發展道路，同時也會提出更多、更有效的融合方式，從而實現全網合一的綜合網絡。

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