【摘要】無線接入網(wǎng)從3G向4G演進(jìn)的過程中，流量的迅速增長(zhǎng)對(duì)承載網(wǎng)的帶寬帶來了相當(dāng)大的壓力。目前基站傳輸普遍采用SDH作為承載技術(shù)，無法實(shí)現(xiàn)帶寬的統(tǒng)計(jì)復(fù)用。為積極布局LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，各運(yùn)營(yíng)商都結(jié)合自身特點(diǎn)采用了PTN/IP RAN等新型的分組傳送技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)。本文從數(shù)據(jù)專業(yè)的角度出發(fā)，對(duì)比PTN與IP RAN的同時(shí)，以IP RAN的現(xiàn)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果為例，分析了IP RAN對(duì)3G/4G流量的承載細(xì)節(jié)和網(wǎng)絡(luò)試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，提出了基于IP RAN的綜合承載網(wǎng)對(duì)未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的設(shè)想和建設(shè)思路。

【關(guān)鍵詞】IP RAN流量

一、背景及概述

2009年1月7日，中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通分別獲得TD-SCDMA、CDMA2000和WCDMA牌照，中國(guó)正式進(jìn)入3G時(shí)代。隨之而來的是各類移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展，即時(shí)通信、網(wǎng)上銀行和網(wǎng)上支付、微博、手機(jī)視頻等應(yīng)用近年來持續(xù)快速增長(zhǎng)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬消耗也越來越大。

目前，電信運(yùn)營(yíng)商熱點(diǎn)區(qū)域基站配置基本為DO雙載波或三載波，基站傳輸普遍采用SDH方式。而配置8*E1的DO三載波基站均有不同程度的傳輸溢出現(xiàn)象，大批基站傳輸帶寬出現(xiàn)緊張，對(duì)基站下的用戶感知造成了不良影響?；編挼牟蛔銦o法僅僅通過傳輸擴(kuò)容來解決，特別是建網(wǎng)初期規(guī)劃的基站接入層傳輸環(huán)網(wǎng)一般按照5-6個(gè)基站構(gòu)建STM-1環(huán)網(wǎng)，環(huán)網(wǎng)最大帶寬容量?jī)H為63*2M，已無進(jìn)一步擴(kuò)容的空間。

未來兩年內(nèi)，隨著無線業(yè)務(wù)的進(jìn)一步發(fā)展，基站的1X和DO配置將達(dá)到四載波以上，最大的傳輸需求預(yù)計(jì)為16*E1，傳統(tǒng)的傳輸接入網(wǎng)已無法支撐業(yè)務(wù)的發(fā)展。為了應(yīng)對(duì)將來持續(xù)增加的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，便于接入傳輸網(wǎng)的不斷擴(kuò)容，各大運(yùn)營(yíng)商都在積極進(jìn)行基于MPLS技術(shù)的新一代接入網(wǎng)建設(shè)。

二、PTN與IP RAN的技術(shù)差異

談到基于MPLS技術(shù)的新一代接入網(wǎng)，必然會(huì)引出PTN與IP RAN兩種技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式。PTN與IP RAN技術(shù)選擇之爭(zhēng)從標(biāo)準(zhǔn)制定之日起就不曾有過絲毫平息，各大運(yùn)營(yíng)商基于自身網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)承載的特點(diǎn)，做出了適合各自發(fā)展的技術(shù)選擇。中國(guó)移動(dòng)高舉PTN大旗，在二干傳輸和城域內(nèi)如火如荼地建設(shè)PTN網(wǎng)絡(luò)，中國(guó)電信結(jié)合已具相當(dāng)規(guī)模的CN2骨干網(wǎng)和IP城域網(wǎng)，在接入層面試點(diǎn)建設(shè)IP RAN承載網(wǎng)。

兩種技術(shù)相比，PTN技術(shù)更貼近于傳統(tǒng)傳輸思維，更像引入MPLS-TP技術(shù)實(shí)現(xiàn)電路帶寬統(tǒng)計(jì)復(fù)用的新型傳輸技術(shù)。而IP RAN技術(shù)是在傳統(tǒng)IP MPLS技術(shù)上，引入面向連接、端到端的資源分配、OAM、統(tǒng)一的可視化網(wǎng)管和同步能力等傳輸網(wǎng)特征，實(shí)現(xiàn)的一種新型IP承載技術(shù)。無論P(yáng)TN或IP RAN都是對(duì)傳統(tǒng)傳輸網(wǎng)和傳統(tǒng)IP網(wǎng)的一次技術(shù)融合。

有種觀點(diǎn)認(rèn)為IP RAN與PTN區(qū)別在于設(shè)備工作在三層和二層，作者認(rèn)為這種觀點(diǎn)較為片面———未來PTN也會(huì)逐步具備豐富的三層功能。兩種技術(shù)細(xì)節(jié)的區(qū)別主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：

（1）標(biāo)簽彈出機(jī)制的不同

IP RAN基于IP MPLS技術(shù)，與PTN的核心轉(zhuǎn)發(fā)原理基本相同。PTN的MPLS-TP技術(shù)實(shí)際上就是MPLS減去IP轉(zhuǎn)發(fā)部分，實(shí)現(xiàn)端到端的標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)。具體來說，IP MPLS協(xié)議定義P路由器按標(biāo)簽進(jìn)行查找轉(zhuǎn)發(fā)，并在最后一個(gè)P路由器的出端口上彈出標(biāo)簽，將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)給PE路由器后，PE路由器通過路由查找的方式將IP包轉(zhuǎn)發(fā)給CE。

而PTN是端到端的標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)，倒數(shù)第二跳不彈出標(biāo)簽，而在MPLS域末端的PTN上彈出，然后以IP方式與異廠商PTN以UNI接口方式互通。從數(shù)據(jù)專業(yè)角度去看，這種方式其實(shí)可以理解為P路由器與PE路由器合設(shè)。

（2）控制機(jī)制的不同

無論IP RAN或PTN都具備控制層面與轉(zhuǎn)發(fā)層面。IP RAN的路由器之間通過標(biāo)準(zhǔn)的MPLS協(xié)議實(shí)現(xiàn)信令互通，控制層面的功能設(shè)置在路由器中，路由器之間，一臺(tái)路由器與另一臺(tái)路由器按IP MPLS的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議互通路由信息，在路由器內(nèi)部，控制層面將轉(zhuǎn)發(fā)策略下發(fā)給轉(zhuǎn)發(fā)層面。由于IP MPLS協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)性和開放性，不同廠家之間的IP RAN互通是可以實(shí)現(xiàn)的。

PTN設(shè)備的控制層面功能集中在網(wǎng)管平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)管與轉(zhuǎn)發(fā)層面的交互由各廠商的私有協(xié)議定義，目前業(yè)界無通用的接口定義標(biāo)準(zhǔn)?？上攵?，某廠商的PTN設(shè)備不大可能受理其他廠商PTN網(wǎng)管的指令，如圖1所示。

PTN的這種實(shí)現(xiàn)方式也就是異廠商PTN設(shè)備的NNI接口不能互通，形成了PTN的端到端同廠家特性。

三、對(duì)IP RAN的理解與設(shè)想

3.1IP RAN的帶寬節(jié)省

目前基于SDH承載基站業(yè)務(wù)情況下，基站業(yè)務(wù)經(jīng)傳輸SDH平面匯聚，接入到IPBH（IP Black Hole）設(shè)備。IPBH作為SDH與IP的轉(zhuǎn)換設(shè)備，與傳輸網(wǎng)通過155M電路對(duì)接，與CE通過GE電路對(duì)接。

基站的接入帶寬為n*2M，映射進(jìn)信道化的155M SDH電路傳輸?shù)絀PBH側(cè)，由于SDH提供的剛性管道，無法實(shí)現(xiàn)基于包/幀的復(fù)用，因此從基站到IPBH之間的所有層面?zhèn)鬏斖ǖ缼挻笮∠嗟?。由于傳輸不提供SDH內(nèi)部流量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，而SDH傳輸?shù)牧髁繉⑷坑蒊PBH轉(zhuǎn)發(fā)給CE，因此SDH內(nèi)部實(shí)際流量等同于IPBH與CE之間電路流量之和。

X運(yùn)營(yíng)商X地市IPBH與傳輸設(shè)備對(duì)接帶寬為63.24G，而IPBH與CE互聯(lián)電路雙向流量最大值僅為1859.16M?？梢杂?jì)算出得SDH傳輸通道內(nèi)的平均帶寬利用率為1859.16Mbps/63.24Gbps*100%=2.94%。SDH與IP RAN承載基站流量的區(qū)別可如圖2所示：

IP RAN對(duì)帶寬的節(jié)省主要體現(xiàn)在帶寬統(tǒng)計(jì)復(fù)用性，該復(fù)用性主要是由于業(yè)務(wù)可以共享帶寬，并且業(yè)務(wù)的流量存在錯(cuò)峰疊加的情況。復(fù)用性是基于海量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)復(fù)用情況，因此對(duì)核心層的帶寬節(jié)省最為明顯；對(duì)于接入層，由于一個(gè)接入環(huán)上節(jié)點(diǎn)較少，而且物理位置間隔較近，環(huán)上所有節(jié)點(diǎn)到達(dá)峰值的時(shí)間點(diǎn)也幾乎相同，因此建議在接入層上按理論最大帶寬進(jìn)行預(yù)留配置，而在匯聚層與核心層可以根據(jù)流量預(yù)測(cè)適當(dāng)配置。

3.2IP RAN對(duì)接入光纜網(wǎng)的影響

IP RAN對(duì)接入光纜網(wǎng)的影響主要體現(xiàn)在大客戶業(yè)務(wù)上。目前X運(yùn)營(yíng)商X本地網(wǎng)的大客戶接入均通過點(diǎn)到點(diǎn)光纖方式，實(shí)現(xiàn)客戶接入點(diǎn)與運(yùn)營(yíng)商端局的互聯(lián)。因此，接入光纜網(wǎng)的建設(shè)主要以端局為中心，在端局覆蓋區(qū)域內(nèi)呈發(fā)散狀。

IP RAN接入網(wǎng)建成后，客戶的業(yè)務(wù)接入不用再向端局進(jìn)行匯聚，而只需連接到最近的IP RAN A路由器。由于IP RAN A路由器比端局更接近用戶，因此用戶與運(yùn)營(yíng)商設(shè)備之間的光纜距離更短，光纜故障概率也更低。未來，接入光纜網(wǎng)的建設(shè)將以IP RAN接入點(diǎn)為中心匯聚點(diǎn)，端局覆蓋范圍內(nèi)出現(xiàn)多個(gè)分散的小型匯聚點(diǎn)的架構(gòu)，如圖3所示。

這將會(huì)對(duì)接入光纜網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)帶來顛覆性的影響。

四、結(jié)束語(yǔ)

IP RAN作為一種新型的接入承載技術(shù)，有著顯而易見的容量大、擴(kuò)展性好和成本低廉等優(yōu)勢(shì)。目前，IP RAN技術(shù)已在中國(guó)電信各省級(jí)公司進(jìn)行了大規(guī)模試商用，積累了大量的現(xiàn)網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)，邁出了最為關(guān)鍵的一步。然而，與任何其他新技術(shù)一樣，IP RAN技術(shù)真正要得到廣泛的應(yīng)用還需要不斷完善，要經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)檢驗(yàn)，才能真正走向成熟。