彭國鋒

摘要：IP城域網(wǎng)作為三網(wǎng)融合的基礎(chǔ)性平臺，其在固網(wǎng)寬帶建建設(shè)中占據(jù)著重要地位，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，BRAS作為IP城域網(wǎng)業(yè)務(wù)控制層中管理用戶及流量的核心設(shè)備，其可靠性設(shè)計是實現(xiàn)城域網(wǎng)高質(zhì)量的重要保證，是保證電信級業(yè)務(wù)能力、提高服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵。本文將在分析BRAS組網(wǎng)可靠性影響因素及要求的基礎(chǔ)上，探討B(tài)RAS設(shè)備內(nèi)可靠性、設(shè)備間可靠性及鏈路可靠性，并結(jié)合實際案例作出進一步的分析。

關(guān)鍵詞：IP城域網(wǎng)；BRAS組網(wǎng)；可靠性

依照中國電信集團網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的指導(dǎo)意見，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化實現(xiàn)城域網(wǎng)的大容量、少節(jié)點、寬帶接入網(wǎng)廣覆蓋。城域骨干網(wǎng)是業(yè)務(wù)控制點及控制點以上的城域網(wǎng)核心路由器組成的三層路由網(wǎng)絡(luò)，劃分為核心層和業(yè)務(wù)接入控制層兩層，核心層由核心路由器組成，提供IP城域網(wǎng)到國干、省干的出口，業(yè)務(wù)接入控制層由接入服務(wù)器（BRAS）與業(yè)務(wù)路由器（SR）兩種業(yè)務(wù)接入控制點設(shè)備組成，主要負責業(yè)務(wù)接入與控制。BRAS設(shè)備主要實現(xiàn)IP/ATM寬帶接入網(wǎng)關(guān)、組播網(wǎng)關(guān)功能。比如：PPPOE及IPOE的接入，實現(xiàn)組播、VPN等多種業(yè)務(wù)的匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)，對相應(yīng)業(yè)務(wù)進行有效控制，涉及用戶認證和計費、網(wǎng)絡(luò)安全、流量控制、服務(wù)質(zhì)量（QOS）的實現(xiàn)等。傳統(tǒng)PSTN/CATV網(wǎng)絡(luò)正在向IP網(wǎng)絡(luò)遷移，IP網(wǎng)絡(luò)將承載越來越多的業(yè)務(wù)。分析IP城域網(wǎng)BRAS組網(wǎng)的可靠性對促進BRAS組網(wǎng)可靠性建設(shè)具有非常重要的意義。

1、BRAS組網(wǎng)的可靠性分析

1.1可靠性影響因素

隨著網(wǎng)絡(luò)的快速普及和應(yīng)用的日益深入，各種增值業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)上得到了廣泛部署，網(wǎng)絡(luò)帶寬也以指數(shù)級增長，網(wǎng)絡(luò)短時間的中斷就可能影響大量業(yè)務(wù)，造成重大損失。BRAS作為業(yè)務(wù)承載主體的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)單元，組網(wǎng)可靠性因此也成為關(guān)注的焦點，可靠性問題可歸結(jié)為三大方面：①系統(tǒng)及硬件的可靠性，例如BRAS主控板、接口板損壞、電源模塊、風(fēng)扇模塊損壞等，這些問題都可能會造成設(shè)備宕機。②IP網(wǎng)絡(luò)的可靠性，例如BRAS上下行鏈路所在的端口或業(yè)務(wù)板出現(xiàn)故障，上下行鏈路所在的傳輸系統(tǒng)或纜線損壞導(dǎo)致的鏈路中斷，核心路由器、匯聚交換機與BRAS連接的端口故障或設(shè)備停機等。③軟件可靠性，例如具備虛擬化的功能。而BRAS熱備技術(shù)的不完善、匯聚交換機/OLT設(shè)備智聯(lián)BRAS鏈路的不完全實現(xiàn)、光線引起的單通故障等也是影響B(tài)RAS組網(wǎng)可靠性的因素。

1.2網(wǎng)絡(luò)對BRAS組網(wǎng)的可靠性要求

網(wǎng)絡(luò)對BRAS組網(wǎng)的可靠性要求主要體現(xiàn)在對設(shè)備可靠性、IP網(wǎng)絡(luò)可靠性及業(yè)務(wù)可靠性的高要求上，其可靠性逐級上升。組網(wǎng)建設(shè)原則如下：①根據(jù)業(yè)務(wù)現(xiàn)狀或業(yè)務(wù)預(yù)測，接入邊緣層接入節(jié)點時采用冗余設(shè)備設(shè)置，分別與匯聚節(jié)點相連。匯聚層設(shè)備雙歸到上層單點多設(shè)備或多點。匯聚層與核心層設(shè)備可以視情況合理設(shè)置。核心層設(shè)備采用全互連或半互連，大流量兩點一條可達。②同層內(nèi)盡量多互聯(lián)，單點考慮多設(shè)備。③下層雙歸或是多歸到上層多個設(shè)備的單點上或多點上。

對網(wǎng)絡(luò)可靠性的高要求主要體現(xiàn)在當BRAS設(shè)備的上、下行鏈路的某一節(jié)點發(fā)生故障時，可自行啟用網(wǎng)絡(luò)自愈技術(shù)進行恢復(fù)，將數(shù)據(jù)流失造成的損失降到最小。

對業(yè)務(wù)可靠性的高要求主要體現(xiàn)在當BRAS設(shè)備的某節(jié)點或鏈路出現(xiàn)故障時，用戶流量可切換到備份單板或設(shè)備上。用戶信息可同步到備份單板或設(shè)備上，保證了用戶業(yè)務(wù)不會出現(xiàn)中斷。

2、BRAS組網(wǎng)的建設(shè)分析

2.1設(shè)備內(nèi)可靠性

BRAS設(shè)備內(nèi)的可靠性依賴于符合電信級可靠性要求的產(chǎn)品，對于設(shè)備自身的故障。應(yīng)利用設(shè)備自身所具備的主控單元、交換網(wǎng)板、電源以及風(fēng)扇系統(tǒng)均采用冗余熱備份設(shè)計；主控單元倒換過程中，在線用戶不掉線，業(yè)務(wù)不中斷；所有板卡可進行熱插拔，電氣隔離、防雷、抗電磁屏蔽能力較強；能夠適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境，為設(shè)備網(wǎng)絡(luò)可靠性、業(yè)務(wù)可靠性提供堅實的基礎(chǔ)。

2.2設(shè)備間可靠性

2.2.1N+I備份方式

N+I備份方式下BRAS設(shè)備一般處于空負荷狀態(tài)，設(shè)備上行端口連接IP城域網(wǎng)的核心路由，下行端口配置自適應(yīng)狀態(tài)。通常采用大二層技術(shù)實現(xiàn)用戶VLAN透傳到BRAS備份設(shè)備上。當全網(wǎng)發(fā)生BRAS設(shè)備故障時，人工干預(yù)通過二層物理鏈路將業(yè)務(wù)通達備份設(shè)備上。N+I備份方式可實現(xiàn)設(shè)備與業(yè)務(wù)的冷備份，通過在匯聚交換機與備份BRAS之間開通保障業(yè)務(wù)承載的二層鏈路方式來進行實施。

2.2.2雙機備份方式

雙機備份方式分為l+1冷備份、1+l溫備份和1：l熱備份三種方式，其中1+1冷備份與N+I備份相同。采用這種備份方式時，全網(wǎng)對備份容量的需求較大，成本較高，僅能實現(xiàn)設(shè)備與業(yè)務(wù)的冷備份，不具備較高的可實施性。

1+l溫備份通過設(shè)定設(shè)備對用戶接入請求的響應(yīng)延時，優(yōu)選一個設(shè)備為主用接入設(shè)備，另一設(shè)備為備用接入設(shè)備。根據(jù)多種策略（用戶MAC、VLAN、端口等）設(shè)定響應(yīng)速度，切換過程中，用戶業(yè)務(wù)中斷，用戶終端需要重新?lián)芴柣驈?fù)位。

1：l熱備份通過多個設(shè)備上的多個接口加入同一個備份組，主備之間啟用VRRP協(xié)議，協(xié)商出主備接口。用戶從主設(shè)備上線，主設(shè)備把用戶IPSession信息（IP、MAC、VLAN等）通過VRRP協(xié)議到備用設(shè)備。主設(shè)備發(fā)生故障時，則切換到備用設(shè)備，用戶無感知，借助BFD檢測機制，可以實現(xiàn)50毫秒故障檢測和倒換。

從N+l備份方式到雙機1：l熱備份，其組網(wǎng)的可靠程度逐級增強，相對于N+1備份方式，1：1熱備份雖然造價較高，實現(xiàn)較為困難，但其可靠性更高，適用于用戶高要求或業(yè)務(wù)承栽能力要求較高的情況，選擇1：1熱備份時，應(yīng)盡量選擇跨局址同一廠家生產(chǎn)的BRAS設(shè)備進行備份，避免不同廠家之間的1：1熱備份。

2.2.3VLAN透傳技術(shù)

VLAN雙透技術(shù)是將一臺匯聚交換機與兩臺或多臺BRAS連接。并向連接BRAS端口透傳相同的PVLAN，以達到備份效果，當發(fā)生故障時，無需人工干預(yù)，用戶可自行由另一臺BRAS承接。但其覆蓋用戶較少，鏈路利用率不高。VLAN分離透傳技術(shù)可透傳不同的PVLAN，覆蓋用戶多，流量分布均勻，用戶定位準確，但發(fā)生故障時只能通過人工干預(yù)，不能自動進行切換。

2.3鏈路可靠性

鏈路分為上、下行鏈路。上行鏈路中盡量保證同一局向的中繼電路通過不同光纜物理路由，傳輸系統(tǒng)接兩臺核心路由器。BRAS設(shè)備與核心路由器之間運行IS-IS動態(tài)協(xié)議，并支持BFD+FRR（快速重路由）技術(shù)。當上行端口出現(xiàn)故障時，BFD檢測到故障后，啟用FRR機制，完成切換，降低用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的損失。

下行鏈路包括BRAS和匯聚交換機鏈路，支持VRRP和BFD技術(shù)。當匯聚交換機向多臺BRAS設(shè)備開通多條物理鏈路時，應(yīng)將BRAS設(shè)備及交換機的端口放置在不同槽位板卡上。

3、結(jié)語

寬帶IP城域網(wǎng)是基于IP/ATM的寬帶信息網(wǎng)絡(luò)，是建設(shè)一個面向新世紀的、綜合承載各類多媒體業(yè)務(wù)的、安全穩(wěn)定的電信運營級基礎(chǔ)信息網(wǎng)絡(luò)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，其對BRAS組網(wǎng)的可靠性也是要求越來越高。本文通過對BRAS組網(wǎng)可靠性影響因素及要求的分析，為BRAS組網(wǎng)可靠性設(shè)計奠定了基礎(chǔ)，進而分析了設(shè)備內(nèi)、設(shè)備間及鏈路可靠性，并將其應(yīng)用到實際案例中。實現(xiàn)BRAS組網(wǎng)的高可靠性設(shè)計，提高BRAS組網(wǎng)的可靠性是保證用戶業(yè)務(wù)順利開展、提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵。在IP城域網(wǎng)建設(shè)與運營中占據(jù)著重要地位，應(yīng)給予高度重視，不斷提高BRAS組網(wǎng)可靠性。

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