移动回传网络技术——IP RAN.doc

1、移动回传网络技术IP RAN【摘要】本文介绍了 IP RAN 技术的产生背景、与 PTN 的关系和各自的特点、IP RAN 的主要关键技术以及其发展前景。 【关键词】IP RAN，PTN，无线接入网，分组传送网 一、IP RAN 的产生 移动回传网络是连接基站（BS）和基站控制器（BSC）的信号传输网络，主要承担基站和无线核心网设备之间的通信任务。在 2G 时代，语音业务是移动回传网的主要业务，它的速率恒定，带宽需求小，动态性要求低，无线回传承载网络主要采用 SDH 传输技术。现在，3G 技术已被广泛使用，LTE 技术正走向成熟，3G/LTE 网络的迅速发展，使得实时视频、移动互联网等 IP

2、业务在移动回传网络中的比重稳步增加，数据流量不断增大，数据业务已逐渐成为各运营商网络承载的主体。当移动回传网用于承载数据业务，用作数据终端访问互联网的接入通道时，移动回传网也被称为 RAN（Radio Access Network 无线接入网） 。 SDH 主要是为汇聚和高效传送 TDM 电路业务而设计，这种以语音业务为主的承载网，已无法满足 3G/LTE 业务对延时、服务质量等的需求，面对带宽需求的迅猛增长已经无能为力，而对基于 TDM/SDH 方式进行改良的 MSTP（多业务传送平台）技术最初就是为了解决 IP 业务在传送网的承载问题，由于其 IP 化主要体现在用户接口，内核却仍然是 TD

3、M 电路交换，采用刚性管道承载分组业务，这使 MSTP 在承载传送包长可变、流量突发的 IP、以太网等分组化业务时，存在传输效率较低、成本较高、可扩展性较差等缺点。仅适合于 3G 初、中期的业务和 L2 专线业务的承载。 SDH/MSTP 作为 2G 时代的功勋技术，在移动通信发展到 3G/LTE 阶段后已逐渐不再适应，移动业务的 IP 化和宽带化发展趋势推动着移动回传网向 IP 化演进，以提供更高的传输带宽、更多的用户数量以及更好的服务质量，无论运营商还是设备商，都着手研究下一代移动回传网的形态和部署方法。IP 化的无线接入网被称为 IP RAN。 二、IP RAN 与 PTN 面对基站回传

4、的 IP 化承载和传送需求，业界提出了几种取代传统MSTP 的 IP RAN 承载方式，如 IP/MPLS 三层承载技术、增强以太网技术PBB-TE、新型面向 IP 的分组化传送 PTN 技术和 PON 技术。这些 IP RAN技术在竞争中实现了快速发展，其中，IP/MPLS 和 PTN 是目前业界最关注的两种 IPRAN 技术，电信级以太网、PON 等技术发展相对较缓，受关注程度也相对较低。 思科提出的 IP/MPLS 方式则直接使用 IP RAN 这个命名，由于思科在数据通信行业的强势地位，目前普遍将基于 IP/MPLS 的无线回传承载方式称为 IP RAN，而广义的 IP RAN 还应包

5、括 PTN、增强以太网等技术。本文后面的 IP RAN 则指基于 IP/MPLS 的无线回传承载方式。 IP RAN 从数据网络演进而来，采用动态寻址技术，以路由器为主构建承载网络，网络更加智能，更容易应用于全 IP 网络。IP RAN 有效提高IP 网络的可靠性和可用性，使之达到电信级的传输性能，能提供TDM、ATM 等多业务的承载和融合能力，使 IP 网络成为理想的多业务传输平台，技术非常成熟，标准化程度更高。 PTN 是从传输网络演进而来的技术，具有电信级的性能，继承了 SDH技术的 OAM（操作、管理和维护）机制，能提供端到端的秒级自动连接，端到端连接通道的保护切换可以在 50 毫秒内

6、完成，可以提供传输级别的业务保护和恢复能力。PTN 有效提高了传输网络数据业务的承载能力，支持多种基于分组交换业务的双向端到端连接通道，适合各种粗细颗粒业务、具有灵活强大的端到端的组网能力，能够很好地承载各种电信级以太网业务，提供了非常适合 IP 业务特性的“柔性”传输管道，PTN 完成了与 IP RAN 等多种方式的互联互通，能无缝承载核心 IP 业务。在线路保护、时钟同步、OAM 等方面 PTN 比 IP RAN 更胜一筹，而且能兼容传统的 TDM 业务，产业链成熟，性价比高。总之，IP RAN 继承了数据网络的诸多优点，PTN 则保持了传输网的许多优势。 三、IP RAN 的关键技术 I

7、P RAN 关键技术主要包括分区域和多进程技术、网络保护技术、QoS技术、OAM 技术、时钟同步技术等，这些技术的发展直接影响着 IP RAN产品的生命力。 3.1 分区域和多进程技术。IP RAN 网络的 IGP（内部网关协议）分区域和多进程技术是解决规模组网问题的一种技术，能同时降低网络规模过大对设备路由性能的要求，减少路由振荡，加快路由收敛，保持网络的稳定。 3.2 网络保护技术。当 IP RAN 用于移动回传以及未来的实时视频业务时，其关键技术在于网络的保护。传统的 MSTP 网络具有良好的网络保护性能，路由切换时间严格小于 50ms。而 IP RAN 网络是基于包转发、自动寻址、非连

8、接的网络，理论上讲，其保护效果不如 MSTP，这是 IP RAN技术的先天缺陷。目前，解决 IP RAN 技术保护问题的技术和方法有很多，如 BFD（双向转发检测） 、TE（流量工程） 、VRRP（虚路由器冗余协议） 、双归组网、IGP 路由收敛等。BFD 用于二层或三层全链路检测和诊断，TE用于资源调度和重选路由，IGP 用于三层网络保护，VRRP 用于核心控制层路由器备份。 3.3 QoS 技术。IP RAN 通过 Diffserv（区分服务）技术实现 QoS 保障。通过对不同业务设置不同的优先级，保证重要业务优先转发，实现QoS 保障，保证各种业务的承载质量。 3.4 OAM 能力。传统

9、传输网络具有端到端的 OAM 故障检测机制，并且大部分使用图形界面（GUI）的配置方式，配置直观，适合批量管理，人手简单。而传统的 IP 网络的 OAM 故障检测能力较弱，业务路由不透明，网管配置复杂，不适合批量管理。为了加强 IP RAN 网络的 OAM 能力和减小维护的复杂度，目前部分路由器厂家已经从以下几方面着手，大大提高了 IP RAN 网络的 OAM 能力。 a）设备支持即插即用，减少了现场调测工作量。 b）核心、汇聚、接入设备均支持完善 OAM 协议，实现层次化检测，对 IP 业务进行逐跳故障定位和定界，提升端到端 OAM 故障检测功能。 c）开发基于图形界面的网管，对网络实现图形

10、化业务配置和可视化管理，降低运维人员的技术门槛，节约维护成本。 3.5 时钟同步技术。目前，IP RAN 支持的时钟传送机制主要包括： a）同步以太网技术，这是一种采用以太网链路码流恢复时钟的技术。b）CES ACR（自适应时钟恢复）技术，它以电路仿真业务为基础，采用自适应的方法在接收端恢复发送端时钟。 c）IEEE 1588V2 技术，采用主从时钟，对时间进行编码传送，时戳的产生由靠近物理层的协议完成，利用网络的对称性和时延测量技术，通过报文消息的双向交互实现主从时钟的频率、相位和绝对时间的同步。四、IP RAN 的前景移动回传网的 IP 化演进对承载网提出了网络智能化、结构扁平化、带宽 G

11、E 化等新的要求，IP RAN 所支持的丰富的路由协议、动态转发、L3VPN、组播等动态网络部署，都能很好满足这些要求。当然，IP RAN 在 OAM、网络保护、建设成本方面与 PTN 技术相比有一定差距，但随着 4G LTE 的逐步部署和全业务承载商业模式和建网思路的逐步清晰，分组传送网的功能、性能要求将逐渐明确下来，PTN 和 IP RAN两种设备形态将出现逐渐融合的趋势。PTN 将会向更动态、更灵活、对三层功能支持更完善的方向演进，而 IP RAN 则会向更易维护、更友好便捷、更绿色、更低成本发展，两者在具体功能的实现方式上仍将存在不同，但在功能和运维方式上的差异将会越来越小。 参考文献： 1唐雄燕，张沛.IP RAN：移动回传向全 IP 化演进N.人民邮电报，2012-05010 2黄峰.IP/MPLS 和 T-MPLS 端到端组网J.通信世界，2007（22）：20-21 3徐荣.面向 IP 的分组传送网发展思路J.中兴通信技术，2008， （04） 4刘洁.电信级以太网技术 PBT 和 T-MPLS 的分析与比较J.电信科学，2007， （02） 5武向军.承载技术的革命PTNJ. 通信世界， 2009，40 （5） 6龙文富.聚焦 TCO 构建 PTN 新型分组承载J.通信世界， 2009，40 （5）