王慧杰　都娟　姚兰

摘要：本文介绍了IPRAN技术产生的背景，对当今IPRAN的关键技术进行了分析，并预测了未来IPRAN技术的发展趋势。

关键词：IPRAN；PTN；SDN

中图分类号：TN915 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）04-0040-02

1 IPRAN的定义

IP RAN 即IP化的无线接入网。其中，IP是互联协议，RAN是 Radio Access Network，它的本质是分组化的移动回传，是基于IP的传送网。

2 IPRAN的技术背景

移动通信，经历了从2G，到3G、4G 的发展历程，数据业务比重迅猛增长，无线频谱的频率越来越高，网络覆盖越来越小，需要增加更多数量的基站来保证覆盖，网络中基站节点的增加，对承载网络的要求也随之升高，这种情况下，IP RAN应运而生，其良好的可靠性、可扩容性以及对业务的综合承载力，不仅适应基站回传，更能兼容多业务综合传送。其技术优势如下：

（1）IP RAN支持流量统计复用功能，承载效率高于传统MSTP等传送系统；（2）它能提供端到端的分层QoS策略服务（HQOS）；业务扩展性良好，支持多种形式的灵活组网，支持三层交换；（3）灵活的保护技术方式，保护时间满足电信级的要求。

3 IPRAN的关键技术

3.1 MPLS技术

MPLS：多协议标签交换技术。MPLS由LSR和LER组成。LSR由控制和交换单元组成；而 LER 的作用是分析IP报头。MPLS作为集成式的传输技术，实质上是在SDH交换基础上又把路由交换功能进行了结合。它通过对二层交换标记与IP路径得整合，使数据传送延迟时间进一步缩短。

3.2 VRPP技术

VRPP（虚拟路由器冗余协议）是一种选择协议，它可以把一个虚拟路由器的责任动态分配到局域网上的VRRP路由器中的一台。在局网中虚拟路由器被配置成缺省网关，虚拟路由器组中的另一个路由器将代替执行数据转发功能。当备份组中的网关出现问题的时候，由其余的路由器继完成网管功能，这样一来，与外部网络的不间断通信就得到了保障。

3.3 HQOS技术

随着互联网的高速发展，用户对信息的要求越来越精细，不同用户对服务的要求也各不相同。为了能够提供差异化的服务，依据用户的级别、要求提供不同的服务、不同的保障措施，业界通常会采用QoS技术。随着网络部署规模不断扩大，当业务并发的情况下实施流量控制时，传统QOS服务显得力不从心，而HQoS（Hierarchical Quality of Service，分层QoS）技术，由于可采用多级调度的方式，表现出较强的适应性。它既能保证系统的高效，又能达到质量保障要求，而且用以实现服务的网络成本还能有所下降。HQoS（Hierarchical Quality of Service，分层QoS）技术将调度策略组装成了分层次的树状结构，由根节点、分支节点和叶子节点构成，可分层次对流量的走向进行控制，分层次对业务进行控制和管理。同时，HQoS还可以区分不同的用户需求，差异化地对分流流量做相应的控制，通过一定的分类规则决定了流量的走向，从而可实现对流量进行多层次、多用户、多业务的控制管理及服务保障。

3.4 VPN FRR技术

运营商对故障发生时的业务收敛时间要求非常苛刻，一般来讲，端对端业务收敛时间要求低于1s，业务倒换时间要求低于50ms，而传统的MPLS TE FRR 技术，在CE双归属网络中，其IGP路由快速收敛技术是很难解决在中的端对端业务收敛问题，一旦PE节点发生故障，收敛时间要达到5s左右，此时间对于运营商所要求的“端对端业务收敛时间要求低于 1s”来说，相距甚远。而VPN FRR 可利用VPN的私网路由快速切换技术，对远端PE设定指向主备PE的转发项，配合 PE快速故障探测功能，大大缩短端到端业务收敛时间。在 PE 节点故障时，端到端业务收敛时间小于1s。此方式简单可靠部署容易，很少受到周边网络的影响。

3.5 BFD技术

目前，多数数据设备通过链路本身或路由协议类来进行检测故障进行切换，这需要在网络中需要预先设计好冗余备份链路，一旦发生故障，快速检测并准确切换到设定的备份链路上，这种方式下，时间要通常要多于1s。BDF技术的其工作原理是：通過于两台网络设备间建立会话，之后两者每隔一定时间发出BFD报文，如果检测期间未收到BFD报文则认为该双向路径已经发生故障，立刻通知上层应用进行相应处理。这种高技术的优势在于，可以为不同的上层应用服务，可以做到对网络设备间任一双向转发路径进行故障检测，这样一来，便可以减少中断时间同时提升可靠性，其检测时间可少于1S。

4 IPRAN与PTN的比较

为了解决移动基站的回传问题，多年来，业界提出了各种分组回传解决方案，其中，呼声最高的额为PTN和IPRAN回传方案。其中，PTN方案主要采用MPLS-TP协议，而IP RAN方案则基于IP/MPLS协议。MPLS-TP仅能够完成二层传送功能，其集中和静态的系统配置主要是通过网管系统来实现。部分厂家在也将一定的“静态”L3VPN功能加入PTN设备上，其实现技术各不相同，且缺乏统一的标准支持，所以说在三层应用层面上MPLS-TP仍然无法替代MPLS技术。IPRAN属于三层网络，支持IETF所述MPLS L1、L2和L3的各种网络功能，而且可以提供相关的业务，并可采用路由协议和信令，可真正实现路由动态的三层功能。

5 本地网中IPRAN的部署

经过多年的建设，运营商本地传输网络已覆盖了市区及郊县的大部分地区。形成了以光缆传输为主，以微波传输为辅的混合传输网络。近年来，部分运营商利用IPRAN搭建了结构清晰、扩容升级灵活方便、适应未来发展的本地传输网上层网络架构，为地市本地传输网的全面融合及未来统一传输平台的建设打下基础，为移动、交换、数据、互联网等业务网的跨越式发展提供更优质、更安全、更稳定的传输通道。

本地网IPRAN传输系统网络拓扑图1所示。该本地网传送网系统按照核心层、汇聚层、接入层三层网络模型建设，核心层设备间采用网状网连接，汇聚层设备采用口字型或双上联与核心层设备连接，接入层采用10GE环型结构跨接至2个汇聚层设备上。核心汇聚层覆盖市内各大端局及2个县局，达到核心汇聚层的全覆盖；县乡汇聚环网覆盖各县内乡支局，实现县乡10GE系统覆盖。

6 IPRAN未来发展趋势

SDN（软件定义网络）越来越受到业界的广泛关注，各大标准化组织对SDN标准化积极推进，许多厂商、运营商也纷纷组织SDN的样机验证，未来IP RAN承载网将会成为SDN最主要的应用场景。