以“核心節(jié)點(diǎn)+MSTP接入”方式構(gòu)建移動IP城域網(wǎng)

摘要　本文從中國移動公司的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源和業(yè)務(wù)發(fā)展定位出發(fā)，討論了中國移動IP城域網(wǎng)采用以移動基站為重點(diǎn)，以“核心節(jié)點(diǎn)+MSTP接入”的組網(wǎng)方式進(jìn)行構(gòu)建，能夠滿足未來幾年移動公司IP業(yè)務(wù)和租線類業(yè)務(wù)的發(fā)展需求。

關(guān)鍵詞　中國移動　IP城域網(wǎng)　MSTP　寬帶業(yè)務(wù)　租線類業(yè)務(wù)

中國移動在CMNET骨干網(wǎng)一期工程完成后，就開始著手進(jìn)行IP城域網(wǎng)的建設(shè)，其戰(zhàn)略目標(biāo)逐步由單一的移動運(yùn)營商向多業(yè)務(wù)服務(wù)商演進(jìn)，IP業(yè)務(wù)是其演變過程的第一步。在IP城域網(wǎng)建設(shè)方案上，移動公司推廣的模式是路由器(核心層)+L2/L3交換機(jī)(匯聚/邊緣層)+FTTx+LAN(接入層)的建設(shè)思路，但經(jīng)過幾年的發(fā)展，外界環(huán)境和技術(shù)變化非常巨大，而移動公司的IP城域網(wǎng)的建設(shè)情況一直不佳，雖然每年都要求進(jìn)行建設(shè)，但各城市的IP城域網(wǎng)均未形成規(guī)�；蚋�本沒有建設(shè)。

移動IP城域網(wǎng)是直接面向用戶提供接入和服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，IP城域網(wǎng)的建設(shè)情況將直接影響用戶的發(fā)展。但從目前的情況分析，幾年來全國眾多城市的移動IP城域網(wǎng)均未建設(shè)或建設(shè)規(guī)模很小，說明現(xiàn)有的IP城域網(wǎng)的建設(shè)方式和組網(wǎng)技術(shù)組合可能不能滿足移動公司的業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展建設(shè)要求。如何構(gòu)建一個(gè)“符合業(yè)務(wù)發(fā)展要求、低成本、可擴(kuò)展、高可靠、可管理、易維護(hù)”的移動IP城域網(wǎng)是擺在移動公司面前的重要問題。

1、移動公司基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源概述

基礎(chǔ)傳輸資源決定用戶的發(fā)展能力，同時(shí)也是決定IP城域網(wǎng)組網(wǎng)方案的主要因素之一。與電信、網(wǎng)通龐大的本地資源相比，移動公司的本地傳輸資源相對比較匱乏。

移動公司的本地傳輸資源以移動基站為核心。在城市范圍內(nèi)，移動基站的傳輸基本已經(jīng)完全自建，基站間距離基本為400～600米，數(shù)量相當(dāng)龐大，特大城市基站數(shù)量基本超過1000個(gè)，省會級城市基站數(shù)量在300～700個(gè)之間，普通地市也基本超過100個(gè)，且大量基站位于市區(qū)主要商業(yè)區(qū)、辦公區(qū)和高大建筑物上。

通常情況下，移動公司的本地傳輸網(wǎng)分為中繼傳輸層和接入傳輸層。中繼傳輸層主要承載本地業(yè)務(wù)網(wǎng)、匯聚節(jié)點(diǎn)之間的電路連接。接入傳輸層主要提供各類接入網(wǎng)設(shè)備、基站連接上層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的傳輸通道。接入傳輸層要求良好的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展能力，可以快速靈活地接入各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

通常情況下，規(guī)模較大的移動本地傳輸網(wǎng)(如省會等)其骨干層采用10G SDH系統(tǒng)構(gòu)成環(huán)網(wǎng)，匯聚層采用2.5G SDH系統(tǒng)構(gòu)成環(huán)網(wǎng)，接入層傳輸則采用155M SDH組網(wǎng)(通常能平滑升級為622M系統(tǒng))，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要為環(huán)網(wǎng)，少量為鏈型，設(shè)備均能夠升級為MSTP。

規(guī)模較小的移動本地網(wǎng)(如普通地市)，其傳輸層可將匯聚層納入骨干層或接入層組網(wǎng)，形成中繼傳輸和接入傳輸兩層結(jié)構(gòu)，中繼傳輸層通常采用的2.5G SDH傳輸設(shè)備構(gòu)成環(huán)網(wǎng)；接入層傳輸通常為155M SDH傳輸設(shè)備(通常能夠平滑升級為622M系統(tǒng))，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要為環(huán)網(wǎng)，少量為鏈型，設(shè)備可以升級為MSTP。

在光纜資源方面，中國移動公司在城市內(nèi)的光纜建設(shè)相對比較完善，骨干層光纜均已成環(huán)，光纜芯數(shù)通常為36～64芯；接入層光纜以環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)為主，部分為鏈型結(jié)構(gòu)，光纜芯數(shù)通常為12～36芯；通過接入光纜和用戶配線光纜的建設(shè)，目前移動公司的光纖已經(jīng)覆蓋和通達(dá)了城市的大部分主要街道和重點(diǎn)區(qū)域、商業(yè)大樓。

在用戶接入資源方面，目前移動公司的用戶接入技術(shù)和模式基本僅有光纖接入和無線連接方式(包括LMDS/MMDS、3.5G等)，其中光纖接入方式作為用戶接入的主要方式，用戶覆蓋范圍小且延伸比較困難。

2、IP城域網(wǎng)業(yè)務(wù)目標(biāo)市場及定位

結(jié)合國內(nèi)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場特點(diǎn)，移動IP城域網(wǎng)業(yè)務(wù)目標(biāo)市場主要集中在以下兩方面：

·專線互連型業(yè)務(wù)

專線互連型業(yè)務(wù)其應(yīng)用主要是作為企業(yè)、政府、各種機(jī)構(gòu)提供有一定QoS和業(yè)務(wù)功能特性的廣域網(wǎng)絡(luò)連接，構(gòu)建企業(yè)，政府/機(jī)構(gòu)各自獨(dú)立的廣域網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部信息資源的交流和共享。

結(jié)合移動公司的網(wǎng)絡(luò)資源情況，可能適合于移動公司專線互連型業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)承載技術(shù)包括MSTP、SDH傳輸方式、城域以太網(wǎng)和VPN(包括MPLS VPN、L2TP、GRE等)，接入技術(shù)則基本局限于光纖接入方式(包括PDH/SDH、LAN等)和LMDS/MMDS/3.5G等無線接入方式上。

與電信相比，移動在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源規(guī)模(主要是光纖接入網(wǎng))等方面有明顯的劣勢，另外移動公司在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的市場開拓、運(yùn)營、維護(hù)、管理等方面均處于摸索階段。

·IP寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)

IP寬帶上網(wǎng)方式指連接帶寬超過200Kbps、每個(gè)用戶分配單一公開IP地址(動態(tài)或靜態(tài))的上網(wǎng)方式。IP寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)是目前發(fā)展最迅速的業(yè)務(wù)，主要包括有xDSL、FTTx+LAN等2種主流接入技術(shù)。

xDSL利用現(xiàn)有的電話線，提供512K-2Mbps左右的寬帶連接，是中國電信、網(wǎng)通主推的寬帶接入方式。FTTx+LAN方式是對用戶所在樓宇進(jìn)行綜合布線，組成局域網(wǎng)，然后通過到達(dá)路/樓/小區(qū)邊的光纖和接入設(shè)備將局域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，是目前其他運(yùn)營商所主要應(yīng)用的方式。FTTx+LAN方式的覆蓋范圍與各運(yùn)營商的本地接入光纖資源有直接聯(lián)系。

針對住宅用戶的接入方式成本分析(ADSL接入和FTTx+LAN方式比較)，對于FTTx+LAN接入方式，當(dāng)小區(qū)內(nèi)90%左右的住宅使用LAN接入方式時(shí)，F(xiàn)TTx+LAN方式的成本才能夠與ADSL方式持平，當(dāng)僅有30%左右的住宅使用LAN接入方式時(shí)，F(xiàn)TTx+LAN方式的成本基本為ADSL方式的2倍。

而對于商業(yè)用戶，由于其APRU值較高，對成本的敏感度要較住宅用戶低。目前中國電信、網(wǎng)通對于商業(yè)用戶主要采用2種業(yè)務(wù)提供方式：一是DSL接入方式，主要面向比較分散的用戶；二是FTTx+LAN的方式，主要面向用戶集中的商業(yè)大樓。對于移動公司，面向商業(yè)用戶可能的接入方式也有二種：一是無線方式(如LMDS/3.5G等)面向零散用戶和無光纖接入的商業(yè)大樓；二是FTTx+LAN的方式，主要面向有光纖接入的用戶集中的商業(yè)大樓。對于零散用戶，電信的DSL接入方式無疑具有很大的成本優(yōu)勢，但對于用戶集中的商業(yè)大樓，如果均有光纖接入資源，電信和移動所采用的技術(shù)基本相同，其成本將差異不大。

結(jié)合業(yè)務(wù)、技術(shù)、市場環(huán)境的分析，中國移動在接入資源、技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)等層面均不占優(yōu)勢，屬于數(shù)據(jù)市場的新進(jìn)入者，網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)完善、人員的培訓(xùn)等均需要一定的時(shí)間，用戶發(fā)展目前處于一種緩慢積累的狀態(tài)，受接入資源和市場競爭的限制，因此用戶市場目標(biāo)以商業(yè)用戶為主，用戶整體規(guī)模較小，用戶特點(diǎn)是用戶分布以基站為中心，單節(jié)點(diǎn)的用戶規(guī)模很小且相對集中。

綜合上述技術(shù)成本比較，中國移動IP城域網(wǎng)的業(yè)務(wù)定位將主要為提供商業(yè)用戶寬帶上網(wǎng)、專線互連型業(yè)務(wù)以及VPN/VPDN等業(yè)務(wù)。移動IP城域網(wǎng)以光纖接入為主，無線接入方式為輔，要求網(wǎng)絡(luò)柔韌性好、覆蓋面廣但單節(jié)點(diǎn)承載能力要求不高、接入帶寬高、業(yè)務(wù)支持能力較強(qiáng)、接入方式簡單多樣，支持綜合多業(yè)務(wù)的聚合，具有“可維護(hù)、可運(yùn)營、可管理、可增值”特性，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本并且便于網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和管理。

3、移動IP城域網(wǎng)組網(wǎng)模式

根據(jù)移動公司的網(wǎng)絡(luò)情況和“效益優(yōu)先、業(yè)務(wù)領(lǐng)先”的發(fā)展理念，其IP城域網(wǎng)建設(shè)方案的選擇應(yīng)以下列原則為基礎(chǔ)進(jìn)行考慮：

·符合移動用戶發(fā)展規(guī)模和基礎(chǔ)資源的網(wǎng)絡(luò)能力規(guī)模；

·有利于競爭，充分展現(xiàn)自身優(yōu)勢；

·對現(xiàn)網(wǎng)改動小，原有業(yè)務(wù)發(fā)展不受影響，充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源；

·能夠與原有網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)發(fā)展，便于向未來網(wǎng)絡(luò)過渡(如3G)；

·組網(wǎng)比較靈活，擴(kuò)容方便，業(yè)務(wù)提供和拓展能力強(qiáng)，接口簡單豐富、成本較低；

·網(wǎng)絡(luò)“可維護(hù)、可運(yùn)營、可管理、可增值”，具有持續(xù)發(fā)展能力

·運(yùn)行維護(hù)比較簡單，管理功能較強(qiáng)

整體上，IP城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基本由二個(gè)層面組成，即承載網(wǎng)絡(luò)層面(網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備間的聯(lián)網(wǎng))和用戶接入層面(用戶與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的連接)，這二者緊密相關(guān)，網(wǎng)絡(luò)層面需要接入層面的配合，接入層面決定網(wǎng)絡(luò)層面的發(fā)展方向，網(wǎng)絡(luò)層面同時(shí)影響接入層面技術(shù)的選擇。整體而言，接入資源、用戶接入技術(shù)和用戶規(guī)模將直接影響承載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的選擇與組網(wǎng)，承載網(wǎng)絡(luò)層面將根據(jù)接入資源、用戶接入方式和用戶規(guī)模的變化趨勢而變化。整體而言，由于用戶接入資源的建設(shè)是一個(gè)長期、復(fù)雜、發(fā)展的過程，因此用戶接入層面的技術(shù)/方式選擇、未來基礎(chǔ)資源情況和用戶規(guī)模將決定現(xiàn)階段移動公司IP城域網(wǎng)的建設(shè)模式和組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

在現(xiàn)階段，移動IP城域網(wǎng)的作為方案將以移動相對匱乏的本地傳輸資源，用戶分布以基站為中心、單節(jié)點(diǎn)的用戶規(guī)模很小且相對集中，用戶接入主要采用光纖接入和無線接入方式為基礎(chǔ)進(jìn)行考慮。

根據(jù)IP城域網(wǎng)的不同層次和網(wǎng)絡(luò)資源情況和用戶規(guī)模預(yù)測、用戶接入方式和網(wǎng)絡(luò)資源情況，中國移動的IP城域網(wǎng)組網(wǎng)模式建議采用“核心節(jié)點(diǎn)+MSTP接入方式”構(gòu)建。

MSTP是指基于SDH平臺，同時(shí)實(shí)現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)的接入、處理和傳送，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。

MSTP明顯地優(yōu)于SDH，主要表現(xiàn)在多種類端口，提供靈活服務(wù)，支持WDM的升級擴(kuò)容，最大效用的光纖帶寬利用，較小粒度的帶寬管理等方面。MSTP技術(shù)和業(yè)務(wù)特點(diǎn)包括：

(1)繼承了SDH技術(shù)良好的保護(hù)倒換性能、對TDM業(yè)務(wù)較好的支持能力；

(2)支持多種協(xié)議，通過對不同業(yè)務(wù)的聚合、交換或路由來提供對不同類型傳輸流的分離，提供豐富的多業(yè)務(wù)(PDH/SDH、ATM、以太網(wǎng)/IP、圖像業(yè)務(wù)等)接口，支持的物理接口包括TDM接口(T1/E1、T3/E3)、SDH接口(0C-N/STM-M)、以太網(wǎng)接口(10/100BaseT、GE)、POS接口等；

(3)提供集成的數(shù)字交叉連接交換，支持VC-4/VC-3/VC-12各種等級的交叉連接以及連續(xù)級聯(lián)或虛級聯(lián)處理，節(jié)省傳輸帶寬以及省去核心層中昂貴的數(shù)字交叉連接系統(tǒng)端口。

(4)支持動態(tài)帶寬分配，提供高效的鏈路配置、維護(hù)和管理能力。具有以太網(wǎng)和ATM業(yè)務(wù)的透明傳輸或二層交換能力，其傳輸鏈路帶寬可配置，并支持VLAN、流量控制、業(yè)務(wù)和端口的匯聚或統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能。

(5)具備多種完善的保護(hù)機(jī)制(SDH、ATM、以太網(wǎng)/IP)和靈活的組網(wǎng)特性。

(6)可實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一、智能的網(wǎng)絡(luò)管理；具有良好的兼容性和互操作性。

并且，MSTP技術(shù)仍在不斷的發(fā)展完善之中，部分廠家在MSTP設(shè)備中引入了中間的智能適配層(1.5層，包括MPLS、RPR等)、采用GFP高速封裝協(xié)議、支持VC虛級聯(lián)和鏈路容量自動調(diào)整(LCAS)機(jī)制，可支持多點(diǎn)到多點(diǎn)的連接、具有可擴(kuò)展性、支持用戶隔離和帶寬共享、支持QoS、SLA增強(qiáng)、阻塞控制以及公平接入。

MSTP可應(yīng)用在城域網(wǎng)各層，IP城域網(wǎng)中繼電路對MSTP僅是其上承載的一種業(yè)務(wù)方式。對于各層IP城域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，采用MSTP設(shè)備直接提供以太網(wǎng)口，為IP城域網(wǎng)設(shè)備提供點(diǎn)到點(diǎn)傳輸通道，也可以提供共享帶寬的傳送通道，這樣網(wǎng)絡(luò)邊緣的IP城域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)就可以通過以太網(wǎng)中繼直接和核心節(jié)點(diǎn)相連，由SDH層為以太網(wǎng)中繼提供50ms環(huán)路保護(hù)。

結(jié)合MSTP的特點(diǎn)，以及移動基站數(shù)量多，單節(jié)點(diǎn)用戶數(shù)量較小的特點(diǎn)，移動IP城域網(wǎng)采用核心節(jié)點(diǎn)+MSTP接入方式構(gòu)建是比較適合的，即僅建設(shè)少量的IP骨干層節(jié)點(diǎn)，將現(xiàn)有城域傳輸網(wǎng)的SDH設(shè)備升級為MSTP，其作為IP城域網(wǎng)接入層節(jié)點(diǎn)面向用戶。用戶直接接入至MSTP設(shè)備，業(yè)務(wù)通過MSTP設(shè)備收斂匯聚至IP骨干層節(jié)點(diǎn)及認(rèn)證系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)用戶業(yè)務(wù)接入、匯聚、傳送和用戶統(tǒng)一認(rèn)證。其網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)示意圖圖1所示。

圖1　核心節(jié)點(diǎn)+MSTP接入方式構(gòu)建IP城域網(wǎng)組網(wǎng)示意圖

本種組網(wǎng)方式將城市內(nèi)現(xiàn)有移動基站的傳輸SDH設(shè)備升級為MSTP設(shè)備作為用戶接入設(shè)備(升級為622M MSTP系統(tǒng))，設(shè)備升級簡單，網(wǎng)絡(luò)安全性較高。MSTP可同時(shí)提供LAN和E1端口，可根據(jù)需要擴(kuò)容各種端口板，能夠方便滿足不同用戶對于不同接入端口的需求，并提供較完善的帶寬控制能力。MSTP能夠方便的提供點(diǎn)到點(diǎn)透傳和VP-Ring，組網(wǎng)比較方便，能夠滿足不同用戶和業(yè)務(wù)的不同需求。并且MSTP在原有SDH設(shè)備上升級，網(wǎng)管僅需要升級，對網(wǎng)管、運(yùn)營、維護(hù)等的培訓(xùn)要求較少，便于現(xiàn)有的維護(hù)人員熟悉和掌握。

BAS/BRAS作為實(shí)現(xiàn)寬帶用戶的管理特性和業(yè)務(wù)發(fā)起功能的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)IP城域網(wǎng)“可維護(hù)、可運(yùn)營、可管理、可增值”，在移動IP城域網(wǎng)中是不可或缺的。由于BAS/BRAS設(shè)備在交換、路由、端口處理能力等方面的快速提升，將作為IP城域網(wǎng)的核心匯聚層設(shè)備應(yīng)用。移動IP城域網(wǎng)通過在核心節(jié)點(diǎn)設(shè)置少量BAS/BRAS，用戶通過核心MSTP匯聚接入至BAS/BRAS，協(xié)同實(shí)現(xiàn)用戶的認(rèn)證、管理和業(yè)務(wù)發(fā)起，并通過增加相應(yīng)的功能模塊實(shí)現(xiàn)各種增值業(yè)務(wù)(如MPLS VPN等)。

IP城域網(wǎng)采用“核心節(jié)點(diǎn)+MSTP接入”的建設(shè)方式已考慮了大用戶或商業(yè)用戶專線互連型業(yè)務(wù)的需求。升級后的MSTP平臺可實(shí)現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)的接入、處理和傳送，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。并通過BAS/BRAS設(shè)備增加VPN(如MPLS VPN、VPDN等)功能模塊的方式，可以方便的實(shí)現(xiàn)對VPN的功能支持。對于MPLS VPN，具有MPLS VPN功能模塊的BAS/BRAS作為網(wǎng)絡(luò)中的PE設(shè)備；對于VPDN，支持VPDN功能模塊的BAS/BRAS作為用戶發(fā)起隧道連接和組網(wǎng)的業(yè)務(wù)處理設(shè)備，其組網(wǎng)結(jié)構(gòu)將非常簡單。專線互連型業(yè)務(wù)用戶和VPN用戶組網(wǎng)連接示意圖如圖2所示。

圖2　租線類用戶組網(wǎng)連接示意圖

通過MSTP、BAS(支持VPN功能)和IP網(wǎng)相互配合，可以為大用戶或商業(yè)用戶提供三大類專線互連型業(yè)務(wù)類型。

(1)TDM接入：由于MSTP提供TDM接口，能夠方便為用戶PBX等基于TDM技術(shù)的端口(E1等)。

(2)以太網(wǎng)透傳：以太網(wǎng)透傳是租線類業(yè)務(wù)的一種，MSTP設(shè)備能將以太網(wǎng)協(xié)議封裝至SDH幀中，實(shí)現(xiàn)用戶點(diǎn)到點(diǎn)的透傳。當(dāng)用戶節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少時(shí)，也可利用MSTP的以太網(wǎng)交換功能，提供多點(diǎn)到多點(diǎn)的以太網(wǎng)連接業(yè)務(wù)，但此業(yè)務(wù)對用戶數(shù)量有很大限制。

(3)MPLS VPN：MSTP僅作為接入平臺，將用戶接入至BAS(支持MPLS VPN)，由BAS(支持MPLS VPN)作為PE設(shè)備，實(shí)現(xiàn)本地或省內(nèi)的MPLS VPN業(yè)務(wù)。

綜上所述，采用核心節(jié)點(diǎn)+MSTP接入方式構(gòu)建IP城域網(wǎng)能夠更加有效的利用現(xiàn)有的傳輸資源，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)比較靈活，能夠較好的滿足移動公司的IP業(yè)務(wù)和租線類用戶的分布情況，在業(yè)務(wù)量增大時(shí)能夠方便的進(jìn)行擴(kuò)容升級，是目前移動公司建設(shè)IP城域網(wǎng)較好的解決方案。