以“核心节点+MSTP接入”方式构建移动IP城域网

摘要

本文从中国移动公司的基础网络资源和业务发展定位出发，讨论了中国移动IP城域网采用以移动基站为重点，以“核心节点+MSTP接入”的组网方式进行构建，能够满足未来几年移动公司IP业务和租线类业务的发展需求。

中国移动在CMNET骨干网一期工程完成后，就开始着手进行IP城域网的建设，其战略目标逐步由单一的移动运营商向多业务服务商演进，IP业务是其演变过程的第一步。在IP城域网建设方案上，移动公司推广的模式是路由器(核心层)+L2/L3交换机(汇聚/边缘层)+FTTx+LAN(接入层)的建设思路，但经过几年的发展，外界环境和技术变化非常巨大，而移动公司的IP城域网的建设情况一直不佳，虽然每年都要求进行建设，但各城市的IP城域网均未形成规模或根本没有建设。

移动IP城域网是直接面向用户提供接入和服务的网络，IP城域网的建设情况将直接影响用户的发展。但从目前的情况分析，几年来全国众多城市的移动IP城域网均未建设或建设规模很小，说明现有的IP城域网的建设方式和组网技术组合可能不能满足移动公司的业务和网络的发展建设要求。如何构建一个“符合业务发展要求、低成本、可扩展、高可靠、可管理、易维护”的移动IP城域网是摆在移动公司面前的重要问题。

1、移动公司基础网络资源概述

基础传输资源决定用户的发展能力，同时也是决定IP城域网组网方案的主要因素之一。与电信、网通庞大的本地资源相比，移动公司的本地传输资源相对比较匮乏。

移动公司的本地传输资源以移动基站为核心。在城市范围内，移动基站的传输基本已经完全自建，基站间距离基本为400～600米，数量相当庞大，特大城市基站数量基本超过1000个，省会级城市基站数量在300～700个之间，普通地市也基本超过100个，且大量基站位于市区主要商业区、办公区和高大建筑物上。

通常情况下，移动公司的本地传输网分为中继传输层和接入传输层。中继传输层主要承载本地业务网、汇聚节点之间的电路连接。接入传输层主要提供各类接入网设备、基站连接上层网络节点的传输通道。接入传输层要求良好的网络扩展能力，可以快速灵活地接入各种网络设备。

通常情况下，规模较大的移动本地传输网(如省会等)其骨干层采用10GSDH系统构成环网，汇聚层采用2.5GSDH系统构成环网，接入层传输则采用155MSDH组网(通常能平滑升级为622M系统)，网络结构主要为环网，少量为链型，设备均能够升级为MSTP。

规模较小的移动本地网(如普通地市)，其传输层可将汇聚层纳入骨干层或接入层组网，形成中继传输和接入传输两层结构，中继传输层通常采用的2.5GSDH传输设备构成环网；接入层传输通常为155MSDH传输设备(通常能够平滑升级为622M系统)，网络结构主要为环网，少量为链型，设备可以升级为MSTP。

在光缆资源方面，中国移动公司在城市内的光缆建设相对比较完善，骨干层光缆均已成环，光缆芯数通常为36～64芯；接入层光缆以环网结构为主，部分为链型结构，光缆芯数通常为12～36芯；通过接入光缆和用户配线光缆的建设，目前移动公司的光纤已经覆盖和通达了城市的大部分主要街道和重点区域、商业大楼。

在用户接入资源方面，目前移动公司的用户接入技术和模式基本仅有光纤接入和无线连接方式(包括LMDS/MMDS、3.5G等)，其中光纤接入方式作为用户接入的主要方式，用户覆盖范围小且延伸比较困难。

2、IP城域网业务目标市场及定位

结合国内数据业务市场特点，移动IP城域网业务目标市场主要集中在以下两方面：

·专线互连型业务

专线互连型业务其应用主要是作为企业、政府、各种机构提供有一定QoS和业务功能特性的广域网络连接，构建企业，政府/机构各自独立的广域网络，实现企业内部信息资源的交流和共享。

结合移动公司的网络资源情况，可能适合于移动公司专线互连型业务的网络承载技术包括MSTP、SDH传输方式、城域以太网和VPN(包括MPLSVPN、L2TP、GRE等)，接入技术则基本局限于光纤接入方式(包括PDH/SDH、LAN等)和LMDS/MMDS/3.5G等无线接入方式上。

与电信相比，移动在基础网络资源规模(主要是光纤接入网)等方面有明显的劣势，另外移动公司在数据业务的市场开拓、运营、维护、管理等方面均处于摸索阶段。

·IP宽带上网业务

IP宽带上网方式指连接带宽超过200Kbps、每个用户分配单一公开IP地址(动态或静态)的上网方式。IP宽带上网业务是目前发展最迅速的业务，主要包括有xDSL、FTTx+LAN等2种主流接入技术。

xDSL利用现有的电话线，提供512K-2Mbps左右的宽带连接，是中国电信、网通主推的宽带接入方式。FTTx+LAN方式是对用户所在楼宇进行综合布线，组成局域网，然后通过到达路/楼/小区边的光纤和接入设备将局域网与互联网连接起来，是目前其他运营商所主要应用的方式。FTTx+LAN方式的覆盖范围与各运营商的本地接入光纤资源有直接联系。

针对住宅用户的接入方式成本分析(ADSL接入和FTTx+LAN方式比较)，对于FTTx+LAN接入方式，当小区内90%左右的住宅使用LAN接入方式时，FTTx+LAN方式的成本才能够与ADSL方式持平，当仅有30%左右的住宅使用LAN接入方式时，FTTx+LAN方式的成本基本为ADSL方式的2倍。

而对于商业用户，由于其APRU值较高，对成本的敏感度要较住宅用户低。目前中国电信、网通对于商业用户主要采用2种业务提供方式：一是DSL接入方式，主要面向比较分散的用户；二是FTTx+LAN的方式，主要面向用户集中的商业大楼。对于移动公司，面向商业用户可能的接入方式也有二种：一是无线方式(如LMDS/3.5G等)面向零散用户和无光纤接入的商业大楼；二是FTTx+LAN的方式，主要面向有光纤接入的用户集中的商业大楼。对于零散用户，电信的DSL接入方式无疑具有很大的成本优势，但对于用户集中的商业大楼，如果均有光纤接入资源，电信和移动所采用的技术基本相同，其成本将差异不大。

结合业务、技术、市场环境的分析，中国移动在接入资源、技术、网络等层面均不占优势，属于数据市场的新进入者，网络的建设完善、人员的培训等均需要一定的时间，用户发展目前处于一种缓慢积累的状态，受接入资源和市场竞争的限制，因此用户市场目标以商业用户为主，用户整体规模较小，用户特点是用户分布以基站为中心，单节点的用户规模很小且相对集中。

综合上述技术成本比较，中国移动IP城域网的业务定位将主要为提供商业用户宽带上网、专线互连型业务以及VPN/VPDN等业务。移动IP城域网以光纤接入为主，无线接入方式为辅，要求网络柔韧性好、覆盖面广但单节点承载能力要求不高、接入带宽高、业务支持能力较强、接入方式简单多样，支持综合多业务的聚合，具有“可维护、可运营、可管理、可增值”特性，节约网络建设成本并且便于网络的维护和管理。

3、移动IP城域网组网模式

根据移动公司的网络情况和“效益优先、业务领先”的发展理念，其IP城域网建设方案的选择应以下列原则为基础进行考虑：

·符合移动用户发展规模和基础资源的网络能力规模；

·有利于竞争，充分展现自身优势；

·对现网改动小，原有业务发展不受影响，充分利用现有的网络资源；

·能够与原有网络协调发展，便于向未来网络过渡(如3G)；

·组网比较灵活，扩容方便，业务提供和拓展能力强，接口简单丰富、成本较低；

·网络“可维护、可运营、可管理、可增值”，具有持续发展能力

·运行维护比较简单，管理功能较强

整体上，IP城域网网络基本由二个层面组成，即承载网络层面(网络节点设备间的联网)和用户接入层面(用户与网络节点的连接)，这二者紧密相关，网络层面需要接入层面的配合，接入层面决定网络层面的发展方向，网络层面同时影响接入层面技术的选择。整体而言，接入资源、用户接入技术和用户规模将直接影响承载网络技术的选择与组网，承载网络层面将根据接入资源、用户接入方式和用户规模的变化趋势而变化。整体而言，由于用户接入资源的建设是一个长期、复杂、发展的过程，因此用户接入层面的技术/方式选择、未来基础资源情况和用户规模将决定现阶段移动公司IP城域网的建设模式和组网结构。

在现阶段，移动IP城域网的作为方案将以移动相对匮乏的本地传输资源，用户分布以基站为中心、单节点的用户规模很小且相对集中，用户接入主要采用光纤接入和无线接入方式为基础进行考虑。

根据IP城域网的不同层次和网络资源情况和用户规模预测、用户接入方式和网络资源情况，中国移动的IP城域网组网模式建议采用“核心节点+MSTP接入方式”构建。

MSTP是指基于SDH平台，同时实现TDM、ATM、以太网等多种业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点。

MSTP明显地优于SDH，主要表现在多种类端口，提供灵活服务，支持WDM的升级扩容，最大效用的光纤带宽利用，较小粒度的带宽管理等方面。MSTP技术和业务特点包括：

(1)继承了SDH技术良好的保护倒换性能、对TDM业务较好的支持能力；

(2)支持多种协议，通过对不同业务的聚合、交换或路由来提供对不同类型传输流的分离，提供丰富的多业务(PDH/SDH、ATM、以太网/IP、图像业务等)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)、以太网接口(10/100BaseT、GE)、POS接口等；

(3)提供集成的数字交叉连接交换，支持VC-4/VC-3/VC-12各种等级的交叉连接以及连续级联或虚级联处理，节省传输带宽以及省去核心层中昂贵的数字交叉连接系统端口。

(4)支持动态带宽分配，提供高效的链路配置、维护和管理能力。具有以太网和ATM业务的透明传输或二层交换能力，其传输链路带宽可配置，并支持VLAN、流量控制、业务和端口的汇聚或统计复用功能。

(5)具备多种完善的保护机制(SDH、ATM、以太网/IP)和灵活的组网特性。

(6)可实现统一、智能的网络管理；具有良好的兼容性和互操作性。

并且，MSTP技术仍在不断的发展完善之中，部分厂家在MSTP设备中引入了中间的智能适配层(1.5层，包括MPLS、RPR等)、采用GFP高速封装协议、支持VC虚级联和链路容量自动调整(LCAS)机制，可支持多点到多点的连接、具有可扩展性、支持用户隔离和带宽共享、支持QoS、SLA增强、阻塞控制以及公平接入。

MSTP可应用在城域网各层，IP城域网中继电路对MSTP仅是其上承载的一种业务方式。对于各层IP城域网节点，采用MSTP设备直接提供以太网口，为IP城域网设备提供点到点传输通道，也可以提供共享带宽的传送通道，这样网络边缘的IP城域网节点就可以通过以太网中继直接和核心节点相连，由SDH层为以太网中继提供50ms环路保护。

结合MSTP的特点，以及移动基站数量多，单节点用户数量较小的特点，移动IP城域网采用核心节点+MSTP接入方式构建是比较适合的，即仅建设少量的IP骨干层节点，将现有城域传输网的SDH设备升级为MSTP，其作为IP城域网接入层节点面向用户。用户直接接入至MSTP设备，业务通过MSTP设备收敛汇聚至IP骨干层节点及认证系统，实现用户业务接入、汇聚、传送和用户统一认证。其网络组网示意图图1所示。

图1 核心节点+MSTP接入方式构建IP城域网组网示意图

本种组网方式将城市内现有移动基站的传输SDH设备升级为MSTP设备作为用户接入设备(升级为622MMSTP系统)，设备升级简单，网络安全性较高。MSTP可同时提供LAN和E1端口，可根据需要扩容各种端口板，能够方便满足不同用户对于不同接入端口的需求，并提供较完善的带宽控制能力。MSTP能够方便的提供点到点透传和VP-Ring，组网比较方便，能够满足不同用户和业务的不同需求。并且MSTP在原有SDH设备上升级，网管仅需要升级，对网管、运营、维护等的培训要求较少，便于现有的维护人员熟悉和掌握。

BAS/BRAS作为实现宽带用户的管理特性和业务发起功能的设备，实现IP城域网“可维护、可运营、可管理、可增值”，在移动IP城域网中是不可或缺的。由于BAS/BRAS设备在交换、路由、端口处理能力等方面的快速提升，将作为IP城域网的核心汇聚层设备应用。移动IP城域网通过在核心节点设置少量BAS/BRAS，用户通过核心MSTP汇聚接入至BAS/BRAS，协同实现用户的认证、管理和业务发起，并通过增加相应的功能模块实现各种增值业务(如MPLSVPN等)。

IP城域网采用“核心节点+MSTP接入”的建设方式已考虑了大用户或商业用户专线互连型业务的需求。升级后的MSTP平台可实现TDM、ATM、以太网等多种业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点。并通过BAS/BRAS设备增加VPN(如MPLSVPN、VPDN等)功能模块的方式，可以方便的实现对VPN的功能支持。对于MPLSVPN，具有MPLSVPN功能模块的BAS/BRAS作为网络中的PE设备；对于VPDN，支持VPDN功能模块的BAS/BRAS作为用户发起隧道连接和组网的业务处理设备，其组网结构将非常简单。专线互连型业务用户和VPN用户组网连接示意图如图2所示。

图2 租线类用户组网连接示意图

通过MSTP、BAS(支持VPN功能)和IP网相互配合，可以为大用户或商业用户提供三大类专线互连型业务类型。

(1)TDM接入：由于MSTP提供TDM接口，能够方便为用户PBX等基于TDM技术的端口(E1等)。

(2)以太网透传：以太网透传是租线类业务的一种，MSTP设备能将以太网协议封装至SDH帧中，实现用户点到点的透传。当用户节点数量较少时，也可利用MSTP的以太网交换功能，提供多点到多点的以太网连接业务，但此业务对用户数量有很大限制。

(3)MPLSVPN：MSTP仅作为接入平台，将用户接入至BAS(支持MPLSVPN)，由BAS(支持MPLSVPN)作为PE设备，实现本地或省内的MPLS VPN业务。

综上所述，采用核心节点+MSTP接入方式构建IP城域网能够更加有效的利用现有的传输资源，网络建设比较灵活，能够较好的满足移动公司的IP业务和租线类用户的分布情况，在业务量增大时能够方便的进行扩容升级，是目前移动公司建设IP城域网较好的解决方案。