技术承载网（共10篇）
技术承载网 篇1
1 广电承载技术面临的挑战
传统的广电传送网络传送的业务主要包括有线电视广播业务、大客户专线业务、广播电视监测业务等, 总体上以小颗粒业务为主。SDH网络因其具有灵活的业务调度、可靠的业务保护与恢复能力、良好的网络可维护性能等特点, 非常适合这些业务的传送。
随着网络数字化和双向化的发展, 广电将依靠双向网络大力开展高清数字电视业务、付费电视业务、数字电视增值业务、视频点播、三重播放、互联网接入、大客户宽带专线等业务, 以此来吸引用户, 提升企业自身竞争力。未来几年随着业务的迅速开展, 广电承载网面临几个方面的挑战:
(1) 带宽可扩展性不足
干线网和城域网的带宽需求将迅速膨胀, 出现大量的大颗粒业务 (GE/10GE、2.5G/10G POS等) 的传送需求。传统的SDH承载技术在容量上逐渐不能适应未来IP业务的承载。
(2) 基于IP的业务调度不灵活
传统城域网业务是典型的汇聚型业务, 交换和路由功能一般在核心层或汇聚层以上完成, 而P2P业务对灵活性的要求也越来越高。传统的SDH承载技术 (IP OVER SDH) 在业务调度上逐渐不能适应未来IP业务的承载。
(3) 技术选择不确定
目前在广电传送网解决方案中, MSTP以其低成本、高安全、高可靠的优势, 获得了广泛的认可。而基于IP传输隧道技术的分组传送技术 (T-MPLS、PBT、PWE3等技术) , 天然地支持IP业务的统计复用和动态交换, 并可通过标签和隧道方式实现电路仿真, 提供电信级的业务质量, 满足效率和可靠性的双重需求, 是下一代传送网的演进方向。但是, 这一类技术在标准化方面还不成熟, 离大规模商用仍存在一定差距。因此, 如果在整网范围全面部署, 存在相当大的产品风险。
(4) 广电传送网络的QoS保证及网络安全问题
广电业务未来呈现多样性, 既有E3业务, 也有基于IP的宽带上网业务、专线业务等。因此广电传送网必须是一个可运营、可维护、可管理的电信级网络。IP网络具有强大的数据带宽处理能力, 但在IP网络中必须要采用区分服务、流量控制等技术手段, 才能实现针对用户的差异化服务, 保证话音、视频、数据等各种业务的高质量承载。不同阶段的业务对传送质量的敏感度不同, 需要制定相应的QoS保证机制, 这是网络IP化过程中应该重点考虑的问题。
(5) 运营维护问题
传统的S D H网络, 提供了丰富的OAM功能, 而IP分组化的引入, 网络的业务部署、保护以及网络规划、网管的兼容性等, 对运营维护都是新的问题, 如何在现有的维护方式下, 对分组业务类似SDH-LIKE的管理, 使维护管理平滑过渡到新的业务中, 无论是技术本身, 还是网络的运营维护都面临新的挑战。
2 分组传送技术 (PTN) 理念
IP化和电信级是推进城域网演进的两大需求。IP化具备两层含义:业务的IP化是指不管是语音、数据还是多媒体业务, 都将以IP作为封装和地址标识;网络的IP化是指不管是承载网络还是固定网络, 都将以满足承载IP业务为主。IP业务的多样性和IP业务的突发特性必然要求承载网络具备QoS和统计复用能力。
近几年, 电信级以太网 (CE) 和分组传送网 (PTN) 成为热点。CE侧重于描述电信级业务的五大特征, 而PTN侧重于描述传送网的分组化。PTN的主流技术包括MPLS-TP和PBB-TE, 其核心理念是分别采用MPLS和以太网的封装和转发机制, 保留原有的分组交换和QoS机制, 去除一些复杂的三层或二层协议, 取消MAC地址学习、生成树等以太网无连接特性, 增强OAM能力, 实现基于业务和网络的层次化管理, 并且增强了网络的保护能力。此外, 为了增强网络的灵活性, PTN引入了控制平面, 实现资源发现和连接的自动建立, 并且通过强大的管理平面来实现可控可管的动态特性。
可以看出, PTN融合了传送和数据能力, 在以面向连接的方式实现IP化和电信级的同时, 尽量去除一些复杂的协议和处理, 降低网络复杂度和成本。PTN的这种设计理念首先会在城域网中体现优势:第一, 目前城域网的汇聚层和接入层仍然以汇聚型业务为主, 不需要强大的路由功能, 而PTN的统计复用和QoS能力能够满足业务IP化发展;第二, 城域网覆盖范围大、节点多, 通过网管建立连接和保护, 能够更好地满足时延、抖动和保护倒换时间要求;第三, PTN类似于SDH的层次化OAM机制有利于进行故障定位, 提高网络的运维能力;第四, PTN采用双向LSP技术构建对称性网络, 有利于采用IEEE 1588v2协议提供时间同步;第五, PTN可引入控制平面提高网络灵活性, 满足未来业务的承载需求。
目前, MPLS-TP相关标准由IETF和ITU-T联合进行开发, 并且得到了一些运营商和厂商的支持, 但目前标准化工作并未完成。
3 PTN的关键技术
(1) 分层多业务传送网络模型 (图1)
如图1所示, MPLS-TP采用了分层网络模型, 包括伪线层 (PW) 、LSP隧道层 (LSP Tunnel) 和段层 (MPLS Section) , 实现业务路径、传送通道和物理链路等不同逻辑功能的层次化。其分层机制与SDH通道层相似, 但以软管道形式实现, 支持统计复用。传送网通过把不同的逻辑功能分层, 网络拓扑和业务拓扑更加清晰, 使得网络的运维管理更加简便高效, 易于实现故障隔离和告警抑制功能, 有效降低传送网需要维护的连接数量。
LSP隧道层嵌套多个同路由的PW业务路径, 在传送组网过程中屏蔽物理链路层的限制, 实现带宽分配、灵活调度、端到端的故障隔离功能。MPLS-TP采用在MPLS VPN网络中成熟应用的MPLS Tunnel技术, 在传送过程中确定流向和流量, 构成端到端传送通道。
(2) 无阻塞分组交换系统架构
为了保证专线、语音等业务的高QoS要求, 分组设备的交换架构可以分成两类, 即无阻塞Crossbar信元交换架构, 及低成本共享总线/共享内存架构。
无阻塞Crossbar架构的主要代表是高端路由器和ATM交换机。其转发模块对转发的每一个分组报文进行定长信元切片, 这些定长信元在交换模块进行无阻塞的信元交换后, 重新恢复成完整的分组报文。定长信元交换消除了不定长报文的处理时延不一致的影响, 因而能够保证任意端口的线速转发, 执行严格的业务优先级策略, 保障业务的时延、抖动、带宽、丢包率等QoS特性不受设备转发性能的影响。
交换机和低端路由器普遍采用共享内存或共享总线架构, 其集中存储转发机制存在性能瓶颈, 总线冲突或内存读取时间的限制决定了其时延、抖动较大 (一般在毫秒量级) , 存在丢包现象, 不能保证严格的QoS优先级。
(3) 面向连接组网保障完善的QoS机制
端到端的QoS需要采用面向连接的组网技术。在承载高QoS业务的专用IP承载网络中, 为了避免动态路由造成的流量、流向无序变化对QoS的影响, IP路由器采用面向连接的MPLS-TE技术, 通过集中路径规划、带宽预留, 确保IP业务的QoS。
MPLS-TP完全继承了MPLS-TE的面向连接的特性, 通过集中网管或控制平面建立MPLS Tunnel。另外, MPLS-TP建立的是静态传送管道, 不需要动态路由刷新, 仅受链路状态变化和业务配置影响, 消除了动态路由刷新造成的故障扩散和路由震荡的影响。PTN通过双向LSP支持双向业务。双向业务能够保证时延、传送路径的一致性, 连接数量降低一倍。
(4) 硬件实现端到端高性能OAM机制
PTN最突出的优势是其高性能的层次化的OAM机制, 实现在复杂网络拓扑下实时、精确的故障定位功能, 克服了IP/MPLS网络在故障检测、故障定位、告警抑制等方面的缺陷。通过对分层网络的支持, 上层OAM信息能够自动顺序下插到下层链路, 使状态传递和告警抑制具有了协议基础。
(5) 端到端的可视化集中网络管理
PTN的网管系统提供端到端的业务配置、故障定位、性能监视、日常维护等功能, 其操作方式和界面类似于传统的SDH维护界面, 使具有SDH维护经验的工程师在经过简单培训后即可维护PTN网络。
PTN作为一种新的承载技术, 继承了原有的SDH承载网在OAM、保护等优势的基础上, 融合了分组业务统计复用功能, 提供了类SDH的软管道机制, 获得了运营商的认可, 但PTN是否适合广电网络部署和应用呢?
4 单一PTN承载网当前存在的问题
PTN采用PWE3伪线仿真技术承载TDM业务目前还不是很成熟, PWE3相对于SDH的TDM传输具有一下几点不足:
(1) 传输质量降低
端到端的时延较SDH技术>10倍, 抖动较SDH技术>3000倍。
(2) 专线业务承载能力与可靠性不足
PTN支持的最佳业务是以太数据业务, 对622M以上速率业务不支持。同时, 对专线业务采用QoS机制保证可靠性, 端到端的配置复杂, 不如传统的TDM专线可靠性高。广电当前普遍采用DS3 (45M) 传输电视信号, 而目前P T N在45M颗粒的仿真上, 抖动和时延与SDH相比有很大的差距, 难以满足传输质量和安全传输要求。
(3) 网络保护技术不完善
PTN支持LSP 1+1和1:1保护, 其环网保护技术还不够成熟, 对网络多点实效的保护措施还不够完善, 无法实现SDH支持的SNCP、SNCMP、MSP、ASON等保护技术。
(4) 与现网无法无缝融合
PTN作为一种新技术, 只能完全新建, 不能与现有网络进行无缝融合。在业务层面互通上, 只能采取落地对接的方式, 这对网络的端到端管理提出更严格的运行要求。
(5) 成本提高
TDM PWE3的器件成本>PDH/SDH的5倍, 端到端传输成本>PDH/SDH的2倍。
PTN技术本身给传送网承载提供了一种思路, 但网络是演进的, 不可能完全去新建, 同时PTN标准不成熟, 这样就使PTN的应用带来了一定的局限性和风险, 如何在现有的网络中随着业务的增长将刚性管道变为弹性管道, 并且有效的与现网融合, 这是国干网重点思考的问题。
5 融合承载技术MSTP+ (TDM+分组技术) 是适合广电未来业务发展的选择
广电现有网络大部份采用MSTP组网, 随着模拟电视向数字电视的整转, 原有带宽和已经不能满足信号带宽的要求, 广电大规模启动NGB (下一代广播网) 建设, 力求实现入户带宽40～100M, 提供高清晰电视、数字音频节目、高速数据接入和语音等三网融合业务。从干线到城域建设波分系统解决大颗粒数据业务传输的同时, 配套建设MSTP网络, 为DS3颗粒、10M/100M的以太网业务提供传输通道。
高速率、大容量的传输承载技术采用DWDM方式。国干、省干、地市级DWDM项目采用OTN方式, 利用其灵活的业务调度能力及支线路分离的交叉能力有效降低每比特信息传输成本。
IP化背景下的业务承载技术应以业务方式为导向, 业务的不同类型和特性决定了业务必将分网承载, 多种技术可选择。国干、省干、地市级承载网中, SDH、MSTP、PTN技术将在很长一段时间内并存。具体业务的保障级别决定承载技术的选择, SDH/MSTP的高安全、高可靠性和PTN的高效率、精确的时钟传送能力决定他们将承载不同的业务类型。那么, 有没有可能综合考虑各种技术的优势来确定新建承载网络的技术形式呢?
目前, 业界的MSTP+产品在原有的交叉单元中内置了TDM和分组交叉组件, 在购买MSTP设备之初, 就具备了支持PTN分组特性的能力, 在分组平面上具备了前述PTN的全部功能, 同时支持原有的SDH特性。这种双平面设备具有如下特点:
(1) 在线升级
MSTP的原有设备, 其交叉单元是1+1备份的, 仅通过交替更换交叉单元为TDM+分组双核交叉单元, 可以不中断业务升级, 原有的硬件架构不变, 原有的业务配置保持不变;新采购的MSTP+设备, 交叉单元内置了TDM和分组两个内核, 具备TDM交叉和分组转发能力。
(2) 支持TDM和分组平面的互通
如图2所示, 通过SDH转接单元, 有效的将SDH承载的以太业务分离出来, 转到分组平面, 实现双平面业务的互通, 通过这种互通, 使以太业务在分组平面的承载有效的利用统计复用, 降低了网络的带宽。
(3) 满足不同业务的带宽需求
广电传统的音视频业务属于低速业务, 而宽带、视频点播属于突发业务。如图3所示, 针对这种业务差异, 建立接入层、汇聚层的分组环, 在维持原TDM (34M/45M/2M) 业务不变的情况下, 使快速增长的分组业务通过分组平面传送和管理, 有效的降低了数据业务增长带来的带宽压力。
(4) 支持与新建PTN网络的融合
未来广电可能会逐步进入综合承载的阶段, 部分地区会有新建分组网的需求。MSTP+内置的双平面技术支持原有网络络与新建的PTN分组网络融合, 支持分组业务的端到端配置, OAM和保护。
6 总结
广电业务的发展是一个渐进的过程, 它的推动力主要是市场需求和技术发展。随着NGB的推广, 广电网络将能够提供丰富的业务类型, 各种新型的视音频、数据、信息融合业务将层出不穷。因此, 这就要求在广电当前网络建设中, 采用既能与当前业务相匹配, 又能适应未来业务发展的建设模式, MSTP+作为一种承载现在和未来的融合承载设备, 从建设、运营、维护等方面综合考虑, 将业务演进、设备演进、网络演进相融合, 适合广电未来多业务的发展需求。
摘要：随着网络技术演进和网络融合, 以数据包为基本单元进行网络数据传输和交换的方式将占据统治地位, IP化和分组化传送将成为未来网络的演进主线。在广电干线网, IP over OTN/DWDM组网已经成为主流并在相当长的时间内能够满足业务发展需求;在城域网, 模拟电视、高/标清数字电视业务、以太网、专线网等业务类型长期存在。在此背景下, 一种结合SDH保护能力和分组处理能力的传送技术将开启广电承载技术的未来。
关键词：NGB,PTN,MPLS-TP,QoS,可视化,分组传送
技术承载网 篇2
郭峰, 汪颖
（武汉理工大学 信息工程学院,湖北省 武汉市 430070）
Fengg163@163.com
业务的角度出发，分析了ASON网络承载业务的特点及其发展趋势。关键词：光纤通信,ASON；
中图法分类号：TN913文献标识码：A
摘 要: 介绍了目前光纤通信传送网的发展过程和现状，通过介绍自由交换光网络(ASON)的功能及技术特点，从承载
1引言
光纤通信由于具有损耗低、传输频带宽容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点而备受业内人士的青睐，发展非常迅速。从SDH（同步数字系列）发展到DWDM（密集波分复用）,超大容量密集波分复用技术的飞速发展使光纤的容量得到了比较彻底的发掘,解决了网络节点间传输容量的问题。但是网络节点瓶颈的问题依然很突出。
随着各种光传送网技术的商用，各大运营商都在探讨光传送网技术的引入问题。从承载业务的角度出发，结合ASON传送网的功能及特点，给出了基于ASON传送网的业务承载分析。
涉及带宽、灵活性、可靠性、可管理性等各个方面。
2.1同步数字系列（SDH）
SDH具有统一光接口标准和幀结构；不同厂家的产品可以在光路上互通。一步复用特性，上下话路简单，降低成本，提高可靠性和稳定性。强大的OAM能力--5%左右的信息作为开销，用来对设备和网络进行操作、管理、维护和配置。增强网络的生存性和安全性--能组成各种自愈网；前向/后向兼容--兼容PDH各种速率信号，并能兼容新业务信号。
但是SDH频带利用率低，指针调整机理复杂，软件的大量应用时，系统易受病毒或者误操作的危害。
2.2密集波分复用（DWDM）技术
DWDM能组合一组光波长用一根光纤进行传送。DWDM系统的传输容量很大；充分利用光纤的带宽资源，多波长复用在单模光纤中传输使一根光纤的传输容量比单波长传输增加几倍至几十倍；由于同一光纤中传输的信号波长彼此单独 因而能够传输特性完全不同的信号；波分复用通道对数据格式透明；能消除电光转换中电子器件的瓶颈。
但是DWDM系统采用了较多的光器件由此造成了系统成本过高,这是当前制约DWDM系统大规模
应用的主要因素；DWDM技术相关标准的制定还不完善等。2.3
自动交换光网络（ASON）ASON是指一种具有灵活性、高可扩展性的[1-3]
[1]
2光纤传送网技术
在近30年的发展过程中，国内单波传输设
备由20世纪70年代的PDH发展到90年代的SDH，2001后又推出了MSTP的产品，以适应城域网IP业务的发展。此后，随着网络对于组网能力和智能化需求的提升，又出现了基于MSTP的ASON设备。而多波光传输系统方面，也由早期的2.5G速率发展为10G速率，波道数则由8个波长发展到了160个波长甚至更多。到了今天，用于干线的DWDM技术已大量步入城域网，其组网的灵活性和业务承载的可靠性也得到了极大的提高[2]。
经过几十年的发展，光传输技术已非常完美地解决了TDM业务的承载问题，但随着IP业务为主的分组业务的发展，光传送网的承载能力正在经受挑战。国际国内的各个光通信厂家一直在不断地寻求新的技术和产品来提升光传输设备对于各种业务的承载能力，发展的领域
能直接在光层上按需提供服务的光网络。它将是未来几年骨干传送网的发展方向。2005年智能光网络产品将会在运营商的网络中得到小规模试用，而几年以后智能光网络将会成为运营商传送网的主流技术。
收稿日期：2010-4-30
作者简介：郭峰(1986-),男，河南周口人，武汉理工大学信息工程学院硕士研究生.ASON具有以下几个特点：
(1）强大而灵活的传送和交换能力、支持复杂拓扑的格状网络；
(2)分布式的控制。建立分布式、开放的网络控制系统；
(3)开放的网络管理；
(4)以业务为中心，支持多业务。
ASON可为用户提供以下业务：波长批发、波长出租、带宽运营、按使用量付费、光VPN和光拨号等；它还有良好的生存性；具有链路管理、连接进入控制和业务优先级管理；具有路由选择功能；它还具有信令机制。
3光纤通信传送网业务承载分析[3]
作为解决未来的移动通信系统支持高速的数据接入的光纤通信传送网络，其业务承载除
了GSM话音业务外，更多的是对移动数据业务的承载。作为数据业务的整体提供方案，集团用户数据专线业务、智能小区高速上网业务以及带宽出租业务等都应在光纤通信传送网建设中给予考虑。针对上述考虑，可开发的通信业务将更加丰富，通信网上承载的信息总量和信息流量将迅速增长。远程医疗、网上购物、网上投票、网上视频直播、VOD视频点播、IPTV、网上教学、宽带游戏、视频会议、视频聊天、多媒体邮件等宽带增值业务应用日趋广泛。以下对ASON传送网的全面承载业务分类进行分析。
3.1话音业务承载分析
3.1.1 固定话音业务承载分析
目前固定电话用户数缓慢增长，固定话音业务也保持平稳的增长趋势。固定电话业务对带宽的需求增长不快。不远的将来，固定电话网络将向NGN下一代网过渡。数据通信格式为IP数据包，IP数据包首先通过IP承载网承载，然后过渡到传送网络进行传输。固定运营商传输节点多，传送网络庞大，电路利用率低。传输带宽需求继续平稳增加，引入ASON可以在满足新增传输带宽需求的同时整合目前电路配置的混乱现状，实现传送网络的平稳转型。
3.1.2移动话音业务承载分析
目前移动电话业务带宽需求增长较快，移动电话网络的带宽需求占传输系统总带宽需求的比例较大。3G网络的语音和数据都是以分组的方式传输。IP数据包首先通过IP承载网承载，然后过渡到传送网络进行传输。IP承载网由于承载话音业务，不会在传统城域网内混和传输，必须组建IP专用承载网。此专用承载网必须经过传输层的保护，因此IP承载网是承载在传送网之上的，占用传输带宽。ASON传送网络具有丰富的接口、灵活的配置管理、高效的带宽利用、完善的恢复机制等一系列优点[4-6]。
3.2数据业务的承载分析
3.2.1基础数据业务的承载分析
基础数据业务的承载网络主要有X.25、DDN、FR/ATM等。X.25、DDN业务未来呈缓慢萎缩趋势，FR/ATM还有一定增长，但是增长幅度不大。基础数据业务的带宽需求不大，未来对网络的冲击微乎其微。一般城市基础数据网络的节点数都不会很多，设备的端口速率一般不会超过155Mb/s，对传送网络影响较小。网络规划时一般取基础数据网络占交换网络带宽的5%左右。随着技术进步，基础数据网络的承载方式也将革新[2,3]。
基础数据网络虽然带宽占用不大，但是历史沿用至今，承载的业务却是非常重要的，比如银行专线等。基础数据网络的传输层对安全的要求非常高。ASON可以对电路割接，提供更高的基于网络恢复机制的安全性。
3.2.2 IP多媒体业务的承载分析
随着宽带的普及，IP多媒体业务是发展最快的业务。借助Internet，主要开展娱乐、视频点播、信息浏览查询下载、远程教学、聊天、邮件等各种业务。3G牌照发放之后，各大运营商都将在省际、省内、本地层面建设专用IP承载网，以便疏通3G语音和移动数据业务。ASON能够在传送网上疏通IP承载网业务，能够提供完善的保护机制。
3.2.3 移动数据业务承载分析
移动数据业务是通过IP承载网进行疏通的，IP承载网必须经由传送网络进行传输和保护。因此ASON对IP承载网的疏通包含了对移动数据业务的承载。
3.3流媒体业务承载分析
流媒体（Streaming Media）指在数据网络上按时间先后次序传输和播放的连续音／视频数据流。本质上，流媒体技术是一种在数据网络上传递多媒体信息的技术。目前数据网络具
有无连接、无确定路径、无质量保证的特点，给多媒体实时数据在数据网络上的传输带来了极大的困难。流媒体技术实际上是IP数据网层面的技术，传输层面只是提供透明的传输通道。
参考文献：
[1] 龚倩.智能光交换网络[ M ].北京:北京邮电大学
ASON传送网络以其动态带宽自动配置的优势特别适合流媒体业务的开展。因为传输层为路由器配置的通道是可以通过动态调节不断变化的，路由器之间数据流量小时可以缩减传输配置，路由器之间数据流量大时可以动态增加传输配置，只要带宽需求在ASON传输系统所能提供的最大带宽范围之内，都可以实现动态配置，使得流媒体业务不会因为底层传输的瓶颈而受到影响，不会出现网络拥塞，实时业务不能提供等弊端[2-4]。
3.4其它业务承载分析
其他业务主要包括带宽出租、大客户接入业务等。这些业务是运营商增长较快，盈利性较好的业务，必须通过传送网络的保护，最大限度的提高业务的安全性，让客户满意。ASON引入后比之目前的SDH等传输技术可以更加快速的配置端到端电路，安全性能也更强。
4结论
通过对基于ASON传送网的各种承载业务进行分析，认为在目前传送网的各项业务中，传送网承载业务IP化已经是无可争辩的事实，IP业务逐渐成为主导业务，因此，承载业务的IP化成为整个电信网发展的必然趋势。ASON也是下一步运营商规划时重点考虑引入的重大技术，是网络转型的重要工作之一。
出版社, 2003.[2] 中国电信.2009年年报
[3] 李允博，徐荣.数据业务承载技术应用分析.［J］.电信网技术,2007年8月第 8期
[4] The IP over SDH/ SONET Model.ITU2T.SG7 , D.191 ,1998(9)
[5] Cao Xiaojun.A waveband switching architecture
and algorithm for dynamic traffic.［J］.IEEE Communications Lett., 2003, 7(8): 397-399 [6] Lingampalli R, Vegalam P.Effect of wavelength
andwaveband grooming on all-optical networks with singlelayer photonic switching
IP承载网承载软交换接入方式 篇3
关键词：IP承载网；软交换
1 概述
IP技术是IP软交换承载网的核心。IP软交换承载网是为视频、语音、数据等多种业务提供承载的软交换网络。它既保证了电信业务网IP化演进时未来几年对IP承载的刚需，也保证了长期的IMS网络、软交换网络和无线3G网络等的演进，同时保证了基于IP的公众数据业务（通信级）的有效开展。运营商发展基于IP的软交换承载网将是大势所趋。
2 IP承载网简介
2.1 IP承载网定义
IP承载网是各运营商以IP技术构建的专网，用于承载视讯、软交换、VPN重点客户等对传输质量要求较高的业务。它采用具有高可靠性的双归属、双星、双平面设计，细致设计了各类情况下的流量切换模型。IP承载网采用先进技术（如FRR、BFD、MPLS TE等），可以快速检查诊断出网络断点，有效缩短故障链路、故障设备等的倒备时间。网络设计方面要求IP承载网轻载其承载的业务，并在二层、三层部署QOS质量保证，为其所承载的业务提供全面质量保证。由于以上措施的有效部署，奠定了IP承载网由于其它承载网络的基础，它不但具备IP网络的承载业务灵活的优点，而且具有高扩展性、低成本的特点，同时兼具传输系统的高安全性和高可靠性的优势。
2.2 IP承载网结构
IP承载网一般采用分层的结构模式，以便于网络组织和管理。
P路由器组成骨干层，在省际和省内完成流量的转发工作。骨干层再分为汇接层和核心层。P即Provider Router，指该层的核心路由器，主要完成路由功能及快速转发。
核心路由器CR组成核心层，根据核心节点的业务量情况、节点自身的传输条件以及节点的地理位置进行设置，每个核心节点配置2台CR。
汇接层由省汇接路由器PR组成，每个省均设置PR。CR也可以同时作为本省的省汇接路由器使用。
PE路由器组成接入层，即接入路由器AR。它的主要功能是完成业务的接入以及VPN业务的组织和管理。PE即Provider Edge Router，是边缘路由器，它与CE相连，主要功能是完成VPN业务的接入，其中CE是直接与服务提供商相连的用户设备。
2.3 某运营商软交换平台
软交换技术是NGN网络的核心技术，为下一代网络（NGN）具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接控制功能。软交换技术独立于传送网络，主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能，同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务，并向第三方提供可编程能力。
作为分组交换网络与传统PSTN网络融合的全新解决方案，软交换将PSTN的可靠性和数据网的灵活性很好地结合起来，是新兴运营商进入话音市场的新的技术手段，也是传统话音网络向分组话音演进的方式。在国际上，软交换作为下一代网络（NGN）的核心组件，已经为越来越多的运营商所接受和采用。
目前随着技术发展，某运营商交换业务平台从PSTN端局开始逐步向NGN演進，逐步提升到汇接局，用户数据逐步迁移，承载逐步IP化。IP承载网作为NGN业务的承载网，解决语音业务由公用互联网承载带来的质量得不到保障的问题；在承载NGN业务的同时，后期可以考虑承载其他业务。
2.4 某运营商软交换平台包括四部分
①NGN软交换：包括softx3000、UMG8900。②NGN与PSTN交换机互联部分：NGN平台的UMG与长途网长途局和若干本地网PSTN交换机通过2M中继相连，完成固话与NGN用户的语音业务。③NGN与IP承载网互联：NGN核心设备和地市汇聚设备通过IP承载网承载。④NGN平台与SHLR（用户归属位置存储器）相连，采用宽带方式与软交换互开M3UA宽带链路。
3 某运营商IP承载网介绍
3.1 某运营商IP承载网组网
某运营商IP承载核心节点设置了2台核心路由器，及2台核心交换机，地市10个汇聚节点各设置了1台汇聚路由器，及1台汇聚交换机，地市汇聚节点至节点为2条155M通道，地市汇聚节点三层交换机与汇聚路由器以GE通道互联。
3.2 某运营商IP承载网设备配置
IP承载核心节点的核心路由器为2台华为NE40E-X8路由器，核心交换机为2台华为S9303路由交换机；地市汇聚节点的汇聚路由器各为1台华为NE40E-X3，汇聚交换机各为1台华为S9303路由交换机。
3.3 IP承载网地址规划使用原则
①IP承载网全部采用私网地址（包括设备互联和业务地址）；②一次全部规划、预留到位，避免二次更换；③条块化地址分配，按照业务种类和地区进行划分，不同业务、不同地市分开；④地址分配尽量不与既有业务地址冲突；⑤原来宣告使用的公网IP地址割接进IP承载网，地址全部更换为私网地址；⑥IP承载网以VPN进行业务划分和隔离，现阶段业务种类定义为VPN1、VPN2、VPN3，VPN1为NGN语音及信令、VPN2为NGN语音设备网管、VPN3为NGN设备网管；地区定义为14个地市，后期根据IP承载网情况增加、调整业务种类和地区。
3.4 路由协议规划
路由协议是以自治系统（AS，一个具有共同的管理者，并且共享同一种路由选择策略的网络的集合）为基础的，分为域间路由协议和域内路由协议两大类。根据IP路由选择、建立和维护应依据自治域的划分来考虑，必须综合考虑管理和技术两个方面的因素：管理上应层次分明、清晰，局部的变动不影响上层和全局；技术上应尽量简单、灵活，以提高路由器的处理效率。自治域内部路由，选用的是OSPF动态路由协议。
3.5 IP承载网各地市与核心节点接入原则
OLT和S9303之间有直连光纤的，OLT语音接口通过光纤直接接到9303上；没有直连光纤的，从BAS上引出GE通道至S9303上，实现GPON网络语音业务的接入。用户接入主要有三种接入协议：MGCP协议、H.248协议和SIP协议。MGCP协议主要针对普通IAD接入设备，H.248协议主要针对GPON接入设备，SIP协议针对多媒体接入设备。目前现网采用MGCP协议的商用装机很少，大部分用户采用H.248、SIP开通。
4 结束语
先进的网络架构设计理念和完善的关键技术保证是各电信运营商软交换IP承载网的核心，软交换IP承载网不但能够满足多种业务承载需求，同时能够达到承载业务对于安全性、可靠性以及QOS的要求，它是一个立足当前、面向未来、无限演进的IP网络，充分满足了各电信运营商降低投资成本的需求，可以快速和灵活的响应智能业务、新业务的开展和实施。
参考文献：
[1]桂海源.IP电话技术与软交换[M].北京邮电大学出版社，2010.
[2]张云勇.电信级多业务IP承载网需求及关键技术[J].移动通信，2007.
作者简介：
IP承载网稳定性提升技术研究 篇4
一、IP承载网概述
IP承载网是一种基于TCP-IP第三层交换模型的新技术, 其中包含VPN技术、多协议标签交换等技术, 面向多样化的业务系统, 可同时支持数据、视频、语音等多业务。随着电子信息技术和通信网络的快速发展, IP承载网逐渐发展为全国性IP网络, 重点面向运营商的大客户和自身业务系统。IP承载网应具有良好的可管理、可运营能力, 对业务系统提供安全稳定性保证和较高的服务质量, 实现统一的管理和网络调度[1]。IP承载网运行坚持成熟性、技术先进性原则, 在IP承载网中应用Diff Serv技术和带宽规划确保稳定性和服务质量, 应用快速IGP和MPLS TEFRR提高安全性, 应用边界控制技术和MPLS VPN实现业务系统隔离。
二、IP承载网稳定性提升技术
1、优化IP承载网组网。
IP承载网的业务系统快速增长对承载网容量和网络结构提出了更高的要求, IP承载网建设应确保层次化的网络, 并且实现网络结构的扁平化, 通过最短的路由路径, 提高IP承载网的运行效率。优化IP承载网组网的关键在于提高设备节点可靠性, 网络设备是组成IP承载网网络结构的基本节点, 其稳定性是整个IP承载网稳定性的基础。IP承载网的关键设备包括制冷系统、电源、交换单元、主控单元等, 保障IP承载网的稳定性。同时, 改善IP承载网线路卡和接口的快速导管和故障感知性能, 传统Ethernet接口没有采用故障检测技术, 其承载的业务系统对时延感知能力较低, 接口故障探测时间较长, 达不到Vo IP实时电信业务的运行要求, 因此IP承载网应积极引进OAM、BFD等快速检测技术, 实现和线路卡的控制联动, 使链路或者接口故障的感知时延小于50ms[2]。
2、提升IP承载网链路稳定性。
IP承载网由核心层、汇聚层和接入层组成, 在各层采用分段稳定性策略, 如在IP承载网的接入层采用分担接入策略, 将CE设备、媒体网关等业务设备双归接入PE设备上, 并且启用RSTP、VRRP等辅助技术, 实现IP承载网的快速保护倒换。如果IP承载网实际运行条件有限, 难以同时冗余接入两台PE设备, 可将重要业务设备接入同一个PE设备的两个接口板上。在核心层和汇聚层采用双节点冗余备份策略, 当IP承载网某节点出现运行故障时, 网络中的备份节点可确保业务系统的连续转发。同时, IP承载网链路自身也应用冗余策略, 采用接口绑定技术, 减少网络链路拥塞, 增加接口带宽, 提供接口相互备份的捆绑组保护功能。IP承载网核心层的链路连接, 可通过POS接口实现Full Mesh连接, POS接口可实现SDH的快速故障检测, Fell Mesh连接可确保IP承载网单链路故障网络跳数小于一跳, 并且这种链路连接, 可避免核心层流量向接入层或者汇聚层迂回, 防止巨大的流量对IP承载网的接入层和汇聚层产生冲击, 从而影响IP承载网的畅通运行。
3、积极应用波分技术。
随着网络技术的快速发展, IP承载网的业务系统不断增多, 传统的传输技术已经难以满足网络需求, 为了提升IP承载网稳定性, 可积极应用波分技术, 利用单模光纤的低损耗、高带宽的特性, 以多个波长作为载波, 在光纤内可同时传输各载波信道。密集波分技术和单信道系统相比, 极大提高了IP承载网的通信容量, 具有性能可靠、扩容简单等优点, 光纤带宽利用率较高。由于IP承载网具有特殊性, 波分技术在IP承载网中的应用, 主要通过对传输故障的快速检测、快速收敛来提升IP承载网稳定性。当IP承载网传输系统发生故障、倒换时, POS接口仍然可接收光信号, 如果IP承载网没有进行特殊设置, 需协议层面超时、等待链路结束后才能检测DOWN。通过设置POS接口告警, IP承载网路由器感知接口告警, 快速判断SDH传输过程出现某个问题, 及时关闭POS接口, 加快收敛时间[3]。通过应用波分技术, 可将IP承载网POS接口等待时间设置为100ms, 确保其可在50ms内成功倒换, 避免IP倒换和传输倒换的多重震荡, 有效提高IP承载网可靠性。
三、结束语
近年来, 网络技术和通信技术快速发展, IP承载网作为一种新型网络承载平台, 展示出巨大的应用优势, 为当前很多实时性的多媒体业务资源提供了重要的技术支撑。在未来发展过程中, 应积极采取多种提升技术, 全面提高IP承载网稳定性, 推动IP承载网更广泛的应用。
摘要：IP承载网是一项新型的可以同时支持企业互联、数据、视频、语音等多种业务的承载平台。IP承载网主要服务于高要求、高价值的电信业务, 因此要积极采取有效的提升技术, 进一步优化和完善IP承载网稳定性。本文分析了IP承载网, 阐述了IP承载网稳定性提升技术。
关键词：IP承载网,稳定性,提升技术
参考文献
[1]陈凯.IP承载网提升稳定性技术的研究与实现[D].山东大学, 2010.
[2]张鸾.多业务融合IP承载网发展及关键技术研究[D].吉林大学, 2012.
技术承载网 篇5
关键词：地基处理;高填方路堤;桩网复合地基;土拱效应;桩土应力比
中图分类号：TU472.1 文献标识码：A
PilenetCompositeFoundationBearingMechanismandtheMethod
toCalculatethePilesoilStressRatioinHighEmbankment
YANGMinghui，YAOYi，ZHAOMinghua
（GeotechnicalEngineeringInstituteofHunanUniv，Changsha，Hunan410082，China）
Abstract：Accordingtothemechanicalcharacteristicsofpilenetcompositefoundationofhighfillsectionofsoftsoilsubgradeunderembankmentload，thispapermadeanindepthanalysisoftheloadtransfermechanismfromthetoptothebottom.Firstly，embankmentsoilwassimplifiedasaninsideandoutsidecolumn.Then，accordingtointegraldifferentialbalancebetweentheinsideandtheoutsidesoilcolumn，theheightoftheinitialplaneofequalsettlementcanbederivedandthesoilarcheffectofhighembankmentfillcanbereasonablysimulated.Secondly，whentheloadtransferstothegeotechnicalcushionlayer，thinfilmisusedtosimulatetheloaddistributionbetweenthepileandthesoil.Basedontheresultsofpreviousderivations，pilenetcompositefoundationcanbedividedintogeogrid，pileandsoilelementsbetweenthepilebodies.Thepileandthesoilbetweenthepilesweresimplifiedasanelasticsupport.Thepilesoilstressratiocalculationformulaofthehighfillsectionpilenetcompositefoundationcanbederived.Finally，thispaperstudiedthemaininfluenceparametersofthepilenetcompositefoundationpilesoilstressratiointhehighfillsection.Theresultsshowthat，withtheincreaseofembankmentheight，thepilesoilstressratiodecreases，namely，withtheincreaseoffillheightpileandsoil，theloaddistributiontendstobemoreuniform，buttheincreaseofpilespacingorthecompressionmoduluswillincreasethepilesoilstressratio.Furthermore，theincreaseofgeogridtensilestrengthwillcausetheincreaseofpilesoilstressratio，buttheinfluenceofgeogridtensilestrengthissmall.
Keywords：foundationtreatment;highfillembankment;pilenetcompositefoundation;soilarcheffect;pilesoilstressratio
桩网复合地基是近年发展起来的一种有效的高填方段软土路基加固方法[1]，其由筋材、桩和桩间土组成的一种以桩作为竖向增强体、筋材作为水平向增强体的联合型复合地基，同时具备竖向增强体复合地基与水平向增强体复合地基的加固优点，能很好地提高地基土体承载力及减小不均匀沉降.但对于高填方段，桩网复合地基工作机理更为复杂，涉及路堤填土、桩、桩间土和筋材之间相互作用，而对承载机理的研究为高填方段桩网复合地基合理设计的基础，可见，深入研究高填方段桩网复合地基的承载机理具有重要的工程意义与理论价值.
国内外学者已对桩网复合地基的变形性能和受力特征进行了相关研究.如Hewlett等[2]用室内模型试验验证了土拱的存在，并基于弹塑性理论和极限状态分析了三维土拱效应;陈云敏等[3]改进了Hewlett的极限状态分析法，但这些研究均未考虑筋材的影响;而饶卫国等[4]根据土工合成材料在上部路堤荷载下产生抛物线形挠曲变形的假定分析了拉膜效应;陈昌富等[5]综合考虑了土拱效应和拉膜效应，并引入了Winkler地基模型推导出了桩土应力比计算公式.
然而，高填方桩网复合地基中的土拱效应、拉膜效应和桩土相互作用三者并非独立存在.目前俞缙[6]、张军[7]和赵明华等[8]通过考虑三者的共同作用得到桩土应力比的计算公式，但计算方法都较为复杂.在此背景下，本文拟通过改进的桩网荷载传递模型和假定的土工合成材料变形模式，深入分析路堤土拱效应、筋材拉膜效应及桩土相互作用，并在此基础上，推导出适用于工程实际的高填方桩网复合地基的桩土应力比计算方法，以供相关工程设计参考.
1桩网复合地基荷载传递机理分析
桩网复合地基一般由水平向增强体及竖向增强体组成，二者共同作用，对地基形成双向增强作用.众多研究表明，对于路堤荷载，当路堤高度达到一定值后，将形成土拱[9].此外，由于土工垫层的存在，促进了桩间土上部荷载进一步向桩顶转移，进而使桩土差异沉降减小，这就是水平加筋体的拉膜效应，因此，在分析桩网复合地基的荷载传递时，必须合理考虑上述土拱及拉膜效应.
1.1土拱效应分析
设路堤高度为h，等沉面高度为he（h>he），以填土表面为z轴零点，向下为正，建立路堤荷载下双向复合地基的受力模型如图1所示.
为便于分析，特做如下假定：
1）路堤填料为均质各向同性的散体材料.
2）桩与桩间土均为理想的线弹性体，忽略它们的径向变形及桩与桩之间的相互影响.
将路堤填土划分为各土柱（如图2（a）所示）.在等沉面以下，任取某土柱（高度为he，宽度为桩径d）设为内土柱，则其与外土柱由于差异沉降在界面必存在一定摩阻力.假设该侧摩阻力在桩顶与等沉面高度范围内呈线性分布[10]，则距离路堤填土表面z处内土柱侧摩阻力τ可按下式计算：
τ=0，0≤z≤h-he;
（z-h+he）fKaσpo/he，h-he≤z≤h.（1）
式中：f为内外土柱界面摩擦系数，f=tanφ;Ka为土压力系数，Ka=tan2（45°-φ/2）;φ为路堤填土内摩擦角;σpo为内土柱在网面处的平均竖向应力，kPa.
若在内土柱z深度处取一微元段dz进行受力分析（如图2（b）所示），根据竖向受力平衡条件，可得微段内土柱的受力平衡方程为：
Apσpt+γApdz+τπddz=Apσpt+Apdσpt.（2）
式中：Ap为桩体截面积，Ap=πd2/4（d为桩体直径），m2;σpt为内土柱在距离填土表面深度z处的平均竖向应力，kPa;γ为填土重度，kN/m3.
求解式（2）可得：
σpt=γz+2fKaσpodhe[z2-2（h-he）z]+C.（3）
式中：C为待定参数.考虑到填土表面至等沉面范围内（0≤z≤h-he），由于无差异沉降，内土柱与外土柱界面不存在摩阻力，则这两部分填土受到的垂直应力均为γz，即z=h-he时，有σpt=γ（h-he），代入式（3）可知：
σpt=γz+2fKaσpodhe[z2-2（h-he）z+
（h-he）2].（4）
对式（4）令z=h，可得内土柱在土工膜上表面处的平均竖向应力为：
σpo=dd-2fheKaγh.（5）
再对内土柱与外土柱的联合土柱进行整体分析，如图3所示.其中外土柱直径de为桩体的影响直径，此时内外土柱之间的摩擦力为内力，可不予考虑.由此建立联合土柱竖向平衡方程：
Aeγz=Apσpt+（Ae-Ap）σst.（6）
式中：Ae为桩体等效作用面积（Ae=πde2/4），m2;de为桩体的影响直径，m;当按照等边三角形布置桩时，de=1.05l;当正方形布置桩时，de=1.128l;σst为外土柱在距离填土表面深度z处平均竖向应力，kPa.
令m=Ap/Ae，则由式（6）可得任意截面z处的外土柱平均竖向应力：
σst=γz-mσpt1-m，h-he≤z≤h.（7）
令z=h，则由式（5）和式（7）可得土工格栅上表面处外土柱的平均竖向应力为：
σso=γh1-m（1-mdd-2fheKa）.（8）
由作用力与反作用力可知，内土柱受到外土柱的向下拖拽力产生压缩变形，则外土柱受到内土柱向上提升力产生拉伸变形，且路堤等沉面填土高度he内的内外土柱的压缩变形与拉伸变形之和应等于桩土差异沉降：
Δs=∫hh-heσpt-γzEcdz+∫hh-heγz-σstEsdz.（9）
式中：Δs为路堤底面处桩土最大差异沉降，m;Ec为路堤填土拉伸模量，kPa;Es为路堤填土压缩模量，kPa.填土的拉伸模量对应卸载回弹变形，通常Es≥Ec.为便于计算，取Es=Ec=E.
由式（4），式（7）和式（9）可得关于路堤等沉面填土高度he的隐性方程：
Δs=∫hh-he2fKaσpo[z2-2（h-he）z+（h-he）2]E（1-m）dhedz=
2fKah2eσpo3dE（1-m）=2fKah2e3E（1-m）（d-2fheKa）γh.（10）
若桩土差异沉降Δs已知，则由式（10）可得等沉面高度为：
he=3（1-m）EΔs2γh（1+2γhd3（1-m）EΔsfKa-1）.（11）
1.2土工格栅拉膜效应分析
由以上分析可知，等沉面高度计算关键在于求解桩土差异沉降Δs.而当荷载传递至土工格栅时，土工格栅在路堤荷载作用下将会产生向下弹性变形，显然，其最大扰度即为桩土最大差异沉降Δs.
建立土工格栅受力模型如图4所示，其在路堤荷载作用下形成拉膜效应[10].其中桩间距为sd，且格栅变形满足圆弧形[11]，最大变形为Δs，令，由几何关系可得格栅变形后的长度lm为：
sinθ=4β/（1+4β2）;（12）
lm=（sd-d）/2β（1+4β2）arctan（2β）.（13）
式中：β=Δs/（sd-d）.一般地，β值很小，可取arctan（2β）=2β，则由式（13）可知格栅的应变ε为：
ε=4Δs2/（sd-d）2.（14）
根据其应力应变关系，可得桩边缘处土工格栅的张拉应力为：
T=Egε=4Δs2（sd-d）2Eg.（15）
式中：Eg为土工格栅的抗拉模量，kN/m.
分析土工格栅下桩土相互作用，仍取单个桩体与其影响范围内土体形成同心圆柱体作为典型单元体进行分析（如图3（a）所示）.采用文献[12]中桩土加固区桩周土的典型位移模式：
ws=wp+αc（1-zzm）ra-eβc（ra-1）.（16）
式中：ws为桩间土位移，m;wp为桩体的位移，m;zm为中性点处的深度，m;αc和βc为待定参数.
由于不考虑径向位移，由式（16）对r求偏导数，可得土单元的剪应变：
γs=wsr=αca（1-zzm）1-βceβc（ra-1）.（17）
它与土的剪切模量之积为土单元的剪应力：
τs=Gsγs=
E0αc2a（1+μs）（1-zzm）1-βceβc（ra-1）.（18）
式中：E0，μs分别为桩间土的变形模量与泊松比.对于任意的z，当r=b时，τs=0，则
1-βceβc（ba-1）=0.（19）
由式（18）可得在z=0处桩侧剪应力（摩阻力）：
τsa0=E0αc2a（1+μs）（1-βc）.（20）
假设桩顶处桩侧摩阻力达到了某极限值的某一水平R（R的取值根据工程具体情况确定，当地基土为软土时，其不排水抗剪强度较小，可认为桩顶处桩侧摩阻力达到最大值，即取R=1），即当z=0时，τsαo=Rτf，则
E0αc2a（1+μs）（1-βc）=Rτf.（21）
联立式（19）和式（21）即可求得αc和βc，代入式（16），令z=0，r=b即可求得桩顶表面处桩土差异沉降：
Δs=ws-wp=αcba-eβc（ba-1）.（22）
2桩土应力比的求解
将式（22）求得的桩土差异沉降Δs代入式（11）即可求得等沉面高度he，再代入式（15）即可求得土工格栅的张拉应力T.然后将求得等沉面高度he代入式（5）和式（8）即可求得土工格栅上表面处桩上平均应力σpo和土上平均应力σso.
考虑桩顶部分的格栅受力（如图4（b）所示），对桩顶部分的格栅进行受力分析，由竖向平衡条件可得：
Apσp=Apσpo+πdTsinθ.
即σp=σpo+4dTsinθ.（23）
同理可得：
σs=σso-4m（1-m）dTsinθ.（24）
式中：σp为土工格栅下桩顶面的平均竖向应力，kPa;σs为土工格栅桩间土顶面的平均竖向应力，kPa.然后将σpo，σso，T和sinθ代入式（23）和式（24）即可求得桩顶平均竖向应力σp和σs，进而可求得桩土应力比n=σp/σs.
n=σpσs=σpo+4dTsinθσso-4m（1-m）dTsinθ=
（1-m）4Tsinθ（d-2fheKa）+γhd2γdh（d-2fheKa-md）-4mdTsinθ（d-2fheKa）.（25）
由式（25）可知，高填方段桩土应力比与填土重度γ与高度h，填土的压缩模量Es，填土的内摩擦角φ，桩体直径d，相邻桩体轴心距Sd，置换率m，桩顶摩阻力发挥系数R，桩间土变形模量E0等参数有关.
3工程案例分析
3.1工程案例1
杭州市绕城高速公路（北线）桥头深厚软基处理工程试验段（K28+730～K28+870）[13]主要地层为粉质黏土（厚1.4～1.6m）、淤泥（厚5.0～7.0m）和粉质黏土（厚5.1～6.4m）.采用桩网复合地基加固路基，桩径为500mm，三角形布置，桩间距1.3m，桩顶设有砂垫层和土工格栅.根据室内外试验结果并参照文献[12]，取填土内摩擦角φ=30°，填土压缩模量Es=15MPa，填土重度γ=20kN/m3，桩间土变形模量Eo=2.7MPa，路堤高度h=5.18m，土工格栅的抗拉模量Eg=500kN/m，参照文献[14]，取桩顶摩阻力发挥系数R=1，桩侧极限摩阻力τf=20kPa，参照土体泊松比的取值范围取桩间土的泊松比μs=0.4.利用本文推导的新公式计算的桩土应力比与实测值进行对比，计算结果见表1.从表1可以看出，本文计算结果与实测值相比文献[6]更为接近.
3.2工程案例2
技术承载网 篇6
目前, 数据业务正在以惊人的速度迅猛增长, 随着国家宽带提速战略的大力发展, 固网数据业务向大容量、高速率迈进;而伴随着智能手机、手机应用的不断推新, 移动网数据业务增加率远远超过固网数据业务。移动网数据业务的增长带动了移动网向IP化发展, 移动网络架构向扁平化发展, 这就使得采用TDM的传统电信传输网络不能更好的适应IP化的数据业务, 从而带动了传输技术的进一步发展。
从无线网发展来看, 无线网由GSM架构演进到EPS (演进的分组系统) 架构的过程中, 取消了CS (电路域) , 引入了分组域 (PS) 的概念, 实现了无线网络IP化的目标。EPS架构主要由演进型Node B和接入网关构成。LTE的Node B除了具有原来的功能外, 还增加了RNC的大部分功能。由于Node B功能的增强使得无线网络趋于扁平化, 也促进了各网络之间的融合。
无线网络架构的变化导致了其他配套网络必须随之整合, 首当其冲的就是传统传输网和承载网之间的整合。随着多种业务的承载需求及建设维护的需要, 简化网络结构、减少网络层级、避免重复投资成为网络建设的主要目标, 因此更好的适应以IP业务为主的多种业务的传送需求成为传输网络演进的最大趋势。
传统的电信传送网络, 主要采用基于TDM技术组建的SDH传输网络, 在业务网采用电路交换的时代优点很多, 设备形态也非常成熟多样。但在业务网IP化的今天, 其对以太网业务的处理能力和效率低下、网络容量小、业务配置和调度不灵活等矛盾越来越突出, 已成为制约电信网络发展的瓶颈。这种情况下, 引入多协议标签交换 (MPLS) 技术, 采用包交换取代电路交换, 能够很好地弥补SDH网络的缺点, 更好地适应IP业务的传输。但如果完全引入复杂的MPLS技术, 不但会提高设备成本, 也不能对其他业务进行有效传输。因此必须对MPLS技术进行简化, 并跟现有传送网进行结合, 从而发展成为IP/MPLS技术。
2 IP/MPLS技术特点
多协议标签交换 (MPLS) 是一种在开放的通信网上利用标签引导数据高速、高效传输的新技术, 是一种可提供高性价比和多业务能力的交换技术。它为网络数据流量提供了目标、路由地址、转发和交换等能力, 具有管理各种不同形式通信流的机制。MPLS技术在原来IP路由的此基础进行改进, 保证了MPLS网络路由的灵活性。具有ATM一样的高效传输交换方式, 并且能够提供有效的QOS保证。它是一种与链路层无关的技术, 保证了多种网络的互连互通。支持大规模层次化的网络拓扑结构, 具有良好的扩展性。
在网络融合阶段, 传输网必须具有多业务承载、Qo S保证、可扩展性、可管理性等电信级特征。从目前的研究情况看, 可以从两个方面考虑建设综合承载网:
(1) 在现有IP技术的基础上, 增加电信级特性。IP层无法保证Qo S和提供快速的保护倒换。对其增加提供类似ATM的流量工程即MPLS技术, 增加OAM功能, 比如双向BFD, 提供快速保护倒换, 比如IP/MPLS FRR等, 使其作为电信级承载网。 (2) 改进传送层, 使其更适合分组传送。传送网络的最大的优点就是网络安全性高, 能够提供小于50ms的保护倒换。同时可支持多种业务传输, 具有强大的OAM能力。分组传送网是建立端到端的传送通道, 该通道可以通过网络管理系统或智能的控制面建立, 具有良好的操作维护性和保护恢复特性, 可作为综合的电信级承载网。
3 IP/MPLS在LTE承载中的应用
IP/MPLS承载网络是在业务网IP化, 尤其以3G、4G移动基站电路回传业务IP化的前提下应运而生的, 根据当前IP/MPLS承载网络的架构和通信技术的发展, 现有IP/MPLS网络针对不同移动业务的承载逐步向目标网络演进。
3.1 LTE对承载网络的需求
(1) LTE总体架构。LTE网络在无线传输技术、空中接口协议和系统结构等方面都发生了革命性的变化。对应的无线接入网和核心网被称为E-UTRAN和EPC, 并将整个网络系统命名为EPS (演进的分组系统) 。移动网络架构演进示意图1所示:
从GSM网络到EPS架构的演进过程可以看出, GSM网络架构中仅存在电路域 (CS) , 支持的业务类型主要是语音通话业务, 包括和PSTN固定网络的语音通话。当网络演进到GPRS/EDGE阶段时, 系统在CS的基础上引入了分组域 (PS) 的概念, 能够提供一些基础移动数据业务。当网络演进到3G/IMS阶段, 在网络架构中增加了IP多媒体子系统 (IMS) 体系, 系统在PS域核心承载网之间增加IMS域。此时, 语音业务不仅能够通过传统的CS域提供, 还能够通过IMS域来提供Vo IP语音, 两者也可以互相通话。网络演进到目前的EPS阶段, 相比3G IMS架构, 接入层网络架构进一步简化, 去掉了CS域, 增强了IMS域对整个网络的业务控制能力。
(2) 无线接入网架构图2所示。3G阶段基站与控制器为点到点连接, 手机移动管理由RNC完成, 而且由于基站覆盖半径较大, 基站间很少发生切换。LTE阶段由于基站密度增加, 基站间的切换频繁, LTE新增X2接口来提升切换体验, 同时核心网Pool (池组) 化, 基站归属关系灵活调配, 以实现资源的合理调配。为了达到简化信令流程和缩短时延的目的, E-TURAN舍弃了UTRAN的传统RNC/Node B两层结构, 完全由多个e Node B的一层结构组成。在E-UTRAN中, e Node B之间底层采用IP传输, 在逻辑上通过X2接口互相连接, 也就是常说的Mesh型网络。这样的网络结构设计, 可以有效地支持UE在整个网络内的移动性, 保证用户的无缝切换。每个e Node B通过S1接口, 与MME/S-GW相连接, 而S1接口, 也是采用了全部或部分Mesh型的连接形式, 即一个e Node B可以与多个MME/S-GW互连。E-UTRAN将Node B和RNC融合为一个网元e Node B, 因此, 系统中将不再存在Iub接口, 而X2接口类似于原系统中的Iur接口, S1接口类似于Iu接口, 但均有较大简化。
3.2 IP/MPLS网络承载方案
(1) 承载网络架构。LTE基站回传业务承载采用如图3如示的网络架构。
由目标网络架构可以看出, 核心汇聚层应采用IP/MPLS协议, 对于网络规模较小的城市, 网络核心汇聚层可以合一, 当核心汇聚层节点数量较多、网络规模较大时, 可细分为核心层和汇聚层。边缘接入层可采用IP/MPLS、MSTP-TP等多种协议, 为简化网络结构并节省投资, 在汇聚节点边缘设备和汇聚设备可以采用同一台设备。为满足LTE BBU间协同的需要, LTE BBU应集中放置在条件较好的接入网间或基站机房。在密集城区BBU集中数量的初期目标建议为10个或以上站点, 资源条件允许时可以适当增加BBU集中规模, 要求集中设置BBU所拉远的RRU在地理区域上尽量就近、连片覆盖。对于BBU集中放置点增加的接入设备, 应采用支持MPLS的分组接入设备, 并和边缘节点或汇聚节点单独组环, 以保证X2接口路径最短及S1接口经过最少跳数回传。
(2) 业务提供方式。根据不同的承载需求, IP/MPLS可以部署到核心层、汇聚层、接入层和边缘接入点等各个层面, 业务提供方式也不尽相同。当IP/MPLS覆盖核心汇聚层和边缘接入层, 可在汇聚节点实现MS-PW和HVPN的交换点功能, 也可在边缘节点实现MS-PW和HVPN的交换点功能。当在核心汇聚层部署IP/MPLS, 在边缘接入层部署MPLS-TP, 可在汇聚节点完成IP/MPLS与MPLS-TP的互通, 实现MPLS协议栈与MPLS-TP协议栈的转换。
对于LTE移动回传业务采用以太网业务模型或IP业务模型, 并优先采用L3VPN架构承载S1和X2接口, 其次采用L2VPN的方式提供。
4 结语
本文通过分析LTE技术的特点及对传输承载网络的需求, 结合IP/MPLS技术原理、技术特点, 并从网络应用的实际情况出发, 寻求LTE时代多种制式并存的移动通信网络传输解决方案。采用支持多业务承载的IP/MPLS技术的分组传送网络尚处于起步阶段, 从技术本身和设备形态来看还不成熟完善, 随着技术的发展和分组传送设备的升级, 实际网络建设模式也可能有所不同。
摘要：随着无线网络技术的发展和业务网IP化特别是无线网IP化进程的不断推进, 带来了移动数据业务的蓬勃发展, 无线网络架构也逐步向扁平化演进, 随着而来的是传输网络架构和业务提供方式的变化。本文在网络转型阶段通过对传输技术及组网的研究, 提出适合LTE的基于IP/MPLS技术的传送网架构及解决方案。
关键词：LTE承载,IP/MPLS,传送网
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, 2012-05.
技术承载网 篇7
IPRAN的定义是化的无线接入网, 它的本质是分组化的移动回传。 (1) IPRAN技术是以路由器为核心搭建的化的移动承载网 (2) , 技术和时代化信息化的当今社会要求相吻合, 如果能够改变原本低速率的宽带网络和花费较高的数据收费转而变成适合政府、企业与个人工作娱乐畅享移动无线网络的新型移动网络, 那么未来IPRAN技术在传送网的综合业务的服务能力和承载能力上的飞跃式进步将指日可待。
在世界经济全球化信息化的当代社会, 大到国际间商务洽谈和贸易货物流通, 小到私人的邮件信息和软件通讯交流, 每个人都在和移动互联网打交道。电信企业的蓬勃发展正是依靠广大的用户使用实现的。如何提供稳定安全, 可靠价廉且效率高的通讯服务是全球电信业的重要目标。多元化的通讯业务要求电信业不断发展完善自身业务, 十年业务融合, 为电信企业的发展提供更加广阔的空间。
目前国内的运营商和通信厂商都认识到业务融合对于自身企业在行业中立足所起到的举足轻重的作用。而且以地址来寻地址的静态配置寻址是旧的网络技术, 已经不能适应今后业务融合后动态寻址的要求。它是隔绝彼此联系的寻址没有满足业务融合后所要求的联通性条件。在三大运营上中, 中国移动首先创立了设备的互通测试, 发展了约万端设备。这种领头作用带动中国电信也在中国都多省市的端到端分组化承载技术实验试点。中国联通目前也在进行商用试点。
2 IPRAN技术在综合业务中的承载技术分析
2.1 主要运营商技术发展设计
中国移动针对自身的耗能多, 基站由于动态负载导致利用率低和信号容易被密集部署干扰等多项自身存在的技术问题进行了技术方案的设计。目的就是为了减少以上情况对信号和数据稳定性的干扰, 使网络负载动态网络时保持均衡, 减少多方面负面的干扰作用, 启用云架构提高频谱实现基带处理。
中国电信将技术重点放在了拓展网络的灵活性, 具备端到端业务配置等放案。分组传送方便灵活地实现资源的整合传送。综合各项成本, 充分利用现有网络资源实现资源利用的最大的处理。同时保持了网络设备的开放性, 有利于替代基于设备, 推动全业务的城际传送。
中国联通注多平面网络的覆盖面积和可靠性、互补性的建设。通过固移融合, 将本地综合业务的传送网络作为主体, 有步骤有计划地向周边扩展延伸。
2.2 综合业务技术设计
RAN的IP化对于网络发展意义十分重大, 它能够有效提升网络的性能、新业务支持能力和用户体验, 降低C A P E X (C ap i t al Expenditure) 和OPEX (Operating Expense) , 并且保证移动网的长期演进和发展。 (3) 综合业务承载网络应具备较为标准成熟的技术, 这种承载网络对于端到端的通讯和灵活便利及Qo S机制要求严格。IPRAN用于综合业务承载, 接入路由器根据用户类型为流量打上内外层标签, 首先疏通至汇聚路由器, 再由汇聚路由器根据标签为流量重新分配标签后, 引导至城域网或者业务承载网。 (4) 这样就保证了综合业务承载能力高, 可靠性大的优势。
3 IPRAN技术搭建综合业务承载网的研究
3.1 业务可靠性
简易方便的网络在进入综合物业承载网后面临着巨大的挑战。无论是技术人员水平不同带来的维修品质无法做到始终如一还是由于分组网络管理带来的运行成本和运行维护方面都带来一些麻烦。但是克服这些困难建成综合承载网后带来的利益也是极其丰厚的。由于综合性承载网络带来的可视化管理大幅度提升了业务办理的效率, 实现了网络管理, 故障分析, 服务保障和设备监控的一体化影响, 网管监控的安全性指标将实现质变。数据收集整理能力提高, 预警和故障处理手段的可视化自动化极大方便了维护人员操作, 提供了人员工作效率并减少客户在使用中不必要的麻烦。
3.2 Ipran综合承载能力分析
随着第四代通信网络逐步成为大多数通信运营商技术演进的选择, 数据业务的比重将达到, 网络架构相比于网络而言, 其将原控制平面的部分功能和用户数据流转传送的部分功能向基站转移, (5) 未来运营商发展的目标四用一个RAN通过一个IP将多种业务进行网络传送, 结束原先旧的一一对应式的不同业务必须配置不同网络的旧的网络传送模式。新建成的综合承载网具有强大的网络接入、二层交换和传输能力, 支持丰富的级服务, 可以灵活地提供多样的承载模式, 能提供宽带上网、三网合一、专用线路、等多种服务。 (5) 这种新的传送方式将减少运营商在运营过程中需要的相关设备其他设备消耗, 节省维护成本降低隐患的发声带来更高利润。
4 结语
本文通过我国目前三大电信运营商所采取的具体方案了解IPRAN的传送的多种要求, 构建起新时期传送网应具备的灵活、可靠、优质、稳定等认识。目前IPRAN技术在传送网应用中的承载网络技术已经有了多种解决方案和巨大进步, 它具备系列化的二、三层承载方案, 可以高质量承载等移动业务, 满足多种用户需求, 是新一代综合业务承载网络的先进技术。
摘要：移动通讯业务作为企业和个人沟通交流的最重要的形式之一, 主导着商业往来和信息交流。对于移动通讯和网络的强烈的需求已经预示着移动回传网的发展的升级和转型的必要性和急迫性。各大运营商能否提供优质、稳定、高效的宽带和网络服务决定他们在电商竞争中的营业额。本文通过三大通讯运营商的技术的可靠性对比和承载力设计比较研究IPRAN技术在传送网应用中的承载能力。
关键词：IPRAN技术,移动通信,网络技术
参考文献
[1]马智滨, 伍文聪.IPRAN网络相关问题及其发展趋势[J].通讯世界, 2014 (12) .
[2]韦芳.基于IPRAN技术搭建综合业务承载网的设计与实现[J].数字技术与应用, 2013 (09) .
[3]张坚平, 张届新, 方鸣.面向LTE的IPRAN技术路线与组网研究[J].电信科学, 2012 (07) .
[4]高凌翔, 李昀.IPRAN建设策略分析[J].广东通信技术, 2012 (06) .
技术承载网 篇8
关键词：IP RAN,Qo S,上海联通,综合业务承载网
随着通信技术的发展, 对于电信运营商来说, 数据业务已成为运营商的重要盈利增长点, 无论是在固网的互联网业务或者是3、4G移动网络中的数据业务, 都对于高带宽和稳定的网络提出了较高需求。从业务发展来看, 固网的数据业务从原先普通的上网浏览、邮件收发的业务发展到视频点播、高清电视、可视通信、大容量存储、云计算等百兆/千兆的大带宽需求, 移动通信网络也从2G网络的语音通信, 短消息应用发展成目前3、4G中多媒体、移动互联网等新型数据业务需求。从网络可靠性看, 这些新型业务对于网络稳定, 网络安全和QOS等提出了更高要求。而随着固移业务的不断融合, 固网和移网的节点的共址建设, 接入网的建设必然会朝着综合承载的目标演进。通过建立一张业务融合的综合业务承载网络, 通信运营商可以拥有在所有业务领域提供产品的能力, 利用现有客户基础以及综合业务领域产品之间的协同, 通过产品捆绑和业务融合来提升产品竞争力。因此规划设计一张可靠的、扩展性强、性能优异, 低成本, 简单实施的综合业务承载网显的尤为重要。
在新一代的业务综合承载接入网络中采用PTN技术还是IPRAN技术都对今后发展有重要影响。本文通过近几年上海联通规划部署的IPRAN承载网的研究与应用, 阐述通过使用IP技术, 支持三层交换技术的IPRAN网络如何支撑上海联通高速融合发展的固移网业务的发展需求。
IPRAN综合承载网解决方案基于IP/MPLS技术, 灵活提供多样的承载模式, 保证各种业务的接入和传送, 具备组播 (三网融合) 、ATM/TDM迁移、IPv6的承载能力, 能够支撑IPTV、L2/L3 VPN、TDM、ATM、Eth专线、LTE等综合业务。通过部署IPRAN综合承载网, 使得机房中原来需要为多种业务承载准备的多套网络设备, 减少为一台IP RAN综合承载网设备。既减少了机房空间的占用、相关的配电设施、管道和线缆资源的占用、机房的整体耗电等。同时, 网络设备的减少, 还减少了需要维护的设备数量, 降低维护成本, 真正实现不同业务的统一管理和运维。
为了在上海联通原有业务网上能平稳进行IPRAN承载网融合, 针对IPRAN综合业务承载网方案, 我们通过模拟数据测试, 验证现网上各类无线网业务、专线业务和宽带业务的承载, 关注全业务的需求满足度, 以及IPRAN解决方案的完整性和成熟度, 包括性能、稳定性、可靠性等。而在现网中的数据获取, 重点验证3、4G站点IP链路质量, 关注真实业务的承载性能及网络的稳定。通过验证, IPRAN综合业务承载网可靠性较高, 满足综合业务承载的要求, 试用效果良好。
IPRAN综合承载网采用路由器架构, 针对节点、链路、网络级多重保护, 实现业务调整系统无感知, 可以根据业务级别提供不同级别的保护, 因此在可靠性、可扩展性、可维护性和多业务承载方面表现出色。
我们通过搭建模拟测试环境, 使用仪表挂在测试拓扑的首尾两端, 关注业务综合承载能力及端到端的可靠性。测试的传送业务主要包括3G移动回传业务、2G移动回传业务、模拟LTE移动回传业务、大客户专线业务、固定宽带业务、IPTV业务、小区上网等业务。
1 业务可靠性测试
针对TDM仿真业务, Ethernet宽带和LTE4G三种类型业务, 通过中断测试网络中标注的节点, 来计算整个网络业务保护倒换时间, 最终结果如下表, 可以确认IPRAN承载网可以实现50MS内的业务切换保护。
2 IP RAN QOS测试
作为综合业务承载平台, IPRAN承载网以IP/MPLS技术为基础, 吸纳了传统传送网理念, 针对综合承载和RAN传送而设计的。其支持多种QOS保障机制, 可以灵活细微的区分识别业务流, 公平地进行业务保证调度。支持流调度、Diff Ser和Inter Serv机制, 实现了MPLS TE与Diffserv模型的结合。通过HQo S, MPLS VPN、VLL和PWE3五级调度的Qo S能力, 来确保QOS端到端的业务质量, 并能高效合理的配置利用网络资源。
因此QOS的测试对于客户业务分级, 满足不同业务对网络质量的需求具有重要意义。我们以2个模拟用户业务进行仿真测试。在设备侧配置流队列, 同时配置用户队列带宽为60M, 2个用户业务配置在一个用户组队列中, 总带宽为100M。
2.1 简便可靠的网络维护, 运营管理
在IP RAN综合业务接入承载网改造建设之前, 上海联通原有的维护运营模式为多个网络、多家厂商、多套网管。无论是从网络维护角度还是业务配置方面来说都极其复杂和麻烦。由于SDH传输网络和IP数据网络对于网络维护人员技术知识和能力要求不同, 使得人员无法复用。需要有数据、传输等不同专业技能的维护人员分别进行网管值守, 对网络告警, 性能指标等进行分析和判断处理。
对于今后大规模网络应用来说, IP RAN的可视化IP网管, 能使网络具备层次化的OAM检测手段、多样的故障检测和定位手段。同时提高了IP运维人员的简便性, 提升了上海联通的人员效率, 使维护人员可以更精细化和专业化的进行网络管理和维护, 提高了网络运维品质。
2.2 IPRAN灵活的网络架构和综合承载能力
由于原先为了承载不同业务类型而存在的多个接入承载网, 导致上海联通在机房空间占用, 管道光缆使用和配套设施建设上存在大量重复的资源浪费。同时多张网络共同运行对于网络结构优化和扩容也带来困难, 增加了复杂性。大量设备的投入和资源建设, 同时也提高了联通的CAPEX成本。
而新建成的IPRAN综合承载网具有强大的网络接入、二层交换和Eo MPLS传输能力, 支持丰富的IP级服务, 可以灵活地提供多样的承载模式, 能提供宽带上网、三网合一、IP专用线路、VPN等多种服务。保证各种业务的接入和传送, 同时可以根据实际需要对业务质量和可靠性进行灵活控制。
因此IPRAN接入承载网最终只用一个物理网络就将众多业务进行统一的传送, 从而使原先不同业务类型需要配置不同网络设备的情况, 转化为只需要一个IPRAN承载网络, 就可以在保证传输业务质量的同时, 减少网络设备的数量, 并进一步可以减少运营商的机房空间、相关配电设施、管线等资源的占用, 还节省设备耗电和维护成本, 降低多套设备引起的故障隐患, 真正实现不同业务的统一管理和运维, 帮助上海联通降低综合运营成本。
技术承载网 篇9
1 NGN和IMS对IP承载网Qo S方面的要求
1.1 承载网主要指标和IP电话质量定义
描述承载网性能指标的参数主要有带宽、时延、时延抖动、丢包率等, 其中带宽是一个基本要求, 必须满足规划的带宽要求。根据通信行业标准YD/T1071-2006《IP电话网关设备技术要求》, 网络质量可以分为以下三级, 如表1所示:
对于IP电话质量的评价采用MOS (Mean Opinion Score) 值评价, 评测方法在ITU-T P.800中定义。实际中可以采用PESQ (Perceptua Evaluation of Speech Quality) 客观测试方法, 在ITU-T P.862 (PESQ) 中定义。MOS值的定义如表2所示:
1.2 NGN和IMS对承载网Qo S指标的要求
1.2.1 NGN和IMS对承载网带宽的要求
足够的带宽对于NGN和IMS业务来说是一个基本要求。对于话音业务可以采用传统的PSTN话务模型计算, 最后带宽需求根据不同的压缩算法乘一个系数。PSTN上一个话路为64Kbps的带宽, 定义系数为1, 对应不同的编码技术的IP网络和以太网带宽系数如下, 如表3所示:
控制流和信令流的带宽按照G.711编码所需带宽的0.5%计算, 一个简单快速的算法是按照2.5%媒体流带宽预留。如果有静音检测和拟制能力, 话音流量按60%计算。
带宽不足对于NGN和IMS业务的影响要远大于传输不够对于PSTN的影响。相对于PSTN, 目前的NGN和IMS标准还没有引入因承载网资源不够而启动的“呼叫接纳控制”与“阻塞”的机制, 因此可能由于话路过载而使其他正在通话的话路质量受到影响。解决这个缺陷需要引入对承载网感知的技术和“呼叫接纳控制”机制。
1.2.2 NGN和IMS业务在不同承载网质量下的表现及对承载网Qo S指标的要求
如果需要支持基于G.711透传方式传真业务和Modem业务, 必须要求承载网的质量达到良好 (网络时延≤40ms, 时延抖动≤10ms, 丢包率接近≤0.1%) , 则话音、视频、二次拨号等业务质量主观评价可达到良以上, 其中G.711的话音业务质量可达到优。
如果不需要支持基于G.711透传方式传真和Modem业务, 承载网质量在较差的条件下 (网络时延≤100ms, 时延抖动≤20ms, 丢包率≤1%) , 话音、视频、二次拨号等业务质量主观评价也可达到或接近良, 基本满足运营需要。
在承载网质量为“恶劣”的条件下, 各种NGN和IMS业务就达不到运营的要求。
各种NGN和IMS业务对网络质量的要求如表4所示:
除了网络的Qo S指标外, 为了保证NGN和IMS业务运营的需要, 要求网络具备运营需要的稳定性, 在较长时间内保证网络的可用性。在网络稳定性的必要条件下的承载网质量最低要求不能低于以下指标 (注:在最低指标下透传方式的传真和Modem业务不可用) :
a) 带宽满足业务规划需要;
b) 网络时延要求≤40ms, 最差不能>100ms;
c) 时延抖动≤10ms, 最差不能>20ms;
d) 丢包率小≤0.1%, 最差不能>1%。
1.2.3 NGN和IMS网络Qo S的总体要求
根据表格4的结果, Modem和透传方式的传真对承载网质量最敏感, 因此在网络中应保持最高的优先级, 话音媒体流、T.38传真的承载网质量要求其次, 媒体控制流因具有重传机制可配置一个较低优先级, 视频因流量较大对网络冲击较大置于低优先级, 实际的优先级跟具体的网络能力有关, 要考虑到网络的具体可实施性, 但是一定要考虑不同业务对承载网优先级的要求。
如果一个网络支持三个优先级, 下表给出一个全网NGN和IMS业务Qo S配置的例子, 当然也有其他优先级的配置方式, 应根据运营商的具体网络选取一个相对较好的配置方案, 如表5所示:
2 目前可行的Qos保障技术
NGN和IMS承载网采用IP协议作为统一承载协议, 所以NGN和IMS承载网采用的Qo S技术就是IP Qo S技术。目前IP承载网主要提供尽力而为型业务, 既使发展到IPv6, 在IP Qo S上的改进也不大。随着NGN和IMS业务的引入, 话音、视频会议等实时业务对Qo S提出了严格要求。
目前, IP承载网实现Qo S的方法包含以下几种选择:
a.只支持Diff Serv或To S;
b.基于Best-Effort (尽力而为) 的流量工程;
c.基于Best-Effort (尽力而为) 的流量工程+Diff Serv或To S;
d.基于Diff Serv的流量工程。
为了保证高速与高可靠性的语音数据包的传送, 必须要有足够的带宽保证。正如前面章节所述, 目前保证Qo S的最好方法是对重要的流量采取比一般的尽力而为业务更高的传送优先权, 这样, 即便是在繁忙、拥塞的时候依然可以保证Vo IP的质量。在现在可用的技术中, 只有Diff Serv适合NGN和IMS软交换的要求。
2.1 IP承载网的Qo S保证技术
a.核心部分:主用采用区分服务与带宽规划的方式解决Qo S。
b.边缘接入部分:802.1P/1Q等技术保证软交换业务的优先级, 对于IAD设备自身要确保保证语音优先高于数据业务。
c.另外在接入、汇接层也可以考虑采用MSTP等区分数据业务与语音业务。
2.2 NGN和IMS软交换设备的Qo S保证技术
NGN和IMS软交换设备本身应具有Qo S控制机制, 如调整语音编解码、静压检测、回音消除、丢包补偿等技术。
2.3 服务等级划分
在网络的核心汇聚层, 建议采用Diff-Serv构架的服务质量保证方案。这种服务质量保证方案的基础思想是, 对网络流量进行有限的分类 (比如, 分成三类或五类) , 然后针对每种类别进行不同的对待处理。可把网络的业务流量分成四类, 如表6所示:
对于每种业务等级, 概述如下:
2.3.1 A级业务
这类业务要求有严格的时延和带宽保证, 比如NGN和IMS/基于组播的IP-TV等, 在网络设备上, 对于这类业务, 要严格优先调度;
2.3.2 B类业务
这类业务可以保证业务的带宽, 但不能保证业务的时延。在网络拥塞的情况下, 这类业务的时延难以得到保证。对于这类业务, 在开展的时候可以预先设定一定的带宽 (比如2M) , 当业务流维持在2M以内的时候, 带宽是可以得到保证的 (即不丢包) , 但如果这类业务的流量超过了预定的带宽 (2M) , 那么如果网络不拥塞, 超过的部分也正常传输, 如果网络拥塞, 那么这类业务就会被按照一定的概率进行丢弃;
2.3.3 C类业务
这类业务与B类基本上相同, 唯一不同的是, 这类业务的带宽丢弃概率要比B类业务高, 即如果网络发生拥塞, 对于网络设备会优先丢弃C类业务的报文;
2.3.4 D类业务
这类业务是普通的数据通信业务, 按照BestEffort方式进行传送, 既不保证时延, 也不保证带宽。
2.4 各业务等级实现方式
对网络的业务等级划分提出来之后, 下面的问题就是如何实现这类业务。一般来讲, QOS的保证机制包括下列几个方面:
2.4.1 分类
即如何区分业务属于那个服务等级, 这个动作一般在网络入口上完成, 分类的依据很广泛, 可以根据接入的端口、VLAN、MAC地址、报文长度、IP五元组 (源IP地址/目的IP地址/协议号/源端口号/目的端口号等) 等进行;
2.4.2 标记
分类之后, 就是如何标记每个服务等级的业务, 一般情况下, 采用协议报文的头部信息进行标记, 比如, 针对IP, 可以标记IP头的TOS或DSCP字段, 对于MPLS, 可以标记MPLS的EXP字段, 对于ATM, 可以使用不同的ATM业务类型, 比如CBR、ABR、VBR和UBR来对待每种业务, 对于LAN, 则可以标记以太网数据帧的PRI字段 (802.1p标准) ;
2.4.3 调度
在网络发生拥塞的时候, 采用什么样的策略来调度每种业务, 使得每种业务获取预先设定的服务质量参数, 一般情况下, 采用队列的方式进行调度, 目前来说, 可以采用的队列有PQ、CQ、WFQ、CBWFQ、LLQ等队列调度技术, 在实际部署的时候, 对于每种设备, 只要该设备能够支持Diff-Serv即可, 对每种设备采取的具体的队列调度技术不作要求 (即只要能够实现预先定义的服务质量参数即可) ;
2.4.4 丢弃
在网络拥塞, 设备的缓冲队列的长度大于设备能够承受的范围的时候, 就需要丢弃一部分报文, 这就是丢弃策略, 一般情况下, 丢弃策略包括尾丢弃、RED、WRED等丢弃算法, 每种设备的具体实现机制可能也不一样, 但一个统一的标准就是, 只要设备选择使用的丢弃策略符合Diff-Serv标准即可, 比如, 对于B类业务和C类业务, 在网络拥塞发生的时候, 要保证B类业务的丢弃概率要比C类业务低;
2.4.5 整形
对于设备的外出流量, 采用一定的算法, 来使输出的流量规范化 (满足一定的要求) , 比如, 对于突发的流量, 通过设备内部的缓存, 使之平滑化, 这样可以满足下游设备的要求;
2.4.6 流量监管 (CAR)
一般情况下, 限制每种业务的接入带宽, 比如, 对于一个个人用户, 可以限制该用户的接入带宽维持在1M以内, 对于超过1M的流量, 采取丢弃或降级的策略, 这样可以保证用户不会过多的占用网络带宽, 既可以保证网络整体的QOS, 也可以保证网络的安全。
参考文献
[1]信息产业部发布通信行业标准.YD/T 1264-2003 IP电话/传真业务总体技术要求 (第二阶段) , 2003
[2]信息产业部发布通信行业标准.YD/T 1071-2006IP电话网关设备技术要求, 2007
未来移动承载网IPRAN浅析 篇10
1 电信互联网网络的应用
我们都知道互联网在信息传递过程中的作用是非常巨大的, 因此也会出现很多的问题, 而如何解决这些问题就成为了我们现在必须要关注的重点研究对象, 我们要在互联网信息的传递过程中找到正确方法来减少信息的遗失。对于电信互联网信息的传递管理工作中, 我们要严格控制传递的安全性, 尽量减少信息丢失危险的发生。
首先要着重分析危险点存在。在电信互联网信息传递过程中, 会有很多内在与外在的影响因素而导致信息遗失危险点的存在。对于内在因素, 可能是由于我们的设备设置不够健全致使我们的信息在传递过程中丢失;也可能是由于操作人员的操作不当引起信息数据出现差错造成信息数据遗失等等都是内在影响因素。当然也会有外界因素的影响, 对于外在影响因素而言, 我们会发现外界的影响因素让人防不胜防, 特别是黑客的存在更是我们数据信息面对的第一大敌人, 在面对无处不在的黑客问题, 我们就需要作出相应的对策进行治理与保护, 这样才能够保证互联的天空永远是干净的。所以我们一定要认真的分析危险点的存在, 并且找出相应的预防与解决措施。
IPRAN技术的应用可以说在我们预防这类的危险时就发挥了至关重要的作用。通过IPRAN网络技术的应用, 我们可以有效使企业网络环境与IP网络的配合使用, 进而减少由于互联网的自身设备配置问题造成的信息数据丢失。所以IPRAN技术的运用可以说在一定程度上能够从内部与外界同时减少问题的发生。只有这样, 我们的企业互联网网络应用才能够真正的走上健康的运行道路。并且在我们的互联网网络安全的方面上, 也能够有效的减少黑客的入侵, 为我们的互联网健康发展做足保障。
2 注重培养操作人员的操作技能
在保障设备安全的同时, 也要注重操作人员的技术熟练程度。因为不管设备在怎样的优良, 都需要操作人员来执行互联网的工作。所以这时就需要我们的操作人员具有良好的规范的操作技能。尤其是对于IPRAN技术的发展, 我们在采用这种技术时, 就需要我们的使用者能够熟练操作。这样通过熟练的操作技巧来执行网络的信息数据处理, 就可以让我们对于互联网的应用发展得到切身利益。
另外, IPRAN技术操作水平提高了, 这也说明了我们对互联网网络的认识更深了, 只有我们能够认真的对待互联网, 以及对互联网危险点的监控处理, 那么电信行业发展也将会向着健康安全的方向快速进行。
综上所述, 在以后互联网工作上一定要注重安全隐患问题。特别是在信息传递的过程中, 面对诸多的危险点, 我们要实行逐个监控, 全面解决。并且一定要注重操作人员的技术要求, 加强技术培训, 为互联网的安全运用做好准备。使电信网络成为企业发展的基础, 使企业走向更加先进的空间。
3 对IPRAN分析
3.1 基站IPRAN需求分析
网络的演进是循序渐进的, 2G、3G乃至4G基站共站址情况会在一定的时间内同时存在, 所以基站IPRAN需要能够在BTS基站侧支持IP、IMA、E1, 在BSC/RNC侧支持IP、STM-1接口, 即需要考虑统一综合承载。首先, 3G运行初期因空口的限制, 对带宽的要求不是特别大, 不过一旦到了后期, 甚至到了LTE网络, 大量多媒体业务以及空口性能的提升, 对带宽的需求会更高。其次, 为了满足基站承载的高可靠、高质量要求, 在网络承载演进的过程中, 要支持业务层和网络层的电信级运营管理, 并考虑不同网络间的互通能力。
3.2 IPRAN解决方案符合行业发展趋势
展望未来, IPRAN解决方案更符合行业发展趋势, 可以很好的满足运营商对未来网络的需求。
首先, 未来的移动网络的频段会越来越高, 这样可以获得更大的带宽资源, 如TD-LTE的频谱是2.6GHz和2.3GHz。然而频段的增加意味着基站的覆盖能力会进一步的缩小, 为了保持良好的覆盖必须增加较多的基站, 基站节点数量会越来越大, 不利于设备的维护和调整。而IPRAN方案可采用动态路由, 对网络中节点的增减不太敏感, 基站的增减不需要人工配置路由连接, 对人工维护成本可以有较好的控制。同时, IPRAN还有即插即用的特性, 可以方便快速建网, 业务迅速覆盖。其次, 中国内地的人力成本日趋增长, 运营商会面对较大的OPEX压力, 从而越来越重视成本支出在公司运营中比重。
而在IPRAN承载网技术的应用过程中, 更加要注重的就是IPRAN承载网技术的特点, 并且合理的利用这些特点对互联网进行整合使用, 为企业网络信息的运用提供更广阔的空间。所以, 我们一定要做好IPRAN承载网技术在公司运营的工作, 通过这种先进的技术为公司企业的进一步发展壮大提供信息基础。
3.3 IPRAN承载网技术特点及浅析
IPRAN以传统的路由器架构为基础, 基于灵活的IP通信设计理念, 增强分组时钟传输能力、业务保护机制以及OAM机制, 业务转发推荐采用自动路由机制。IPRAN以路由器为基础的硬件结构, 其更好的支持多业务承载, 具备丰富的三层路由功能。未来的通信网络中会有较多的点对点的应用场景。相对于传统的网络, IPRAN更加关注简化运维, 化繁为简, 节省IPRAN方案的OPEX支出。
通过对IPRAN承载网技术特点的分析, 我们可以得出这种网络技术在我们的企业发展中能够加快公司企业发展的步伐。是我们的进一步发展信息化企业所必须的一种互联网网络技术。
4 结束语
在进行综合分后, 我们得出这样一个结论, 那就是, 我们可以利用IPRAN实现现代网络建设工作。再配合技术人员的对IP网络的熟练运用, 就可以加快我们电信企业等众多企业合理利用互联网, 使企业的业绩逐渐增长。所以, 我们一定要认真研究分析好IPRAN网络技术。
摘要：在最近一些年里, 我们不难发现电信的发展越来越多, 并且我们都在这样的一个网络环境中学习生活, 所以我们就需要正确的对待一些电信网络的技术问题。认真分析电信未来移动承网的工作信息, 为我们国家电信的发展进行系统的策划。使电信为成为我们提高生活质量的阶梯。特别是电信中IPRAN技术的应用。
关键词：IPRAN,IP,应用,网络安全,操作人员,特点,分析
参考文献
[1]胡浩泳.IPRAN是未来移动承载网重要演进方向.
[2]张届新, 马钰璐, 徐文华等.基站IPRAN关键技术问题探析[N].中国电信股份有限公司上海研究院, 2009.
[3]方鸣.IP城域网承载IP-RAN基站回传的现网研究[N].中国通信学会信息通信网络技术委员会2011年年会论文集 (下册) , 2011.