IP承載網(wǎng)絡(luò )規劃設計探討

毋庸置疑，現代通信網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展，是由業(yè)務(wù)需求和市場(chǎng)需求來(lái)決定的，而不是技術(shù)的發(fā)展。我們回頭看看互聯(lián)網(wǎng)（IP網(wǎng)絡(luò )）的發(fā)展歷程，這其中市場(chǎng)推動(dòng)的痕跡非常明顯：這一種六七十年代就已經(jīng)誕生的IP網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，在九十年代后期才得以迅猛發(fā)展，無(wú)非是上世紀后期，文件共享、電子郵件、網(wǎng)絡(luò )計算和網(wǎng)頁(yè)瀏覽等多種業(yè)務(wù)需求的共同作用。

同樣，3G系統對IP承載網(wǎng)絡(luò )的要求，也是由其業(yè)務(wù)需求來(lái)決定的。根據統計，在中國，移動(dòng)數據通信的業(yè)務(wù)收入在整個(gè)移動(dòng)通信行業(yè)里所占的比重在15％左右，從這個(gè)比例看，顯然，目前真正創(chuàng )收的仍是話(huà)音業(yè)務(wù)。即使在經(jīng)濟發(fā)達的歐洲，在已經(jīng)開(kāi)通3G業(yè)務(wù)的國家里，話(huà)音業(yè)務(wù)所占比重仍然高達85％。

因此可以相信，未來(lái)5年的3G業(yè)務(wù)應該是這樣一種格局：以話(huà)音業(yè)務(wù)為主導，數據業(yè)務(wù)迅速發(fā)展。不管是3G的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，還是IP承載網(wǎng)絡(luò )的設計，都必須考慮這個(gè)因素。

針對這個(gè)特點(diǎn)，我們有必要來(lái)分析一下話(huà)音業(yè)務(wù)和數據業(yè)務(wù)的流量模型：

話(huà)音流量模型區別于一般互聯(lián)網(wǎng)數據業(yè)務(wù)的流量模型，話(huà)音流基本上是對稱(chēng)的，上下行差別很小，而每個(gè)Internet業(yè)務(wù)流上行和下行的流量是不同的。另外，其對服務(wù)質(zhì)量的要求也不盡相同，不管是話(huà)音還是視頻，這些實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)對數據包的時(shí)延和抖動(dòng)非常敏感，對QOS的要求非?？量?；而互聯(lián)網(wǎng)HTTP、FTP、電子郵件等業(yè)務(wù)沒(méi)有特殊的要求，只要數據包在超時(shí)之前到達就可以。

從安全可靠性的角度考慮，兩者的要求也不同。由于話(huà)音通信已經(jīng)成為人們生活工作不可或缺的工具，即使電話(huà)流量承載在IP網(wǎng)絡(luò )上，也要同樣保障其原有的可靠性；而互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁(yè)瀏覽、網(wǎng)絡(luò )游戲等業(yè)務(wù)，遠沒(méi)有達到必不可少的高度。

這些業(yè)務(wù)特點(diǎn)，決定了3G的IP承載網(wǎng)特殊性：一方面要保證傳統話(huà)音業(yè)務(wù)的可靠安全，畢竟這是業(yè)務(wù)創(chuàng )收的主要來(lái)源；另一方面，還要提供多業(yè)務(wù)（如視頻、圖像、數據等）的通信載體，這才是未來(lái)發(fā)展的方向！兩者都不可偏廢。

網(wǎng)絡(luò )隔離

基于3G業(yè)務(wù)的不同需求，在業(yè)界基本上達成這樣的原則：3G的IP承載網(wǎng)與傳統互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )隔離開(kāi)來(lái)，不管是邏輯上還是物理上的隔離。



圖1 網(wǎng)絡(luò )隔離示意圖

目前中國的運營(yíng)商都已經(jīng)擁有一個(gè)或更多IP網(wǎng)絡(luò )：比如中國電信的163、中國網(wǎng)通的169以及移動(dòng)的CMNET等。其中規模最大的一般都是開(kāi)展互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的IP網(wǎng)絡(luò )。在這種情況下，建設3G承載網(wǎng)都會(huì )碰到這個(gè)疑問(wèn)：改造現有網(wǎng)絡(luò )還是新建一張專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )？

其實(shí)，在業(yè)界從來(lái)不缺乏這種類(lèi)似的爭論，爭論的核心無(wú)非是投資成本和管理成本的問(wèn)題。但是，我們看看最后的結果，中國移動(dòng)在CMNET外另建了一個(gè)IP專(zhuān)網(wǎng)，而中國電信已經(jīng)完成了新CN2的部署。因此，實(shí)踐證明，最節儉有效的方案是另外建設一個(gè)物理專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )。

改造現網(wǎng)，無(wú)非是在目前的基礎上升級設備能力和擴大線(xiàn)路容量，然后采用相應的VPN技術(shù)邏輯上隔離3G業(yè)務(wù)。從投資費用上考慮，原有舊設備和線(xiàn)路的升級，舊網(wǎng)絡(luò )的割接，其成本并不低；而且，如果改造后的3G業(yè)務(wù)與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)共享一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò )，還會(huì )有很大問(wèn)題：由于互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的爆發(fā)式增長(cháng)，其對帶寬的需求很難預測，很可能在短期內造成網(wǎng)絡(luò )擁塞，一再擴容，最后還是需要新建一個(gè)網(wǎng)絡(luò )，造成更大的浪費。而3G業(yè)務(wù)目前以話(huà)音為主，其流量模型與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)大相徑庭，不太適合共享一種鏈路帶寬。從長(cháng)期考慮，新建網(wǎng)絡(luò )將更加節約投資。

第二，在現網(wǎng)基礎上開(kāi)通3G承載網(wǎng)，還會(huì )帶來(lái)管理成本的劇增。由于VPN技術(shù)的引入，顯然帶來(lái)了網(wǎng)絡(luò )的復雜性。網(wǎng)絡(luò )管理和業(yè)務(wù)開(kāi)通難度增加，需要采用各種復雜的路由策略、VPN、QOS等技術(shù)來(lái)隔離和協(xié)調3G業(yè)務(wù)和其它業(yè)務(wù)，使得3G的MSC、信令網(wǎng)關(guān)和媒體網(wǎng)關(guān)等設備能和現網(wǎng)眾多的Internet服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)和終端在同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò )上安全工作。

第三，物理隔離開(kāi)互聯(lián)網(wǎng)，可以避免互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)安全問(wèn)題。由于隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)規模和用戶(hù)的日益增加，Internet已經(jīng)演變成了一個(gè)非常開(kāi)放的、自由的，也非常復雜的通信方式。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò )里缺少合理的管制，到處充滿(mǎn)了沖突，病毒與反病毒、保密與攔截、共享與版權保護等。一旦存在網(wǎng)絡(luò )攻擊，網(wǎng)絡(luò )陷入癱瘓，即使是邏輯隔離開(kāi)來(lái)的3G承載網(wǎng)也無(wú)法幸免，畢竟它們共同運行在一個(gè)物理設備上。而且，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到如今，安全始終是一個(gè)重要并存在著(zhù)的問(wèn)題。

隨著(zhù)IP網(wǎng)絡(luò )設備的成本降低，未來(lái)的3G承載網(wǎng)應該，也完全可以建設在一個(gè)新的IP網(wǎng)絡(luò )上，目前不適合與互聯(lián)網(wǎng)共存于同一網(wǎng)絡(luò )里。

其實(shí)，在具體的業(yè)務(wù)承載策略里，3G業(yè)務(wù)會(huì )同時(shí)運營(yíng)在其IP專(zhuān)用承載網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)上：3G系統的信令VPN、CS域業(yè)務(wù)（話(huà)音）和PS域里的流媒體等實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)均可承載在IP專(zhuān)用承載網(wǎng)上；而網(wǎng)頁(yè)瀏覽、文件共享和網(wǎng)絡(luò )游戲等業(yè)務(wù)可以通過(guò)Gi接口引入互聯(lián)網(wǎng)。這樣，即可以滿(mǎn)足前面提到的3G業(yè)務(wù)需求，又可以充分利用多個(gè)物理網(wǎng)絡(luò )，提高了運營(yíng)商的投資效益。

網(wǎng)絡(luò )框架及站址路由器

根據目前網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的扁平化趨勢，未來(lái)的IP承載網(wǎng)應該盡量減少網(wǎng)絡(luò )層次。針對中國的實(shí)際情況以及3G節點(diǎn)部署的特點(diǎn)，一般來(lái)說(shuō)有兩種做法：一、國家網(wǎng)扁平化到地市；二、省網(wǎng)扁平化到地市所有節點(diǎn)。這兩種結構對于準備大規模發(fā)展3G業(yè)務(wù)的運營(yíng)商來(lái)說(shuō)，總體上都是符合簡(jiǎn)單高效原則的。

方案一（圖2）：國家網(wǎng)扁平化到地市，不再設立省網(wǎng)，國家骨干網(wǎng)直接接入地市城域網(wǎng)；地市的城域網(wǎng)由3G站址路由器（Site Router）組成，接入3G業(yè)務(wù)。

請參考下圖：



圖2 網(wǎng)絡(luò )框架一

這種將國家骨干網(wǎng)的邊緣推進(jìn)到城域網(wǎng)邊界的作法，其主要優(yōu)點(diǎn)是方便集中管理、利于跨省業(yè)務(wù)的開(kāi)通。需要提出的是，這種網(wǎng)絡(luò )結構對于維護體系有一個(gè)較高要求，需要全網(wǎng)有一個(gè)集中維護的技術(shù)團隊，對于一個(gè)擁有幾百個(gè)節點(diǎn)，開(kāi)展VPN等多業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò )來(lái)講，需要較為龐大的維護、策略?xún)?yōu)化的團隊。因此，這不僅僅是個(gè)技術(shù)問(wèn)題，還是個(gè)網(wǎng)絡(luò )管理體制的問(wèn)題，需要運營(yíng)商仔細斟酌。

而方案二（圖3）：則對省網(wǎng)進(jìn)行扁平化，部署到每個(gè)地市的3G節點(diǎn)（Site），省網(wǎng)最主要的設備是3G站址路由器（Site Router）；而國家骨干網(wǎng)保持簡(jiǎn)單明了的網(wǎng)絡(luò )結構，只涉及每個(gè)省的一兩個(gè)出口。

這種網(wǎng)絡(luò )也同樣能達到網(wǎng)絡(luò )扁平的目的，由省級部門(mén)來(lái)管理整個(gè)IP承載網(wǎng)，方便省內業(yè)務(wù)的開(kāi)通；對目前中國的運營(yíng)商來(lái)說(shuō)，也不涉及大規模的管理體制變動(dòng)。因此，這也不失為一個(gè)好的選擇。



圖3 網(wǎng)絡(luò )框架二