IP承載網絡規(guī)劃設計探討

毋庸置疑，現代通信網絡的發(fā)展，是由業(yè)務需求和市場需求來決定的，而不是技術的發(fā)展。我們回頭看看互聯網（IP網絡）的發(fā)展歷程，這其中市場推動的痕跡非常明顯：這一種六七十年代就已經誕生的IP網絡技術，在九十年代后期才得以迅猛發(fā)展，無非是上世紀后期，文件共享、電子郵件、網絡計算和網頁瀏覽等多種業(yè)務需求的共同作用。

同樣，3G系統(tǒng)對IP承載網絡的要求，也是由其業(yè)務需求來決定的。根據統(tǒng)計，在中國，移動數據通信的業(yè)務收入在整個移動通信行業(yè)里所占的比重在15％左右，從這個比例看，顯然，目前真正創(chuàng)收的仍是話音業(yè)務。即使在經濟發(fā)達的歐洲，在已經開通3G業(yè)務的國家里，話音業(yè)務所占比重仍然高達85％。

因此可以相信，未來5年的3G業(yè)務應該是這樣一種格局：以話音業(yè)務為主導，數據業(yè)務迅速發(fā)展。不管是3G的無線網絡，還是IP承載網絡的設計，都必須考慮這個因素。

針對這個特點，我們有必要來分析一下話音業(yè)務和數據業(yè)務的流量模型：

話音流量模型區(qū)別于一般互聯網數據業(yè)務的流量模型，話音流基本上是對稱的，上下行差別很小，而每個Internet業(yè)務流上行和下行的流量是不同的。另外，其對服務質量的要求也不盡相同，不管是話音還是視頻，這些實時性業(yè)務對數據包的時延和抖動非常敏感，對QOS的要求非?？量?；而互聯網HTTP、FTP、電子郵件等業(yè)務沒有特殊的要求，只要數據包在超時之前到達就可以。

從安全可靠性的角度考慮，兩者的要求也不同。由于話音通信已經成為人們生活工作不可或缺的工具，即使電話流量承載在IP網絡上，也要同樣保障其原有的可靠性；而互聯網網頁瀏覽、網絡游戲等業(yè)務，遠沒有達到必不可少的高度。

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

網絡隔離

基于3G業(yè)務的不同需求，在業(yè)界基本上達成這樣的原則：3G的IP承載網與傳統(tǒng)互聯網絡隔離開來，不管是邏輯上還是物理上的隔離。



圖1 網絡隔離示意圖

目前中國的運營商都已經擁有一個或更多IP網絡：比如中國電信的163、中國網通的169以及移動的CMNET等。其中規(guī)模最大的一般都是開展互聯網業(yè)務的IP網絡。在這種情況下，建設3G承載網都會碰到這個疑問：改造現有網絡還是新建一張專用網絡？

其實，在業(yè)界從來不缺乏這種類似的爭論，爭論的核心無非是投資成本和管理成本的問題。但是，我們看看最后的結果，中國移動在CMNET外另建了一個IP專網，而中國電信已經完成了新CN2的部署。因此，實踐證明，最節(jié)儉有效的方案是另外建設一個物理專用網絡。

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

第二，在現網基礎上開通3G承載網，還會帶來管理成本的劇增。由于VPN技術的引入，顯然帶來了網絡的復雜性。網絡管理和業(yè)務開通難度增加，需要采用各種復雜的路由策略、VPN、QOS等技術來隔離和協(xié)調3G業(yè)務和其它業(yè)務，使得3G的MSC、信令網關和媒體網關等設備能和現網眾多的Internet服務器、網關和終端在同一個物理網絡上安全工作。

第三，物理隔離開互聯網，可以避免互聯網帶來安全問題。由于隨著互聯網規(guī)模和用戶的日益增加，Internet已經演變成了一個非常開放的、自由的，也非常復雜的通信方式。在這個網絡里缺少合理的管制，到處充滿了沖突，病毒與反病毒、保密與攔截、共享與版權保護等。一旦存在網絡攻擊，網絡陷入癱瘓，即使是邏輯隔離開來的3G承載網也無法幸免，畢竟它們共同運行在一個物理設備上。而且，互聯網發(fā)展到如今，安全始終是一個重要并存在著的問題。

隨著IP網絡設備的成本降低，未來的3G承載網應該，也完全可以建設在一個新的IP網絡上，目前不適合與互聯網共存于同一網絡里。

其實，在具體的業(yè)務承載策略里，3G業(yè)務會同時運營在其IP專用承載網和互聯網上：3G系統(tǒng)的信令VPN、CS域業(yè)務（話音）和PS域里的流媒體等實時性業(yè)務均可承載在IP專用承載網上；而網頁瀏覽、文件共享和網絡游戲等業(yè)務可以通過Gi接口引入互聯網。這樣，即可以滿足前面提到的3G業(yè)務需求，又可以充分利用多個物理網絡，提高了運營商的投資效益。

網絡框架及站址路由器

根據目前網絡發(fā)展的扁平化趨勢，未來的IP承載網應該盡量減少網絡層次。針對中國的實際情況以及3G節(jié)點部署的特點，一般來說有兩種做法：一、國家網扁平化到地市；二、省網扁平化到地市所有節(jié)點。這兩種結構對于準備大規(guī)模發(fā)展3G業(yè)務的運營商來說，總體上都是符合簡單高效原則的。

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

請參考下圖：



圖2 網絡框架一

這種將國家骨干網的邊緣推進到城域網邊界的作法，其主要優(yōu)點是方便集中管理、利于跨省業(yè)務的開通。需要提出的是，這種網絡結構對于維護體系有一個較高要求，需要全網有一個集中維護的技術團隊，對于一個擁有幾百個節(jié)點，開展VPN等多業(yè)務的網絡來講，需要較為龐大的維護、策略優(yōu)化的團隊。因此，這不僅僅是個技術問題，還是個網絡管理體制的問題，需要運營商仔細斟酌。

而方案二（圖3）：則對省網進行扁平化，部署到每個地市的3G節(jié)點（Site），省網最主要的設備是3G站址路由器（Site Router）；而國家骨干網保持簡單明了的網絡結構，只涉及每個省的一兩個出口。

這種網絡也同樣能達到網絡扁平的目的，由省級部門來管理整個IP承載網，方便省內業(yè)務的開通；對目前中國的運營商來說，也不涉及大規(guī)模的管理體制變動。因此，這也不失為一個好的選擇。



圖3 網絡框架二