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【摘要】电信业务的IP化对于承载网络提出了高的要求，为满足业务端到端的服务质量，保障网络故障时的业务基本无损，需要高可靠的网络。本文介绍了可靠性保证的主要技术，并针对城域网的电信业务提出网络可靠性的部署方案。
【关键词】IP承载网络
1概述
随着电信业务的发展，电信网络向IP融合是必然趋势，各种业务将在统一的IP/MPLS网络上承载。而对于NGN/3G、IPTV流媒体、大客户专线和VPN互联等重要的电信级业务，对IP承载网的QoS、可靠性、安全性等提出了很高的要求。如NGN/3G的实时语音和信令要求端到端时延小于150ms，抖动小于20ms，丢包率小于0.1%，这就需要IP骨干网和城域网能够为电信业务提供端到端严格的服务质量保证，并且在网络异常情况下也能实现业务基本无损，因此要求网络具有高可靠性。
传统的IP网络基于互联网设计，当网络节点或者链路故障时，主要采用动态路由协议进行收敛，一般会导致业务中断几秒到分钟量级，这种指标远远达不到电信级的要求，无法满足实时话音、视频业务的服务质量需求。
传统电信网络的经验和IP网络的技术积累，除提供电信级高可靠性的网络设备外，还可提供业界领先的高可靠性技术和方案，包括路由快速收敛、故障快速检测、快速重路由和备份等能力，从而实现电信业务的高可靠承载。
2可靠性关键技术
随着NGN、VPN、IPTV等电信业务向城域网发展延伸，IP城域网的可靠性越来越重要。电信级业务对于IP网络可靠性的要求主要包括几个方面：1）网络设备可靠性：设备可靠性达到99.999%以上；2）链路可靠性：具有快速的链路故障检测能力和链路保护能力，链路保护时间小于50ms，保证链路故障过程中用户业务基本无影响；3）网络可靠性：全网避免链路、设备的单点故障，具备路由备份能力和快速路由收敛，能够快速处理故障，整个网络的可靠性大于99.9%。通过采用不同级别的可靠性技术，提高整个网络的故障恢复时间，从而从整体上提高业务服务质量。
设备可靠性：建议选择可靠性高的网络设备，包括设备模块化设计、冗余性设计，例如关键部件冗于备份、热拔插、无源背板等技术，支持不间断转发NSF/平稳重启技术GR，保证控制系统主备切换不中断转发业务。
链路可靠性：通过BFD、OAM等技术，为链路提供故障的快速检测，建议优选POS链路；通过链路备份和捆绑技术，实现链路的快速保护。
网络可靠性：提高网络冗余度，实现网络节点备份；建议采用快速路由收敛，提高故障恢复时间；对于关键链路或者节点（故障概率大，影响范围大），通过TE FRR/LDP FRR/IP FRR，采用备份机制提高网络可靠性；接入网可选择RPR/MSTP等环网技术，实现故障快速切换；对于MPLS VPN的PE备份，采用VPN FRR，降低端到端故障恢复时间；对于VRRP，采用VRRP增强，大大减小主备节点切换时间。
3电信级业务高可靠性保证方案
（1）NGN软交换信令和语音业务
传统PSTN的网络智能化，主要通过软交换改造来实现，由于IP端到端的寻址能力使核心交换网具备扁平组网能力，网络拓扑大大简化，同时IP技术的统计复用功能，可大大提高线路利用率，降低传输带宽，因此软交换和TG/AG网关之间采用IP承载是网络发展的趋势。随着PSTN端局化改造，以及AG接入的发展，NGN软交换需要IP城域网提供语音和信令业务的支撑。
NGN软交换对于IP城域网的可靠性要求主要是能够快速处理故障，具有快速的链路保护能力，以及为NGN业务系统提供可靠接入，在网络任意节点或链路出现故障时能够保证用户业务基本不受影响，从而实现端到端业务的QoS要求。
NGN软交换承载网的可靠性主要采用如下方案：
全网部署IGP/LDP/BGP快速收敛，BFD实现链路故障快速检测，城域网重要节点和链路部署IP/LDP FRR；
业务系统双归属接入业务路由器，部署VPN FRR实现PE的备份
对于NGN业务系统的接入，通过VRRP增强实现可靠性接入；通过BFD和IP FRR技术用来保护TG/AG和业务接入路由器之间的链路故障
通过在城域网中部署可靠性技术，可以保证重要链路和节点故障恢复时间小于50ms，PE的故障切换和收敛时间在200ms左右，连接软交换和TG的主备节点的切换时间小于200ms，完全可以满足信令和语音的承载要求。
（2）大客户专线和VPN互联业务
随着IP网络的发展以及技术的进步，大客户IP专线接入和大客户VPN互联是运营商后续重要的业务，其高带宽、灵活的配置和价格，必将取代传统的数据专线。而通过一根线进行综合接入数据、语音、视频是大客户接入的趋势，因此对于IP承载网，除了需要在骨干网上保证 QoS和可靠性外，还需要为大客户提供高可靠的接入。
大客户业务承载网的可靠性主要采用如下方案：
网络采用双归属双上行连接，全网部署IGP/LDP/BGP快速收敛，BFD实现链路故障快速检测，城域网重要节点和链路部署IP/LDP FRR；
重要大客户直接双归接入到业务路由器，对于VPN的PE通过部署VPN FRR实现PE节点的快速备份；
大客户接入可采用RPR/MSTP接入或在以太网接入时采用RRPP，通过以太环网实现接入网的高可靠性。
通过在城域网中部署可靠性技术，可以保证重要链路和节点故障恢复时间小于50ms，连接大客户的PE的故障切换和收敛时间在200ms左右，大客户接入网的故障切换时间小于200ms，完全可以满足大客户综合接入的要求。
4结束语
在多业务IP承载网络中，可靠性对于电信级业务而言是非常重要的。一般来说，网络设备可靠性高于链路可靠性，本地链路可靠性高于长途链路可靠性；并且不同层次的故障对电信级业务的影响程度不同，长途链路、核心节点影响范围大。因此在设计IP网络的可靠性时，需要根据网络实际情况区别考虑，选择不同的可靠性技术和方案。华为公司在长期的实践中，提供业务领先的可靠性解决方案，满足电信业务对IP网络高可靠性的要求。
【关键词】IP承载网络
1概述
随着电信业务的发展，电信网络向IP融合是必然趋势，各种业务将在统一的IP/MPLS网络上承载。而对于NGN/3G、IPTV流媒体、大客户专线和VPN互联等重要的电信级业务，对IP承载网的QoS、可靠性、安全性等提出了很高的要求。如NGN/3G的实时语音和信令要求端到端时延小于150ms，抖动小于20ms，丢包率小于0.1%，这就需要IP骨干网和城域网能够为电信业务提供端到端严格的服务质量保证，并且在网络异常情况下也能实现业务基本无损，因此要求网络具有高可靠性。
传统的IP网络基于互联网设计，当网络节点或者链路故障时，主要采用动态路由协议进行收敛，一般会导致业务中断几秒到分钟量级，这种指标远远达不到电信级的要求，无法满足实时话音、视频业务的服务质量需求。
传统电信网络的经验和IP网络的技术积累，除提供电信级高可靠性的网络设备外，还可提供业界领先的高可靠性技术和方案，包括路由快速收敛、故障快速检测、快速重路由和备份等能力，从而实现电信业务的高可靠承载。
2可靠性关键技术
随着NGN、VPN、IPTV等电信业务向城域网发展延伸，IP城域网的可靠性越来越重要。电信级业务对于IP网络可靠性的要求主要包括几个方面：1）网络设备可靠性：设备可靠性达到99.999%以上；2）链路可靠性：具有快速的链路故障检测能力和链路保护能力，链路保护时间小于50ms，保证链路故障过程中用户业务基本无影响；3）网络可靠性：全网避免链路、设备的单点故障，具备路由备份能力和快速路由收敛，能够快速处理故障，整个网络的可靠性大于99.9%。通过采用不同级别的可靠性技术，提高整个网络的故障恢复时间，从而从整体上提高业务服务质量。
设备可靠性：建议选择可靠性高的网络设备，包括设备模块化设计、冗余性设计，例如关键部件冗于备份、热拔插、无源背板等技术，支持不间断转发NSF/平稳重启技术GR，保证控制系统主备切换不中断转发业务。
链路可靠性：通过BFD、OAM等技术，为链路提供故障的快速检测，建议优选POS链路；通过链路备份和捆绑技术，实现链路的快速保护。
网络可靠性：提高网络冗余度，实现网络节点备份；建议采用快速路由收敛，提高故障恢复时间；对于关键链路或者节点（故障概率大，影响范围大），通过TE FRR/LDP FRR/IP FRR，采用备份机制提高网络可靠性；接入网可选择RPR/MSTP等环网技术，实现故障快速切换；对于MPLS VPN的PE备份，采用VPN FRR，降低端到端故障恢复时间；对于VRRP，采用VRRP增强，大大减小主备节点切换时间。
3电信级业务高可靠性保证方案
（1）NGN软交换信令和语音业务
传统PSTN的网络智能化，主要通过软交换改造来实现，由于IP端到端的寻址能力使核心交换网具备扁平组网能力，网络拓扑大大简化，同时IP技术的统计复用功能，可大大提高线路利用率，降低传输带宽，因此软交换和TG/AG网关之间采用IP承载是网络发展的趋势。随着PSTN端局化改造，以及AG接入的发展，NGN软交换需要IP城域网提供语音和信令业务的支撑。
NGN软交换对于IP城域网的可靠性要求主要是能够快速处理故障，具有快速的链路保护能力，以及为NGN业务系统提供可靠接入，在网络任意节点或链路出现故障时能够保证用户业务基本不受影响，从而实现端到端业务的QoS要求。
NGN软交换承载网的可靠性主要采用如下方案：
全网部署IGP/LDP/BGP快速收敛，BFD实现链路故障快速检测，城域网重要节点和链路部署IP/LDP FRR；
业务系统双归属接入业务路由器，部署VPN FRR实现PE的备份
对于NGN业务系统的接入，通过VRRP增强实现可靠性接入；通过BFD和IP FRR技术用来保护TG/AG和业务接入路由器之间的链路故障
通过在城域网中部署可靠性技术，可以保证重要链路和节点故障恢复时间小于50ms，PE的故障切换和收敛时间在200ms左右，连接软交换和TG的主备节点的切换时间小于200ms，完全可以满足信令和语音的承载要求。
（2）大客户专线和VPN互联业务
随着IP网络的发展以及技术的进步，大客户IP专线接入和大客户VPN互联是运营商后续重要的业务，其高带宽、灵活的配置和价格，必将取代传统的数据专线。而通过一根线进行综合接入数据、语音、视频是大客户接入的趋势，因此对于IP承载网，除了需要在骨干网上保证 QoS和可靠性外，还需要为大客户提供高可靠的接入。
大客户业务承载网的可靠性主要采用如下方案：
网络采用双归属双上行连接，全网部署IGP/LDP/BGP快速收敛，BFD实现链路故障快速检测，城域网重要节点和链路部署IP/LDP FRR；
重要大客户直接双归接入到业务路由器，对于VPN的PE通过部署VPN FRR实现PE节点的快速备份；
大客户接入可采用RPR/MSTP接入或在以太网接入时采用RRPP，通过以太环网实现接入网的高可靠性。
通过在城域网中部署可靠性技术，可以保证重要链路和节点故障恢复时间小于50ms，连接大客户的PE的故障切换和收敛时间在200ms左右，大客户接入网的故障切换时间小于200ms，完全可以满足大客户综合接入的要求。
4结束语
在多业务IP承载网络中，可靠性对于电信级业务而言是非常重要的。一般来说，网络设备可靠性高于链路可靠性，本地链路可靠性高于长途链路可靠性；并且不同层次的故障对电信级业务的影响程度不同，长途链路、核心节点影响范围大。因此在设计IP网络的可靠性时，需要根据网络实际情况区别考虑，选择不同的可靠性技术和方案。华为公司在长期的实践中，提供业务领先的可靠性解决方案，满足电信业务对IP网络高可靠性的要求。