学文网【摘要】文章从BSC设备架构的IP化趋势出发，通过对Abis接口IP化后的层二组网和层三组网的分析对比，提出层二层三混合组网是目前较为经济和可靠的方案，并对该方案进行实验室环境验证测试，证明了其可行性。
【关键词】BSC Abis接口 MSTP IP城域网
1 BSC网络接口
1.1 网络结构
在CDMA系统中，BSC主要实现以下功能：基站的控制和管理，呼叫连接的建立和拆除，提供稳定可靠的无线连接，功率控制，无线资源管理。BSC在CDMA2000 1X网络中的组网结构如***1所示。
BSC在CDMA2000 EV-DO网络中的组网方式如***2所示。
1.2 网络接口
BSC支持A1/A2/A1p/A2p/A3/A7/A10/A11/A12/A13/A16/A17/A18/Abis接口（其中Abis接口为非标准接口），可以方便灵活地和任何满足规范的MSC、MSCe、BSC、PDSN、AN AAA网络实体对接。
在CDMA2000 1X网络中，BSC相关的接口如***3所示。
***3 CDMA2000 1X网络接口
在CDMA2000 EV-DO网络中，BSC相关的接口如***4所示。EV-DO网络新增了A12、A13/A16、A17/A18接口，其余接口与CDMA2000 1X对应的接口一致。
***4CDMA2000 EV-DO网络接口
限于篇幅，各接口的功能就不在此一一罗列。
2 Abis接口IP组网的必要性
2.1 All-IP化趋势
移动通信网络业务正在由原来单一的语音业务逐步地向语音、数据和视频等多媒体业务发展，未来利用IP将电信业务网、因特网和广播业务网进行三网融合也是大势所趋，再加上其存在建网和组网复杂、高投资的CAPEX、高运营的OPEX和难以部署新业务等诸多缺点，传统网络已经越来越不能适应移动网络的发展。因此，基于All-IP的系统设备和解决方案越来越引起世界各国运营商和设备制造商的密切关注。
2.2 BSC设备IP化的优势
（1）处理能力
目前业界All-IP架构平台BSC设备的数据业务吞吐量可以达到5Gbps～6Gbps，支持最大达5.5万Erl的语音业务容量，同一BSC设备同时支持1X和EV-DO业务。
（2）资源共享能力
采用All-IP架构平台的BSC内部具备强大的资源共享能力：
全BSC的声码器、PCF、业务处理单板资源共享；
1X和EV-DO可共享Abis接口带宽，实现1X和EV-DO之间完全的负荷分担，简化网络，节省传输投资；
BSC可与核心网硬件平台共享，未来演进平滑，最大程度节省投资。
（3）All-IP组网优势
BSC的对外接口均基于IP，不需对接口作特殊转换即可支持All-IP组网；
网络传输：BSC内部是IP交换，所有的内部处理均基于IP，无需内部格式转换即可支持All-IP网络传输，传输效率高；
QoS：BSC设备完全实现基于IP的QoS；
Ap接口：采用Ap接口（基于3GPP2 IOS5.0协议），可大幅度降低运营商的网络建设成本和运营成本，可以节省BSC和MGW之间80％的传输带宽以及30％～50％的声码器，可以提供更高的话音质量，支持以太网传输，降低传输费用，向IMS/MMD域的All-IP网络演进更加平滑。
Abis接口：单基站使用1个FE端口可满足远期的传输需求，不需频繁扩容传输端口。
在3G网络建设中，Abis接口是占用传输资源最多的BSC接口，Abis接口采用IP组网具有重要的经济效益和现实意义。
3 层二层三组网对比
Abis IP接口可以采用基于以太网的MSTP、PTN、IP城域网和EPON等传输方式，实现灵活组网，而且能够充分利用相对便宜的IP传输网络，适用于各种差异化的场景。
结合国内运营商目前的传输网络现状及传输技术发展现状，Abis IP接口的层二组网主要是采用MSTP网络来承载，层三组网主要是采用IP城域网来承载。下面就这2种承载方式进行分析和对比。
3.1 MSTP承载方式
MSTP（Multi-Service Transport Platform）是基于SDH的多业务传输平台，从各厂商已商用的MSTP看，除了具有SDH功能外，还具有Ethernet功能和ATM功能。伴随着电信网络的发展，MSTP的技术也在不断进步，主要体现在对以太网业务的处理上，共经历了支持以太网透传的第一代MSTP、支持二层交换的第二代MSTP和当前支持以太网业务QoS的第三代MSTP三步。
第三代MSTP能利用MSTP的内嵌RPR功能构建3G接入层传输网络，既实现了对原有网络TDM业务的兼容，又保证了3G网络的平滑演进；既保证了UTRAN层业务传送的QoS，又达到了低成本建网的目的；适合于基站业务容量较大情况下的组网应用，能够很好适应3G业务发展需要。
3.2 IP城域网承载方式
IP承载网是IP业务的承载平台，所有IP业务都将在承载网内接入开展。IP城域网可以采用多种技术进行建设，例如以太网、MPLS交换机等。其中，采用MPLS技术组建的IP城域网能够有效地解决网络的扩展性、实施流量工程，同时支持多种要求特定QoS保障的IP业务。BSC和BTS支持DSCP，通过为不同类型的业务提供不同的处理优先级，能够保证业务QoS。
3.3 对比
Abis IP接口采用MSTP承载和IP城域网承载的优劣势对比如表3：
值得注意的是，BSC的IP Abis接口单板容量较大，如华为公司的GOUBc单板，可以处理1200M的DO数据流量分析，单板下挂基站较多。因此，Abis接口的IP接口板需按1:1配置来实现保护，避免由于单板故障导致大面积的基站中断服务。由于业界对于MSTP网络FE/GE端口的保护机制没有统一的标准，这成为目前MSTP承载Abis接口最大的短板；相反，层三组网有成熟的标准保护协议支持，可以轻松实现BSC的Abis接口板及端口保护，提升网络的安全性。
3.4 小结
结合MSTP组网（层二）和IP城域网组网（层三）的优劣势，为了低成本构建可靠的3G接入层传输网络，建议在BSC和原MSTP汇聚层设备之间增加层三路由设备，实现层二层三混合组网。以华为公司的传输和无线产品为例，组网如***5所示：
下面以华为公司的传输和无线产品为例，对该组网方式进行探讨。
4 层二层三混合组网验证
4.1 组网设计
华为BSC的FG1Ba单板1:1保护，出FE电口；路由器之间VRRP＋BFD保护；OSN3500侧接口板为ETF8。
***6 Abis接口层二层三混合组网试验原理***
M1000和OSN之间走STM-1链路，OSN使用BPS（主备模式，备端口物理状态down）和两台路由器对接VRRP1（VRRP1连在主接口上，由OSN的BPS的主备决定VRRP1的主备），BSC也使用BPS和路由器对接VRRP2。路由器中间跑BFD，VRPP1、VRRP2都跟踪BFD对话，从而在需要倒换时进行快速倒换。
VRRP将局域网的一组路由器构成一个备份组，相当于一台虚拟路由器。局域网内的主机仅仅知道这个虚拟路由器的IP地址，并不知道备份组内具体某台设备的IP地址，它们将自己的缺省路由下一跳地址设置为该虚拟路由器的IP地址。于是，网络内的主机就通过这个虚拟路由器与其它网络进行通信。
VRRP将该虚拟路由器动态关联到承担传输业务的物理路由器上，当该物理路由器出现故障时，选择备份中的其他路由器来接替业务传输工作。整个过程对用户完全透明，实现了内部网络和外部网络不间断通信。***7为虚拟路由器示意***。
路由器A和B共同形成一个备份组，相当于一台虚拟路由器，该虚拟路由器和备份组内的各路由器拥有相同网段的IP地址。
VRRP的工作方式包括两种：主备备份、负载分担。VRRP根据备份组的数量、各备份组中路由器的优先级关系来确定采用哪种工作方式，实际在和CDMA设备对接时，采用主备备份的方式。主备备份方式需要建立一个备份组，该备份组包括一个主路由器和若干备份路由器，不同路由器在该备份组中拥有不同优先级，优先级最高的作为主路由器。正常情况下，业务全部由主路由器承担，主路由器出现故障时，备份路由器接替主路由器工作。
正常情况下，路由器A是主路由器，承担通讯任务；路由器B是备份组内的备份路由器，处于就绪监听状态。如果路由器A发生故障，路由器B将成为新的主路由器向网络内的主机提供路由服务。
但是VRRP的心跳包交互周期比较久，在秒级，当链路出现故障时，秒级的检测速度有些慢，尤其对实时业务。为此路由器引入了BFD检测以加快检测速度，从而加快VRRP主备倒换的速度。
4.2 测试结果
在实验室环境对上述组网进行测试，在各种测试用例模拟故障点时，倒换都能正常进行，业务不掉话，倒换时间在3s内，基本上不影响用户体验。
5 结论
综上，在BSC和原MSTP汇聚层设备之间增加层三路由设备，实现层二层三混合组网，是可行的组网方式，具备良好的经济性和可靠性，经测试验证，可在现网推广应用。
转载请注明出处学文网 » BSC Abis接口的IP组网探讨