浅谈甘肃广电IP微波网组网方法

余 宁

甘肃省广播电视局微波传输中心 甘肃省 兰州市 730000

引 言

分组交换技术在IP 微波网中的广泛使用，使得传统的模拟微波网络无法很好的与互联网快速对接得以改善。传统模拟微波使用电路交换技术，电路噪声积累多、抗干扰能力差、电路通信效率低、信道使用率低，不适合于现在大规模介入的通信需求。在数字通信时代，分组交换方式凸显，给通信方式带来飞跃式发展，完全改变了传统通信方式，甘肃省微波网络升级中交换机和IP微波设备的应用，使得省微波线路实现全网IP 化，可快速部署实现与其它IP 网络的互联互通。

1 交换机堆叠

堆叠是指将物理上独立的两台或者两台以上的交换机通过堆叠卡或者业务端口进行连接，在逻辑上模拟成一台交换机，以此增加交换机端口数量。当两台交换机同时启动后，通过相互竞争或者人为配置，其中优先级高的一台交换机成为主交换机（Master），它负责管理整个堆叠，且堆叠交换机中只有一台是主堆叠交换机。备交换机（Standby）是主交换机的备份交换机。堆叠系统中只有一台备交换机。当主交换机故障时，备交换机会接替原主交换机的所有业务。另外一台为从交换机（Slave），用于业务转发，堆叠系统中可以有多台从交换机。从交换机数量越多，堆叠系统的转发带宽越大。

除主交换机和备交换机外，堆叠中其他所有的成员交换机都是从交换机。当备交换机不可用时，从交换机承担备交换机的角色。

2 OSPF协议

OSPF （Open Shortest Path First）即开放式最短路径优先，是一种基于链路状态内部网关协议，在一个自治域系统中，可根据动态数据链路库，计算出自治域系统中的最短路径，根据最短路径对数据进行转发。OSPF 把自治系统AS（Autonomous System）划分成逻辑意义上的一个或多个区域；OSPF通过链路状态通告LSA （Link State Advertisement）的形式发布路由；OSPF 依靠在OSPF 区域内各设备间交互OSPF 报文来达到路由信息的统一；OSPF 报文封装在IP 报文内，可以采用单播或组播的形式发送。没有跳数限制，适用的网络规模更大。每台路由器都能够掌握全网拓扑，通过最短路径优先算法SPF（Shortest Path First） 计 算 路由，不会产生路由环路。收敛速度快，因为路由更新是及时的，并且能够快速传递到整个网络。OSPF 可以采用组播形式收发报文，这样可以减少对未运行OSPF 的路由器的影响。OSPF 支持对等价路由进行负载分担。

3 交换机在IP微波网中的应用

图1 为甘肃省微波改造中心站点路由图例，兰州交换机S1和S2 通过四个业务千兆口建立堆叠，配置堆叠优先级交换机S1 大于S2，因此交换机S1 为Master，交换机S2 为Slave，交换机S1 和交换机S2 根据现网传输业务，建立端口保护组。甘肃省微波现网传输业务主要有甘肃省自办电视节目，甘肃省自办广播节目，中央无线覆盖数字电视和CDR 广播，所以交换机S1 的网口1、2、3、4 和S2的网口1、2、3、4 对应建立保护组，4 个保护组分别用来传输上述四路组播流信号。主备信源分别送入Master 和Slave，交换机S1 和S2 分别接入IP 微波两个波道，起到双路备份作用。当交换机S1 出现故障，或者单个网口出现故障，信号下发都不会出现丢失，确保信源数据安全下发。

由于甘肃省地形狭长，所以IP 微波传输网拓扑结构是以兰州为中心的星型组网结构，分为东南西北四条链路，各条网络链路分别以微波2+0 保护配置， 交换机组网为典型的“口”字形组网配置。如图2 所示，交换机S1、S3、S5 通过内部网关协议OSPF 组成两跳微波的主平面，交换机S2、S4、S6通过内部网关协议组成交换机备平面，交换机S1 和S2，交换机S3 和S4，交换机S5 和S6 之间通过eth-trunk 实现两个千兆端口汇聚形成级联，并且级联线之间通过内部网关协议OSPF 组成主备切换路由。

如图2 所示，在各台交换机互联VLANIF 端口上配置IP 地址并配置对应接口所属VLAN，实现网段内互通，在各交换机上配置OSPF 基本功能，OSPF 具有适应范围广、收敛快、无自环、区域划分、等价路由、组播发送等特点，网络正常运行时，数据经路由b 和e 到S5，并向下继续从主平面下发数据，当S3 交换机故障，b、d、e 路由中断，数据经路由a、f、g 到交换机S5，因为全网备平面交换机S2、S4、S6 等之间的直连路由cost 开销值设置为5000，根据OSPF协议，数据通常会选择最短路径即开销值最小的路由下发。

图1 中心机房微波结构

图2 微波组网结构

4 QoS技术的应用

虽然IP 微波技术有了快速发展，但是微波信号空口传输在面对复杂气候条件时依然会出现严重的信号衰落，与此同时又要保证传输业务的可靠性，因此在出现空间信号深度衰落时，我们要优先考虑重要业务的可靠传输。QoS 技术的应用很好的改善了这个问题。

甘肃省微波网将中央电视节目、省自办电视节目、省自办广播节目、CDR 广播四个分组业务通过QoS 技术调度到不同优先级的队列中。各个优先级队列中的业务通过队列调度算法传送到微波端口。当调制模式切换时，如果空口容量不足导致某些优先级队列拥塞，这些优先级队列的部分或全部业务就被丢弃了。如图3 所示，甘肃省IP 微波电路中，将省自办广播节目设置为最高优先级，省自办电视节目设置为次优先级，中央无线覆盖电视和CDR设置为低优先级，当微波链路空口信号在遇到极端天气发生严重衰落时，微波会降低调制模式，减小带宽，提升信号纠错能力，丢失低优先级业务，优先保证省自办节目安全可靠传输，保证了广播电视服务质量要求。

图3 微波层次化QoS 模型

结束语

传统微波IP 升级后，结合微波自适应调制解调等技术，加之交换机等计算机通信网络设备的融合组网，可以在抗微波信号深度衰落的同时，优先保证最优列队业务通过，从而使业务不会中断，为安全生产工作提供保障。微波调制技术持续改善，使得微波传输容量也有成倍的提升，在传输广播电视业务之外，微波网络可以用来传输应急广播、移动直播，定点数据监测等其它丰富的行业业务，为微波业务向多样化、丰富化发展奠定了良好的基础。