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摘 要：运营商承载网采用双星型结构组网，下联边缘路由器双平面接入，可保证主备链路的容灾性。但在链路误码闪断场景下，网络层未达到收敛标准将导致路由无法切换，并造成链路传送数据出现丢包或中断的情况，下联网元与核心网通信受到严重影响。为避免该场景对业务造成影响，提出一种基于BFD协议的承载网业务毫秒级保护方案。该方案通过监测链路质量，自动改变链路开销，从而实现路由协议的毫秒级感知，完成链路的快速切换，避免影响业务。
关键词：承载网；链路误码；路由协议；快速切换
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2025.06.013
运营商承载网保护方案简介
目前，国内的区域级通信运营商承载网主要通过BGP MPLS VPN方式承载5G网络云、传统核心网、各类资源池（私有云、移动云）、物联网、大客户业务、各专业网管系统、视频会议等中国移动最核心业务，网络划分不同的VPN来实现各业务系统的隔离。但由于5G时代高带宽、大连接、低延迟的特点，网络承载能力面临新的挑战，对于通信运营商来说，更多的高敏感业务对网络承载设备性能提出了更高的要求。
承载网采用三层结构组网，接入层使用边缘路由器（Customer Edge，CE）完成业务数据的接入；汇聚层接入路由器（Access Router，AR）完成数据的汇聚，以减轻核心层设备的负荷；核心层使用核心路由器（Core Router，CR）实现骨干网络之间的优化传输，实现跨区域网络通信1所示。在图1中，承载网CR、AR构成双星型结构，下联网络边缘路由器，采用“口”字形双平面接入AR设备，一对CE之间采用内部网关协议（InternalGateway Protocol，IGP）互联。CE与下联业务之间一般采用静态路由方式或虚拟路由冗余协议（VirtualRouter Redundancy Protocol，VRRP）对接，为实现链路故障的快速感知，可部署双向转发检测机制（BidirectionalForwarding Detection，BFD），并通过与三层路由协议联动，完成路由的快速收敛，确保业务的永续性。CE与上连接入路由器AR之间通过开放最短路径优先（OpenShortest Path First，OSP）路由协议互联，一对AR以及AR与上联CR之间部署内部网关协议，如中间系统到中间系统（Intermediate System to Intermediate System，ISIS）路由协议，外部网关协议采用BGP-4（BorderGateway Protocol-4）路由协议。
现网结构可保证主备链路的容灾性。但在链路误码及传输闪断场景下，汇聚层、核心层路由设备端口无法自动进入down状态，此时如仍根据动态路由协议的自有收敛特性（如OSPF协议依靠Hello包，ISIS协议依靠Hello报文），只能在秒级甚至十秒级内完成路由收敛，无法满足语音等毫秒级业务保护要求。即在该特殊场景下，当物理链路传送数据出现严重丢包或中断时，由于路由协议未达到收敛标准，会造成下联业务中断，下联网元与省中心核心网通信将受到严重影响（见图2）。
在图2中，当AR至CE链路发生传输链路质量劣化（线路老化、光路抖动等），导致CRC/symbol、B1/B2/B3误码增加，或链路故障及传输告警导致IP承载网设备端口频繁down/up时，业务传送路径无法自动发生切换，需在排查传输故障后手动进行业务路径切换，或等待本地光缆修复后才能恢复业务，光缆修复时长不低于120min。
针对这种情况，本文提出了一种基于BFD协议实现承载网业务毫秒级保护的方案。该方案通过监测链路质量，自动改变链路开销，从而实现路由协议的毫秒级感知，完成链路的快速切换，避免影响业务。
