IPRAN技術(shù)理論與應(yīng)用 主要內(nèi)容 一 IPRAN技術(shù)概述二 IPRAN組網(wǎng)原則三 設(shè)備介紹四 IPRAN與PTN比較與發(fā)展趨勢 一 IPRAN概述 1 產(chǎn)生背景及需求分析2 定義3 技術(shù)特點(diǎn)4 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 基于IP的下一代通信 正在以前所未有的速度改變著全世界的通信架構(gòu)和商業(yè)格局 近年來電信運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的最大趨勢是網(wǎng)絡(luò)的IP化 All Over IP或者IP Over All 我們已經(jīng)逐漸邁過下一代通信的門檻 所有的新技術(shù)都與IP技術(shù)密不可分 IMS代表的下一代交換技術(shù) LTE代表的4G 以及物聯(lián)網(wǎng)等等都是以IP技術(shù)為基礎(chǔ) 一 IPRAN概述 產(chǎn)生背景 3G IP化改造前 3G基站語音與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)均通過1 18個(gè)2M IP化改造后 基站語音與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過1 2個(gè)FE接入BSC 4G 在LTE階段 單基站 單載扇的無線數(shù)據(jù)峰值速率預(yù)計(jì)達(dá)到3G基站的10倍以上 同時(shí) 除了傳統(tǒng)的縱向 3G階段的BSC到BTS LTE階段的MME S GW P GW 通信需求以外 還需滿足eNodeB和EPC之間 S1 MME和S1 U接口 以及eNodeB之間 X2接口 的通信需求 論述IPRAN的必要性必要性 一 IPRAN概述 產(chǎn)生背景 一 IPRAN概述 產(chǎn)生背景 核心網(wǎng)取消了CS 電路域 全I(xiàn)P的EPC支持3GPP 非3GPP各類技術(shù)統(tǒng)一接入 實(shí)現(xiàn)固網(wǎng)和移動融合 FMC 靈活支持VoIP及基于IMS多媒體業(yè)務(wù) 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)扁平化 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)全I(xiàn)P化 引入了兩個(gè)接口 X2是相鄰eNB間的分布式接口 主要用于用戶移動性管理 S1Flex是從eNB到EPC的動態(tài)接口 主要用于提高網(wǎng)絡(luò)冗余性以及實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡 取消了之前定義的RNC eNB EvolvedNodeB 直接接入EPC 從而降低用戶可感知的時(shí)延 大幅提升用戶的移動通信體驗(yàn) 一 IPRAN概述 產(chǎn)生背景 根據(jù)3GPP相關(guān)LTE標(biāo)準(zhǔn) E UTRAN對承載網(wǎng)的需求如下 一 IPRAN概述 產(chǎn)生背景 3G 4G基站回傳帶寬需求增長迅猛 傳統(tǒng)SDH模式TDM管道承載難以支撐 4G網(wǎng)絡(luò)X2接口以及MMEpool化新增的多點(diǎn)對多點(diǎn)的流量 使用傳統(tǒng)剛性管道模式不能滿足 4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整頻繁 SDH調(diào)整困難 用戶影響較大 分組化承載調(diào)整方便 網(wǎng)絡(luò)側(cè)不需調(diào)整 一 IPRAN概述 分組化承載必要性 IPRAN RadioAcessNetwork 簡單的說是指IP化的移動回傳網(wǎng) 國外更普遍叫法為IPMobleBackhual 早在2000年 NOKIA公司提出IP用于移動回傳的概念 由于當(dāng)時(shí)3G標(biāo)準(zhǔn)還未成熟 移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)還未普及 SDH大行其道的環(huán)境下 沒有得到普及和發(fā)展 這種概念的提出是很有前瞻性 積極意義 隨著傳送網(wǎng)發(fā)展 業(yè)界提出了幾種取代傳統(tǒng)MSTP的承載方式來實(shí)現(xiàn)IP RAN 其中包括國內(nèi)提出的PTN 分組傳送網(wǎng) 方式和以思科等路由器廠家為主提出的 IPRAN 方式 思科提出的IP MPLS方式則直接使用IPRAN這個(gè)命名 這是具有排他性的 由于思科在數(shù)據(jù)通信行業(yè)的強(qiáng)勢地位 它的這種命名方法自然而然地引起了業(yè)界術(shù)語的混淆 以至于目前普遍將IP MPLS IPRAN承載方式稱為IPRAN 二 IPRAN概述 產(chǎn)生起源 IPRAN中的IP指的是互聯(lián)協(xié)議 RAN指的是RadioAccessNetwork IPRAN 狹義 是指以IP MPLS協(xié)議及關(guān)鍵技術(shù)為基礎(chǔ) 滿足基站回傳承載需求的一種二層三層技術(shù)結(jié)合的解決方案 由于其基于標(biāo)準(zhǔn) 開放的IP MPLS協(xié)議族 也可以用于政企客戶VPN 互聯(lián)網(wǎng)專線等多種基于IP化的業(yè)務(wù)承載 IPRAN是以路由器為核心搭建的移動承載網(wǎng) 二 IPRAN概述 定義 1 支持流量統(tǒng)計(jì)復(fù)用 承載效率較高 能滿足大帶寬業(yè)務(wù)的承載需求 2 能提供端到端的QoS策略服務(wù) 保障關(guān)鍵業(yè)務(wù) 自營業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量 并可提供面向政企客戶的差異化服務(wù) 3 能滿足點(diǎn)到點(diǎn) 點(diǎn)到多點(diǎn)及多點(diǎn)到多點(diǎn)的靈活組網(wǎng)互訪需求 具備良好的擴(kuò)展性 4 能提供時(shí)鐘同步 包括時(shí)間同步和頻率同步 滿足3G和LTE基站的時(shí)鐘同步需求 5 能提供基于MPLS和以太網(wǎng)的OAM 提升了故障定位的精確度和故障恢復(fù)能力 二 IPRAN概述 技術(shù)特點(diǎn) IPRAN分為核心層 匯聚層與接入層三層 核心層直接與BSC MME或IP骨干網(wǎng)相連 一般采用大容量路由器構(gòu)建 具備高密度端口和大流量匯聚能力 暫命名為RANER 匯聚層由B類設(shè)備 IPRAN匯聚路由器 組成 用于接入?yún)R聚A類設(shè)備 接入層由連接基站的A類設(shè)備 IPRAN接入路由器 組成 二 IPRAN概述 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 二 IPRAN概述 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 二 IPRAN組網(wǎng)原則 1 節(jié)點(diǎn)設(shè)置2 A設(shè)備與B設(shè)備組網(wǎng)3 B設(shè)備與B設(shè)備組網(wǎng)4 B設(shè)備 RANER的組網(wǎng)5 RANER與BSC的對接6 RANER與LTEEPC對接7 基站回傳邏輯組網(wǎng)方案 1 節(jié)點(diǎn)設(shè)置 二 IPRAN組網(wǎng)原則 節(jié)點(diǎn)設(shè)置 對于宏基站 A類設(shè)備與基站一一對應(yīng) 即一臺A類設(shè)備接入一個(gè)宏基站 一個(gè)宏基站的1X DO 動環(huán)監(jiān)控 及后續(xù)的LTE業(yè)務(wù)均接入同一臺A類設(shè)備 對于室內(nèi)分布系統(tǒng) 當(dāng)同一站址有多套室分系統(tǒng)信源 BBU時(shí) 可接入一套A類設(shè)備 B類設(shè)備一般在核心或一般機(jī)樓成對設(shè)置 在光纖條件具備的區(qū)域 一對B類設(shè)備可以部署在不同的機(jī)房 在選擇同一機(jī)房布放時(shí) 建議優(yōu)選具備不同出局光纜路由的機(jī)房 核心路由器 RANER 一般與BSC同機(jī)房設(shè)置 1 組網(wǎng)描述 二 IPRAN組網(wǎng)原則 A B設(shè)備組網(wǎng) 一對B類設(shè)備建議接入20 50臺A類設(shè)備 若干臺A類設(shè)備與一對B類設(shè)備組成多個(gè)接入環(huán) 實(shí)現(xiàn)雙路由保護(hù) 同時(shí)節(jié)省光纖 每對B類設(shè)備一般覆蓋3 10個(gè)接入環(huán) 3G階段 每個(gè)接入環(huán)上基站一般不超過8個(gè)LTE階段 繁忙區(qū)域單個(gè)接入環(huán)上基站數(shù)量不超過6個(gè)非繁忙區(qū)域單個(gè)接入環(huán)上基站不超過8個(gè) 含環(huán)所帶鏈狀接入基站 鏈?zhǔn)浇尤霑r(shí) 級聯(lián)層數(shù)原則上不超過2級 2 帶寬設(shè)置 二 IPRAN組網(wǎng)原則 A B設(shè)備組網(wǎng) A類設(shè)備與B類設(shè)備間的帶寬按以下原則考慮 A類設(shè)備雙歸接入一對B類設(shè)備時(shí) 估算LTE基站流量為200M A類設(shè)備可采用GE鏈路接入B類設(shè)備 A類設(shè)備組環(huán)接入一對B類設(shè)備時(shí) 估算繁忙區(qū)域一個(gè)環(huán)覆蓋6個(gè)基站 考慮復(fù)用情況 建設(shè)初期采用單GE環(huán)組網(wǎng) LTE階段根據(jù)流量情況 可擴(kuò)容至2GE環(huán) 鏈?zhǔn)浇M網(wǎng)時(shí) A類設(shè)備采用GE鏈路上聯(lián) 1 組網(wǎng)描述 二 IPRAN組網(wǎng)原則 B B設(shè)備組網(wǎng) B類設(shè)備間鏈路主要在故障時(shí)提供備用路徑 1 正常情況下 B類設(shè)備間無流量 B與ER間發(fā)生故障時(shí) B類設(shè)備承載的基站流量經(jīng)另一臺B類設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā) 加故障倒換流量圖2 B類設(shè)備間帶寬預(yù)留為B類設(shè)備上聯(lián)至ER間帶寬的50 建議初期互聯(lián)采用10GE接口 1 組網(wǎng)描述 二 IPRAN組網(wǎng)原則 B設(shè)備與ER組網(wǎng) 新建一對或多對RANER匯聚來自B類設(shè)備的流量并接入BSC 原則上RANER與BSC同局址部署 建設(shè)初期ER端口配置按1 6收斂比考慮 RANER與B類設(shè)備對接每一對B類設(shè)備口字型接入一對RANER 一對B類設(shè)備接入50個(gè)基站時(shí) 建議B類設(shè)備與RANER間采用10GE上行 1 組網(wǎng)描述 二 IPRAN組網(wǎng)原則 ER與BSC對接 3G階段 RANER將來自B類設(shè)備的流量匯聚到本地網(wǎng)的BSC BSC同機(jī)房設(shè)置一對BSCCE匯聚BSC端口 在現(xiàn)網(wǎng)MCE或RANCE 3G建網(wǎng)時(shí) ALUBSC側(cè)已配置一對RANCE 資源滿足的情況下 可利舊MCE RANCE與BSCCE合設(shè) 1 組網(wǎng)描述 二 IPRAN組網(wǎng)原則 ER與EPC對接 LTE階段 EPC在省會集中設(shè)置 省會EPC同機(jī)房設(shè)置新建一對MCE接入CN2 在現(xiàn)網(wǎng)MCE資源具備且滿足IPv6承載要求的情況下 可利舊現(xiàn)網(wǎng)MCE 省會RANER與MCE直接互聯(lián) 將來自B類設(shè)備的流量匯聚到EPC實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)互通 非省會城市的RANER通過10GE以口字型接入本地CN2PE 通過CN2骨干網(wǎng) 由長途干線波分承載 將流量匯聚到省會EPC 二 IPRAN組網(wǎng)原則 ER與BSC EPC互聯(lián) 石家莊IPRAN拓?fù)淙缦?二 IPRAN組網(wǎng)原則 IP MPLS協(xié)議 IPRAN網(wǎng)絡(luò)中 主要運(yùn)用IP MPLS協(xié)議完成業(yè)務(wù)承載 在MPLS網(wǎng)絡(luò)中 取代了傳統(tǒng)的IP包交換 改為通過標(biāo)簽交換轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù) 當(dāng)一分組數(shù)據(jù)包到達(dá)LER時(shí) 入口LER根據(jù)分組數(shù)據(jù)包頭查找路由 從而確定目的地LSR 把對應(yīng)的LSP數(shù)據(jù)插入到分組標(biāo)頭中 完成MPLS標(biāo)記與端到端IP地址的映射 當(dāng)分組數(shù)據(jù)包進(jìn)入LSP隧道后 則由LSR進(jìn)行標(biāo)簽交換 LSR查找對應(yīng)的映射表 發(fā)送到對應(yīng)的下一跳LSP中 完成標(biāo)簽交換 當(dāng)分組數(shù)據(jù)包到達(dá)目的LSR時(shí) LSP通過標(biāo)簽映射表查找對應(yīng)的出端口 完成分組數(shù)據(jù)包的傳送 1 PW L3MPLSVPN方案 二 IPRAN組網(wǎng)原則 邏輯組網(wǎng)方案 LTE基站業(yè)務(wù)采用PW L3VPN方式進(jìn)行承載 1 PW L3MPLSVPN方案 二 IPRAN組網(wǎng)原則 邏輯組網(wǎng)方案 其中PW網(wǎng)關(guān)收斂有N 1和1 1兩種方式 N 1方式中 相同業(yè)務(wù)PW接入終結(jié)到B設(shè)備上同一個(gè)L3網(wǎng)關(guān) LTE接入在B設(shè)備上按 26地址進(jìn)行分配 采用一個(gè)L3網(wǎng)關(guān) 1x Do同接口接入采用一個(gè)網(wǎng)關(guān) 按 26地址分配 1x Do不同接口接入 分別采用獨(dú)立網(wǎng)關(guān) 各分配 26地址 1 1方式中 為每PW分配一個(gè) 30的基站業(yè)務(wù)地址段 建議優(yōu)先按N 1方式部署 二 IPRAN組網(wǎng)原則 邏輯組網(wǎng)方案 1 與接入光纜的協(xié)同 二 IPRAN組網(wǎng)原則 與光纜的協(xié)同 成對設(shè)置的B類設(shè)備應(yīng)該盡量放置在光纖資源豐富 路由方向多的機(jī)樓和光纜匯聚點(diǎn) B類設(shè)備之間的纖芯需求根據(jù)所帶的接入環(huán)的數(shù)量而定 一般在10 20芯左右 初期A類設(shè)備占用1對光纖組環(huán) 組環(huán)的A類設(shè)備應(yīng)盡量不跨接接入主干光纜環(huán) 并應(yīng)使用環(huán)上的公共纖 避免使用獨(dú)占纖 對于不具備光纜組環(huán)條件的非重要基站 A類設(shè)備可以采用鏈型單歸 就近接入另一臺A類設(shè)備 但應(yīng)嚴(yán)格控制設(shè)備級聯(lián)級數(shù) 二 IPRAN組網(wǎng)原則 時(shí)鐘同步 為了保證FDD和TDD兩種制式的LTE基站在滿足同步指標(biāo)要求的情況下正常工作 需要從外界獲得同步信號以保持跟蹤狀態(tài) 根據(jù)3GPP的規(guī)定 對于不同制式對于同步的性能要求有所不同 具體指標(biāo)如下表所示 在LTE部署時(shí) 從穩(wěn)定和安全因素考慮 基站可從位于站址的GPS或北斗直接接入同步信號 同時(shí)也需要承載網(wǎng)傳送備份同步信號 因此要求RANER B和A設(shè)備具備支持1588v2和以太同步的功能 二 IPRAN組網(wǎng)原則 時(shí)鐘同步 三 設(shè)備介紹 A設(shè)備 1 設(shè)備分類 A設(shè)備分為A1和A2兩類 其中A1設(shè)備典型配置為4GE 4GE FE 自適應(yīng) 2FE A2設(shè)備典型配置為2 10GE 8GE 2 業(yè)務(wù)側(cè)端口 LTE采用一個(gè)GE接入 動環(huán)監(jiān)控用1個(gè)FE接入 X DO業(yè)務(wù)采用1個(gè)或2個(gè)FE接入 業(yè)務(wù)側(cè)總端口需求為1GE 2 3 FE 3 網(wǎng)絡(luò)側(cè)端口 若組建GE環(huán)網(wǎng) 配置2GE 若組建2GE環(huán) 配置4GE 4 備份端口 1GE 1FE5 總端口需求 一個(gè)A類設(shè)備承載一個(gè)3G基站和一個(gè)LTE基站時(shí) 端口需求為6GE 4FE 一個(gè)A類設(shè)備承載多個(gè)基站 假設(shè)為n個(gè)3G基站 N個(gè)LTE基站 時(shí) 端口需求 5GE 2FE N GE n 1 2 FE 三 設(shè)備介紹 B類設(shè)備 用于匯接來自于接入設(shè)備的流量至RANER 業(yè)務(wù)側(cè)接口以GE為主 網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口以GE和10GE為主 B類設(shè)備可分成B1和B2兩類 其中B1類路由器可配置端口容量為60G B2類路由器可配置端口容量為120G 現(xiàn)階段優(yōu)先采用B1類路由器組網(wǎng) LTEAdvance階段 可考慮B2類路由器組網(wǎng) ER路由器 用于匯接來自于匯聚路由器的流量至BSC或LTEEPC 小型本地網(wǎng) 基站數(shù)量在750個(gè)及以下 可以采用B2路由器作為ER 對于超大型 大型 中型本地網(wǎng) ER路由器應(yīng)選用支持10GE端口 整機(jī)可配置端口容量為800G 單槽容量大于或等于100G的路由器設(shè)備 三 設(shè)備介紹 ATN910I 1 ATN910I為盒式設(shè)備 無可插拔槽位 2 典型配置 4GE 光 4GE FE 光 4GE FE 電 3 最大功耗 30W 典型功耗28W ATN950B 1 ATN950B有8個(gè)槽位 7 8槽位為集中控制 轉(zhuǎn)發(fā) 時(shí)鐘槽位 互為主備備份 槽位分布見上圖 2 典型配置 2 10GE 光 4 GE FE 光 8 GE FE 電 3 最大功耗 150W 典型功耗100W CX600 X3 1 CX600 X3有3個(gè)槽位槽位分布見上圖 2 典型配置 母卡 子卡形式 母卡 I