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1、IPRAN技术理论与应用 主要内容 一 IPRAN技术概述二 IPRAN组网原则三 设备介绍四 IPRAN与PTN比较与发展趋势 基于IP的下一代通信 正在以前所未有的速度改变着全世界的通信架构和商业格局 近年来电信运营商网络发展的最大趋势是网络的IP化 All Over IP或者IP Over All 我们已经逐渐迈过下一代通信的门槛 所有的新技术都与IP技术密不可分 IMS代表的下一代交换技术 LTE代表的4G 以及物联网等等都是以IP技术为基础 一 IPRAN概述 产生背景 3G IP化改造前 3G基站语音与数据业务均通过1 18个2M IP化改造后 基站语音与数据业务通过1 2个FE接
2、入BSC 4G 在LTE阶段 单基站 单载扇的无线数据峰值速率预计达到3G基站的10倍以上 同时 除了传统的纵向 3G阶段的BSC到BTS LTE阶段的MME S GW P GW 通信需求以外 还需满足eNodeB和EPC之间 S1 MME和S1 U接口 以及eNodeB之间 X2接口 的通信需求 论述IPRAN的必要性必要性 一 IPRAN概述 产生背景 一 IPRAN概述 产生背景 核心网取消了CS 电路域 全IP的EPC支持3GPP 非3GPP各类技术统一接入 实现固网和移动融合 FMC 灵活支持VoIP及基于IMS多媒体业务 网络架构扁平化 网络结构全IP化 引入了两个接口 X2是相邻
3、eNB间的分布式接口 主要用于用户移动性管理 S1Flex是从eNB到EPC的动态接口 主要用于提高网络冗余性以及实现负载均衡 取消了之前定义的RNC eNB EvolvedNodeB 直接接入EPC 从而降低用户可感知的时延 大幅提升用户的移动通信体验 一 IPRAN概述 产生背景 根据3GPP相关LTE标准 E UTRAN对承载网的需求如下 一 IPRAN概述 产生背景 3G 4G基站回传带宽需求增长迅猛 传统SDH模式TDM管道承载难以支撑 4G网络X2接口以及MMEpool化新增的多点对多点的流量 使用传统刚性管道模式不能满足 4G网络优化调整频繁 SDH调整困难 用户影响较大 分组化
4、承载调整方便 网络侧不需调整 一 IPRAN概述 分组化承载必要性 IPRAN RadioAcessNetwork 简单的说是指IP化的移动回传网 国外更普遍叫法为IPMobleBackhual 早在2000年 NOKIA公司提出IP用于移动回传的概念 由于当时3G标准还未成熟 移动数据业务还未普及 SDH大行其道的环境下 没有得到普及和发展 这种概念的提出是很有前瞻性 积极意义 随着传送网发展 业界提出了几种取代传统MSTP的承载方式来实现IP RAN 其中包括国内提出的PTN 分组传送网 方式和以思科等路由器厂家为主提出的 IPRAN 方式 思科提出的IP MPLS方式则直接使用IPRAN
5、这个命名 这是具有排他性的 由于思科在数据通信行业的强势地位 它的这种命名方法自然而然地引起了业界术语的混淆 以至于目前普遍将IP MPLS IPRAN承载方式称为IPRAN 二 IPRAN概述 产生起源 IPRAN中的IP指的是互联协议 RAN指的是RadioAccessNetwork IPRAN 狭义 是指以IP MPLS协议及关键技术为基础 满足基站回传承载需求的一种二层三层技术结合的解决方案 由于其基于标准 开放的IP MPLS协议族 也可以用于政企客户VPN 互联网专线等多种基于IP化的业务承载 IPRAN是以路由器为核心搭建的移动承载网 二 IPRAN概述 定义 1 支持流量统计复
6、用 承载效率较高 能满足大带宽业务的承载需求 2 能提供端到端的QoS策略服务 保障关键业务 自营业务的服务质量 并可提供面向政企客户的差异化服务 3 能满足点到点 点到多点及多点到多点的灵活组网互访需求 具备良好的扩展性 4 能提供时钟同步 包括时间同步和频率同步 满足3G和LTE基站的时钟同步需求 5 能提供基于MPLS和以太网的OAM 提升了故障定位的精确度和故障恢复能力 二 IPRAN概述 技术特点 IPRAN分为核心层 汇聚层与接入层三层 核心层直接与BSC MME或IP骨干网相连 一般采用大容量路由器构建 具备高密度端口和大流量汇聚能力 暂命名为RANER 汇聚层由B类设备 IPR
7、AN汇聚路由器 组成 用于接入汇聚A类设备 接入层由连接基站的A类设备 IPRAN接入路由器 组成 二 IPRAN概述 网络架构 二 IPRAN概述 网络架构 二 IPRAN组网原则 1 节点设置2 A设备与B设备组网3 B设备与B设备组网4 B设备 RANER的组网5 RANER与BSC的对接6 RANER与LTEEPC对接7 基站回传逻辑组网方案 1 节点设置 二 IPRAN组网原则 节点设置 对于宏基站 A类设备与基站一一对应 即一台A类设备接入一个宏基站 一个宏基站的1X DO 动环监控 及后续的LTE业务均接入同一台A类设备 对于室内分布系统 当同一站址有多套室分系统信源 BBU时
8、可接入一套A类设备 B类设备一般在核心或一般机楼成对设置 在光纤条件具备的区域 一对B类设备可以部署在不同的机房 在选择同一机房布放时 建议优选具备不同出局光缆路由的机房 核心路由器 RANER 一般与BSC同机房设置 1 组网描述 二 IPRAN组网原则 A B设备组网 一对B类设备建议接入20 50台A类设备 若干台A类设备与一对B类设备组成多个接入环 实现双路由保护 同时节省光纤 每对B类设备一般覆盖3 10个接入环 3G阶段 每个接入环上基站一般不超过8个LTE阶段 繁忙区域单个接入环上基站数量不超过6个非繁忙区域单个接入环上基站不超过8个 含环所带链状接入基站 链式接入时 级联层数原
9、则上不超过2级 2 带宽设置 二 IPRAN组网原则 A B设备组网 A类设备与B类设备间的带宽按以下原则考虑 A类设备双归接入一对B类设备时 估算LTE基站流量为200M A类设备可采用GE链路接入B类设备 A类设备组环接入一对B类设备时 估算繁忙区域一个环覆盖6个基站 考虑复用情况 建设初期采用单GE环组网 LTE阶段根据流量情况 可扩容至2GE环 链式组网时 A类设备采用GE链路上联 1 组网描述 二 IPRAN组网原则 B B设备组网 B类设备间链路主要在故障时提供备用路径 1 正常情况下 B类设备间无流量 B与ER间发生故障时 B类设备承载的基站流量经另一台B类设备转发 加故障倒换流
10、量图2 B类设备间带宽预留为B类设备上联至ER间带宽的50 建议初期互联采用10GE接口 1 组网描述 二 IPRAN组网原则 B设备与ER组网 新建一对或多对RANER汇聚来自B类设备的流量并接入BSC 原则上RANER与BSC同局址部署 建设初期ER端口配置按1 6收敛比考虑 RANER与B类设备对接每一对B类设备口字型接入一对RANER 一对B类设备接入50个基站时 建议B类设备与RANER间采用10GE上行 1 组网描述 二 IPRAN组网原则 ER与BSC对接 3G阶段 RANER将来自B类设备的流量汇聚到本地网的BSC BSC同机房设置一对BSCCE汇聚BSC端口 在现网MCE或R
11、ANCE 3G建网时 ALUBSC侧已配置一对RANCE 资源满足的情况下 可利旧MCE RANCE与BSCCE合设 1 组网描述 二 IPRAN组网原则 ER与EPC对接 LTE阶段 EPC在省会集中设置 省会EPC同机房设置新建一对MCE接入CN2 在现网MCE资源具备且满足IPv6承载要求的情况下 可利旧现网MCE 省会RANER与MCE直接互联 将来自B类设备的流量汇聚到EPC实现业务互通 非省会城市的RANER通过10GE以口字型接入本地CN2PE 通过CN2骨干网 由长途干线波分承载 将流量汇聚到省会EPC 二 IPRAN组网原则 ER与BSC EPC互联 石家庄IPRAN拓扑如下
12、 二 IPRAN组网原则 IP MPLS协议 IPRAN网络中 主要运用IP MPLS协议完成业务承载 在MPLS网络中 取代了传统的IP包交换 改为通过标签交换转发数据 当一分组数据包到达LER时 入口LER根据分组数据包头查找路由 从而确定目的地LSR 把对应的LSP数据插入到分组标头中 完成MPLS标记与端到端IP地址的映射 当分组数据包进入LSP隧道后 则由LSR进行标签交换 LSR查找对应的映射表 发送到对应的下一跳LSP中 完成标签交换 当分组数据包到达目的LSR时 LSP通过标签映射表查找对应的出端口 完成分组数据包的传送 1 PW L3MPLSVPN方案 二 IPRAN组网原则
13、 逻辑组网方案 LTE基站业务采用PW L3VPN方式进行承载 1 PW L3MPLSVPN方案 二 IPRAN组网原则 逻辑组网方案 其中PW网关收敛有N 1和1 1两种方式 N 1方式中 相同业务PW接入终结到B设备上同一个L3网关 LTE接入在B设备上按 26地址进行分配 采用一个L3网关 1x Do同接口接入采用一个网关 按 26地址分配 1x Do不同接口接入 分别采用独立网关 各分配 26地址 1 1方式中 为每PW分配一个 30的基站业务地址段 建议优先按N 1方式部署 二 IPRAN组网原则 逻辑组网方案 1 与接入光缆的协同 二 IPRAN组网原则 与光缆的协同 成对设置的B
14、类设备应该尽量放置在光纤资源丰富 路由方向多的机楼和光缆汇聚点 B类设备之间的纤芯需求根据所带的接入环的数量而定 一般在10 20芯左右 初期A类设备占用1对光纤组环 组环的A类设备应尽量不跨接接入主干光缆环 并应使用环上的公共纤 避免使用独占纤 对于不具备光缆组环条件的非重要基站 A类设备可以采用链型单归 就近接入另一台A类设备 但应严格控制设备级联级数 二 IPRAN组网原则 时钟同步 为了保证FDD和TDD两种制式的LTE基站在满足同步指标要求的情况下正常工作 需要从外界获得同步信号以保持跟踪状态 根据3GPP的规定 对于不同制式对于同步的性能要求有所不同 具体指标如下表所示 在LTE部
15、署时 从稳定和安全因素考虑 基站可从位于站址的GPS或北斗直接接入同步信号 同时也需要承载网传送备份同步信号 因此要求RANER B和A设备具备支持1588v2和以太同步的功能 二 IPRAN组网原则 时钟同步 三 设备介绍 A设备 1 设备分类 A设备分为A1和A2两类 其中A1设备典型配置为4GE 4GE FE 自适应 2FE A2设备典型配置为2 10GE 8GE 2 业务侧端口 LTE采用一个GE接入 动环监控用1个FE接入 X DO业务采用1个或2个FE接入 业务侧总端口需求为1GE 2 3 FE 3 网络侧端口 若组建GE环网 配置2GE 若组建2GE环 配置4GE 4 备份端口
16、1GE 1FE5 总端口需求 一个A类设备承载一个3G基站和一个LTE基站时 端口需求为6GE 4FE 一个A类设备承载多个基站 假设为n个3G基站 N个LTE基站 时 端口需求 5GE 2FE N GE n 1 2 FE 三 设备介绍 B类设备 用于汇接来自于接入设备的流量至RANER 业务侧接口以GE为主 网络侧接口以GE和10GE为主 B类设备可分成B1和B2两类 其中B1类路由器可配置端口容量为60G B2类路由器可配置端口容量为120G 现阶段优先采用B1类路由器组网 LTEAdvance阶段 可考虑B2类路由器组网 ER路由器 用于汇接来自于汇聚路由器的流量至BSC或LTEEPC 小型本地网 基站数量在750个及以下 可以采用B2路由器作为ER 对于超大型 大型 中型本地网 ER路由器应选用支持10GE端口 整机可配置端口容量为800G 单槽容量大于或等于100G的路由器设备 三 设备介绍 ATN910I 1 ATN910I为盒式设备 无可插拔槽位 2 典型配置 4GE 光 4GE FE 光 4GE FE 电 3 最大功耗 30W 典型功耗28W ATN950B 1 ATN
