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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比较与发展趋势一、IPRAN概述1、产生背景及需求分析2、定义3、技术特点4、网络架构基于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•Iub•Iu-Cs•Iu-Ps•Iur•Mc•Gn•RNC•RNC•NodeB•NodeB•MGW•SGSN•GGSN•MSC•Server•NodeB•2G/3G网络架构•S1-U•LTE网络架构•eNodeB•eNodeB•eNodeB•S1-MME•MME•X2•CN•RAN•SAE•S-GW•PDN-GW•S-GW•CS•PS•CN•RAN•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（IPRAN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，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RANCE（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：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—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：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，