IPRAN原理简介剖析

eNode B
Clock data X2 data
Clock data flow
SCTP IP VLAN MAC
联通典型城域网现状
• 主要包括城域传送网、IP城域网、宽带接入网等
– – – 城域传送网：DWDM（北方普遍）+MSTP，承载2G/3G、大客户专线等 IP城域网：承载软交换、3G 核心域，互联网、高等级IP业务等 宽带接入网：LAN、xDSL、FTTx接入等
OTN
AR 622M MSTP 2.5G MSTP BSC/RNC CE
TD NodeB
个人手机业务
2G BTS
集团客户专线
2G基站业务流向
新增2G基站业务流向
TD、LTE基站业务流向
WLAN&有线宽带业务流向
大中城市各种专线业务迅速发展；局部MSTP网络存在较大压力面向未来， 网络建设面临技术选择问题
可扩展性
IP RAN具有不弱于PTN的可扩展性 接入方式灵活，协议可扩展支持传统业务和多种以太网业务 除提供二层业务外可以广泛提供IP/VPN业务
IP RAN定义
IP RAN是针对基站回应用场景 进行优化定制的路由器/交换机整 体解决方案，具备电路仿真、同步 等能力，提高了OAM和保护能力。 IP RAN承载方案指在城域网内 汇聚/核心层采用IP/MPLS技术， 接入层主要采用增强以太技术与 IP/MPLS技术结合的方案。 设备形态
需求 和 挑战
IBM Compatible
• 3G和全业务竞争，导致城域网不仅承载2G/3G 语音和数据业务，还需承载集团客户和家庭业务。 城域网需要扩大规模并考虑多业务统一承载
• 对于基站和高价值集团客户等高价值业务和 普通集团客户和家庭宽带等低价值业务，需要 合理选择组网技术 • 增强对于大规模数据业务的控制和管理
基站回传
软交换
电信依托IP网城域网进行IP RAN建设，建网速度快，同时可节省海量站点配套成本（电源、光缆、机房）； 有二平面的本地网可利旧优先利旧二平面，但是要IPTV的试点城市才可建设二平面； 分组网络必须具备综合承载能力
PTN的设计理念
Ethernet
分组汇聚 多播 支持传统业务 “Packet” 分 组特性 灵活性 可扩展性 面向未来
IBM Compatible
二三层交换机星型 组网，接入少量家 庭和中小企业用户
以MSTP/SDH环网为 主，承载2G基站和少 量集团客户业务；
• 空口精确时钟和时间同步需求，导致 城域网需要提供更高精度的同步信号传送能力。
• 改造现有MSTP/SDH网络成本较高 • 新建分组化城域网应考虑1588v2等同步功能
城域网逻辑架构
传送网
干线传送网 城域传送网 核心层 WDM
IP承载网
IP专网
A网/B网
IP骨干网
WDM/ SDH/MSTP
分组化城域 传送网 分组化城域 传送网 分组化城域 传送网
IP/MPLS
IP城域网
城域传送网 汇聚层 城域传送网 接入层
SDH/MSTP
PON/WLAN
SDH/MSTP
接入网
接入网
RAN逻辑位置
Iub over IP
Iu over IP
Iub Iu-cs
Iur over IP
Iur
Iu-ps
Iub接口是RNC和NodeB之间的逻辑接口 功能有：Iub接口传输资源管理；信道的业务管理；Node B的O&M；定时和同步管理 ；基站间同步等 IP RAN特性就是Iub接口Ip化
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中国移动演进思路
全网部署PTN，在LTE时代仅需核心 设备升级静态三层，投资少，配置管 理简单，平滑过渡 继2010年的大规模建设后，2011年 进一步加大PTN的建设投资力度，并 严格控制MSTP的建设 同时继续推动PTN标准化和产业链发 展，如OAM、保护、LTE 承载 对于中国移动，重点关注在LTE承载 带来的移动互联网收入，因此希望采 用对现网影响最小、花费代价最小、 最容易部署的方式直接完成对LTE的 承载
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传送网将向分组化演进
三网融合逐步深入，移动回传、
互联网宽带、IPTV、大客户专线等业 务在本地层面的综合传送和承载为未 来网络演进趋势。
IP化基站承载和LTE扁平化要求 二三层政企专线/NGN AG接入需求 IPTV/HSI/WLAN/Femto接入需求
多业务、分组化
未来不可预知的业务需求
MSTP网络能力无法满足3G网络演进的需求
（不支持分组与三层交换）
技术选择
宽带接入网不能覆盖基站、重要集团客户的 接入承载（需要电信级的承载传送技术）
技术融合、综合承载
分组传送网建设方案-IP RAN
适用场景 开展综合业务、数据网 资源丰厚 电信多省市
PE1
R
IP RAN 业务承载方案
PE2 边缘层 汇聚、核心层
PWE3 L2VPN PWE3 L2VPN MPLS L3VPN MPLS L3VPN PWE3 L2VPN
核心路由器
BRA S BRA S SR SR SR/ BRAS
核心路由器
BRA S SR
Hale Waihona Puke Baidu
SR/ASBR 汇聚路由器
SR/BRAS SR/SR
宽带接入网
综合接入网
电信IP RAN 产品招 标范围
宽带接入网
综合接入网
宽带 上网
IPTV
互联网 专线
政企VPN
基站回传
软交换
宽带 上网
互联网 专线
IPTV
政企VPN
分组传送网（PTN）在传送网中引入了 分组特性： 支持高效统计复用功能，端到端弹性管 道 提供面向分组业务的QoS机制，同时利 用面向连接的网络提供可靠的QoS保障 灵活的业务提供，支持电信级以太网业 务，通过电路仿真机制支持TDM、ATM 等传统业务 分组传送网（PTN）保留了传送网的功 能特征： 通过分层和分域提供了良好的可扩展性 快速的故障定位、故障管理和性能管理 等丰富的操作管理维护（OAM） 可靠的网络生存性，支持快速的保护倒 换 不仅可以利用网络管理系统配置业务， 还可以通过智能控制面灵活的提供业务
Why IP RAN？
标准化
IP RAN在全球得到运营商和设备商的广泛支持 更完整的标准化
成本 技术
随着设备集成度的上升，IP RAN的成本和PTN逐渐趋同 IP RAN的接入能力已可涵盖当前PTN技术所支持的范畴 相比PTN，IP RAN提供了更多在L3、IP VPN方面的支持 LTE网络对传送平台提出了更多IP方面的支持要求
基站
集团客户 高档住宅小区客户
城域网现状和面临的挑战
路由器+传输组网，GE及以上 颗粒业务逐渐采用IP over WDM，小颗粒业务仍采用 SDH环网
现状
•主要采用城域传送网MSTP/SDH，承载以小颗粒 TDM业务为主的2G基站和少量集团客户业务 •缺乏集团客户和家庭业务，城域数据网规模较小
IP over SDH/WDM
当前2G/3G基站回传为2层业务，不需要端到端的3层功能，考虑到 建设、运维成本，建网初期只在汇聚、核心层启用L3协议
同步需求：承载网需具备同步能力
WCDMA阶段存在频率同步需求
LTE阶段存在频率和相位同步的需求
无线制式
CDMA2000 GSM WCDMA TD-SCDMA WiMAX FDD WiMAX TDD LTE
核心汇聚节点采用的设备 为支持IP/MPLS的路由器。
基站接入节点采用的设备 为路由器或三层交换机。
IP RAN技术特性
转发协议： IP/MPLS技术 增强以太 保护 汇聚核心用TE FRR
以太保护（环保护、链 路保护技术）
电路仿真 OAM 同步（相位频率）
UP PDUs RNL TNL GTP-U UDP IP VLAN MAC
S1-C
S1-U
OAM data
OM
OM
TCP IP VLAN MAC
S1-U
LTE 移动回传
X2
eNode B
RNL TNL
X2-U&X2-C (eNB-eNB)
UP-PDUs GTP-U UDP IP VLAN MAC X2-AP
全业务承载压力
居民小区
接入方式 接入机房 （骨干）汇聚机房 AC BRAS/SR 核心机房
OTN
AP
CR
WLAN
集团客户
ONT
OLT
GPON
IP城域网
CR BRAS/SR
MTU SBU
SBC 防火 墙
物联网业务
PTN环 IPRAN
集团客户专线
IP专网
PTN环 BSC/RNC/aGW CE
AR
LTE eNodeB
2G/3G基站 3G/LTE基站 L3VPN L2专线
MPLS L3VPN
网络竞争力
内嵌SR功能 “Any Time + Any Place” 接入L3VPN、 IPTV等L3业务
核心技术
IP RAN：采用路由器架构， IP三层转发和MPLS二层转发相结合 支持动态信令，业务创建灵活 与IP城域网对接互通，两张网络融合度高 完善的二、三层保护技术、精细化的QOS解决方案
eNodeB NodeB NodeB
X2
eNodeB
NodeB
eNodeB
LTE的S1和X2接口
S1-C(eNB-MME)
S1-AP RNL TNL SCTP IP VLAN MAC
S-GW Pool
MME Pool
NMS
BITS
S1-C
OAM data flow
S1 data
S1-U(eNB-S-GW)
DWDM骨干 MSTP骨干
SR BRAS
城域传送网
骨干层
城域数据网
CR
IP城域核心
SR
汇聚层
BRAS
BRAS
IP城域 骨干网
MSTP汇聚
汇聚交 换机 OLT MSTP接入 楼道交 换机 DSLAM
宽带接 入网
接入层
ONU
2G BTS
3G NodeB
大客户
网吧用户
住宅小区
商住用户
住宅小区
写字楼
小区
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IPRAN原理介绍
提纲
IPRAN简介及PTN技术介绍 IP承载及路由转发 网络规划及保护
网管运维及配置实例
IP RAN概念起源
IP RAN （ Radio Acess Network） 简单的说是指IP化的移动回传网，国外更普 遍叫法为IP Moble Backhual. 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“IP RAN”方式。 思科提出的IP/MPLS方式则直接使用IP RAN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-IP RAN承载方式称为IP RAN。
SGSN
Iu-Ps Iur
MGW
Iu-Cs
>>
RAN
S-GW
S-GW
RAN
RNC
RNC
S1-U Iub
S1-MME
取消了之前定义的RNC，eNB （Evolved NodeB）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 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；S1 Flex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
从3G到LTE RAN的变化
网络结构全IP化
2G/3G 网络架构
CS PS
LTE网络架构
PDN-GW
MME
SAE
CN
MSC Server
Mc
GGSN
Gn
CN
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
PTN
aGW
代价最小、最 平稳过渡方式
逐步考虑部 署三层功能
PTN
静态二层
PTN
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中国电信基于综合承载网，选择IP RAN
绝大部分本地网
163骨干网 CN2骨干网
CN2 PE RAN PE NGN PE
少数大本地网
163骨干网 CN2骨干网
CN2PE 利旧城 域网/ 二平面
BRAS /SR
RAN PE NGN PE
城域网核心层
1. 业务IP化和大颗粒化，导致城域网将由主要 承载现有E1/STM-1(2M/155M速率)TDM业务逐渐 转向承载FE/GE(10M/100M/1000M速率)IP业务。 城域网技术需要由现有“以TDM电路交换为内核” 向“以IP分组交换为内核”演进
MSTP/SDH
城域网 汇聚/接入层
是否需要同步源 需要 不需要 可选 需要 可选 需要 不需要
时钟精度要求
0.05ppm 0.05ppm 0.05ppm 0.05ppm 0.05ppm 0.05ppm 0.05ppm
相位同步要求 ±1.5us
NA NA
±1.5us
NA
±0.5us ±1.5us
承载网络需提前关注频率和时间同步需求
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