IPRAN原理简介详细原理介绍课件.ppt

IPRAN原理介绍,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,提纲,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。,RAN逻辑位置,Iu-cs,Iu-ps,Iur,Iub,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,Iu over IP,Iur over IP,Iub over IP,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 随着设备集成度的上升，IP RAN的成本和PTN逐渐趋同 技术 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 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 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）,从3G到LTE RAN的变化,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；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,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,LTE的S1和X2接口,S-GW Pool,LTE 移动回传,S1-U,S1-C,S1-C,S1-U,X2,NMS,X2-AP,SCTP,IP,VLAN,MAC,OAM data flow,UP-PDUs,GTP-U,X2-U&X2-C(eNB-eNB),UDP,IP,VLAN,RNL,TNL,MAC,Clock data flow,S1 data,X2 data,OAM data,Clock data,BITS,MME Pool,OM,10,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,宽带接入网,IP城域 骨干网,城域数据网,城域传送网,城域网逻辑架构,基站,高档住宅小区客户,集团客户,WDM/SDH/MSTP,IP专网,WDM,SDH/MSTP,分组化城域传送网,SDH/MSTP,分组化城域传送网,干线传送网,城域传送网,核心层,城域传送网,汇聚层,城域传送网,接入层,IP骨干网,IP城域网,分组化城域传送网,A网/B网,IP/MPLS,PON/WLAN,接入网,传送网,IP承载网,接入网,12,城域网现状和面临的挑战,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,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,以MSTP/SDH环网为主，承载2G基站和少量集团客户业务；,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,现状,需求和挑战,二三层交换机星型组网，接入少量家庭和中小企业用户,传送网将向分组化演进,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,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。,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）,多业务、分组化,技术融合、综合承载,2G/3G基站,3G/LTE基站,L3VPN,L2专线,边缘层,汇聚、核心层,PE1,PE2,PWE3 L2VPN,MPLS L3VPN,MPLS L3VPN,IP RAN 业务承载方案,分组传送网建设方案-IP RAN,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,开展综合业务、数据网资源丰厚电信多省市,适用场景,核心技术,网络竞争力,内嵌SR功能“Any Time+Any Place”接入L3VPN、IPTV等L3业务,MPLS L3VPN,15,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,承载网络需提前关注频率和时间同步需求,同步需求：承载网需具备同步能力,16,（骨干）汇聚机房,核心机房,接入机房,接入方式,OTN,ONT,SBU,WLAN,MTU,MSTP,PTN环,622M,AP,GPON,OLT,IP城域网,CR,AC,BRAS/SR,CR,2.5G,MSTP,IP专网,AR,CE,BSC/RNC/aGW,SBC防火墙,CE,AR,PTN环 IPRAN,集团客户专线,2G BTS,TD NodeB,LTE eNodeB,集团客户专线,BSC/RNC,BRAS/SR,2G基站业务流向,WLAN&有线宽带业务流向,新增2G基站业务流向,OTN,TD、LTE基站业务流向,居民小区,集团客户,个人手机业务,物联网业务,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,全业务承载压力,17,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,中国移动演进思路,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,中国电信基于综合承载网，选择IP RAN,19,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提供频率同步和时间同步特征：MPLS-TP=MPLSIPOAM,19,PTN的设计理念,20,PTN实现方式：MPLS-TP/T-MPLS技术,最初，由ITU-T定义T-MPLS，后续由IETF/ITU-T JWT工作组负责标准制定，命名为MPLS-Transport Profile（MPLS-TP）一种面向连接的分组交换网络技术利用MPLS标签交换路径，省去MPLS信令和IP复杂功能支持多业务承载，独立于客户层和控制面，并可运行于各种物理层技术具有强大的传送能力（QoS、OAM和可靠性等）,取消IP增加双向LSP增加OAM和保护,简化和增强,IP header,IPPayload,IP,Encapsulation,PHY,MPLS header,IPpayload,IP header,Encapsulation,PHY,MPLS,(opt),Encapsulation,T-MPLS,MPLS header,payload,Encapsulation,PHY,(opt),Encapsulation,MPLS-TP=MPLS-L3复杂性+OAM+保护,21,SDH/MSTP和PTN设备的交换方式,各种技术都具备完善的保护机制、组网灵活、网管能力强现网96%的设备支持MSTP功能，满足接口IP化，但内核仍为TDM为适应分组业务承载，MSTP正向传送IP化技术演进,22,SDH/MSTP和PTN设备的架构,引入PTN的必要性业务IP化，网络设备以太网接口越来越普及EoS的代价总是存在业务量增加，统计复用提高带宽效率MSTP与PTN有明确的定位MSTP定位以TDM业务为主、分组业务为辅PTN在分组业务占主导时（约70）才体现优势,核心差别是交换方式和统计复用能力,PWE3,TDM,Abis,TDM E1,TDM E1,BTS1 PWE3,BTS1,BSC,NodeB2,Bi-directional Tunnel,BTS1 PWE3,RNC,PE,PE,Tunnel,PHY,E1,E1,E1,E1,支持传统 TDM业务的仿真传送.统一的分组传送平台.通过PWE3实现 TDM 业务感知和按需配置 TDM:支持非结构化和结构化仿真，支持结构化的时隙压缩,TDM业务PTN仿真传送,24,PE,PE,ETH,ETH,ETH,ETH,支持ETH业务的仿真传送.统一的分组传送平台.支持E-LINE，E-LAN，E-TREE业务,IP,ETH,PWE3,802.1Q,IP,Iub,Tunnel,PHY,IP,PE,ETH,B,C,IP业务/大客户PTN承载,NodeB2,RNC,25,基于PTN分层模型的层次化OAM机制,P,P,MEP,MIP,MIP,MEP,MEP,MEP,MIP,MIP,PTN域1,PTN域 2,NNI,TMP通路层OAM(域间),CE,CE,接入链路OAM,TMP通路层OAM(域 2),TMP通路层OAM（LSP）(域 1),接入链路OAM,PE,TMC通道层OAM（PW）,P,MIP,UNI,UNI,PE,PE-S,PE-S,MEP,MEP,MEP,MEP,MEP,TMS段层OAM,TMS段层OAM,业务OAM,IPRAN简介IP承载及路由转发网络规划及保护网管运维及配置实例,提纲,应用范围：城域网内，以基站回传为主的、能满足综合业务承载的路由器解决方案。技术核心：路由器架构，采用IP/MPLS技术的路由协议、信令协议，动态建立路由、转发路径、执行故障检测和保护，兼容静态方式+增强的图形化网管+时间同步+(IETF的MPLS-TP技术)业务承载方式：普通业务、组播业务：IP转发，基于IP路由电信级业务：MPLS VPN承载，标签转发L2VPN：点到点（VPWS）、多点到多点(VPLS)L3VPN：多点到多点，基于VPN路由与其它承载技术的区别：,27,IP RAN定位,28,IP承载与路由转发,R1,北京（100.1.0.0）,深圳（200.2.0.0）,R5,R2,R3,R4,28,28,路由器：最长匹配路由表中的目的网段，按照下一跳转发报文,如何获得路由表？,29,自治系统内部,跨自治系统,路由的建立方式,路由协议的作用：根据报文的目的IP在路由表中查找去往目的网段的路由。路由器运行路由协议，路由协议动态计算和更新路由表。路由协议的应用：网络侧：PE、P设备之间、自治系统之间业务侧：PE与 CE之间 IPV4路由协议的分类：,MP-BGP,VPN路由、VPN标签分配,29,标签交换,IP,LER,LER,标签交换网络技术即在多个层2媒质上转发分组,通过结合第2层基础设施和第3层路由特征整合 了第2层交换和第3层的路由,LSR,LSR,IP,第3层路由仅在网络边缘发生，而第2层交换在MPLS核心网进行,多协议标记交换（MPLS）,IP 转发,IP 转发,2023/1/23,31,关键技术介绍：LSP的建立方式,静态建立，标签由通过网管或命令行人工指定静态MPLS-TP LSP静态CR-LSP，静态普通LSP动态建立，由信令协议分配标签 LDP RSVP-TE,协议：RSVP-TE,协议：OSPF-TE/ISIS-TE,需要部署TE,31,LSP 类型:静态 LSP,所有路由器都由人工配置标签不需要信令,1,2,3,4,5,47.1,123,123,456,456,2023/1/23,33,LSP 类型：通过信令建立的 LSP,LSP通过信令协议来建立RSVP-TE 或者 LDP信令协议有助于:从入口路由器到出口路由器进行标签分配信令由入口路由器触发在中间路由器上无需配置路径选择,1,2,3,4,5,47.1,2023/1/23,34,CE,CE,CE,CE,CE,PE,PE,CE,CE,CE,CE,PE,PE,核心网络,VPN介绍,2023/1/23,35,MPLS 分类VPN,PWE3结构模型,PE：Provider Edge，汇聚基站或基站侧接入设备P：Provider，汇聚层或者核心层的设备。CE：Customer Edge，基站或基站侧接入设备。AC：Attachment Circuit，AC是一条连接CE和PE的独立的链路或电路。AC属性包括封装类型、最大传输单元MTU、以及特定链路类型的接口参数。PW：Pseudo-Wire伪线，利用LDP/RSVP协议在PSN上构建的标签通道，虚连接。,PW,Tunnel,CE1,CE2,AC,PE,PE,PE,CE3,CE4,PE,Remote LDP,PW signal,L3VPN,Tunnel,L3VPN,（车辆）MPLS LSP label保证可达,（通行证）VPN身份标识保证隐私,（导航）通透的IP是个活地图,（公路）物理链路保证连通性,L3VPN承载基站业务,RNC,L3VPN标签传递-BGP,路由在网络中的传播问题，两条相同的路由，都在网络中传播，对于接收者如何分辨彼此？-RD报文的转发问题，即使成功的解决了路由表的冲突，但是当PE接收到一个IP报文时，他又如何能够知道该发给那个VPN？-私网标签如何在PE上使用特定的策略规则来协调各VRF之间的关系？-RT,IETF对BGP-4进行了地址族能力扩展，形成MP-BGP（Multi-Protocol BGP，多协议BGP），使BGP能够为多种应用路由信息。,VRF,VRF,VRF,VRF,CE-1,CE-3,CE-2,CE-4,PE-1,PE-2,BGP,BFD Hello 报文,BFD for VRRP、ISIS/OSPF、BGP、TE FRR、PW、LSP/Tunnel,BFD扩展的MPLS-TP OAM，不仅兼容原有的BFD功能，还可以支持对PW、LSP的故障检测、性能检测，但不支持SD。MPLS-TP的标准：G.8113.2（包含一系列RFC）。,报文间隔：最低3.3ms检测时间：3个Hello报文,结果上报给应用,39,BFD扩展,BFD（Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测）：提供了一种低开销快速的故障检测手段。BFD从本质上看就是一个简单的“Hello”协议。BFD通过已经协商好的参数周期性地发送BFD探测报文实现对链路状态的检测，如果某个系统在足够长的时间内没有接收到BFD包，则认为这条到相邻系统的通道的某个部分出了故障。,OAM技术,2023/1/23,IPRAN优势-移动基站插花式扩容,小区分裂与小区扩展对将导致基站归属关系调整承载网需随时调整电路以适应基站的归属变化，承载网的调度是网络开通和维护的最大难题,RNC1,3G基站的动态归属调整,端到端配置EVPL业务模式实现基站归属调整,核心层PTN通过L3VPN实现基站归属调整,RNC-1,RNC-2,PTN接入层,PTN汇聚层,PTN核心层,NodeB,需重新配置端到端LSP和PW,RNC-1,RNC-2,NodeB,L3VPN,无需重新配置LSP和PW核心层启用L3 VPN,去LSP标签,自动路由寻址,41,IPRAN简介IP承载及路由转发网络规划及保护网管运维及配置实例,提纲,推荐,在接入层支持任意组网方式，在规划时要重点考虑已有的光纤资源,双归组网,接入层拓扑规划,后期在管线资源允许的情况下，采用双归属核心设备的方式进行组网，减轻网络的负载压力，使网络处于轻载状态，增加网络的安全性,常用拓扑,理想拓扑,汇聚层节点之间,汇聚层节点到核心节点,汇聚层拓扑规划,45,MESH,“口”字形,RNC,双上联,核心层节点之间,落地节点与RNC之间,落地节点与骨干网之间,核心层拓扑规划,网内保护,网间保护VRRPLAGDL保护IP FRR,网络保护分类,47,业务层保护：,隧道保护：,LSP 1:1,实现LSP1:1保护,L2VPN保护：PW冗余,主备PW：单发双收MPLS-TP PW或IP/MPLS PW,网内保护,局部保护：,TE FRR,业务层保护：,宿1,宿2,L3VPN保护：VPN FRR,双向均要配置备份路由的信息基于IP/MPLS BGP VPN,源1,源2,倒换快，因占用资源和配置复杂，建议必要时才部署基于RSVP-TE LSP,VRF Label:1023NHP:宿1,VRF Label:1043NHP:宿2,嵌入bypass-LSP标签,网内保护续,49,与其他路由网络之间的保护：,与MME/RNC之间的保护：,分组承载网,IP骨干网或城域网,LAG,LAG,LAG保护端口或光纤IP FRR保护节点故障或LAG组故障：指定路由的备份下一跳,主用下一跳：PE1备用下一跳：ASBR-R2,PE1,PE1,ASBR1,ASBR2,IP FRR,VRRP,IP FRR,网间保护,RNC/MME,MPLS-TP设备,IP/MPLS+MPLS-TP双栈设备,业务方案描述：1、A配置主备双PW分别终结到B1和B2设备，并配置PW双收，ARP在主备PW双发；2、B设备直接配置L3BI接口相同IP地址和MAC，对上发布同样的路由（优先级不同）；为了使上下行流量路径一致，可以配置主PW侧L3BI接口路由优先级故障保护：,L3BI IP:10.1.1.2 MAC:AA-BB-CC,L3BI IP:10.1.1.2MAC:AA-BB-CC,1,2,2、节点故障（故障点2）：A设备检测到主PW故障，进行PW主备切换，上行流量通过B2设备到达控制器；下行流量通过VPN FRR切换到B2设备，由于A设备ARP双发，B2设备提前学习到基站的MAC，下行流量正常到达基站；,1、链路故障（故障点1）隧道是TE隧道，链路故障时，上下行流量经过备隧道绕到B1设备；,A,B1,B2,L2 VPN转接L3 VPN保护,IPRAN简介IP承载及路由转发网络规划及保护网管运维及配置实例,提纲,52,故障管理用户可根据需要设置告警屏蔽可由告警定位到业务，帮助故障的排查Otnm2000对告警进行了分析，指出告警产生原因，并提供一些处理措施（如下页图）,IPRAN网管主要功能,53,IPRAN网管故障管理,54,性能管理性能相关信息清晰明了（如下页图）用户可根据需要设置关心的性能信息，并屏蔽无关的性能可用图表形式表现出性能信息,IPRAN网管性能管理,55,IPRAN网管性能管理,56,业务管理网元配置。包括接口、协议和其他相关的配置。为方便用户操作，添加、删除、修改等操作都可批量完成,IPRAN网管业务管理,57,基于业务类型管理，支持端到端的多种设备混合组网,IPRAN网管业务管理,58,可由已建立的业务查询到相关告警和性能,告警与性能管理,网管配置实例,60,配置L2VPN业务：配置管理端口、用户侧接口、网络侧接口,L2VPN配置方法,61,配置协议。网络侧接口间协议既可用OSPF协议，也可用ISIS协议：,协议配置方法,62,进入业务管理平台，配置tunnel：,LSP配置示意,63,配置承载L2VPN业务的VC：,PW配置示意,64,配置E-line业务：,PW配置示意,65,配置L3VPN业务：管理端口、用户侧接口的配置方法和L2VPN业务中的一致，网络侧接口配置如下图：,IPRAN网管L3VPN配置,66,tunnel的配置方法和L2VPN业务中的一致，L3VPN配置如下图：,IPRAN网管L3VPN配置续,67,IPRAN业务的配置过程清晰明了，整体流程明确可对已创建的tunnel进行修改，并可批量添加、删除tunnel、VC、L2VPN和L3VPN除以上的业务外，otnm2000中还能为IPRAN设备配置隧道保护组、PW保护、双规保护、SNCP保护、VPN FRR保护、MPLS TE FRR保护、IP FRR保护、VRRP保护、以太网LAG保护、混合业务的LSP1:1保护,其他配置情况,THANKS!,