IPRAN技术介绍.ppt
标题,中国电信IP RAN 技术介绍,吕梁分公司运行维护部2014年10月,目录,前言一、名词解释二、业务承载需求三、组网总体原则四、组网要求五、业务承载方案六、保护技术,前言 传统的基站回传网络是基于TDM/SDH建成的，但是随着3G基站流量的不断增长和LTE等业务的部署与发展，数据业务已成为承载主体，其对带宽的需求在迅猛增长，传统的接入网络由于存在多点到多点业务实现难度大、业务承载扩展性差等瓶颈，无法适应移动互联网场景下的多种业务综合接入的承载需求，分组化的承载网建设已经成为一种不可逆转的趋势。为满足大带宽、高品质、多点化的LTE业务特点，电信集团公司自2009年开始组织研究IP RAN技术标准和建设方案，在多个区域组织开展了组网方案试点验证工作。,一、名称解释,1）IP RAN中的IP 指的是互联协议，RAN指的是Radio Access Network。相对于传统的SDH传送网，IP RAN 的意思:“无线接入网IP化”，是基于IP的传送网。网络IP化趋势是近年来电信运营商网络发展中最大的一个趋势，在该趋势的驱使下，移动网络的IP化进程也在逐步的展开，作为移动网络重要的组成部分，移动承载网络的IP化是一项非常重要的内容。2)综合业务接入网：指用分组设备或者IP路由器在城域内组网主要实现基站业务回传和政企业务综合接入的网络。3)基于IPRAN技术的综合业务接入网：指用IP路由器依托城域骨干网搭建的主要实现基站业务回传和政企业务二、三层接入的综合业务接入网，简称综合业务接入网（IP RAN）。4)A类设备：指用于业务接入并且是网络边缘的综合业务接入网（IPRAN）设备。5)B类设备：指用于A类接入设备流量汇聚的综合业务接入网（IPRAN）设备6)综合业务接入子网：由多个A类设备与一对B类设备构成，在一个综合业务接入网内会由多个物理上不直接互连的接入子网组成，接入子网运行在不同的IGP域内。7)PW：PseudoWire的简写,是在边缘路由器对之间建立的一个二层的点对点的连接。,综合业务接入网（IP RAN）主要有几大类业务承载需求：1）2G/3G基站及BSC/RNC业务：IP化改造后的1X/3G基站和BSC/RNC的就近接入承载1X/3G基站和BSC/RNC间的回传流量注：非IP化基站的E1业务暂时不通过IP RAN承载2）LTE的eNodeB和EPC业务：承载eNodeB和EPC核心网之间的S1接口流量；承载eNodeB之间的X2接口流量；EPC之间漫游流量的承载。S1接口：eNodeB和EPC核心网之间的逻辑接口，主要承载用户业务流量，占空口总流量的90%以上X2接口：eNodeB之间的接口，主要传送切换信息与流量，占空口流量的3%5%。,二、业务需求,3）二层点到点通道类业务：IP RAN网络除了承载自营的1X/DO/LET等业务之外，还可以提供二层点到点通道（简称通道类业务），用于承载其他高价值业务，具体可分为但不局限于以下两类应用场景：本地网点到点二层专线；CN2三层VPN在城域内的落地。4）动环监控：动环监控点在基站路由器的接入；动环监控点与系统间的流量在本地网和省层面的承载。5）大客户专线、组播、IPV6业务等。,综合业务接入网（IPRAN）应具备广覆盖、大容量、具备QoS能力和可管理的特点，其建设应遵循以下原则：1)综合接入网定位于城域内电信自营业务及政企客户业务的高质量接入和承载，实现与现有城域网（一平面或二平面）的无缝衔接，逐步实现广覆盖，并有效与光纤接入网发展相衔接。2)结合当前业务需求，积极稳妥推进综合接入网建设。对新建基站，应支持以太接口，优先采用综合接入网承载；对已有基站，逐步推进IP化改造，在MSTP资源不足情况下，优先采用综合接入网承接。3)综合接入网以L2VPN方式提供点到点或点到多点的业务形态，从A设备接入主要提供L2VPN接入，原则不提供L3VPN方式直接接入，从B设备接入可以提供L2VPN和L3VPN方式接入。4)高可用性组网原则：与基站网元相连的综合接入网必须具备亚秒级快速倒换的能力；城域骨干网内部必须支持快速倒换能力，IGP一般满足250毫秒收敛速度，城域网内部端到端网络切换时间一般满足在250毫秒收敛速度；汇聚层及核心层设备应按冗余设计配置：汇聚层及核心层设备网络侧互联接口要求分布在不同板卡，汇聚层设备业务接口、主被端口应分布不同板卡或设备。5)QOS保障能力：综合接入网以轻载为主，同时满足可实施的综合业务差异化承载的需要。,三、组网总体原则,6)综合接入网应满足目前基站及未来LTE阶段各类移动业务的综合承载需求，满足基站灵活互联、基站多归属及组播通信需求。7)综合接入网的建设发展应符合城域网演进发展路径，包括对IPv6业务承载能力的支持。8)安全性原则：各承载业务要求逻辑隔离，综合接入网必须能防范常见DDOS攻击；综合接入网和城域网骨干路由域必须隔离，避免路由波动相互传播，技术层面应可避规A设备被劫持对城域网骨干路由可能产生的不利影响。9)综合接入网应具备便利的可管理性和良好的可扩展性。10)综合接入网应适应维护体系的现状，并符合维护体系优化调整方向。,1)本地网的组网结构图1 组网示意图综合业务接入网（IP RAN）依托地市城域骨干网进行搭建，网络纵向可以分成接入层、汇聚层和核心层等三个层面，接入层由A类设备组成，用于政企业务以及基站等自营业务或者系统的接入；汇聚层由B类设备组成，用来汇聚接入层设备的流量，同时用来接入政企和基站等自营业务；核心层依托城域骨干网的CR、SR进行搭建，实现汇聚设备间的互访。网络横向上可以分成许多物理上不直接互连的接入子网，接入子网由多个A类设备和一对B类设备组成。在环形组网情况下，接入子网同时会有多个接入环，接入环上接入多台A类设备；在树形组网情况下，A类设备直接与B类设备进行互联。,四、组网要求,A-B互联要求,方式一：环形互联(推荐),方式二：树形双归互联,方式三：链式互联,互联说明根据光纤资源的实际情况，优先选择环形互连方式在采用Multi-VRF等特殊解决方案的场景下，可选择树形双归互联方式C/D类基站，在光纤资源无法组环或双归的情况下，可在环形互联或树形互联的某个A设备下链接一级A设备，不推荐A设备单链接入单台B设备,互联链路选择采用环形互联方式时，A-B设备的连接链路带宽初期以GE为主；LTE阶段对少数大汇聚场景可随流量增加扩容到10GE链路采用树形双归互联时，A-B设备的连接链路带宽为GE采用链式互联方式的，A-A设备及A-B设备的连接链路带宽为GE,B-B互联要求,方式一：标准成对(推荐),方式二：星型成对,方式三：串联成对,B设备应成对进行组网，一对B类设备建议接入3-10个接入环，约20-60台A类设备每对B设备之间配置物理直连链路，以实现故障冗余和保障业务快速恢复在机房只设置一台B设备的场景下，需要综合考虑接入环覆盖范围、光纤组网等实际情况，就近选择附近机房的一台B设备，组成一对B设备对不建议B设备对之间直接进行互联，应通过ER汇聚B设备对的方式实现互通，以防止不同B设备对之间的相互影响,B-ER互联要求,B类设备就近接入两台RAN ERB类设备与RAN ER之间优先采用10GE链路互联，部分业务量较少的B设备可以采用GE或多GE链路上联若采用多链路上联，建议使用IEEE802.3ad链路聚合协议实现多条物理链路的负载分担和安全保护，聚合方式建议采用动态LAG,方式一：成对B设备上联ER(推荐),方式二：不成对B设备上联ER,单台B设备上联到一台RAN ER设备，成对B设备之间存在互联链路，互联链路带宽不小于B设备上联链路带宽互联B设备链路若存在多链路，参照上联多链路方式,若B设备无法做到成对部署，建议B设备双归上联到两台RAN ER，两条链路使用不同光缆路由,环形组网A设备主备PW的选路方式,以接入环为单位进行负载分担,以接入节点为单位进行负载分担,同一接入环上所有节点流量方向一致通过调整不同接入环流量方向实现B类设备负载分担前期规划及后续补点简单，负载分担效果一般,同一接入环上不同节点流量方向不同通过调整不同节点流量方向实现B类设备负载分担前期规划及后续补点复杂，负载分担效果较好,基站接入A设备方式,场景一：1X/DO通过同一个FE接口接入A类设备,场景二：1X/DO分别通过一个FE接口接入A类设备,场景三：LTE基站通过一个GE接口接入A类设备,场景四：基站通过主备FE/GE接口接入一台A类设备，每个接口均分别配置一对主备PW，采用N:1网关收敛方式,基站必须经过A类设备后再接入B类设备，不允许基站直接接入B类设备原则上要求1X/DO基站和LTE eNB共址的情况，在确保A上联能力前提下共用一台A设备接入,BBU接入方式,分布式BBU：比照单台基站，单独接入一台A设备，再接入B设备,集中式BBU：不允许BBU直接接入B设备。需要通过一台A设备接入多套BBU，多台A设备通过GE或者10GE组环连接到B设备。,1.模式一：PW+L3 VPN 方案的特点是基站单播业务在IP RAN接入层采用PW承载，在汇聚层采用L3 VPN进行承载，具体如下图所示：图3 PW+L3VPN方案示意图,五、业务承载方案,业务承载方案从基站业务承载角度，可以分成两个主流方案，分别是PW+L3 VPN和CE+L3 VPN。,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双发功能；2.B1和B2设备直接在L3VE接口下配置相同的网关地址，对上发布同样的路由，在BSC CE侧形成等价路由3.如果B设备不关心PW主备状态，称为非联动方案；如果B设备根据PW状态联动网关接口UP/DOWN，称为联动方案。,MAC:11-11-11,MAC:11-11-11,PW+L3VPN网关保护方式非联动方式：A配置双PW分别终结到B1和B2设备的L3VPN，由B1和B2 向上L3 VPN发布基站网段明细及汇总路由；A类设备双PW的保持单发双收状态，冗余PW无需携带主备信息给B类设备，实现A和B松耦合互联。基站通过A与B之间的PW向上主动发送ARP请求，B类设备获取基站路由与ARP信息，由于PW是双收性质，回程数据在冗余PW上都可以接收。联动方式：采用PW-Redundancy倒换机制。A配置优先级来识别主备冗余PW，该冗余PW分别终结在双汇聚B1或B2的L3VPN VRF 三层子接口上。A携带PW Active/Standby等状态位信息发送给B，B1或B2识别PW Active/Standby状态位信息，终结Active PW的三层子接口将处于UP状态，并发布相关路由；终结standby PW的三层子接口将处于Down状态，不发布相关路由，以避免上、下行流量路径不一致的情况发生。联动方式要求B支持PW-Redundancy机制，A和B耦合性强，目前存在跨厂家互通问题。考虑技术复杂度、跨厂家支持能力等因素，L3 VPN网关保护建议优先采用非联动方式，在不支持非联动方式情况下，可以选用联动方式。,方案特点 A类路由器通过native IP接入B类路由器，B类路由器与BSC/EPC侧汇聚路由器间建立MPLS L3VPN（基站回传VPN）,业务实现方式针对基站业务承载，为基站单播业务设置RAN VPN，由A类设备作为业务网络CE接入，在B类设备上进入RAN VPNCTVPN194 VPN提供基站环境监控系统互联，CTVPN193 VPN提供A和B类设备的网管通道允许A类设备启用多实例或是以VPN为单位启用OSPF多进程方式实现与相应VPN的互联BSC的接入方式与PW+L3VPN方案保持一致,B,B,BSC/EPC,城域内,BSC CE,BSC CE,核心IGP区域,OSPF多进程/多实例,RAN VPN,CTVPN 193,CTVPN 194,eNodeB,eNodeB,CE+L3 VPN组网方案仅适合与A设备双上行B设备的树形组网，不支持从A设备接入二层管道类业务。,2、模式二：CE+L3 VPN,L3VPN网关保护方式,PW+L3VPN方案网关保护采用非联动方式：A类设备配置双PW分别终结到B1和B2设备的RAN VPN，B1和B2同时向RAN VPN发布基站明细及汇总路由。A类设备与B类设备间的双PW保持单发双收状态，利用主用PW发送基站上传数据，通过冗余PW同时接收回程数据，A类与B类设备间实现松耦合互联RAN VPN采用双RD设计，实现MP-BGP的快速收敛,CE+L3VPN方案A-B间故障检测采用BFD for IGP，检测时间间隔为50ms*3RAN VPN采用双RD设计，实现MP-BGP的快速收敛,六、保护技术,eNodeB,EPC,PW,L3VPN,主PW,备PW,1,接入层,汇聚层,接入环链路故障正切：A设备通过BFD检测到主PW故障，进行PW主备切换，上行流量通过B2设备直接到达EPC；同时B1的对应基站的明细路由撤销，下行流量切换到B2；IGP重新收敛，LDP LSP 会重新建立，上行流量经过PW WTR后，会切换到主PW上，经过B1设备到达基站控制器；同时下行流量也切换到B1设备。回切：当链路故障恢复后，主LDP LSP重新收敛，主PW会切换LSP隧道。,故障保护（接入环链路故障）,eNodeB,EPC,PW,L3VPN,主PW,备PW,2,接入层,汇聚层,故障保护（B1节点故障）,B1节点故障正切：A设备通过BFD FOR PW检测到主PW故障，进行PW主备切换，上行流量通过B2设备直接到达EPC；同时EPC CE通过BFD FOR LSP检测故障，进行VPN ECMP切换，下行流量切换到B2。回切：当链路故障恢复后，经过PW WTR回切原来的B1网关节点。,故障保护（汇聚层链路故障）,eNodeB,EPC,PW,L3VPN,主PW,备PW,3,接入层,汇聚层,汇聚环链路故障故障链路如果能生成LDP FRR，优先LDP FRR倒换；B设备和EPC CE之间配置BFD FOR LSP，BFD检测到故障后，进行VPN ECMP切换。如果没有配置端到端BFD检测，可以使用下一跳跟踪触发（NHT）机制进行VPN ECMP切换。,多点故障保护,a,b,a,b,B设备同时检测上联链路和互联链路状态，若两点同时发生故障，则触发A设备进行PW切换,在N:1方式下，如果出现右图中双点故障，还需要主网关撤销基站明细路由,故障点保护技术汇总,BTS/eNodeB,BSC/RNC,PW,L3VPN,主PW,备PW,3,接入层,汇聚层,端,2,1,4,5,1,2,3,4,5,6,8,7,9,10,11,12,保护方案,检测技术,PW Redundancy,BFD for PW,VPN ECMP,BFD for LDP LSP,E-VRRP,BSC for VRRP,1,2,3,4,5,1,3,5,4,6,8,10,12,1,3,5,7,9,11,10,12,1,2,4,5,7,9,11,10,12,1,2,4,5,7,9,11,12,1,2,4,6,8,10,11,12,谢谢大家！,
