IPRAN原理简介-详细原理介绍

1、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

2、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-csIu-psIurIub 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 IPIur over IPIub over IPWhy IP RAN？ 标准化 IP RAN在

3、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

4、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IubIu-CsIu-PsIurMcGnRNCRNCNodeBNodeBMGWSGSNGGSNMSCServerNodeB2G/3G 网络架构S1-ULTE网络架构eNodeBeNodeB

5、eNodeBS1-MMEMMEX2CNRANSAES-GWPDN-GWS-GWCSPSCNRAN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 PoolL

6、TE 移动回传S1-US1-CS1-CS1-UX2NMSS1-APSCTPIPVLANMACS1-C(eNB-MME)X2-APSCTPIPVLANMACUP PDUsGTP-UUDPIPVLANS1-U(eNB-S-GW)MACOMTCPIPVLANMACOAM data flowUP-PDUsGTP-UX2-U&X2-C (eNB-eNB)UDPIPVLANRNLTNLRNLTNLRNLTNLMACClock data flowS1 dataX2 dataOAM dataClock dataBITSMME PoolOMeNode BeNode B10联通典型城域网现状主要包括城域传送网、I

7、P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/MSTPIP专网WDMSDH/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/MPLSPON/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，

8、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

9、应考虑1588v2等同步功能IP over SDH/WDM城域网核心层MSTP/SDH城域网汇聚/接入层路由器+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接入需求未来不可预知的业务需求传送网将向分

10、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L3VPNL2专线边缘层汇聚、核心层PE1PE2PWE3 L2VPNPWE3 L2VPNMPLS L3VPNMPLS L3VPNPWE3 L2VPNIP RAN 业务承载方案分组传送网建设方案-IP RANIP RAN：采用路由器架构， IP三层转发和MPLS二层转发

11、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 L3VPN15WCDMA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是否需要同步源时钟精度要求相位同步要求CDMA2000需要0.05ppm1.5usGSM不需要0.05ppmN

12、AWCDMA可选0.05ppmNATD-SCDMA需要0.05ppm1.5usWiMAX FDD可选0.05ppmNAWiMAX TDD需要0.05ppm0.5usLTE 不需要0.05ppm1.5us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OTNONTSBUWLANMTUMSTPPTN环622MAPGPON1 x N1 x N1 x NOLTIP城域网CRACBRAS/SRCR2.5GMSTPIP专网ARCEBSC/RNC/aGWSBC防火墙CEAR PTN环 IPRAN集团客户专线2G BTSTD NodeBLTE eN

13、odeB集团客户专线BSC/RNCBRAS/SR2G基站业务流向WLAN&有线宽带业务流向新增2G基站业务流向OTNTD、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

14、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PTNPTNaGWPTN静态二层逐步考虑部署三层功能代价最小、最平稳过渡方式中国移动演进思路绝大部分本地网163骨干网CN2PEBRASCN2骨干网核心路由器BRASSRSRSR/BRASRANPENGNPE宽带接入网综合接入网宽带上网IPTV互联网专线政企VPN基站回传软交换少数大本地网163骨干网CN2PEBRASCN2骨干网核心路由器SRBRAS/SRSR/BRASSR/ASBRRANPENGNPE宽带接入网综合接入网宽带上网IPTV互联网专线政企VPN基站回传软交换汇聚路由器SR/SR利旧城域网/二平面电信IP RA

15、N产品招标范围电信依托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 RAN19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

16、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快速保护EthernetPTNSDH“Packet” 分组特性“Transport” 传送特性分组汇聚支持传统业务Qos管理多播带宽规划统一的传送平台端到端高效管理可扩展性灵活性端到端Qos完善OAM面向未来面向连接时间同步PTN=分组技术+SDH运营经验Packet Transport Network19PTN的设计理念20PTN实现方式：MPLS-TP/T-MPLS技术最初，由I

17、TU-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）MPLS头LSP, LDP, 流量工程PWE3, BFD/FRR 增强取消IP增加双向LSP增加OAM和保护 简化和增强IP headerIPPayloadIPEncapsulationPHYMPLS headerIPpayloadIP headerEn

18、capsulationPHYMPLS(opt)EncapsulationT-MPLSMPLS headerpayloadEncapsulationPHY(opt)EncapsulationMPLS-TP = MPLS - L3复杂性 + OAM + 保护21SDH/MSTP和PTN设备的交换方式E1、STM-N、ATMVC交叉连接（TDM）E1、STM-N、ATM、FE、GE客户侧接口E1、STM-N、ATM、FE、GE分组交换客户侧接口客户侧接口VC交叉连接（TDM）SDHMSTPPTN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

19、仍为TDM为适应分组业务承载，MSTP正向传送IP化技术演进内核承载业务类型技术特点和现状SDH设备TDM交换（VC交叉）TDM业务无法承载分组业务MSTP设备TDM业务和分组业务在分组业务比重较大时承载效率较低PTN设备分组交换在分组业务比重较大时承载效率较高22SDH/MSTP和PTN设备的架构MSTP 组网PTN 组网统计复用刚性管道，无统计复用弹性管道，有统计复用，带宽规划可按收敛比、提高带宽利用率速率核心层10G，汇聚层10G/2.5G，接入层622/155M组网核心层、汇聚层10GE，接入层GE组网组网环形、链形、MESH保护复用段保护、通道保护、SNCP 保护环网Wrapping

20、/Steering保护、1+1/1:1 LSP线路保护保护性能50ms电信级保护控制平面可升级支持引入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TDME1Abis PWE3TDMAbisE1TDMAbis TDM E1TDM E1BTS1 PWE3BTS1BSCNodeB2Bi-directional TunnelBTS1 PWE3RNCPEPETunnelPHYE1E1E1E1E1PE

21、1E1E1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24NB2 HSDPA PWE3Bi-directional TunnelNB2 HSDPA PWE3PEPEETHETHETHETHETHETH 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ETH802.1QIPIub IPETHPWE3802.1QIPIub TunnelPHYETH802.1QIPIub IPPEETHBCIP业务/大客户PTN承载

22、NodeB2RNC25基于PTN分层模型的层次化OAM机制 P P MEPMIPMIPMEPMEPMEPMEPMEPMEPMEPMIPMIPPTN域1PTN域 2NNITMP通路层OAM(域间) CE CE 接入链路OAMTMP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 MIPUNIUNI PE PE-S PE-S MEPMEPMEPMEPMEPMEPMEPMEPMEPTMS段层OAMTMS段层OAMMEGMaintenance Entity Group维护实体组MEPMEG End Point MEG的端点MIPMEG I

23、ntermediate Point MEG的中间节点业务OAMIPRAN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

24、区别：PTN包交换 统计复用二层 静态 点到点连接MSTP通道交换 无复用二层 静态 点到点连接27IP RAN定位28IP承载与路由转发R1北京（100.1.0.0）深圳（200.2.0.0）R5R2R3R4100.1.1.1 目的 下一跳100.1.0.0/16 R1. 目的 下一跳100.1.0.0/16 R2. 目的 下一跳100.1.0.0/16 BJ.2828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

25、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：动态静态BGP、ISIS、OSPF静态路由MP-BGPVPN路由、VPN标签分配29标签交换 IPIP标签 1LERLER 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LSRLSRIP标签2IP标签3IPLSP 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2022/8/531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MP

26、LS-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TE31LSP 类型: 静态 LSP所有路由器都由人工配置标签不需要信令1234547.1123DestLabelOut47.1123IntIn-IntOut2123456456DestLabelIn47.1123IntIn3IntOut4LabelOut456Dest47.14565-LabelInIntInIntOut2022/8/533LSP 类型： 通过信令建立的 LSPLSP通过信令协议来建立RSVP-TE 或者 LDP

27、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1234547.1Mapping: 123Request: 47.1Mapping: 456Request: 47.1DestLabelOut47.1IntIn-IntOut2DestLabelIn47.1IntIn3IntOut4LabelOutDest47.15-LabelInIntInIntOutDestLabelIn47.1123IntIn3IntOut4LabelOut456Dest47.14565-LabelInIntInIntOutDestLabelOut47.1123IntIn

28、-IntOut22022/8/534CECECECECEPEPECECECECEPEPE核心网络VPN 例子 #1IP VPN #1VPN 1 的 VRF VPN 例子 #2IP VPN #2VPN 2 的 VRFCE到 PE路由选择:BGPRIPStatic隧道机制:RSVP-TELDPGREVPN介绍2022/8/535MPLS VPNL2 VPNL3 VPN MPLS BGP VPNVLLVPLSPWE3MPLS 分类VPNPWE3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

29、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。PWTunnelCE1CE2ACPEPEPECE3CE4PERemote LDPPW signalL3VPNTunnelL3VPNIPVPN LabelPayloadTNL Label3ETH4IPVPN LabelPayloadTNL Label1ETH2SWAPIPVPN LabelPayloadTNL Label4ETH5SWAP

30、PayloadIPETH1PayloadIPETH6（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RNCL3VPN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？-RTIETF对BGP-4进行了地址族能力扩展，形成MP-BGP（ Multi-Protocol

31、 BGP，多协议BGP），使BGP能够为多种应用路由信息。VRFVRFVRFVRFCE-1CE-3CE-2CE-4PE-1PE-2BGPBFD Hello 报文BFD for VRRP、ISIS/OSPF、BGP、TE FRR、 PW、 LSP/TunnelBFD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39BFD扩展 BFD（Bidirectional Forwarding Detection

32、，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2022/8/5IPRAN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RNC1RNC23G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-1RNC-2PT

33、N接入层PTN汇聚层PTN核心层NodeB需重新配置端到端LSP和PWRNC-1RNC-2NodeBL3VPN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41IPRAN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环形组网链形组网环带链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45MESH“口”字形RNC双上联核心层节点之间落地节点与R

34、NC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主LSP备LSP源宿1宿2实现LSP1:1保护源宿1宿2备PW主PWL2VPN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2L3VPN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 LSPVRF Label:1023NHP:宿1VRF 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LAGLAGLAG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宿1宿2LAGLAG保护端口或光纤上行：IP FRR保护节点故障或LAG组故障，指定路由的备份下一跳 下行：VRRP保护主用宿1故障或LAG组故障主用下一跳：PE1备用下一跳：ASBR-R2PE1PE1ASBR1ASBR2IP FRRVRRPIP FRR网间保护RNC/MMEMPLS-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