IPRAN网络规划方法要点课件

1、2013年7月IPRAN网络规划方法第1页，共42页。目录概述13网络规划方法4案例介绍2承载业务需求第2页，共42页。随着3G无线数据流量增长，传统的MSTP网络由于业务承载扩展性差、不支持流量统计复用、承载效率低，无法有效承载LTE大突发流量及基站间多点到多点业务。IP RAN网络具有承载效率高，支持点到多点间通信，扩展性好等优点，可纳入城域网网管统一管理，适合作为3G及LTE基站的回传网络。中国电信从2009年开始试点部署IP RAN，并于2011年后进行了规模试商用，IP RAN大规模组网的能力在现网得到了验证。为更好地指导各地市建设IP RAN网络，集团公司网络发展部已编制并下发建设

2、指引，对IP RAN的网络架构、业务承载需求、建设方案和MSTP利旧等问题进行了阐述，供各省公司在网络建设中参考。本建设指引重点描述3G基站回传的承载方案，同时兼顾LTE承载的需求。背景第3页，共42页。IP RAN分为核心层、汇聚层与接入层三层。核心层直接与BSC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RAN ER）；汇聚层由B类设备（IP RAN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（IP RAN接入路由器）组成。网络架构IP RAN定义： IP Radio Access Network，基于IP的无线接入网，是基于I

3、P/MPLS分组交换的无线接入网技术。第4页，共42页。目录概述13网络规划方法4案例介绍2承载业务需求第5页，共42页。为什么需求综合业务承载网过去由于技术所限，一种业务采用一张网络承载，维护复杂，成本高。融合的IP承载网取代多个不同技术的网络、实现业务的统一承载，降低CAPEX和OPEX。AccessCoreX.25ADSLEthernetPSTNIPATMFRGSM/GPRSCDMACablePDHSDH业务网络接入综合业务承载网Wireless VoiceWireless DataHigh SpeedInternet VoiceStreamingDial-upVoIPMessageTV

4、 setTelephonePCDumb phoneTV setTelephonePCDumb phone过去现在第6页，共42页。综合业务承载网的挑战企业专线/高价值业务IPTV业务3G业务LTE业务时钟同步能力。带宽扩展能力： HSPA下行带宽高达14.4MQoS能力。iPhone、数据卡等业务大大增加移动数据业务的流量，为避免像AT&T那样影响语音业务，承载网络需要有强大的QoS能力时钟同步能力。带宽扩展能力。扁平化和灵活调度能力， 支持S1-Flex和X2接口组大网能力，满足LTE基站密度大的承载需求QoS能力，保证带宽和承载质量能达到SLA协议要求50ms保护倒换能力，确保用户业务不中

5、断保护企业信息安全，防止被窃听，被攻击IP承载网络质量有保证、安全可靠的IP化管道组播和带宽扩展能力，高清TV带宽高达8M提高业务体验，实现快速频道切换、错包重传、50ms故障倒换等功能简化IPTV运维，实现故障定界第7页，共42页。多业务承载需求小结带宽需求三层需求QoS要求可靠性需求安全要求3G10M-50M高高高LTE150M-200M高高高IPTV2M-24M高较高较高大企业接入FE-GE较高较高较高随着分组业务、视频业务的兴起，业务对带宽的需求逐步增大，基于统计复用的包交换技术成为承载的核心技术；P2P的业务模型成为固定、移动业务未来的发展方向，终端间可路由、可寻址将成为必然需求，因

6、此要求承载网络具备强大的三层路由能力。实时性业务、关键型业务对网络的QoS和可靠性要求严格，承载网络必须能够保障这些业务的承载质量要求。为保障业务的安全性，将高附加值业务与个人固定宽带业务隔离是目前较理想的方案。第8页，共42页。目录概述13网络规划方法4案例介绍2承载业务需求第9页，共42页。EPC：省会城市集中设置；RAN ER：汇聚B类设备，省会城市上联至EPC CE（或MCE），非省会城市通过CN2汇接至省内EPC。B类设备：口字或者交叉连接至核心层RAN ER；A类设备：环形上连至成对B节点IPRAN全网目标架构图第10页，共42页。轻载原则：由于IP网目前主要采用DiffServ轻

7、载方式保障业务服务质量，网络设计时必须预留足够的余量，一般在初期负载应小于25，目标网小于50；业务保障原则：对于承载的金牌客户和高QoS要求业务必须预留足够的网络资源；扁平化原则：为了便于全程全网业务的快速开发和部署，必须在覆盖所有业务接入点；安全隔离原则：各种不同等级的业务和客户必须实现逻辑隔离。IP RAN网络规划设计总体原则IP RAN网络结构设计原则为减少端到端的跳数，可借鉴传统PSTN网络的组织结构，采用核心层/汇聚层/接入层的3层网络结构汇聚层双节点互为备份接入层成环上联至汇聚节点规划原则第11页，共42页。IP RAN网络流量预测及带宽设计 网络流量预测方法1：根据承载的用户数

8、量，并根据用户数量计算流量矩阵，最终得出带宽需求。方法2：根据承载的接入点数量、单点带宽需求进行流量预测链路带宽按照23年业务容量要求设计，避免频繁扩容。采用轻载方式提供QoS保证，峰值链路负载在45%左右，负载达到50应触动故障解决系统和紧急扩容措施。确保正常情况下，链路带宽利用率不超过50，故障情况下，链路带宽利用率不超过70。设计网络容量时考虑以下指标平均带宽利用率：业务接入总流量/接入链路总带宽设备容量利用率：链路总容量/设备交换总容量接入带宽收敛比：极限汇接总带宽/接入总带宽，初期远大于接入带宽端到端跳数：15 or 20（按时钟要求）规划原则第12页，共42页。路由协议规划原则层次

9、化网络拓扑中路由协议的选择核心层路由协议的选择提供冗余链路和负载分担 推荐使用OSPF,IS-IS不推荐使用RIP汇聚层路由协议的选择可以使用OSPF,IS-IS,RIPv2接入层路由协议的选择可以使用OSPF,RIPv2，静态路由采用MP-iBGP发布VPN IPv4私网路由PE-ASBR与外部网络之间采用MP-eBGP协议规划原则第13页，共42页。地址规划原则唯一性：一个IP网络中不能有两个主机采用相同的IP地址。连续性连续地址在层次结构网络中易于进行路径叠合，大大缩减路由表，提高路由算法的效率。扩展性地址分配在每一层次上都要留有余量，在网络规模扩展时能保证地址叠合所需的连续性。实意性“

10、望址生义”规划原则第14页，共42页。地址规划原则Loopback 地址概念：逻辑接口，始终Up。规划技巧务必使用32位掩码的地址。最后一位是奇数的表示路由器，是偶数的表示交换机。越是核心的设备，loopback地址越小。互联地址概念：互联地址是指两台网络设备相互连接的接口所需要的地址规划技巧务必使用30位掩码的地址。核心设备，使用较小的一个地址使用连续的可聚合地址业务地址概念：是连接在以太网上的各种服务器、主机所使用的地址以及网关的地址规划技巧所有的网关地址统一使用相同的末位数字，如：.254都是表示网关。规划原则第15页，共42页。网络可靠性规划原则网络规划要求网络拓扑和传输的设计避免单点

11、故障。传输尽可能提供高可靠性保护。IP承载网链路和节点保护措施启用后的网络可靠性指标要求核心层全部链路启用LSP HSB 或MPLS TE FRR保护。具备条件的情况下，尽量扩展到骨干层部署。要求切换时间小于50毫秒。PE节点故障和VPN路由的快速收敛。要求小于300-500毫秒 。单台设备支持关键部件（路由引擎、交换矩阵、电源模块、风扇等）冗余备份软件采用模块化结构，支持在线升级规划原则第16页，共42页。网络安全性规划原则网络的安全性包括业务系统的安全和业务数据的安全两个方面。对于业务数据，可以采用一些认证和加密等机制，防止攻击者对业务的侦听和伪造。对业务系统，安全性可以通过设置地址转换屏

12、蔽对设备的攻击，通过包过滤、设置单独的VPN网络等手段防范黑客的入侵等。网络基础设施安全性网络安全边界保护在IP承载网网络边缘路由器所有接入接口上采用ACL封闭所有对IP承载网路由器管理和链路地址的访问，形成封闭的骨干网络。设备自身保护在路由器上设置ACL，控制非法访问，如Telnet、SNMP等。配置操作安全保护采用Radius协议实现用户管理员的认证、授权和审计通过syslog实现配置修改等安全关键信息的审计路由安全在IP承载网边缘路由器接口上使用IS-IS MD5加密认证在没有EBGP的路由器接口上封闭BGP使用的TCP=179端口。规划原则第17页，共42页。各地市在建设IP RAN网

13、络，逐步替代现有MSTP承载基站回传的过程中，根据IP RAN的部署规模，可选择全区模式和片区模式两种建设模式。全区模式是指在市区（含县城）建立一张全覆盖的IP RAN网络，一次性将基站回传由MSTP网络割接至IP RAN。全区模式主要适用于大规模IP化改造3G基站或LTE规模部署的本地网。片区模式是指在市/县区的一个区域新建IP RAN网络，将本区域内的基站回传由MSTP网络割接至IP RAN。片区模式主要适用于LTE部署前MSTP扩容压力较大，基站IP化改造规模不大的本地网。建设模式第18页，共42页。组网原则综合业务接入网定位于城域内基站回传等自营业务及政企客户业务的高质量接入和承载，依

14、托现有的城域骨干网一平面的无缝衔接，逐步实现广覆盖，并有效与光纤接入网发展相衔接。对于新建基站，应支持以太接口，优先采用综合业务接入网进行承载；对于已有基站，逐步推进IP化改造，在MSTP资源不足的情况下，优先采用综合业务接入网进行承载。为简化综合业务接入网的技术实现方式，方便实现多厂家设备混合组网的网络管理，A类设备原则上只提供L2 VPN的接入，三层业务统一在B类设备上进行二层终结。综合业务接入网应具备基站三层网关快速倒换的能力，全网路由收敛速度满足基站及政企业务的承载需求。综合业务接入网以轻载为主，满足可实施的综合业务差异化承载的需要。 综合业务接入网应满足目前基站及未来LTE阶段各类移

15、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。综合业务接入子网与城域骨干网间实现逻辑及策略的隔离，有效防止互相的干扰与影响，同时接入环间实现路由的隔离，保证综合业务接入网路由层面的安全性。为提高可维护性，综合业务接入网A类设备应具备即插即管理的能力。同时，为实现跨厂商设备间的混合组网，应逐步实现城域网网管系统对综合业务接入网设备以及承载的基站和政企业务的管理。第19页，共42页。基站回传逻辑组网方案PW + L3 MPLS VPN方案native IP+ L3 MPLS VPN方案推荐不推荐PWL3 VPN：承载所有业务，推荐。Native IPL3 VPN：A类设备未进行

16、级联且没有电路仿真及综合业务承载可用，不推荐。第20页，共42页。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（RAN ER)一般与BSC同机房设置。节点设置第21页，共42页。对于A/B类基站（分类见2011年中国电信CDMA基站考核办法），承载基站的A类设备应

17、采用环形或双归接入一对B类设备。对于C/D类基站，根据光纤资源情况，A类设备可灵活采用环型、双归或链式组网方式上联B类设备。一对B类设备建议接入20-50台A类设备，现网实际部署时，各省可根据光缆网分布、资源情况及基站带宽情况适当调整。若干台A类设备与一对B类设备组成多个接入环，实现基站回传的双路由保护，同时节省光纤：1）每对B类设备一般覆盖3-10个接入环。2）3G阶段，每个接入环上基站一般不超过8个（含该环所带链状接入基站）； 3）LTE阶段，繁忙区域单个接入环上基站数量不超过6个（含该环所带链状接入基站），非繁忙区域单个接入环上基站不超过8个（含该环所带链状接入基站）；4）链式接入时，级

18、联层数原则上不超过2级。A类设备-B类设备组网第22页，共42页。A类设备与B类设备间的带宽按以下原则考虑：1）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；2）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。 3）链式组网时， A类设备采用GE链路上联。A类设备-B类设备组网第23页，共42页。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；2）B类设

19、备间带宽预留为B类设备上联至ER间带宽的50%，互联采用GE/10GE接口。B类设备-B类设备组网第24页，共42页。新建一对或多对RAN ER汇聚来自B类设备的流量并接入BSC。 1、RAN ER节点部署原则上RAN ER与BSC同局址部署。根据不同本地网B类设备的规模，北京、上海、广州、重庆、大省省会等超大型本地网ER数量不超过6台，大省发达城市、中小型省省会等大型本地网ER数量不超过4台，其他中、小型本地网ER数量不超过2台。IP RAN建设初期，ER端口配置按1:6收敛比考虑，即ER上行带宽配置为汇聚的B设备带宽的1/6。2、RAN ER与B类设备对接每一对B类设备口字型接入一对RAN

20、 ER。B类设备与RAN ER间采用10GE上行。当B类设备与RAN ER间流量超过链路带宽的60%进行扩容。B类设备-RAN ER的组网第25页，共42页。IP RAN设备组网要尽量与接入光缆网的物理结构匹配，兼顾建设成本和组网安全，做好两者的协同规划。原则如下：1.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。2.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。3.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,

21、就近接入另一台A类设备，但应严格控制设备级联级数。4.对于现有接入光缆网纤芯容量、结构不满足IP RAN组网需求的，应结合IP RAN的部署立即开展扩容改造工作，并在后续规划中，结合LTE、IP RAN、宽带网、政企客户接入等组网需求统筹规划、建设接入光缆网。与光缆网的协同第26页，共42页。 A类设备，用于接入基站和政企客户，业务侧以GE/FE接口为主，网络侧现阶段以GE接口为主。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210GE+8GE；3G及LTE阶段A1即可满足业务需求。LTE ADVANCE阶段可采用A2设

22、备组网。业务侧端口：LTE采用一个GE接入，动环监控用1个FE接入，1X/DO业务采用1个或2个FE（根据基站的接口数量定）接入，业务侧总端口需求为1GE+（23）FE；网络侧端口：若组建GE环网，配置2GE，若组建2GE环，配置4GE；备份端口：1GE+1FE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*（12）FE。IPRAN网络规划方法接入层设备要求 A类A1A2每槽带宽要求 4G10G业务槽位数 =2端口可配置端口容量 4GE+4GE/FE（

23、自适应） +2FE 210GE+8GE/FE（自适应） FIB 2K 2K 网络端口 以太网接口、GE 以太网接口、10GE 业务端口 以太网接口:FE、GE 以太口:FE、GE 第27页，共42页。IPRAN网络规划方法接入层设备组网预估接入环系统覆盖区域内业务需求带宽，合理调整接入环系统站点数量。繁忙区域内：1个接入环覆盖基站数不超过6个；考虑LTE阶段基站加密需求，建议IPRAN建设初期1个接入环基站数控制在34个。后期根据实际业务流量增长情况，接入环可扩容至2GE。R1-1A1A2A3B1B2A4A5A6A7A8R1-2R1-6接入子环名称环上节点数业务带宽备注R1-133*200M=

24、600MGE环可满足R1-255*200M=1000M考虑复用，GE环可满足第28页，共42页。IPRAN网络规划方法接入层设备组网接入子环名称环上节点数业务带宽备注R1-133*200M=600MGE环可满足R1-299*200M=1800M考虑复用，GE环容量已达90%R1-1A1A2A3B1B2A4A5A6A7A8R1-24个新建站R1-1A1A2A3B1B2A4A5A6A7A8R1-2A9A10A11A12R1-3接入子环名称环上节点数业务带宽备注R1-133*200M=600MGE环可满足R1-255*200M=1000M考虑复用，GE环可满足R1-344*200M=800M考虑复用

25、，GE环可满足R1-2裂环为R1-2、R1-3第29页，共42页。B类设备，用于汇接来自于接入设备的流量至RAN ER。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；LTE Advance阶段，可考虑B2类路由器组网。IPRAN网络规划方法汇聚层设备要求B类B1B2每槽带宽要求=10G=20G业务槽位数=3=5单向可配置端口容量60G120GFIB128K256K网络端口以太网接口、GE、10GE以太网接口、GE、10GE业务端口以太网接口:FE、

26、GE、10GE.以太口:FE、GE、10GE上行带宽一个LTE及3G基站流量=200M,上行带宽=200(2040)=(48)G业务需求：以一对B设备覆盖2040个LTE/3G基站计算下行端口A设备以环网接入时： 以一对B设备接入5个环，当A以2GE环接入时，需要10GE； 当A以10GE环接入时，需要510GEA设备以双归接入时，以一对B设备覆盖30个A，需要30GE第30页，共42页。IPRAN网络规划方法汇聚层设备组网与OTN网协同IP RAN组网时，市区内B类设备上行核心ER可以根据距离纤芯资源情况选择裸纤承载或者OTN承载。各县市B类设备上行可根据本地网OTN系统覆盖情况，使用OTN

27、网络承载。汇聚环名称接入子环数接入节点数上行业务带宽单台B上行单台B下行B设备互联R262626*200M=5200M1*10G6*GE1*10GR3299*200M=1200M1*GE/2*GE2*GE1*GE/2*GEER2ER1R4R1R2R3R1R2R3R4第31页，共42页。ER路由器，用于汇接B类路由器流量，上行3G流量通过BSC CE到达BSC，4G流量通过骨干网到达省会EPC。根据本地网规模，配置26台ER（黑龙江各本地网参考集团定义，建议配置2台ER），小型本地网（基站数量在750个及以下）可以采用B2路由器作为ER，对于超大型、大型、中型本地网，ER路由器应选用支持10GE

28、端口、整机可配置端口容量为800G、单槽容量大于或等于100G的路由器设备。每一对ER下联1545对B设备。端口配置情况可以参考下表。IPRAN网络规划方法核心层设备要求ER设 备对上行下行横向BSC CE骨干网（至EPC） B设备对ER之间组网口字型交叉上联口字型直连端口GE/FE10GE10GE10GE端口数量3G流量需求一对ER覆盖N个A设备，收敛比取1：6，则需要约N*0.2/6/10*10GE一对ER下联N对B设备对，则需要2*N*10GE1*10GE第32页，共42页。核心层RAN ER与BSC同机房设置；RAN ER数量控制为2个；RAN ER上、下行端口数量按需配置；IPRAN

29、网络规划方法核心层设备组网ER1ER2EPC CE1EPC CE2EPCBSC CE1BSC CE2BSC163CN2ER1ER2PEPEPEPE省会城市非省会城市BSC CE1BSC CE2BSCMCE1MCE2第33页，共42页。IPRAN网络规划方法核心层设备组网ER1ER2EPC CE1EPC CE2EPCBSC CE1BSC CE2BSCR4R1R2R3汇聚环名称接入节点数上行业务带宽单台B上行R12626*0.2G=5.2G1*10GER23535*0.2G=7G1*10GER33030*0.2G=6G1*10GER499*0.2G=1.8G2*GEER节点下行端口上行流量（按1:

30、6收敛）上行端口ER互联ER13*10GE+2*GE3.33GE2*10GE1*10GEER23*10GE+2*GE3.33GE2*10GE1*10GE根据以上测算，最终ER单台端口配置为：6*10GE+2*GE。实际配置设备端口时，建议上行、下行、互联端口分板。第34页，共42页。主流厂家设备型号分档厂家型号阿朗CISCO烽火华为JUNIPER中兴A1SAR-AASR901R830EATN910IACX1000CTN6130XG-SA2SAR-8ASR903R835EATN950BCTN6220B1SAR-18ASR9KR860CX600-X3MX480CTN9000-3E B27450ASR9KR860CX600-X8MX480/960CTN9000-5E/8E第35页，共42页。主流厂家设备能力槽位数单槽能力备注CISCOASR90064120G/80GASR90108120G/80GJUNIPERMX96011120G/80GMX4806120G/80GHUAWEICX600-X3350GCX600-X8850G中兴CTN9000-3E340GCTN9000-5E540GCTN9000-8E