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IPRAN技术简介,1,IPRAN技术基本原理,2,LTE承载需求分析,3,LTE承载解决方案,目录,4,国内分组技术应用介绍,小贴士：移动承载一页通,TDM技术 MSTP,分组技术 IP RAN/PTN,移动承载,什么是移动承载技术（网络）？ 答：在本地网范围内，对移动业务（2G、3G、LTE等）进行承载的技术（网络）统称移动承载技术（网络）。在2G阶段业界普遍采用MSTP承载。 2、什么是分组技术？ 答：伴随3G/LTE无线业务需求增大（尤其是数据业务），MSTP带宽有限，需采用基于统计复用的分组交换技术缓解承载压力，新的分组技术包括PTN和IP RAN。 3、IP RAN和PTN的区别是什么？ 答：IP RAN和PTN的相同点是都支持分组交换，都能满足3G承载要求；不同点在于，PTN是二层技术，只能支持3G和少量大客户业务，而IP RAN是二、三层都具备的技术，可以承载3G、LTE、大客户、NGN、IPTV等综合业务。,无线演进带来新需求 MSTP后去向何方？,2 G,L T E,2009年,2015年,MSTP,BTS,BTS,BTS,BTS,3G:大带宽 LTE：更大带宽+三层组网,?,分组技术缓解承载压力,Page 5,SDH 硬管道,分组弹性管道,承载网技术概述,MSTP：（Multi-Service Transport Platform）多业务传送平台,PTN：（Packet Transport Network），分组传送网络,IP/MPLS：（Internet Protocol ）互联网协议，为路由器的主要协议,MSTP,静态二层网络,静态二层网络,动态二/三层IP网络,路由器,PTN,主要应用于2G、大客户专线等较小颗粒的价值型业务承载,静态MPLS（PWE3 ）技术，应用于2G/3G移动回传,主要应用于互联网、固定宽带业务承载，向综合业务承载演进,MSTP,PTN,IP/MPLS,IP RAN/PTN设备定义,Page 7,传统IP/MPLS,MP2P LSP ECMP/PHP IP Forwarding 依赖性,MPLS子集： MPLS转发 MPLS/PWE3架构 GMPLS/PWE3 控制平面（可选）,IP/MPLS,根据传送需 求增加的功能,MPLS-TP,BGP/PIM/MSDP OSPF/ISIS UDP/TCP IPv4/Ipv6 .,L3VPN L2VPN VPLS MVPN ,PTN设备： 基于子协议MPLS-TP，二层转发,IP RAN技术特点一：动态分布式技术,Page 8,PTN：网管集中控制,IP RAN：设备分布式控制,设备无控制层面，不进行拓扑学习，转发路径由网管人工下发； 保护路径预先配置，网络异常时收敛速度快。,设备有控制层面，进行拓扑学习，经过同步后所有设备的转发表一致； 网络异常时靠协议收敛，也可预先配置保护路径。,IP RAN技术特点二：天然支持多业务承载,Page 9,引入三层技术的必要,多点业务：固定互联网、三层大客户专线、IPTV、LTE等。 能否用点到点技术模拟多点需求？ 业务流向相对固定的情况下可以。 N（接入点）*M（业务点）过大时无法实现。 三层技术天然支持多点互访，是多业务承载的必然。,IP RAN技术特点三：按需建立业务路径,Page 10,PTN：静态建立 面向连接,IP RAN：动态建立 非面向连接,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,原理：所有业务的转发路径和备份路径人为指，设备不处理网络拓扑信息； 优点：设备压力小，成本低；业务路径可控 缺点：无法支持点到多点额外，在业务路径经常变换时工作量较大。,原理：设备启动协议掌握全网拓扑，指导业务转发； 优点：支持点到多点业务模型，适合多业务承载。配置工作量小；网络自愈能力强。 缺点：业务路径不可见。维护压力大，设备成本高,IP RAN技术特点四：可靠性满足业务要求,Page 11,Page 12,IP RAN就是特点五：设备级安全性设计高,管理安全,业务安全,组网安全,设备安全,PTN,路由器,经过复杂Internet网络的洗礼，路由器具备更为丰富的设备安全防护特性,路由器在“专网专用”的组网模式下同样具备非常高的安全性,安全隐患很大程度上来源于业务的开放性、终端智能化，PTN承载开放性业务时将面临更严峻的挑战,PTN与路由器通常均采用“带内网管”的方式进行管理，管理安全等级相当,1,IPRAN技术基本原理,2,LTE承载需求分析,3,LTE承载解决方案,目录,4,国内分组技术应用介绍,LTE业务对承载提出更高要求,3,1,5,4,2,网络规模增加， GPS部署困难，LTE阶段需重点考虑地面时间同步技术,以手机电视为代表的eMBMS业务涌现， 承载网络要支持组播,LTE单站带宽超过150M,EVDO RA,3.1M,1X,153.6K,150M+,LTE,1G,LTE-Advanced,LTE阶段，IPv6成为基本能力,LTE的X2/S1-Flex接口要求三层组网,LTE要求承载网具备灵活带宽扩展能力,2001-2004,2004-2007,2007-2009,2009-2012,2013-?,5Mbps,310Mbps,310Mbps,1050 Mbps,空口技术,带宽,video phone & mobile streaming,multimedia, mobile broadband internet,CDMA2000 1x,DL:153.6Kbps UL:153.6Kbps,EV-DO Rev.0,DL:2.4Mbps UL:153.6Kbps,EV-DO Rev.A,DL:3.1Mbps UL:1.8Mbps,EV-DO Rev.B,DL:6.2-9.3Mbps UL:3.6-5.4Mbps,LTE,DL:100-280Mbps UL:34-68Mbps,2001000 Mbps,LTE-advanced,DL: 1000 Mbps(?) UL: 500 Mbps(?),100300 Mbps,higher quality mobile experience, Mobile broadband notebook,LTE阶段对承载带宽能力提升需求更强烈,IPv6,组播,同步,三层,大带宽,LTE点到多点业务模型要求三层组网,LTE,2G/3G,点到点业务模型,网络扁平化，引入S1-Flex和X2接口，点到多点业务模型 使用点到点二层技术会产生类N2问题，造成无线与回传网紧耦合,二层组网,三层组网,IPv6,组播,同步,三层,大带宽,地面时间同步解决方案需重点考虑,成本高 GPS的硬件成本高 ，且数量庞大。安装和维护费用也非常可观 施工难度大 GPS天线对安装环境有特殊要求 ，长距离下GPS天线馈线较粗 失效率高，无失效备份保护 GPS每年失效率大约在5；基站每站只配置1块星卡，无失效保护 可维护性差 GPS失效需要现场硬件更换，无法远程维护 存在安全隐患 战争情况下GPS可能被关掉，从而造成整网的瘫痪,频率同步,SDH,SyncE,1588v2,物理层,分组域,相位同步,CES/ TOP ACR,1588v2 ACR,NTP,GPS,IP CLK,1588v2,1588v2 ATR,GPS时间同步解决方案存在的问题,IPv6,组播,同步,三层,大带宽,LTE制式上要求承载网全面支持IPv6,TS 36.414: S1 data transport,TS 36.424: X2 data transport,2012年，国家发展和改革委员会办公厅发布国家发展改革委办公厅关于组织实施2012年下一代互联网技术研发、产业化和规模商用专项的通知，其中要求： 移动网络关键网元设备均应升级支持IPv4/IPv6双栈协议 新开展的业务具有支持IPv6的能力。,未来，X2和S1业务都有IPv6传送需求,全球主流运营商承载网标书中明确要求IPv6特性,LTE国际标准上已要求全面支持IPv6,中国政府要求运营商部署IPv6,IPv6,组播,同步,三层,大带宽,eMBMS创新商业模式,使用10%空口资源开展多种增值业务，增加ARPU,1,2,3,4,5,IPv6,组播,同步,三层,大带宽,eMBMS业务要求承载网端到端支持IP组播,信噪比提升=单位Hz的带宽提升,eMBMS把用户数跟网络容量解耦，适合广告、直播TV、信息推送等业务,组播技术可有效降低承载成本、带宽消耗，提升传送效率,IPv6,组播,同步,三层,大带宽,IP三层组播技术是承载eMBMS业务的最佳选择,IPv6,组播,同步,三层,大带宽,3GPPTS36.440中明确指出M1接口(回传网)必须使用IP组播技术来实现,组播可选方案优劣分析,LTE承载网后续将面临更多挑战,IP城域网,163,CN2,传输骨干,宽带接入网,MSTP传送网,TDM专线,3G/LTE,专线,HSI,互联网业务,电信级业务,TDM精品业务,IPRAN,移动数据业务,专线,大容量 高品质 可扩展,建网成本急剧提升,接入场景多样化,运维转型压力倍增,结构化降成本是控制整网CAPEX的关键,双核心扁平化结构,环形结构,基站带宽不断提升,网络规模持续扩张,SDH无统计复用能力,ER,ER,全场景接入能力适配差异化承载需求,最后一公里：运营商接入资源多样化,室外挂墙,抱杆安装,室内挂墙,街边柜,0.5km：MW,xDSL,2km:PON,1km：Fiber,xDSL,站址获取困难，利旧小灵通站/新建小站将大量存在，安装环境复杂化,承载设备小型化、易部署、全室外安装、灵活取/供电，适应多种安装环境要求,提供Fiber,xDSL,PON,MW等多种接入方式，充分利旧最后一公里现网资源,创新运维模式应对IP转型压力,即插即用，一次进站免软调,施工人员一次进站安装设备，设备上电后自动获取IP，网管自动上线； 配置信息远程下发，免现场软调；,SDH-Like网管，SDH-Like体验,可视化二三层业务开通、调整，屏蔽IP协议细节，简化人机接口； 业务/时钟路径、状态实时监控，一切尽在掌控；,一键式告警分析，直击故障根因,告警关联，屏蔽无效衍生告警； 告警抑制，抑制海量重复告警；,海量告警，故障排查困难,IP基础差，全新业务开通模式,海量设备开局，工作量大,1,IPRAN技术原理,2,LTE承载需求分析,3,LTE承载解决方案,目录,4,国内分组技术应用介绍,LTE端到端建设模式及需求分析,核心承载网,本地回传网,EPC建设模式： 初期省会集中建设； LTE流量分布： 从各本地网向省会集中；（如何承载？） LTE带宽需求分析：按照每eNodeB基站150Mbps带宽需求，大本地网4500个基站估算，考虑1:6收敛，大型本地网出口流量约112Gbps（如何控制成本？） LTE业务质量要求：（如何保证？） 业务时延=10ms 信令时延=100ms 丢包率=10-5 抖动=4ms,S/PGW,MME,省会城市,非省会城市,非省会城市,B,A,A,A,A,A,B,BTS/eNodeB,BSC/PCF,时间同步,网管运维,承载方案,组网方案,建设思路,LTE端到端承载网络建设思路,LTE端到端承载方案,PE,P,P,PE,EPC,CN2,非省会,A,A,A,A,A,基站,省会,B,B,A,A,A,A,A,基站,B,B,BSC,BSC,OptionA跨域,A,A,A,A,A,基站,非省会,B,B,ER,ER,MCE,PE,P,ER,ER,P,PE,MCE,CE,CE,CE,CE,BSC,ER,ER,CE,CE,PE,P,OptionA跨域,PE,P,CN2Core,OptionA跨域,省会新建EPC CE或利旧MCE，作为全省LTE业务的集中点，接入EPC网元；,各本地网新建大容量RAN ER设备，作为本地出口，省会上联MCE，非省会上联CN2 PE；,各本地网新建BSC CE或利旧MCE，用于接入BSC网元，汇聚端口；,B类上联核心ER，实现扁平化组网；,A类设备按照原有模式建设；,原CN2网络层次多，需考虑扁平化改造；,LTE,3G,时间同步,网管运维,承载方案,组网方案,建设思路,面向LTE的分组网带宽模型推算,接入层,汇聚层,BSC/RNC/aGW,BTS/NB/eNB,按照每节点接入3G基站带宽50M、LTE基站带宽150M计算，单节点接入带宽为200M； 按照每接入环接入8-10个接入节点计算，接入环总业务带宽需求为1.6-2G；考虑到带宽冗余，建议采用10G接口；,按照每对汇聚设备接入10个接入环计算，每对汇聚设备接入带宽为1.6G-2G； 按照每个汇聚环共有6个汇聚设备计算，每个汇聚环上所需带宽为4.8-6G;考虑到带宽冗余，建议初期采用10G接口； 考虑到LTE末期，带宽需求会突破30G；,按照每对核心接入2000个接入节点计算，每对核心设备的带宽压力为400G； 考虑到大客户专线等业务，核心层带宽压力可能突破640G； 考虑到LTE后期带宽的增长，核心设备带宽压力会突破1.28T；,核心层,IPSec,IPv6,组播,三层,带宽及拓扑设计,Page 30,宏站基站接入方式,基站主备接入方式,BBU（集中）接入方式,A,1X+DO,eNodeB,BTS,LTE,A,1X,eNodeB,BTS,LTE,DO,1X及DO统一通过一个FE（电）接入或者分别通过两个FE（电）接入 LTE通过一个GE（光）接入,基站通过主备端口接入，正常情况下主用端口工作，并定期发送免费ARP ，备用端口不收发报文 需通过PW+L3VPN的N:1方式承载,A,BTS/eNodeB,主,备,针对BBU集中在汇聚机房布放的场景，需增加A类设备组环，将多台BBU分担到多台A类设备上，避免B类设备单点故障，同时建议采用可靠性更高的A2设备。 集团规范明确要求B类不允许直接接基站；,基站接入方式,时间同步,网管运维,承载方案,组网方案,建设思路,LTE承载方案拓扑设计：接入采用10GE环,1、新建接入环以10GE环和10GE环带GE链为主,2、现有GE环可通过裂环或套环的方式进行扩容,拓扑1：接入10GE环,拓扑2：接入10GE环+GE链,方案1：裂环，对现网业务影响较大,方案2：套环，设备端口扩容量大,IPSec,IPv6,组播,三层,带宽及拓扑设计,汇聚层拓扑设计：口字型拓扑更适合大容量组网,注：以欢聚环上有6台设备，总流量需求为30G为模型,IPSec,IPv6,组播,三层,带宽及拓扑设计,IP RAN目标组网拓扑,接入层,汇聚层,BSC/RNC/aGW,BTS/NB/eNB,核心层,IPSec,IPv6,组播,三层,带宽及拓扑设计,L3VPN业务承载方案说明,针对3G PS/LTE/三层ETH专线业务，建议方案为HVPN（分层VPN 方案），业务端到端管理，简化运维。 此方案部署成熟，已在多个本地网商用部署。,PW,PW,3G PS/LTE/三层ETH专线,L3VPN,L3VPN,2G/3G CS/二层TDM专线,PIM SM,PIM SM,LTE eMBMS组播,PW/VPLS,PW/VPLS,二层ETH专线,IPSec,IPv6,组播,三层,带宽及拓扑设计,Page 35,3G/LTE基站承载方案：PW+L3VPN,时间同步,网管运维,承载方案,组网方案,建设思路,汇聚层,核心层,接入层,BSC,BTS/eNodeB,A,A,A,A,A,B,B,Primary PW,Standby PW,B,B,A,RAN ER,RAN ER,BSC CE,BSC CE,L3VPN,EPC,A,A,1:1模式，基站独占网关，1个PW对应1个三层接口,B,B,PW on L2VE子接口,PW on L2VE子接口,A,A,A,L3VPN on L3VE Dot1Q子接口,PW on L2VE子接口,PW on L2VE子接口,L3VPN on L3VE Dot1Q子接口,PW on L2VE子接口,PW on L2VE子接口,N:1模式，基站共享网关，N个PW对应1个三层接口,Page 36,3G/LTE基站承载方案：CE+L3VPN,时间同步,网管运维,承载方案,组网方案,建设思路,B,B,A,A,Subif1,Subif2,Subif1,Subif2,IGP1 for Local VRF1,IGP2 for Local VRF2,Subif1,Subif2,Subif1,Subif2,IGP1 for Local VRF1,IGP2 for Local VRF2,Subif1,Subif2,Subif1,Subif2,IGP1 for Local VRF1,IGP2 for Local VRF2,方案1：多跳方案,汇聚层,核心层,接入层,BSC,BTS/eNodeB,A,A,A,A,A,B,B,RAN ER,RAN ER,BSC CE,BSC CE,EPC,Page 37,E1基站承载方案：MS-PW,时间同步,网管运维,承载方案,组网方案,建设思路,PW,PW,PW,Tunnel,PW,PW,PW,N*E1,N*E1,N*E1,E1/STM-1,出于承载效率、时钟同步要求、时延差等要求，建议E1基站继续通过MSTP承载，或者采用混群的方式,汇聚层,核心层,接入层,BSC,BTS/eNodeB,A,A,A,A,A,B,B,RAN ER,RAN ER,BSC CE,BSC CE,EPC,端到端eMBMS组播方案,IPSec,IPv6,组播,三层,带宽及拓扑所设计,ATN910,ATN910I,ATN950,ATN950B,CX600-X3,CX600-X8,CX600-X16,端到端组播方案,eMBMS-GW,eNodeB,接入,汇聚,核心,插卡式IPSec解决方案,分布式IPSec方案，性能最优 整机吞吐量 并发隧道数 每秒可建立会话数 实现IPSec热备,IPSec,IPv6,组播,三层,带宽及拓扑设计,IPSec,IPv6,组播,三层,带宽及拓扑设计,新加坡M1 LTE MBB网络的IPRAN IPV6解决方案,M1 IPv6项目背景,预计IP地址9月耗尽。要求9月前提供MBB IPv6接入商用。我司提供的M1移动宽带系统已经经常出现IP地址低下的告警。 MBB IPv6接入是M1商业发展紧迫需要，有明确商用性。E2E解决方案是我司提供，方案落地的通用性和可复制性强。M1 IPv6项目是南太核心网战略项目。,M1客户目标,要求9月份对MBB （包括GU PS和LTE-EPC）IPv6商用特性进行测试，并于11年底之前进行IPv6商用放号。,1,IPRAN技术原理,2,LTE承载需求分析,3,LTE承载解决方案,目录,4,国内分组技术应用介绍,2009年中国市场启动分组建设，IP RAN/PTN各有应用,Page 42,2009年,2011年,2010年,经过调研，现有MSTP网络资源够用，认为分组技术不成熟，暂不进行建设,大力发展3G启动分组研究，由传输专业操作，倾向PTN，但综合承载需要三层功能无法回避，摇摆中,持续加大PTN建设规模，覆盖全部3G基站；,在8个本地网启动IP RAN/PTN试点，结论是均可满足移动承载要求,网发启动以IP RAN为主的测试和集采，IP RAN成为主流模式，厂家纷纷跟随,由于LTE需求，PTN需要三层功能，需要现网设备进行升级改造,进行PTN网络的规模建设，实现TD数据业务承载,2012年,科技委会议认为IP RAN/PTN都不成熟，需继续研究,持续进行IP RAN建设； 面对LTE进度加速，研究IP RAN承载LTE的方案,逐步清晰IP RAN的技术方向，启动覆盖全国的IP RAN建设；IP RAN方案面向LTE承载需求,2012年电信3G承载方案,Page 43,2009年2012年，中国电信利旧现有IP城域网建设IP RAN，IP RAN只在接入部分建设，向上采用IP城域网扩容的方式承载3G流量；并从2011年开始进行了三次集采 3G对IP RAN的承载要求不是很严格： 3G单基站带宽需求为2050Mbps； 业务时延推荐小于40ms； 丢包率：小于1/100； 同步：CDMA2000需要时间同步； IP RAN相关建设市场空间分析 IP RAN建设： IP城域网扩容+城域波分扩容： RAN ER新建：,汇聚LSW,DSLAM,个人宽带,OLT,IPTV,Internet专线,NGN,163骨干网,CN2骨干网,RAN ER,IP城域网,3G基站,大BRAS,CR集群,CR集群,SR,ETH专线,AG,SR,RNC,IP RAN,B,A,2013年电信移动承载最新变化,Page 44,2013年LTE建设加速，考虑LTE的承载要求更为严格，因此电信集团在考虑采用在城域内端到端新建IP RAN的方式进行LTE承载： LTE的承载要求比3G更为严格： LTE单基站平