电信运营商通信网络架构培训

1、电信运营商通信网络概览,6/2/2016,1,前世、今生与演进,目录 全业务通信网络架构 无线接入网络（移动通信网络） 有线接入网络（固网语音宽带） 传送网（传输网） IP宽带数据网（IP数据承载网） 网管系统（OSS） Q,频率同步：两个表的时间不一样，保持一个恒定的差,6/2/2016,14,RAN对同步的需求,GSM/WCDMA采用异步基站技术，此时只需要做频率同步，精度要求0.05ppm （或者50ppb） TD-SCDMA/CDMA2000采用同步基站技术，除了频率同步外，还需做时钟相位 同步（等效于时间同步），目前主要采用基站GPS解决,6/2/2016,15,目录 全业务通信网络

2、架构 无线接入网络（移动通信网络） 有线接入网络（固网语音宽带） 传送网（传输网） IP宽带数据网（IP数据承载网） 网管系统（OSS） Q 4X4 MIMO, which doubles the number of unique data streams being transmitted to the users smartphone, thereby enabling up to twice the capacity and data throughput; LTE 256 QAM (quadrature amplitude modulation) encoding which pack

3、s more bits into the available spectrum. Solution2: 5 Components Carrier Aggregation with 256QAM, 2X2MIMO. In STC network test, downlink speeds were achieved by aggregating 100 MHz of spectrum across the 2100 MHz, 1800 MHz (2 carriers), 700 MHz and 2600 MHz bands.,6/2/2016,106,MBMS (Multimedia Broad

4、cast Multicast Service),”Enablerofmass-marketMobileTV” Point-To-Multipoint (PTM) transmission in downlink - saves network resources NewentityinServiceNetwork: Broadcast Multicast Service Center (BM-SC),Content provider BM-SC,6/2/2016,107,LTE-B(Broadcast) Overview,E-MBMS Gateway,Content provider,BM-S

5、C,EPC,IP network,SGmb/S Gimb,M1,M1,MCE,M3,M2,E-UTRAN,M2,MBSFN (Multicast Broadcast Single Frequency Network): Identical info sent by several eNBs combined in UE OFDM receiver MCE (Multi-cell/multicast Coordination Entity): Logical entity that allocates the radio resources. May be located in eNB MBMS

6、-GW: Uses synchronized IP multicast of user data to the,eNBs,eNB,eNB,6/2/2016,108,6/2/2016,109,5G 解决头阻塞问题;实现交换结构的无阻塞交换等。,核心路由器中路由器集群的产生原因,路由器集群，又叫路由器矩阵或多机框互联(Multi-Chassis)，简单 来说，就是将多台路由器互联起来，形成一套逻辑上一体的路由器系 统。集群技术的产生，当时主要有两个直接的原因：首先，单机容量 逐步发展到极限;其次，网络分层的增加与超级节点的产生会使得网 络结构越趋复杂，运维管理难度加大。,6/2/2016,216,

7、6/2/2016,217,路由器集群的工作原理与优势, 集群技术通过集中化、一体化的控制管理，使集群 系统各台路由器单机之间能够协同工作，扩展了路 由器的容量，从而突破了单机在开发技术工艺上的 限制。 在成本方面，由于集群系统中各台路由器通过高速 光背板互连，节省了额外的内部互联端口，减少了 投资。 更为重要的是，由于集群路由器对外仅体现为一台 路由器，使得网络拓扑和路由策略变得简单和清晰， 维护也更加方便快捷。,路由器集群的组织方式,集群技术根据组织方式又分为背对背和n拖m两种。背对背即是将两台 路由器单机直接互联，无需通过交换矩阵。这种方法扩展性较差，属 于过渡期的暂代方案。n拖m是指将m

8、台路由器单机通过1台或n台交换 矩阵机箱互联。集群系统内各台设备之间采用专门的光纤束进行互连。 这种方式扩展性较好，是目前路由器集群技术的主流方式，也是未来 的发展方向。,6/2/2016,218,6/2/2016,219,Cisco和Juniper路由器集群设备举例,Cisco是通过CRS-1单机互联实现，目前可以支持 CRS集群(2+4)，即2个交换矩阵加4个用户机框， 理论上可以扩展到CRS集群(8+72)，容量达92Tbps。 Juniper的TXMatrix平台是通过T640单机互联实现， 目前支持Tx(1+4)，即1个交换矩阵加4个用户机框。 Juniper的Tx路由器集群系统已经

9、在全球多个运营 商网络中使用，包括德国电信、英国BT等。,6/2/2016,220,运营商城域网交换机的功能定位,首先，城域网交换机未必都是2层交换机，也可以是三层交换机，城域网交换机应用 于城域网，属于运营商网络；而企业网交换机顾名思义，则应用于企业网，属于企业 网络。 不同于企业网交换机，很多城域网交换机，都要求双电源，双风扇，如果是chassis 还要求主备，而企业网这方面要求比较低。 最重要的区别是，由于城域网交换机的目标是将IP/ethernet推进到运营商网络，最 终替换掉传统电信网络，所以他们需要具备很多电信网络的特性。最核心的一个概念 就是service,城域网交换机需要有很强

10、烈的service的概念，各种feature，都围绕着 service展开，比如： 像SDH那样可以提供点对点的service(它还可以提供点对多点），这一点通常是用 QinQ/VPLS/VPWS/L3VPN等技术来达成，MEF专门就此定义了MEF6, MEF10等service规范。 像SDH那样可以对service进行有效监控，管理，可以及时发现故障，这是通过 802.1ag/802.3ah/Y.1731/MPLS-TP等技术来达成； 像SDH一样，一旦发现故障，要能迅速切换到备份path，这是通过 G.8031/G.8032/Y.1720/EAPS/Fast-Reroute等技术来达成；

11、 像SDH一样，要能给予service，提供端到端的QoS保证，这是通过MPLS-TE/PBT等技术完成； 要有很好的scalability能力，这是通过hierarchy-VPLS, PBB/PBT, VRF-lite + L3VPN等 技术来达成。, 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（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。,中国电信IPRAN网络架构,IP R

12、AN定义： IP Radio Access Network，基于IP的无线接入网，是基于IP/MPLS分 组交换的无线接入网技术。,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,中国电信IPRAN全网目标架构图,IP RAN网络规划设计总体原则 轻载原则：由于IP网目前主要采用DiffServ轻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

13、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,中国电信IPRAN规划原则,各地市在建设IP RAN网络，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

14、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。,IPRAN建设模式, 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

15、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。,IP-RAN节点设置, 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

16、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，级联层数原则上不超过2级。,A类设备-B类设备组网,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

17、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,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,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

18、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 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, 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

19、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；,IPRAN网络规划方法接入层,设备要求,IPRAN网络规划方法汇聚层,设备要求,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

20、。 根据本地网规模，配置26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,IPRAN主流厂家设备型号,IPRAN主流厂家设备能力-ER,各类IP化技术之间的关系,IP/MPLS IP RAN IP域内/域间动态路由 核心/汇聚层：和信令协议 IP/MPLS面向无连接特性 L3业务承载，如L3 VPN业务、L3组播业务 接入层：增强

21、以太 MPLS帧格式、协议栈 、转发机制 分组交换 QinQL2分组业务承载，如 私有以太环网保护协议以太网业务、L2 VPN业 务、L2组播业务 增强以太QOS策略和统计复用,SDH/MSTP TDM电路交换和 同步,电路业务承载 面向连接特性，保 证端到端业务性能 OAM，线性保护和 环网保护 网管静态配置 分组同步（同步以太网、IEEE 1588v2等） PTN（MPLS-TP）,6/2/2016,235,6/2/2016,236,Summary,1. 传送网（又称：传输网）注重传送，具备业务Qos保证，OAM，高安全，灵活组网等特 性，主要应用于传统TDM语音业务的传送。然而传统的传送

22、网技术，特别是SDH技术是 针对窄带TDM业务开发的，缺乏对宽带业务、数据业务的支持，为用户提供多种类带宽 存在着瓶颈，带宽利用率低，自身能够对外提供的标准接口种类有限，难以高效地承 载速率丰富的各种宽带业务。为了高效承载IP类的数据业务，分组传送网（PTN）应运 而生，并不断发展，其主要采用的技术包括MPLS-TP、PBT等。 2. 承载网注重承载，目前主要指IP承载网，IP技术是随互联网的出现和发展而产生与发 展的，而互联网一度被认为非电信级网络，不具备QoS功能。近两年，随着MPLS，电信 级以太网等技术的研究与应用，IP承载网在QoS及网络可用性方面有了显著的提高。 3. 相互融合是趋

23、势，为的是产品更适应现有的应用，承载是传输的高一层应用，我们现 在讲的传输网基本上还是原先的概念，透明的，即使现在内核已经采用包交换了也是 这样，如果在上边叠加路由器做应用，那就是承载了。IP承载网是传输网的上层应用。 核心网中语音IP化承载之后，语音就是IP承载网的应用。,目录 全业务通信网络架构 无线接入网络（移动通信网络） 有线接入网络（固网语音宽带） 传送网（传输网） IP宽带数据网（IP数据承载网） 网管系统（OSS） Q&A,6/2/2016,237,网管系统3层架构,NMS,Access,Media,GGSN W,G,BSC BTS,RNC,RBS,Other vendors,A

24、ccess,MSC,Server,SGSNr,IRPs,Platform & Common Functions,Integration Reference Points, IRPs: Alarm (IIOP) Notification (IIOP) Performance (IIOP,FTP) GUI Launch,网元层管理: (EM) 特定网元 特定平台 特定技术的管理,子网层管理: (SNM) 特定厂商设备 特定技术,网络层管理：(NMS) 多厂商，多技术,统一的标准接口,3层管理结构,OSS,Access,RNC,例：某厂商OSS- Sub-Network Manager,IuGb Iu1,Gi,R,Uu,Gn,Gp,Gr,Other PLMN,GGSN,GGSN,SGSN,Gn,Public and corporate IP Networks,PSTN/ Legacy/Exte