IPRAN技术

IPRAN技术（精选7篇）

IPRAN技术 第1篇

关键词：IPRAN,技术承载网,应用

引言

由于网络技术的飞速进步和社会的发展, 人们对信息量的要求也越来越到, 电信运营商也随之在发生很大的变化, 数据业务成为其主要的业务增长点, 而传统的技术已经无法满足数据业务的需求, 高宽带和网络的稳定性成为现今数据业务主要的问题点。为了有效解决此问题, IPRAN技术成为营业商理想的技术选择。

1 IPRAN技术分析

IPRAN是以IP/MPLS技术为基础的一种IP化的移动回传网技术, 是在城域传输网、IP城域网等网络的内汇聚、核心层和接入层采用IP/MPLS和增强以太网技术结合的方法。与传统的网络传输技术相比, IPRAN技术的优点可以具体分为以下几个方面。

1.1 多业务承载能力和分区域、多进程技术

IPRAN技术具有很强的多业务承载能力, 对2G和3G基站的TDM业务、以太网和ATM大客户专线、LTE业务等都可以实现网络承载。它更充分的满足各种综合业务的承载需要, 有着资源协调统一和控制管理统一的优势, 可以更好的提高其综合运营能力。

IPRAN网络的分区域和多进程技术是其技术优点, 它使用静态路由注入的方法解决规模组网问题, 又在解决问题的同时能降低对路由器的要求和路由器的震荡, 因为网络规模很大, 因此对路由器的要求也是很高的, 以此也提高了网络的稳定性。它对不同的区域采用不同的内部网关协议 (IGP) 进行管理, 当遇到障碍时也能更方便网络自愈和恢复。

1.2 网络拓展性

IPRAN技术基于IP/MPLS等三层动态技术, 具有同一的IP架构, 具备良好的网络扩展性。采用IGP分域和IGPFC等技术具备完善的组网能力, 可以提供高带宽等多样化的需求。

1.3 Qo S性能

IPRAN技术使用Diffserv技术来实现Qo S质量保障, 根据流量优先级局域网二层协议标准对业务进行等级分定, 对不同级别的业务进行不同的优先级的业务保障, 分层保证, 保证了业务承载的质量。

1.4 业务配置灵活

IPRAN技术是基于IP/MPLS的三层动态技术, 具有的业务通道的数量是非常大的, 而且这些业务通道是可配置的, 配置起来也是非常方便, 可以自动的调节, 不需要人工进行干预。

1.5 可靠性和安全性

IP/MPLS技术的可靠性非常强, 由于IPRAN技术是以IP/MPLS技术为基础, 所以其也具有相同的可靠性, 有着多种技术的保护, 如GR/NSF、IGPFC、GR/NSF、IGPFC等。IPRAN需要极短的业务切换时间, 短时间的切换也提高了链路的可靠性。在安全性方面, IPRAN技术采用VPN (虚拟专用网) 或者PW (伪线) 的方式, 采用这两种方式有效的实现了业务间的隔开和分离, 让网络设备具有极强的放攻击性。

1.5.1 OAM能力。

IPRAN技术在OAM能力方面相对于传统的网络技术有着明显的劣势。传统的回传网络使用的是GUI配置方式, 可以实现端到端的故障检测, 配置简单。而IPRAN网络维护的复杂度较大, 因其业务路由不透明, 配置相对于GUI也是十分复杂。所以IPRAN网络的故障检测能力不强。

1.5.2 网络自愈保护能力。

在网络技术自愈保护能力上, IPRAN技术相对于传统的网络有着明显的不足。目前而言, IPRAN技术的网络保护技术主要包括双向转发检测 (BFD) 、流量工程 (TE) 、虚路由器冗余协议 (VRRP) 和双归组网等, 在对这些技术进行测试和验证后, 虽然其基本上可以支撑业务的需求, 但是还是弱于PTN技术。

1.5.3 建设成本。

IPRAN技术在网络部署上也有着不足, 例如PTN技术完全承载了SDH组网的强大的能力, 部署相对简单, 规划建设也简便, 并且由网管一键就可以完成业务组织, 运营和维护方面也简单。而IPRAN技术在网络部署方面是基于IP的控制平面设计, 因此在规划建设上, 要对业务IP、端口互联IP、设备Loopback IP等进行综合考虑, 相对PTN技术规划复杂, 所以建设成本也是相对较高的。

2 IPRAN技术应用前景

2.1 IPRAN国内外应用近况

在国内, 网络、移动等多业务的融合发展方向已经被运营商等熟知。目前, 实现此目标的技术主要有IPRAN和PTN。国内三大运营商在此方向上也都做出了一些探索和方案。中国移动使用的是PTN技术, 并且在其业务网中已经发展建设了大量PTN设备。中国电信和中国联通使用的是IPRAN技术, 并且从2010年起已经建设了大量的IPRAN试点。中国电信于2011年在杭州、镇江、深圳等城市进行了IPRAN承载网的试点测试, 并得到了良好的结果。中国联通于2010年在珠海启动首个IPRAN的试点工程, 此外, 2011年, 中国联通进行了涉及北京、广州等, 10多个大城市的第一次IPRAN技术的试商用, 在这10多个城市当中, 每一个试验城市的网络规模都很大, 即平均基本设备都在50端的设备。第二年, 又启动了全国性的IPRAN招标, 此项目在全国都是首例。进行了设备的集采, 拉开了IPRAN在国内商用的序幕。

在国外, 许多大运营商如英国电信BT等也都早已意识到网络的IP化和多业务的综合化是未来通信网络的发展方向, 并建立了各自的IPRAN移动承载网络。在2010年, BT放弃了WEMB建设而采用IPRAN方案, 并建设其业务承载网。与此同时, 北美运营商也采用了相同的方案进行承载网建设, 并且相关标准都是采用IETI颁布的技术标准, 这些技术指标经过多年的发展已经很完善。

2.2 IPRAN技术应用前景

随着3G网络和移动通信技术的发展, 综合业务成为主流方向, 不仅提供GSM语音业务, 还包括Internet接入、视频服务、专线、专网、云应用和视频服务等。数据业务的大量增加也要求无线网络的高带宽, 传统的传送网如TDM已经不能满足如此高的带宽需要, 建设分组化的承载网络成为不能避免的趋向。移动网络IP化成为新的发展方向在逐步的进行中, IPRAN技术是IP化的承载网的主要技术方案。

传统的承载网技术是单业务的模式, 它已不满足移动业务的发展方向和业务需求, 并具有很高的CAPEX (Capital Expenditure) 和OPEX (Operating Expense) , 逐渐的被运营商所放弃。多业务的综合需要传送网面向高价值多业务承载的需求, 使承载网络满足可扩展性, 国内外许多运营商都认识到发展统一的综合承载网络是未来发现的目标, 新的承载网络可以承载3G、4G、视频、LTE等多业务。IPRAN技术是移动承载网主流的解决方案, 被国内外主流运营商所应用, 它具有灵活的寻址能力;高容量和带宽;提供差异服务, 即对不同业务进行不同的管理和优先级的发送;对重要即插即用, 即正确安装和连接后就可自动打开设备和网管之间的通道;并在运营和维护方面支持可视化管理, 提高管理效率。有着许多优点的同时IPRAN技术仍有着不足, 但是随着技术的进一步发展和建设方案的进一步优化, 相信它的劣势肯定会得到改善, 从而让其更加具有竞争能力, 应用前景肯定更加的广阔。

3 结束语

IPRAN技术是目前移动通信不断IP化和宽带化条件下优先的选择, 现有的技术在容量和业务处理能力方面都难以满足接入需要, 建设新型综合接入网是当前的需要。虽然IPRAN技术仍在发展过程中, 在OAM和建设成本等方面仍需进一步改进, 但它作为新技术必将随着移动通信技术的发展在实践中不断进步和完善。

参考文献

[1]杨明极, 刘德锦.IPRAN技术与应用[J].科技创新与应用, 2013, (3) :59.

IPRAN技术 第2篇

关键词：IP RAN,老旧基站盘活,过度,传输网资源

1 引言

面对社会各界对于提高移动互联网络数据传输速度的要求, 同时也为了更好的适应移动网络向IP RAN发展的时代要求, 移动互联网络的IP RAN转型已经成为了当前互联网发展的必然要求和趋势。数据传输基站作为互联网络的基础, 在互联网的业务拓展和综合发展中都具有重要作用, 数据传输基站为了满足其他业务对于数据传输速度的要求, 具有优先发展的特点, 还要同时具备多种综合特性, 比如承载多业务数据传输的能力, 具有高速的数据传输速度以及优良的Qo S等。为了更好的实现数据传输基站向IP RAN模式的转变和建设, 在对老旧基站传输网资源盘活的基础上灵活的向IP RAN模式转变已经成为当前人们对于开展互联建设的共识。

2 IP RAN技术的研究背景与技术介绍

21世纪随着3G技术的不断成熟以及互联网相关科技的不断创新, 传统的移动互联网基站回传网络已经不足以满足当今时代的要求, 传统的TDM/SDH技术已经被逐渐淘汰, 移动互联网络基站已经开始应用IP RAN技术进行全面的建设管理, 对互联网中的不同业务数据进行分组化的承载回传网络建设已经成为当下互联网发展的必然趋势。IP RAN技术是一种以路由器为搭载工具而形成的IP化的移动网络, 尽管搭建IP RAN网络的最初原因是我国的网络运营商为了更好的开展第四代移动通信网络的建设工作, 但由于其独特的技术特点, IP RAN技术在对于移动网互联网络的综合业务开展承载能力等方面具有其独特的优势, 非常有利于与大客户的合作发展。

过去传统的老旧基站在进行传输网资源时只能够承载固定的移动回传业务, 这就给未来移动互联网业务的展开总成了很大的困难, 在这样的基础上, IP RA技术应运而生, 在未来的业务网络建设中, 不但要考虑到业务的基站接受的回传业务, 还要考虑到更加未来更加复杂的视频业务、对口数据连接和IP高价值含量的新业务承载需求, 所以大力发展IP RAN技术, 大力建设互联网数据传输向多业务承载能力、高价值附加发展是当前互联网数据传输发展的最佳选择。

3 老旧基站传输网资源盘活及灵活过渡到IP RAN的具体措施

为了实现IP RAN技术在移动互联网数据传输中的合理过度和全面应用, 为了满足当下社会对于互联网络承载能力、容量以及配置灵活性等方面的较高要求, 运营商只有最大限度地实现对于老旧基站传输网资源的盘活, 提供给用户丰富的接入方式在保障其灵活性的基础上实现IP RAN的平稳过渡, 为了实现这一目标运营商要秉传统的移动互联网基站搭建模式, 将整体的网络构建分为接入层、汇集层、核心层三个组成部分, 整体网络的构建除了要承载移动互联网的庞大数据之外还要将综合业务接入其中, 实现对于各种功能的综合处理。在整体网络的建设过程中, 运营商可以将老旧基站投入到最初接入层的网络构建中去, 发挥其固定回传的数据传输功能, 为向IP RAN的灵活过度提供有力的保障。在实际的操作过程中, 整体网络的构建所需要的接入点复杂多样, 业务接入范围包括人们日常生活工作的方方面面, 除此之外, 还要考虑到运营商建设成本, 积极利用老旧基站进行搭建建设等方面的因素, 只有从宏观的角度去制定科学合理的移动互联网络IP RAN技术的灵活过度和全面应用方案, 才可以更好的实现向IP RAN互联网模式的快速转变。在构建移动互联网络IP RAN模式时, 在其汇集层和核心层的网络构建分组中, 尤其是核心层的构建中要多采用高端的路由器设备, 这不仅可以提高综合数据和不同业务的处理汇总能力, 还可以减少因为数据过大而引起的路由器损害所带来的损失, 高端的路由器设备构建出的整体网络更能够吸引大客户的加入。在整体网络的构建中, 老旧基站和全新基站要实现有机结合, 在利用老旧基站资源也可以保障网络平稳正常运转的基础上大胆、积极的使用它们完成接入层的网络构建, 这不仅可以实现运营商对于实现老旧基站传输网资源盘活的目的, 减少不必要的IP RAN网络模式的构建投入, 还实现了运营商对于灵活平稳的过度到IP RAN网络模式的最终目的。

4 结语

总而言之, 面对当代社会对于移动互联网数据传输速度的较高要求, 在无线网络的普及使用中, IP RAN网络模式的构建是最为符合当前我国国情的。只有更大限度的对老旧基站传输网资源进行盘活才可以更好的保证我国移动互联网可以平稳快速灵活的过度到IP RAN网络模式中去, 才可以更好的实现IP RAN网络模式在全国范围内的大规模应用。

参考文献

[1]王兰, 段晓东.五大因素驱动移动网想.IP RAN转型:无线接入网IP化的现状与未来[J].通信世界, 2009 (15) :I0002-I0003.

IPRAN技术 第3篇

目前, 随着3G网络及移动互联网的进一步发展, 3G业务除了原来的GSM语言业务外, 其他业务需求不断丰富, 业务发展也不断的涌现出来。无线网络中数据业务的速率不断增长, 原来以TDM为主导的移动传送网络已经越来越不能满足数据业务的发展。目前的现状是运营商往往同时具备数据网和传输网多个独立的网络, 不同的业务分别承载在不同的网络上, 这给多业务承载能力的实现和维护带来一定的困难, 同时也带来了成本的压力。而IP RAN的出现, 可以有效地解决这一问题。

二、本地传送网现状

目前本地传送网主要采用MSTP (多业务传送平台) 技术, MSTP是在传统的SDH传送平台上集成了2层 (数据链路层) 以太网、ATM等处理能力, 以此将SDH对实时业务的有效承载和网络2层、甚至3层技术所具有的数据业务处理能力有机结合起来, 增强了传送节点对多类型业务的综合承载能力。MSTP继承了SDH技术的诸多优点, 如良好的网络保护倒换性能等, 并且在不同的层次可以不同的业务保护机制。

目前本地传送网所采用的技术, 归根结底是SDH的发展和延续, 这种技术有一定的局限性。其对网络同步要求较高, 增加了网络的复杂性, 另外颗粒度比较小, 对于高速信号 (GE以上信号) 效率较低, 同时成本较高, 无法满足业务的快速增长。

三、IP RAN技术

IP RAN (IP RADIO ACCESS NETWORK) , 泛指IP化无线接入网, 意指GSM、GPRS、CDMA接入网部分IP化。

IP RAN是针对基站回传应用场景进行优化定制的路由器、交换机整体解决方案。IP RAN采用了MPLS技术体系, 可实现无缝衔接, 能够很好地满足各种业务包括传统互联网业务、语音业务、视频类业务、大客户专线类业务和3G/LTE等业务的高质量传送要求。

IP RAN具备电路仿真、同步等能力, 提高了OAM和保护能力。

IP RAN采用的技术主要包括以下几种:

1、MPLS技术

MPLS (多协议标签交换技术) 是一种用于快速数据包交换和路由的体系, 它为网络数据流量提高了目标、路由、转发和交换等能力, 它具有管理各种不同形式童心流的机制。MPLS独立于第二和第三层协议, 诸如ATM和IP。它提供了一种方式, 将IP地址映射为简单的具有固定长度的标签, 用于不同的包转发和包交换技术。它是现有路由和交换协议的接口, 如IP、ATM、帧中继、资源预留协议 (RSVP) 、开放最短路径优先 (OSPF) 等等。

2、VPN技术

VPN (虚拟专用网络, Virtual Private Network) 指的是在公用网络上建立专用网络的技术。其之所以称为虚拟网, 主要是因为整个VPN网络的任意两个节点之间的连接并没有传统专网所需的端到端的物理链路, 而是架构在公用网络服务商所提供的网络平台, 如Internet、ATM (异步传输模式) 、Frame Relay (帧中继) 等之上的逻辑网络, 用户数据在逻辑链路中传输。具有安全保障、服务质量保证、可扩充、灵活性和可管理性等特点。

信令基于TCP链接实现, 外层隧道封装可使用PSVP-TE、LDP、GRE等多种技术进行, 通过这些隧道在IP/MPLS承载网络上实现VC穿越, 实现两点CE之间的互联, 一个或多个VLL业务的VC可承载在一个外层隧道上, 这不需要PE路由器和CE路由器之间交互人和信息, CE中的数据流传送到PE后如同放入一个管道, 直接送到对端CE所接入的PE上。

3、VPLS技术

VPLS是以太网技术和MPLS技术优势的集成, 实现了对传统LAN技术的仿真。VPLS具有以下优点:

(1) VPLS在面向用户网一侧使用以太网接口, 简化了LAN/WAN边界, 可以支持快速和灵活的服务部署;

(2) VPLS将用户网络的路由策略控制和维护权力交给了用户, 简化了运营商网络的管理;

(3) VPLS服务内的所有用户路由器CE是相同子网的一部分, 简化了IP寻址规划;

(4) VPLS服务既不需要感知, 又不需要参与IP寻址和路由。

5、PW技术

PW建立在GRE或者MPLS (LSP和CR-LSP) 等隧道上, 是一种实现VPLS通信的隧道。

四、IP RAN技术在哈尔滨本地传送网中的应用

IP RAN的网络设计主要遵循以下几个原则:

(1) 层次化设计:通过层次化设计, 将原有单一的物理网络进行分层处理, 增强网络扩展性并分摊了网络的复杂性。

(2) 冗余性设计:通过冗余性设计, 增强网络链路的可靠性, 减少了链路或设备失效的影响。

(3) IP RAN组网原则:

(1) 传送网核心层

传送网核心层采用现有数据网的一对核心路由器 (SR) 作为IP RAN传送网的核心节点。

(2) 传送网汇聚层

汇聚路由器 (B) 布放2套, 分别放置于不同的汇聚机房内, 2套设备之间采用互为备份方式;汇聚路由器采用口字型上联至SR, B与SR间根据流量测算采用GE或10GE上行, 当流量超过链路带宽的60%进行扩容。

(3) 传送网接入层

接入路由器采用环型组网方式上联到1对汇聚路由器 (B设备) , 速率以GE为主。

五、结束语

目前, 通信网络的IP化趋势已经日渐明朗, 作为通信网络的基础设施, 本地传送网络必然要向IP化发展, 且现有MSTP技术已经无法满足数据业务、专线业务等的发展需求, 因此IP RAN技术也将成为运营商搭建传送网络平台的首选。

参考文献

[1]邵羽中.IP RAN关键技术浅析和应用展望, 现代电信科技, 2012 (Z1) .

[2]徐伟民.IP RAN网络及其试商用规划设计探讨.通信技术, 2012 (06) .

IPRAN技术 第4篇

1 LTE对承载网的需求分析

LTE接入网主要是由e NB和a GW所构成, LTE网络在此架构上, 引入了两个特殊的接口即为S1和X2。其中, S1接口为e NB和a GW之间的接口, X2接口则为相邻e NB之间的接口 (如下图1所示) 。LTE时代的移动通信网络正呈现出移动业务IP化、承载网络智能化、网络架构扁平化以及同步系统地面化等新的特征。相比于传统3G业务的承载, LTE对承载网的需求最大的变化主要体现在以下几个方面。

1.1 需求承载网络具有高度的灵活性与可靠性

随着手机业务的普及和网络质量要求的日益增加, 都使得移动互联网业务日益丰富, 也加剧了网络数据流量的迅速膨胀, 因此需要承载网络具备迅速收敛的能力和高度的可靠性。同时由于LTE时代的到来, 其接入网a GW将以pool的形式组网, 且多个a GW构成一个pool, 从而实现e NB的可靠接入。这也要求了承载网络RAN具备高度的灵活性, 以提供e NB和a GW的动态快速切换与调整。

1.2 承载网络应具有高扩展的带宽通道和大规模的组网能力

随着当前3G、4G技术的日益成熟, 都需要将无线空中接口的带宽速率进行相应提升达到几十兆甚至上百兆, 根据运营实践表明, 以TD-LTES111站型为例, e NB的带宽传输量至少为80~320兆左右, 基本是MSTP网络的10倍以上。这也对承载网络RAN的带宽容量和组网能力提出了更高的要求, 需求其容量具备足够的扩展性。

1.3 满足差异化和精细化的服务要求

随着在线音乐、互联网多媒体游戏、移动办公、手机股票以及手机游戏等业务的日益丰富, 对移动通信网络在网络延时、分组丢失等方面都有着不同的要求, 这就需要承载网络RAN能够提供差异化和精细化的动态服务, 以满足客户的要求和运营商的效益。

1.4 要求质量平衡保证和低碳运营

面向LTE的RAN承载网络应实现全网状连接, 即在e NB端口之间增加接口X2, 从而实现用户在跨基站时流量的迅速切换, 且X2的流量仅为S1接口的3%, 因此应适当提高a GW的网关部署位置, 以保证运营中质量平衡。

2 面向LTE的IP RAN技术的实现方案和组网研究

2.1 IP RAN技术的承载架构

在移动通信业务中, 为使业务得到良好实现, 通常应在承载网络RAN中设置3层网关, 其业务则由3层网络进行承载。因此承载网络RAN的组网架构主要可分为2层组网和3层组网这两个大类。2层组网主要为1G/2G语音业务, 通过SDH网络接入电路方式的RNC和MSC中, 此时无线回传采用的端到端的2层网络, 但不能对IP的域网资源进行复用。随着当前无线核心RNC的IP化程度的日益提高, RNC-CE已经采用了基站无线回传的3层组网架构, 对于不同技术承载的IP RAN技术, 其最根本的区别在于3层网关在回传网络位置的不同。

2.2 面向LTE的IP RAN技术实现方案

面向LTE的IP RAN技术实现方案, 所采用的为3层组网, 并根据IP RAN的3层网关的终结位置而将其划分为三种不同的组网模式, 分别为以基站路由器为3层网关的方案、以城域网SR为3层网关的方案以及以RNC-CE为3层网关的方案。如图2所示, 即为面向LTE的IP RAN组网层次示意图。

(1) 以城域网SR为3层网关的方案

以城域网为3层网关的IP RAN组网, 采用城域网SR为3层终结, 网关以下的RAN为2层网络的通道, 并由MPLS-TP、IP/MPLS等技术提供支持。综合考虑到网络运行维护的复杂程度和效率问题, 该方案适宜于采用IP/MPLS作为接入技术的IP RAN方案。

该方案的IP RAN保护方案主要为:城域网内SR之间采用FRR时下快速收敛保护, 基站路由器和SR之间使用2层PW快速保护, RNC-CE和SR之间则采用e-BGP动态路由保护。采用该方案的移动业务流量, 通过新型以太网2层通道逻辑进行标识隔离, 并由快速收敛技术结合IP收敛以确保IP RAN接入段的可靠性与高冗余性。

(2) 以基站路由器为3层网关的方案

以基站路由器为3层网关的IP RAN组网, 其基站首先通过以太网方式接入到基站的路由器中, 其不同的基础业务可跟进VLAN表示, 就近在基站路由器上进行终结。基站路由器上的动态监控、cdma2000等各类业务经过OPTION-A方式继而城域网SR上所对应的MPLS VPN上。城域网和RNC-CE之间采用了跨域互通和双RD的保护模式。

其IP RAN的保护主要可分为3段式, 其中, 城域网和RNC-CE之间的保护以及城域网内的保护方式都与城域网SR作为网关的方案基本相同, 而城域网和基站路由器之间的保护则主要有BFD+IGP和PW快速保护这两类。BFD+IGP保护是在基站路由器和城域网SR中启用IGP与BFD协议进行保护, 其设备运营、维护职责划分相对简单且网络层次清晰;PW快速保护是在基站路由器和城域网SR之间通过PW或者FRR方式实现快速保护的切换, 其结构相对复杂, 且运营维护的要求较高。

(3) 以RNC-CE为3层网关的方案

该方案采用RNC-CE作为3层网关的终结, 并适用于采用MPLS-TP技术作为IP RAN的接入与延伸方案。RNC-CE的IP RAN保护通过MPLS-TP自身的节点与链路实现保护机制, 主要是由于一方面MG-LAG虽然对RNC-CE没有性能方面的要求, 但受限于不同厂商在设备技术实现机制上的不同, 而导致在切换保护效果的作用上不一致;另一方面则是由于当大量基站计入RNC-CE时会导致其性能压力的加大, 而无法满足对接入保护的需求。

2.3 对三种实现方案的比较

上述的三种方案, 其结构上的关键点都在于三层网关的位置选择。对这三种方案进行比较, 其差异性主要有以下几点:

(1) 城域网SR作为3层网关

如果对城域网SR和无线RNC-CE分别划域, 实现端对端的RAN将涉及到跨域, 在保护切换时将受到厂商和运营商双方参数调优的影响, 有可能生成较大的延时。同时, 2层网络和SR之间的切换保护也是该方案的一个重难点问题, 如果采用不同厂商的设备, 2层网络和SR之间的切换效果往往存在较大的差异性。

(2) 基站路由器作为3层网关

BFD+IGP保护方案实现跨厂商互通时, 由于某些厂商在设备参数上的调优, 现在有能产生较大的延时。采用FW伪线保护方案基于TE-FRR实现时, 厂商设备的参数调优效果较好, 其保护切换时间一般可控制在百毫米以内。

(3) RNC-CE作为3层网关

该实现方案因数量有限的RNC-CE需要承受大量基站中所汇聚而来的VRRP保护压力, 随着基站深度的覆盖, 该方案将难以终结海量的VRRP组。同时, 2层域先天的N2问题, 也较大的限制了该方案在网络上的扩展性。

3 结束语

中国电信在2009年提出以IP RAN的承载网络为起点, 构建全业务电信级以太网络, 对于全业务运营商而言, 选择IP RAN做为其移动承载网络技术无论从产业链成熟度还是从未来的网络融合角度来说, 都是非常契合实际的选择。由于不同的技术方案、厂商设备技术实现机制、端对端IP RAN质量以及保护特性上都存在着一定的差异性, 因此在进行IP RAN技术的组网和实现方案的设计中, 应综合考虑到运维成本、网络质量和业务体验等多种因素, 并采用成熟的技术与设备, 以满足LTE的发展和对传输承载方式的需求。

参考文献

[1]袁野.面向LTE的承载网技术解决方案及网络架构研究[J].通信世界, 2011 (9) .

[2]余建利, 王坤.进入LTE试点的业务运营支撑系统[J].电信技术, 2012 (7) .

[3]赵靖.面向LTE的传输网建设方案研究[J].中国新通信, 2013 (7) .

IPRAN技术 第5篇

随着移动通信技术的发展, 移动网络已全面进入3G时代, 并逐步向4G演进, 移动业务和网络正向All-IP化、宽带化转变, 数据业务迅速增长, 对网络的数据传输速率提出了更高的要求。当前CDMA网络的设备和接口都在向IP方向发展, 其中核心网已实现IP化、无线网A10/A11接口已实现IP化。目前迫切需要考虑的是Abis接口的IP化, 通过引入IP RAN基站回传技术满足未来移动通信技术和业务的发展带来的技术、带宽等方面需求。

由于IPRAN的引入, 底层承载技术由TDM电路模式向IP模式转变, 对现有CDMA无线网络配置提出了一些新的技术要求, 导致无线网设备网元必须进行一系列的改造及软硬件升级与改造, 才能保证业务的畅通。

2 IPRAN技术特点

IPRAN具有灵活的IP路由方式, 不仅支持无线基站插花式扩容, 还具备灵活的业务能力, 支持未来LTE组网架构下基站的灵活布属、基站互连等需求, 适应于网络的演进方向。IP RAN承载与MSTP相比, 在业务能力、带宽能力、IEEE 1588V2规范的支持和Qo S保障等方面都具有巨大的优势, 可为未来移动通信网络的发展演进提供高带宽、高可靠性的传送服务, 并提供除GPS、北斗等卫星同步系统外的地面同步方式。

(1) 业务能力:基于SDH架构的MSTP网络主要适用于承载窄带, 兼顾数据业务承载的情况, 很好适应了语音业务的承载, 但对于多业务支持, 特别是IP业务支持方面能力还不够灵活和效率低下。基于IP的组网不仅可以解决语音业务的承载, 而且可以实现综合业务承载, 提高网络资源利用效率。

(2) 带宽能力:MSTP承载网络在承载高带宽业务时成本较高, 组网灵活性不足。而采用IP RAN组网方式能够为基站提供FE、GE乃至10GE接口, 基本上可以一劳永逸满足基站的带宽要求。同时, 可以接入更多的基站, 而且除了保证接入基站之外还可以接入更多的其它业务。

(3) 1588V2支持能力:通常以太网络不支持同步, 为了支持同步IEEE提出了以太支持时钟和时间同步的1588v2协议。而GPS由于其成本高、难维护、无法穿越室内、网络安全等缺陷而无法满足运营商长期竞争力的需求, IP RAN接入承载网络建设则必须通过支持1588v2方式来实现较高精度的网络时钟和时间同步。

(4) Qo S保障能力:MSTP可提供业务的端到端Qo S保障。但是, 面临效率不高的问题。但随着业务种类的不断丰富, 用户级别划分也越来越详细, 基于业务和用户级别的Qo S管理在移动网络中可以更高效地利用带宽。IP RAN能够基于无线资源调度和传输资源调度的基础上提供差异化的Qo S管理机制。

IP RAN与MSTP承载网络的技术特点的比较如表1:

3 IP RAN引入后CDMA无线网关键技术问题分析

IPRAN引入后, 由于传输技术的改变, IP传输技术引入带来的技术变革, 都要求CDMA无线网需进行相应的升级、改造, 扩展相关功能, 以满足IPRAN引入后的网络运营要求。在IPRAN引入后, CDMA无线网应重点关注以下问题:

(1) 网络可靠性问题

引入IPRAN技术后, 基站控制器的Abis接口由于采用了多FE端口或GE接口板, 单板容量大幅提升, 提高了基站控制器的接入能力。但是, 由于单板接入基站数量的增加, 一旦出现单板故障, 将导致更多的基站出现问题, 从而造成严重的网络事故, 因此, 需考虑Abis接口板的安全备份。

(2) 端到端传送质量保障问题

CDMA业务对端到端的传送质量有较为严格的要求, 对于传统MSTP无线接入承载网络由于本身的技术特点可提供可靠保障的传送质量, 完全满足CDMA的业务需求;对于IPRAN网络, 其采用的IP技术, 在传送质量保障上与MSTP网络有一定的差距, 应对IPRAN的数据传输性能要求和保障机制作相关要求。一方面使不同Qo S等级要求的无线通信业务在IPRAN网络传输中都能得到相应的保证, 另一方面由于IPRAN上流量的大小和方向基本可预测, 通过适度冗余带宽设计, 可以满足传送质量的要求, 即要求IPRAN的带宽至少要大于IPRAN基站的输入输出带宽。

(3) 端到端OAM问题

2G时代的CDMA无线接入承载一般都是SDH/MSTP的数字电路或电路仿真或IMA分组通道承载。对于已经大规模商用多年的SDH网络和ATM网络, 天生具有电信级OAM, 可以很好地实现业务的快速开通和故障快速检测、定位。但是, 随着基站回程IP化, 新型分组网络逐步渗透到基站回程网络中。此时, 一方面需要解决新型分组网本身的端到端电信级OAM支持问题;另一方面, 由于基站IPRAN的渐进式演进, 当利用现网MSTP资源作为IPRAN接入网段时, 需要考虑两者之间的OAM互通互操作问题。

(4) 1588V2同步技术支持问题

同步系统可以分为两大类, 分别是卫星同步系统和地面同步系统。目前CDMA网广泛采用的是GPS同步系统。GPS同步是一种较为方便的同步方式, 也是一种最准确的同步方式, 然而, 若GPS系统关闭或出现故障, 将引起CDMA网络瘫痪。而在进行室内场景覆盖时, 也会由于室内场景复杂而造成GPS布线困难和信号不佳[1]。为了规避卫星同步系统存在的问题, 满足今后IP接口基站的接入以及室内微基站 (如Femtocell) 等部署的需求, 需要考虑地面同步系统。目前有三种地面同步方式:第一种是线路同步方式。它相对成熟, 通过PDH或者SDH方式实现传统传输网络的时钟同步。但这种同步方式不能提供时间同步, 而且其精度取决于PDH或者SDH的同步精度;第二种是基于物理层实现的同步以太网技术, 只支持频率同步, 要求每个网元必须支持同步以太网。第三种是基于的IEEE 1588V2协议 (网络测量与控制系统的精密时钟同步协议) 的同步技术, 虽然同步精度不及GPS系统, 但完全满足CDMA业务需求, 可作为GPS同步系统的备份和补充[2]。

若要采用IEEE 1588V21588V2同步方式, 则要求无线网设备与IP承载网节点设备均支持IEEE 1588V2协议, 需对现有无线网设备和传输设备进行软件升级。

4 IPRAN引入后无线网技术要求

基于传统传输或IPRAN承载方式的无线网络, 在业务实现方面是一致的, 不同点在于Abis接口上业务流 (语音、数据业务) 和信令承载方式的不同, 前者基于TDM技术, 后者为IP承载技术。对基站控制器和基站设备而言, 由于现有设备大部分为All-IP设备, 在进行Abis接口IP化改造时, 最重要的一项工作是将现有E1或STM-1接口板更换为IP类型的接口板, 如FE接口板或GE接口板。此外, 在引入IP RAN后, 重点需要关注的是无线网升级、网络安全、同步方式、Qo S保障等方面的技术。

(1) 无线网设备技术要求

现有无线接入承载网主要为传统传输网络, 相应的基站与基站控制器的Abis接口板配置为E1接口板或STM-1接口板。若引入IPRAN, 在纯IP承载或IP/MSTP承载共存的情况下, 基站与基站控制器需扩展接口板等硬件和软件功能, 并完善网络管理系统的功能, 方能保障网络的正常、安全的运营。

(1) 基站与基站控制器应能软件升级支持IPv4/IPv6双协议栈, 并支持VLAN配置。IPv6是IP技术的发展演进的方向, 基站与基站控制器设备应能支持IPv4与IPv6, 以满足后续网络IP化演进的需求。要求支持VLAN配置则有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。此外, 基站控制器还应具备多VLAN配置功能, 方便网络配置与管理。

(2) 基站Abis接口应支持E1接口、FE电接口及FE光接口;BSC在Abis接口应支持STM-1接口、FE接口、GE光接口及100M/1000M自适应GE电接口。要求基站与基站控制器均能支持多种Abis接口方式, 方便在全IP承载或TDM+IP承载下具备灵活的组网能力, 可为无线网络提供多种无线接入承载解决方案。

(2) 无线网管要求

无线网管系统的技术要求主要考虑配置的便利性与后期维护工作效率, 包括网管配置和故障定位两个方面:

(1) 基站新增FE接口时, 应支持在无线网管进行配置, 避免近端维护。

(2) 基站控制器上FE/GE接口应支持IEEE 802.3ah标准 (带冲突检测的多址接入原理和物理层规范) , 以实现层二组网分段故障定位。

(3) 网络同步要求

由于引入了IP RAN基站回传技术, 为CDMA无线网的时钟同步提供了更多的选择。当前网络的同步方式主要采用GPS信号, IEEE1588V2可作为备份的同步方式, 同时可在GPS信号获取困难的地方作为主要的同步方式 (如为室内分布系统的基站设备提供同步信号) 。为了实现基于IEEE 1588V2协议的同步方式, CDMA无线网基站与基站控制器设备应进行相应的软件升级, 同时支持1588V2over FE和串口1PPS+TOD (秒脉冲+天时间) 时钟获取方式, 为CDMA无线网络同步提供更为灵活的选择。

5 结论

IPRAN技术是CDMA无线网络基站回传技术的主要选择之一, 具有灵活的IP路由方式, 不仅支持无线基站插花式扩容, 还具备灵活的业务能力, 支持未来LTE组网架构下基站的灵活归属、基站互连等需求, 并且支持IEEE1588V2标准, 可提供高精度的地面时钟同步方式, 符合移动通信网络的演进和发展方向。

由于IPRAN引入产生的无线接入承载技术变革, 要求CDMA无线网设备、接口等方面需进行相应的升级、改造, 扩展相关功能, 才能解决IPRAN引入后对CDMA网络安全运营的影响, 满足网络运营的要求。首先基站与基站控制器需支持IPv4/IPv6双协议栈, 并支持VLAN配置, 基站控制器还需具备多VLAN配置功能, 方便网络配置与管理。基站Abis接口应支持E1接口、FE电接口及FE光接口;BSC在Abis接口应支持STM-1接口、FE接口、GE光接口及100M/1000M自适应GE电接口。此外, 需可通过无线网管系统配置基站新增FE接口命令操作, 避免近端维护。建议设备支持IEEE 802.3ah标准 (带冲突检测的多址接入原理和物理层规范) , 以实现层二组网分段故障定位, 提高故障定位的准确性和工作效率。此外, CDMA无线网基站与基站控制器设备应同时支持1588v2 over FE时钟同步方式和串口1PPS+TOD:秒脉冲+天时间时钟同步方式, 为CDMA无线网络同步提供更为灵活的选择。

摘要：IPRAN基站回传技术是CDMA无线网络基站与基站控制器之间接入传输的新技术之一, 具有配置灵活、业务能力强等技术特点, 符合移动通信网络的演进和发展方向。文章将对IPRAN基站回传技术进行简单介绍, 分析其对CDMA无线网络在安全、性能、操作维护等方面的影响, 并分析和总结在引入IPRAN基站回传技术后, 在保证网络安全运营的情况下, CDMA无线网设备、接口、网管系统等方面需作何技术要求。

关键词：IP RAN,基站回传,CDMA无线网,IEEE 1588V2

参考文献

[1] Theodore S.Rappaport著.蔡涛, 李旭, 杜振民等译.无线通信原理与应用.北京:机械工业出版社, 2001

IPRAN技术 第6篇

RAN是无线接入网(Radio Access Network)的简称,目的是为无线基站和核心网之间提供稳定高效的承载和回传网络。在2G和3G时代,RAN网络主要承担BTS(基站)和BSC(基站控制器)之间的承载,通常采用MSTP等传输技术组网,实现全程业务冗余、快速故障切换、保证较好QOS和传输质量。

当前无线基站已经实现了IP化、3G上网业务发展迅速;4G无线网络也完全IP化,上网业务成为主要甚至是唯一的业务,无线网络反过来对RAN网络提出了IP化的承载要求。面对今后数量庞大的4G基站和突发性较强的无线业务流量,原有的MSTP网络存在着带宽需求满足不力、通道资源不能复用等问题,需要一种更加贴近IP传输模型的RAN网络,组网要求宽带化、扁平化,具备IP化、以太化基站的接入能力,提供高可靠、大容量的基站回传流量的承载。

RAN的技术演进在贴近IP化的目标下形成了偏传输的PTN路线和偏IP的MPLS VPN路线(俗称IP RAN)。中国电信选择了IP化的MPLS VPN路线,并确定了采用PW+三层VPN的技术策略,IP RAN网络主要承载CDMA的1x和DO业务,以及未来的LTE业务,同时承载基站动环监控和安防等附属业务。待业务和网络成熟后,逐步承载L2、L3大客户业务。

2需求分析

为推进城市公共交通建设,发展低碳经济,国内很多城市公共自行车系统是一张VPN专网,所有分支点通过运营商光纤专线汇聚到中心点。中心点及分支点要求全部是光纤接入,上下行带宽一致,必须是专线电路。中心机房要求1000M光纤接入,并提供同一个网段内至少64个可用IP地址及一个网关;800个站点均要求4M光纤专线接入,每条光纤至少提供8个可用IP地址及独立网关。提供至少一个RJ45接口;具备高可靠性及网络智能自愈能力;具备平滑升级扩容能力(可实现4M到100M的任意扩容)。

3组网设计原则

(1)先进性原则:网络建设高起点,充分采用先进成熟的网络技术,实现实时数据、非实时数据的综合应用。网络设计以满足当前的业务功能为主,兼顾考虑未来发展的趋势,在方案中采用新技术、新功能,既要满足当前用户业务数据的通信需要,同时又能满足今后一段时间内业务发展的需求。

(2)可靠性原则:网络设计必须保证网络中设备、电路均安全可靠,关键设备、电路要有冗余备份,并采用先进的容错技术和故障处理技术,保证数据传输的安全可靠,保证网络可用性达到使用要求。

(3)安全保密性:网络设计时,必须制定出一套完善的网络传输安全和信息安全保证及防范措施,以保证数据在传输和处理过程中的安全性。在传输方式上重点考虑保障通信的安全和保密性,各节点之间采用全光纤网络连接。

(4)可扩充性:随着用户网络规模的扩大、功能的完善,现有网络应能够在不影响网络用户正常使用的情况下,灵活、方便地进行网络扩容。要考虑具备未来升速方便、调整网络结构配置灵活,以满足业务的不断发展、业务量的逐渐增加、接入点的增加以及调整业务流向所需要的网络环境和条件。

(5)经济合理性:通过技术经济比较,性能价格比较,选择优化的网络结构和网络技术,尽可能利用和保护现有设备和投资,做到从实际出发,制定经济、合理的方案,尽最大限度保护和利用客户已有的投资。

(6)可实施性:要在充分满足客户当前技术及未来应用发展的基础之上,注意考虑工程及维护实施的可能性与方便性,要具有可操作性。

4项目组网方案

公共自行车站点专网通过电信数据专网组网,采用当前最先进的IPRAN技术,中心点和分支点全部采用光纤专线接入。其网络拓扑图如图1:

中心点双局向双路由:在用户中心点新增2台A0设备(每台配置单纤GE上联口、双纤GE下联口),通过新增的2条12芯光缆就近接入端局A2设备。中心点布放2条不同路由的光缆,由两个局点分别接入。中心点提供GE光口,满足1000M带宽需求。

分支点光纤接入:分支节点按照客户要求为4M带宽,则在每个分支节点增加一台A0设备,每台配置1个单纤GE上联口、1个FE 100M电口,与客户设备FE电口互联。上行通过新增的1条4芯光缆就近接入端局A2设备;各端局A2设备通过GE/10GE双挂至本端局B设备,由B设备接入武汉电信数据网,从而实现各分支点与中心点的业务互通。

所有分支节点的流量汇聚到中心节点,由中心节点统一管理。

同一B1设备下互通的客户接入分支:

与中心站点处于同一接入环的分支节点,需要与中心站点互通,从而由中心站点统一管理。可通过分支节点A0设备与分支节点A2设备建立PW,分支节点A2与中心节点A2建立PW,中心节点A2与中心客户A2建立PW打通L2通道。与中心站点处于同一B1设备下,不同接入环的分支节点,需要与中心站点互通,从而由中心站点统一管理。可通过分支节点A0与分支站点A2设备建立MS-PW(分支节点A1为交换节点),分支节点A2和中心节点A2建立MS-PW,中心节点A2于中心客户A2之间建立MS-PW打通L2通道。

不同B1设备间互通方案:

有部分分支节点,与中心节点处于不同的B1设备下挂的接入环。分支A0设备与分支A2设备之间建立静态PW,分支A2设备与B1设备建立PW,分支B1设备和中心B1设备建立PW,中心B1设备与中心A2设备建立PW,中心A2设备和中心客户A2设备建立PW,在PW之间建立PW交换,从而E2E打通分支节点与中心节点之间的通道。

5扩展性方案

随着业务发展,当需要增加分支节点时,只需要在对应的地点部署A0并挂接客户设备即可。同时在A2和B1设备之间增加PW配置。L3VPN部分基本不需变化。如上图所示,增加新的分支节点时,只需要在分支节点A2设备与中心节点A2设备之间增加PW即可。

综上所述,后期自行车租用站点增加,专网扩容非常迅速,只需要布放光缆、安装一个A0设备、网管做数据即可完成新建站点网络。而中心点和其他分支点没有任何影响,客户只需要给新增的分支点分配IP。

6方案优势

业务扩展能力强:IPRAN方案中所用的设备均为路由器设备,从目前业界发展来看,路由器的容量已经达到了1T/槽位。系统容量足以支撑目前的流量冲击。一个公认的事实是,IP已经成为不可逆转的未来,而路由器就是因IP而生,因此对于未来新业务,比如组播等业务有天然的优势。

全方位的可靠性解决方案:IPRAN方案中所用的设备已经具备多种检测和保护手段,且设备的倒换为动态方案,在主备路径均有问题的情况下,可生成逃生路径,从而保证了业务永远在线。配合基于硬件的OAM检测机制,可达到50ms的电信级保护倒换要求。

完善的Qo S机制:除了传统的Qos机制,为保证专线业务的SLA,现已设计出了硬管道特性。硬管道特性,可以对敏感业务做到SDH级别的Qos保障。所谓硬管道,是在设备内部为某些业务预留了一定的带宽,与其他流量严格隔离,无论如何拥塞,这部分带宽是不会被占用的,可以为高优先级业务保障Qos。

可维护性:全方位管理提高维护效率,降低网络维护难度,缩减日常运维工作量,降低运维成本,丰富的业务网管实现业务快速部署和监控,快速响应客户业务,提升企业竞争力。

高安全性:设备本身有完善和丰富的防攻击方案,比如:用户登录AAA认证,可防止非法用户操作设备,篡改配置;MAC地址限制,MAC地址白名单,可防止非法设备接入。

IPRAN技术 第7篇

随着全网的IP化, 分组承载势在必行, 包括PTN、IP RAN在内的多种技术已经逐步体现出各自的性能优势, 相关技术均有各自最佳适用场景。在国内, 中国移动PTN应用起步较早覆盖较深, 但也开始逐步向三层承载方式演进;中国电信和中国联通移动回程IP化起步略晚, 而其城域网基础较好且已基于现网进行了大量的验证及试点, 从去年底开始开始商用规模部署。

PTN:生态系统已建成

中国移动通过连续四轮的PTN集采向业界表明了其全面推广PTN技术的决心, 而2012年20万端的集采规模无疑又彻底推翻了业界关于PTN难以有效承载LTE的论断。

从2009年开始, 中国移动即大面积引入PTN技术, 以取代原有的MSTP, 率先向分组承载技术演进。据了解, 中国移动近3年来, 每年的PTN集采量都接近50亿元, 而且截至到目前, 中国移动的大客户业务、集团业务等高质量业务都已逐步完成了向PTN网络的割接, 原有的MSTP网络在逐步完成其历史使命。

今年中国移动在大力建设TD-LTE试验网, 而承载方式上已经确定采用PTN技术。作为TD-LTE网络的有效支撑, PTN技术如何能够有效承载TD-LTE网络, 这将是下一步的重要课题。而且, 在2012年的PTN集采中, 各种PTN设备对于TD-LTE的承载能力也列入集采考核的技术标之一。如杭州的TD-LTE试验网采用PTN+CE的组网模式, 通过现网实际应用, 已确定PTN可有效承载TD-LTE网络。

中国移动对于PTN的坚持部署, 也打消了诸多海外企业对于向PTN领域渗透的风险顾虑, 目前主流的芯片厂商、器件厂商、系统厂商及测试厂商都已经投入大量的资金用以拓展PTN产品线, 整个PTN产业已经形成非常完善、系统化的产业链体系。通过我国自主把握PTN的一系列的标准体系, 虽然国际标准方面仍有一定阻碍, 但对于PTN产业发展已无明显制约。

对于未来发展, 中国移动相关人士透露, 中国移动目前也在规划推动PTN由城域网向骨干网发展, 进一步拓宽PTN的应用范围。业内人士就此表示, 中国移动一直以来在稳步推进PTN的应用, 未来有可能将PTN用于骨干网, 应对日益增长的跨城域数据流量。目前中国移动正在进行100G WDM的相关测试, 超高速传输与分组传送相结合亦将进一步提升中国移动传输网络的承载能力。

IP RAN:固网承载优势显现

IP RAN技术在承载能力被业界视为综合承载的最佳方案, 其现网承载能力能否经得起检验, 尤其是在固网业务的有效承载上, 将对于其应用范围的扩大化有较大意义。

中国联通今年5月进行了第一次IP RAN设备集采, 包括全国范围内123个城市本地网, 拉开了IP RAN国内商用的序幕。从分组技术的发展来看, IP RAN的技术成熟度仍未完善, 尚处市场培育期, 而且相比国内已经大规模普及的PTN设备而言, 规模效应仍显不足。然而这一系列的发展障碍并没有制约国内外运营商对于IP RAN技术的青睐。

网络的IP化趋势在进一步加剧, 而分组承载技术IP RAN已成为目前移动回传等的主要方案。随着LTE技术的逐步商用, L3功能完善的IP RAN技术拥有较大的承载优势, 而且对于多样化固网业务亦可进行有效承载。这些都决定了IP RAN在分组承载领域的技术地位。

在国内, 中国联通首次集采IP RAN设备, 已经为IP RAN产业的进一步发展注入一剂强心剂, 而中国电信层面日益扩大化的IP RAN试点, 也逐步显现出其对IP RAN技术的重视, 有专家预测中国电信今年亦将开启IP RAN的大规模集采, 这将极大地鼓舞IP RAN阵营。

目前IP RAN产业链同样走向成熟。据悉, IP RAN的芯片已逐步走向成熟, 如PMC、Marvell、博通等芯片厂商都已加大了对IP RAN芯片的研发力度, 而主流设备商华为、中兴、上海贝尔、烽火、思科等亦进一步完善了IP RAN的设备性能, EXFO、IXIA、思博伦、安捷伦等测试厂商也进一步巩固了IP RAN的系统化测试方案, 整个产业阵营已经为IP RAN的全面应用做好铺垫。

53万