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1、IPRAN华为IP RAN解决方案2012-05-08 19:27:05来源:互联网 关键字: 华为IPRANALLIPLTE在GSM时代，移动承载网传送的主要是TDM语音业务，面向连接的SDH成为当时最佳的承载技术。伴随UMTS的发展，新业务需求不断涌现，FMC及综合承载日趋明显，移动承载网IP化进程持续加速，LTE时代也即将到来，网络IP化趋势不可阻挡，此时运营商也开始考虑选择何种技术构建未来的承载网，从而避免重复投资，保持网络的可持续演进和发展。华为面向全球运营商提供了高效、可靠、易用、面向未来的IP RAN解决方案，以满足各类运营商的网络发展需要。一、支撑多业务综合承载，面向未来华为I

2、P RAN解决方案基于IP/MPLS框架体系，采用成熟的路由器软硬件平台，可以高质量承载GSM/UMTS/LTE等移动业务，支撑IPTV、专线、高速上网等FMC的综合业务承载，满足云承载、IPv6、物联网等需求，面向未来，可持续演进，规避运营商由于业务发展而面临的网络演进问题。华为IP RAN综合承载网解决方案组网结构通常分为接入层、汇聚层、核心层三层进行部署，网络端到端部署路由器平台产品。各个层面的主要功能如下：接入层：完成不同网络不同业务的接入；汇聚层：完成接入层流量的汇聚，可以环形或链形组网，汇聚层完成接入层流量的汇聚和收敛，减轻核心层端口压力，可以树形和环形组网；核心层：承载转发汇聚层

3、流量，并把业务疏导到各个业务系统，可以树形和口子形组网。IP RAN采用端到端路由器组网，应用场景丰富，可以满足各种固定业务和移动业务的综合业务承载。IP RAN综合承载网通过端到端部署完善的保护方案实现节点、链路、网络级的多重保护，实现业务系统对于网络发生的故障无感知。当前，IP RAN综合承载网解决方案支持端到端部署时钟同步解决方案（包括1588v2、同步以太等多种时钟模式），可以实现网络的端到端时钟/时间同步，可以大为降低运营商部署GPS时钟的成本。为了提升网络对于业务的服务质量，IP RAN网络可以端到端部署多级别的HQoS（层次化QoS），能够分用户、分业务进行精细化的业务质量调度，

4、提供高可靠的服务质量保证,帮助运营商进行E2E的精细化运营。华为IP RAN综合承载网解决方案通过端到端部署OAM，提供层次化的OAM检测手段，提供多样的故障检测和定位手段，大为提升网络的运维效率，通过硬件OAM、Y.1731、BFD等技术，实现端到端网络监测，使得网络尽在掌控。华为IP RAN综合承载网解决方案突破了传统IP网络的运维局限，端到端部署网管系统，提供可视化类似传统SDH的IP运维方案，帮助运营商降低IP网络的运维难度，降低运维成本。总的来说，华为IP RAN综合承载网解决方案在业务承载、可靠性、扩展性、时钟同步、服务质量、网络安全、运维管理、未来演进等方面的全面特性提升将适配运

5、营商未来网络建设和业务发展的要求。二、层次化H-VPN领先技术，支撑超大规模组网华为IP RAN解决方案针对运营商传统业务和未来业务涉及，具备各类新老业务的承载和传送能力。对于运营商基站传送业务来说，可以实现GSM/UMTS/LTE移动业务的统一承载，根据基站接入方式的不同，可以采用不同的业务承载方案。TDM E1和ATM E1：对于采用TDM E1和ATM E1接入的基站业务来讲，可以采用端到端的PW隧道承载，也可以在接入层和汇聚层采用分段PW进行承载；在接入层设备电路仿真和PW封装，在核心设备终结PW，把数据解封装，通过E1或ATM接口与业务系统互通。IP/Eth基站：对于IP/Eth接入

6、基站业务来讲，可以在接入层采用端到端的L3 VPN承载，也可以采用分段的层次化L3 VPN承载，在核心设备终结L3VPN，通过Native IP/Eth接口与业务系统互通。伴随未来伴随LTE的发展，LTE基站规模可能快速突破现有GSM/UMTS网络规模，运营商的无线网络规模可能出现爆炸式增长。在此情况下，华为IP RAN解决方案通过部署H-VPN层次化组网方案，可以有效隔离路由器网络震荡的影响，提升可靠性，很好支撑超大规模组网，使得运营商可以支撑近乎无限大的网络规模，并可以降低不同接入模式下对网络设备的技术及规格要求，从而可以降低网络的建设成本，并具备面向未来的持续演进能力。三、H-QoS打造

7、综合承载弹性管道，业务按需承载越来越多的运营商正在采用基于IP/MPLS的各种VPN技术建设多业务宽带城域网，个人Triple-Play业务、企业专线业务、批发业务、移动回传业务等通过多个VPN进行业务隔离，但如何实现多种业务端到端的带宽保证和优先级调度，以及不同用户的不用业务的端到端的带宽保证和优先级调度成为一个非常重要的要求。当前的多种主流QoS技术在一定程度上满足了业务的质量要求，但是都不能实现多业务统一承载的宽带城域网中不同用户和业务的端到端带宽保证和优先级调度的要求，不能满足多个用户和业务端到端的带宽保证和优先级调度要求，尤其是网络承载侧存在多个用户和业务之间相互抢占带宽的问题，不能

8、满足业务质量要求。华为基于对宽带城域网和多业务承载的深刻理解，创新性的提出了MPLS HQoS 技术，HQoS（Hierarchical QoS）是一种既能控制用户的流量，又能同时根据用户业务优先级进行调度的QoS技术。HQoS提供完善的流量统计功能，网络管理员可以监控到各种业务占用的带宽情况，通过分析流量来合理划分各业务的带宽，实现不同用户和业务在网络承载侧也能够细分，提供独立的带宽保证和优先级调度，一个用户和业务的突发流量和异常流量不会影响其他的用户和业务，真正做到了多个用户和业务的端到端质量保证，从而通过构建IP RAN打造综合承载弹性管道，使得业务按需承载。四、端到端毫秒级倒换，安全可

9、靠华为IP RAN综合承载解决方案采用多种保护技术使得网络具备电信级的毫秒（ms）级别保护的高可靠性。在IP RAN网络中，无论是接入层、汇聚层还是核心层的任意链路或网络节点故障，都会实现快速的网络收敛保护，而且业务无感知。对于TDM/ATM基站业务，通过在基站侧和RNC/BSC网关之间部署LSP 1:1+PW冗余保护等技术，实现基站侧至RNC/BSC网关之间链路和节点故障的保护倒换，无论采用E2EPW或分段PW模式进行承载，都可以提供端到端的毫秒级的故障检测和保护倒换，做到业务系统无感知。例如在故障1(接入侧链路故障)，此时,启动主PW的外层隧道LSP1:1倒换,主LSP倒换到备用LSP，业

10、务完成快速倒换；当故障3(汇聚设备故障)，此时启动主备PW的倒换,主PW倒换到备PW，业务完成快速倒换；采用端到端的保护倒换技术，可以做到任意故障点保护，同时任意点故障不会导致整个网络都进行倒换，保证整个网络的稳定性，从而使得整个运营商网络更为安全可靠。华为IP RAN综合承载解决方案支持业务端到端的可靠性保护，实现链路、节点、网络级多重保护。IP RAN通过支持端到端部署OAM，完成对网络故障的快速检测和定位，支撑网络端到端的快速保护倒换，实现业务系统的无感知。IP RAN支持层次化的OAM检测技术，LSP层采用MPLS OAM检测，PW层采用PW OAM检测，业务层采用Eth OAM检测，

11、全方位的进行故障检测。五、设备即插即用，高效业务发放随着UMTS和未来LTE的开通，基站数量将不断增大，据分析后续一个中等城市基站数量就将达到数千甚至上万，海量裸设备开局部署工作量巨大，因此传统的配置方式已不再适合。即插即用的能力，直接决定着建设工期的长短，也决定着运营商能否抢占业务发展先机。做好规划设计后，在华为U2000的支撑下，设备可以即插即用，即刻开通，平均每台的部署时间缩短为5分钟，当需要增加新接入节点的时候，只需要普通工程人员携带设备到站点，安装设备，连接光纤，加电，运维中心即可管理该设备，并实现基础配置自动下发，整个过程只需要进一次站，为高质量快速交付提供了保障，有效降低设备开局

12、进站成本，而命令行方式，需要30分钟以上的时间，耗人耗时。移动承载时代，快速发放业务，就意味着能够快速盈利，并降低运营成本。华为IP RAN解决方案包括了业界最为高效的运维解决方案，类SDH，面向对象，面向业务，全可视化的业务部署，比传统CLI方式，效率提高到5倍。整个操作所见即所得，直观高效，业务开通效率大为提升。六、智能网络运营，实现高效运维SDH-Like简易运维体验，网络尽在掌控华为IP RAN解决方案可提供类似SDH风格的可视化端到端业务发放，同时通过业务模板和参数自动计算等能力极大地简化了业务发放流程。 以最常用的L3VPN业务，3个站点下发，设备与网管人员同时操作耗时比较来看：命

13、令行方式需3个站点分别下发，相同站点命令行可重复拷贝，不同命令需手工更新录入，效率很低；华为IP RAN解决方案可以一站式业务下发，所见即所得，利用端到端业务模板，以及参数的自动分配功，大幅提升业务开通效率，节省一半以上的时间。华为IP RAN解决方案支持全面的网络侧性能管理，可进行精准的性能统计和趋势分析。网管系统通过支持对基站和RNC进行流量统计和质量监控，轻松了解每个基站/RNC负荷和业务健康情况，为扩容提供准确的性能数据支撑。比如出现客户视频下载慢、马赛克现象，传统运维面对的是黑盒式的网络业务，业务质量不可监控不可预知，出了问题才知道需要扩容；通过网管系统可以实时了解基站流量统计及趋势

14、，主动运维、提前预测，快速把握基站扩容时机，使用专业服务工具进行图例式的性能统计和智能分析，实现网络质量可视化分析与管理，使得网络尽在掌控。智能告警关联分析，直击故障根源面对复杂的业务路径，传统故障定位靠手工进行，效率低。华为IP RAN解决方案提供基于场景的NodeB到RNC之间的业务路径可视化定位功能，可以快速故障定位，大幅缩短定位时间从小时级到分钟级。比如对于基站到基站控制器出现时延、丢包严重，移动回传质量开始劣化的故障。手工定位需要逐跳查看路由表，命令行手工发现路径，在图纸上手动画出路径，逐跳分析，进行逐跳ping操作，逐跳端口流量查看等诊断操作，需要专业人员依靠经验给出故障结果，整个

15、过程需耗时若干小时。通过网管系统故障定位，首先输入基站IP，系统自动计算路由，业务图上显示可视具体路径，并且提供丰富的诊断手段，所有端口流量自动采集，通过一键式的批量ping所有路径，网管智能输出故障分析结果，故障处理时间大为减少。七、历经考验，成熟商用将移动互联网业务与固定互联网业务进行统一的承载已经成为更多运营商的共识。目前，全球主流的综合运营商都已经开始在思考如何把固定业务和移动业务进行统一承载，以提升效率并降低成本，并开始进行相关方面的研究、试验和运营等尝试。目前，华为IP RAN解决方案已经在杭州、珠海、重庆、上海、北京、沈阳、深圳、兰州、贵州、银川、南宁、台州等多个省市的运营商成功

16、部署，从2009年华为承建国内第一个IP RAN局点至今，历经多次重大节日高话务量挑战，网络运行保持稳定，为构筑下一代IP化网络积累了宝贵而丰富的经验，并协助运营商提升了运营团队的IP化技术储备与运营能力，构建高效、可靠、易用、面向未来的网络架构，进而助力运营商跨越ALL IP时代。网络IP化趋势是近年来电信运营商网络发展中最大的一个趋势，在该趋势的驱使下，移动网络的IP化进程也在逐步的展开，作为移动网络重要的组成部分，移动承载网络的IP化是一项非常重要的内容。传统的移动运营商的基站回传网络是基于TDM/SDH建成的，但是随着3G和LTE等业务的部署与发展，数据业务已成为承载主体，其对带宽的需

17、求在迅猛增长。SDH传统的TDM独享管道的网络扩容模式难以支撑，Frost&Sullivan认为，分组化的承载网建设已经成为一种不可逆转的趋势。1、运营商IP化进程中需要考虑的问题分组化的承载网建设需求越发的急迫，在传统的RAN网络IP化过程中，运营商需要重点考虑以下因素：（1）成本，由于未来无线业务接入节点的数量相当庞大，因此RAN网络的建设成本对任何一家运营商来说都要精打细算，各个技术方案之间微小的成本差异都会被数量庞大的接入节点所放大。网络替换成本需要同时兼顾CAPEX（初期建网的设备成本）和OPEX（主要是后期的维护成本），IP化通过带宽复用的方式使CAPEX降低的同时，会使得OPEX

18、有一定程度的增加。不同的运营商对于CAPEX和OPEX的模型比例构成会有一定的差异，其对IP化解决方案的诉求也存在不同的侧重点；（2）扩展性，移动和固网的全业务发展是国内电信运营商共同的发展战略，单纯的移动承载网除需要考虑当前2G，3G到LTE不同发展阶段的具体承载需求之外，还需具备面向未来LTE业务的可扩展性和可演进能力。多业务承载和向LTE逐步演进的进程对于承载网而言，就是承载网三层能力由核心层逐渐向接入层推进的过程，而三层功能引入的时机与节奏是运营商需要深入探讨的问题。未来3G的应用会多种多样，这对于回传网络的可扩展性和可适应性也是一种巨大的考验，能承载多样化的业务，并且具备很强的网络扩

19、展能力和新业务适应能力的解决方案无疑会更受运营商的青睐。（3）端到端的OAM故障检测机制，电信级的保护倒换能力，是原有语音业务和视频等新型流媒体业务的质量保障；（4）同步需求，包含两种同步，频率同步和时间（相位）同步，FDD技术（例如WCDMA，LTE）只需保证频率同步即可，而TDD技术（TD-SCDMA以及TD-LTE）要同时实现频率和相位同步。图1 IP承载网建网综合因素分析2、IPRAN承载网技术主要特点IPRAN是当前移动承载网领域主流解决方案，它基于灵活IP通信的设计理念，以传统的路由器架构为基础，增强OAM机制，业务保护机制以及分组时钟传输能力，其业务转发推荐采用动态控制平面的自动

20、路由机制。以路由器架构为基础的硬件结构具备丰富的三层路由能力，更好的支持多业务承载，未来的移动通信网络有很多多点对多点的通信场景，比如LTE网络X2接口中多个eNB之间的流量交换以及MME/SAE池都需要支持多点到多点的连接，这让IPRAN平滑支持LTE业务变得更易实现；对于实时性要求比较高语音业务，IPRAN采用网管静态约束路由的方式来规划承载路径，采用TE隧道技术结合层次化的QoS来保障通话质量。相对于传统的城域网络，IPRAN方案由于其承载移动业务特点使其更加关注简化运维，化繁为简，以端到端节省IPRAN方案的OPEX支出。IPRAN技术特性IPRAN在人工维护成本以及设备成本方面的表现

21、也尤为突出。由于支持即插即用的功能，使得IPRAN方案可以很低的安装成本快速实现网络覆盖，更快的响应市场；并且由于IP网络维护的技术门槛低，IPRAN网络代维的专业性要求不强，使得代维的人力成本可以得到很好的控制。图2 IP承载网网络结构3、当前运营商移动承载网建设近况目前，以AT&T、Verizon，Sprint等为代表的美洲一流运营商已经采用IPRAN建设其移动承载网，DT(Deutsche Telekom)、Telefonica、BT(Britain Telecom)、FT(France Tlcom)等欧洲和拉美地区的主流运营商也开始建设自己的IPRAN网络。国内两家综合运营商中国电信、

22、中国联通自2010年开始也进行了大量的IPRAN试点建设。中国电信在2009年提出以IPRAN的承载网络为起点，构建全业务电信级以太网络，2011年初，中国电信在杭州、金华、镇江、苏州、深圳等城市进行了IPRAN承载网的试点工作，并取得良好效果，证明路由器可以满足基站IP化承载的需求。中国联通在2010年上半年完成了对分组传送技术的实验室测试，并确定将在2011年5.17电信日之前完成56个重点城市的HSPA+升级工作。为了兼顾UMTS、IPTV、LTE等固网、移动多业务的综合承载需求，开始在北京、上海、长沙、沈阳、常州以及珠海等多个城市进行IPRAN商用试点建设。中国电信和中国联通作为关注全

23、业务运营的运营商，在固网以及移动网络领域都有良好的市场基础。在建设RAN网络时也会考虑网络对于综合业务的支持程度，IPRAN在综合业务承载方面的优势众所周知。并且，IPRAN是以路由器为核心，这与企业网络和政府网络模式不谋而合，有利于未来大客户业务的快速拓展。Frost&Sullivan认为，对于全业务运营商来说，选择IPRAN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。中国电信和中国联通由于有庞大的基础传输网络，且具有一大批专业的IP网络维护团队，因此会更加青睐IPRAN解决方案，实现与传统固定网络的协同效应。4、未来展望：可以说，目前没有一

24、种完美的解决方案可以满足所有的运营商对于承载网络的诉求，因此，需要结合实际情况，将运营商的诉求点进行排列，关注那些更重要，更符合未来行业发展的诉求点。展望未来，Frost&Sullivan认为IPRAN解决方案更符合行业发展趋势，可以很好的满足运营商对未来网络的需求。首先，良好的网络扩展性以及对于综合业务承载十分重要。我们可以看到，从2G到3G、4G时代的演进间隔在逐步的减小，从2G时代到3G时代经历了大概20年，而从3G时代到4G时代只有短短的10年；新的增值业务和应用程序也层出不穷，这些对基础网络也提出了越来越苛刻的技术要求。可以说，未来电信网络发展唯一不变的就是快速变化，良好网络扩展性可

25、以帮助运营商很好的减少网络替换成本，以保护现有投资，有助于控制网络建设的总成本。IPRAN具备良好的可维护性以及可扩展性，是一种面相多业务综合承载的IP化解决方案，并且在支持LTE平滑演进方面得天独厚。其次，无线频谱的频率越来越高，TD-LTE网络的频谱是2.3GHz和2.6GHz，可以说未来移动网络的频段会持续增高，以得到更大带宽资源，而更高的频段意味着无线信号的网络覆盖范围会进一步缩小，需要增加更多的基站来保持良好的覆盖。这样，移动承载网络的基站节点数量会越来越庞大，而IPRAN解决方案可采用动态路由技术，对网络中节点的增加并不敏感，大量的基站增加并不需要人工配置路由连接，可以很好的控制人

26、工维护成本，同时，即插即用的特性可以方便IPRAN快速建网，实现业务快速覆盖。第三，中国国内的人力成本正在日渐增长，这给运营商的OPEX带来很大的压力，未来运营商会越来越重视公司运营中的成本支出，IPRAN使用的是IP网络，有很好的通用性、目前拥有IP网络认证资格的人越来越多，使得IP网络维护的门槛降低。网络融合趋势无疑也会成为电信乃至整个通信行业未来的主要发展方向，如果一个网络采用与其他网络相近的技术，对于未来可能发生的融合来说，无疑会大大减少网络合并的阻力。IPRAN采用的路由器与现有的Internet网络、企业网络、政府网络等所有的IP网络都极其接近。如果未来移动通信网络与传统的固定数据

27、通信网络进行融合，基于IPRAN的网络更具备与其他网络整合的能力。图3 网络的融合趋势IPRAN解决方案可以提供更高的带宽资源满足未来数据爆炸式增长需求；有着良好的可维护性与可扩展性；丰富三层功能提供更高的传输效率，支持综合业务承载和向LTE的无缝演进；即插即用功能可以快速建网，响应市场需求；借助IP网络的通用性特点，一方面降低运维人员的技术门槛，可以节约维护成本，另一方面可以快速的与互联网以及企业网进行融合。这些特点让IPRAN逐步成为当前大部分综合运营商建设综合移动承载网络的首选。IP RAN技术浅析 ( 2012/5/25 14:34 )多年来，无线接入技术一直朝着IP化的方向发展。从3

28、G标准的发展演进轨迹来看，3GPP从2001年开始无线接入网IP化的研究和标准化，推动从UTRAN到CN的IP化演进，到R5版本，已经完成了全IP的架构。从2006年开始，各厂家产品均可支持全IP的协议栈架构的能力。在承载网方面，传统MSTP已经无法满足未来IP化的需求。业内提出了几种演进方案，其中IPRAN是解决无线接入IP化最直接的方式。IPRAN三层IP网络，主要运用IP/MPLS协议完成业务承载。目前3G移动回传分为PS域和CS域，并且未来IPRAN会面向多种业务承载，因此针对不同类型的业务，底层的承载方案也不尽相同。本文对IP/MPLS的隧道技术进行简单分析，讨论不同类型隧道应用于I

29、PRAN网络的应用场景。关键字：MPLS，LSP，隧道1、MPLS技术简介MPLS技术的诞生是在90年代初，主要目的是加快路由器的转发速度，而后随着硬件技术及网络处理器技术的不断发展，三层交换设备都已经能够做到线速转发，因此MPLS的这一优势不复存在。由于MPLS是将2层交换和3层路由技术结合起来的技术，通过标签建立端到端的管道，因此越来越多的用于VPN业务承载。随着MPLS技术的发展和标准完善，MPLS可以提供IP承载，对ATM，SDH仿真的PWE3管道，二层和三层的VPN网络。适用于多种业务的承载需求。在MPLS网络内，通常把路由器分为LER(Lable Edge Router)路由器和L

30、SR(Lable Switch Router)路由器。如下图所示。MPLS网络示意图MPLS中分组数据包可以携带多个标签，如下图所示：MPLS分组数据包携带多个标签示意图这些标签分为外层标签和内层标签，在分组数据包中以“堆栈”的形式存在。对标签堆栈的操作按照“后进先出”的原则。LSP隧道标签则是栈顶标签（外层标签），栈顶标签决定了如何转发分组数据包。标签为一个长度固定、具有本地意义的短标识符，用于标识一个FEC（Forwarding Equivalence Class）。标签的结构下图所示：标签位于链路层包头和网络层分组之间，长度为4个字节。其中 Label：标签值字段。Exp：新标准又称为T

31、C字段，用于COS。S：标签堆栈标示符，值为1时表明为最底层标签。TTL：8bits，和IP分组中的TTL意义相同。MPLS通过标签交换转发数据，取代了传统的IP包交换。当一个未被标记的分组数据包到达LER时，入口 LER根据输入分组数据包头查找路由表以确定通向目的地LSR，把查找到的对应LSP的标记插入到分组头中，完成端到端IP地址与MPLS标记的映射。当分组数据包进入LSP隧道后，则由LSR进行标签交换。LSR根据分组数据包的LSP标签，查找对应的映射表，发送到对应的下一跳LSP中，完成标签交换。当分组数据包到达目的LSR时，LSP通过标签映射表查找对应的出端口，并剥离MPLS标签（或在倒

32、数第二跳剥离），完成分组数据包的传送。2、LSP隧道简介LSP隧道是MPLS网络通过标签方式形成的2.5层隧道，是承载MPLS上层业务的基础。LSP隧道从应用层面说可以分为动态隧道和静态隧道，这两种隧道方式各有自己的优势，动态隧道没有确定的路径，隧道的创建完全由协议控制，配置简单，不需要过多的人为干预。静态隧道则是由人工指定限制约束条件由协议创建，具有明确的路径。LSP静态隧道和动态隧道没有严格的界限。在IP/MPLS网络中，隧道的建立都大多是基于动态协议的。其中的动态协议有LDP/CR-LDP，RSVP-TE等。1）LDP方式LDP是MPLS中最常用的隧道建立方式。其运行方式是首先在开启LDP协议