IPRAN网络部署及其工程应用研究

IPRAN网络部署及其工程应用研究

马星

广西华南通信股份有限公司 广西南宁 530007

【摘要】

随着4G/5G时代无线数据流量的高速增长，传统的MSTP网络已经无法有效的承载网络大突发流量及基站间多点到多点业务。IP化的IPRAN网络具有承载效率，支持点到多点间通信，扩展性好、方便纳入城域网网管统一管理等优点，正逐渐替代传统的MSTP网络，成为当前的主流承载网络，它不仅可以更好地保障业务端到端，还可以满足更高的传输要求。本文对IPRAN网络进行了简单概述，并对IPRAN网络部署及应用提出了个人见解，以供大家互相学习参考。

【关键词】FTTH；宽带；ODN；设计；　

引言

伴随着信息数字化迅猛发展，数据业务已逐渐成为各电信运营商网络承载的主体。基于TDM/SDH改良的MSTP（多业务传送平台）技术，由于只是端口级的IP化，仅适合于3G 时期业务和Layer 2专线业务的承载，存在业务承载效率低、承载可扩展性差，以及不支持流量统计和复用等缺陷，逐渐被IP RAN网络所替代。IP RAN网络采用动态IP技术，以传统的路由器为主构建承载网，增强了OAM机制，业务保护机制以及分组时钟传输能力，是当前移动承载网领域的主流解决方案。IP RAN网络不仅具有灵活的扩展性和多种业务快速部署能力，并且支持向LTE平滑演进，对那些在网络建设中倾向于不再走每种业务都需要独立建网老路的全业务运营商来说，无疑是组网的首选，也是相关建设工作者当前研究传送网的主要议题。

一、IP RAN网络概述

IP RAN网络，是无线接入网IP化的简称，它可独立组网，不依托于IP城域网，其上下联分别连接着核心网和接入基站或者移动客户。IP RAN基于IP/MPLS（多协议标记交换）技术标准体系，支持MPLS-TP（传送多协议标记交换）标准协议，可广泛应用于运营商的城域网、骨干网和承载网等网络中。IP RAN关键技术主要包括分区域和多进程技术、网络保护技术、QoS（服务质量）技术、OAM（操作、管理和维护）技术、时钟同步技术等【1】。IP RAN网络分为三个层次，分别是核心层（也称骨干层）、汇聚层和接入层。核心层由RANER设备组成，直接与BSC或IP骨干网相连，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；汇聚层由B类路由器组成，用于接入汇聚A类设备；接入层则由IP RAN接入路由器组成，一般称A类设备，用于接入基站等业务。IPRAN的主要特点有：端到端的IP化、高资源利用率、多业务高承载性、高安全性和良好互通性，是MSTP的最佳替代方案，可广泛应用于政企客户、互联网专线等多种基于IP的业务承载。

二 、IP RAN网络部署原则

IP RANM网络部署，一般是指在核心层、汇聚层或接入层进行部署。IP RANM网络部署时，应遵循自上而下的建网原则，即先完成核心层的改造建设，其次是汇聚层的建设，最后是接入层的建设。核心层主要实现汇聚层流量，担任业务系统网关的功能，具有节点少、带宽压力大的特点，一般采用双上行/MESH方式组网。在部署核心层网络时，应遵循“总体业务量迂回最少、网络综合建设成本最低和综合网络安全性最高”的原则。汇聚层建网以本地网为单位，部署时应遵循“统筹规划，成对设置，分布实施”的原则。接入层网络的部署，应分组化、全面地延伸到接入层，满足全业务承载要求。

三、IP RAN网络部署策略

1、IP RAN核心层部署实施策略

（1）增加RAN CE设备，并实现与BSC 以及IP城域网CR设备对接，解决调度问题，优化现有MSTP网络；(2) EPC CE设备应选择EPC机房作为节点，每个EPC机房设置一对EPC设备分别以口字型对接省会CN2 PE设备和省会本地网IPRAN ER设备；(3）新增的BSC CE设备应选择在本地网BSC 机房作为节点，每个BSC机房设置对BSC CE设备，设备容量充足的MCE可兼作BSC CE,BSC CE以口字型对接IPRAN ER设备；(4)ER设备宜选择本地网核心机房作为节点，各本地网ER设备“异局址成对”设置，并与BSC或CN2 PE设备共址，非本地网ER设备以“口字型”对接CN2 PE设备。省会本地网ER设备以“口字型”直接连接EPC CE设备。

2、IP RAN汇聚层部署实施策略

（1）B类路由器设备的配置。B类路由器宜采用“异址成对”的模式进行设置。如同时满足以下3个条件的可以考虑“同址成对”；①已经是移动业务热点区域，单个汇聚机房需要收敛3G及LTE BBU、宏站数量大于70个；②汇聚区A、B类基站比超过50%；③汇聚机房为本地核心机房。（2）B类路由器组网结构。B类路由器应该充分利用现有光缆及汇聚层OTN网络资源，灵活采用“口字型”或双星型上联ER设备。当“口字型”组网时，应根据接入光缆的归属情况灵活选用“标准成对”或“串联成对”。同时，B类路由器下带A类路由器控制在20-60台之间，接入环应控制在3-10个。另外，B类路由器相同局向的业务应开放在不同的业务板上，有条件时，将上下行链路分板开放。（3）部署方式。在各本地网中继及汇聚层OTN网络均已完成部署情况下，为提升承载效率，减少对本地网光缆资源的占用，IPRAN 汇聚层B路由器上行ER的GE、10GE链路以及接入层组网的GE链路均可承载在本地OTN网络上。各本地网在选择 IPRAN 汇聚层部署方式时，应遵循“IPRAN主设备、配套OTN、配套光缆的相结合建设投资最节省”的原则，进行多方案比较。结合B路由器的设置方式，IPRAN汇聚层部署分别有IPRAN接入环在骨干节点集中汇聚和在各汇聚节点分散汇聚两种方式。①IPRAN接入环在骨干节点集中汇聚。主要特点是B路由器仅成对设置在县市骨干节点，IPRAN接入环通过汇聚层OTN网络承载，直连位于县市骨干节点的B路由器。县市骨干节点的B路由器上联ER的GE/10GE链路通过骨干层OTN网络承载。具体组网如下：在县市骨干节点设置一对B路由器，一般选择B2型路由器。乡镇、农村等A路由器组成若干个GE IPRAN接入环，通过OTN汇聚环双归于县市骨干节点B路由器；城区及周边A路由器组成若干GE IPRAN接入环，直接挂接（单归／双归）县市骨干节点B路由器。业务在县市骨干节点B路由器上进行统计复用，汇聚成若干条GE/10GE链路通过中继层OTN直连本地网核心节点的ER设备，形成由ER、B路由器、A路由器组成的三级IPRAN网络架构；IPRAN接入环在骨干节点集中汇聚的工程应用场景。该组网模式适用于本地传送网OTN已下沉至镇汇聚层，并基本覆盖较远乡镇，县/区骨干节点下辖IPRAN节点（BBU节点）在50个以内，A路由器在60台以内，IPRAN接入环在10-15个之间的郊区、乡镇等区域。B路由器建议选择B2型。②IPRAN接入环在汇聚节点分散汇聚。主要特点是B路由器依托汇聚OTN节点并做适当增加，分散下沉部署在乡镇传输机房内。IPRAN接入环通过接入汇聚层光缆连接就近的B路由器。乡镇传输机房内B路由器上联ER的GE/10GE链路通过骨干层OTN网络承载。具体组网如下：在汇聚层OTN节点同址设置IPRAN B路由器，乡镇、农村等A路由器成若干个GE IPRAN接入环，根据接入光缆情况单归或双归于位于乡镇的B路由器、业务在乡镇B路由器上进行统计复用，汇聚成若干条GE/10GE链路通过汇聚层、中继层OTN直连本地网核心节点的ER设备；城区及周边3G基站组成若干GE IPRAN接入环，直接挂接（单归／双归）县骨干节点IPRAN设备，业务在县市骨干节点 B路由器上进行统计复用，汇聚成若干条GE/10GE链路通过中继层OTN直连本地同核心节点的ER设备。IPRAN接入环在汇聚节点分散汇聚的工程应场景。该组网模式适用于本地传送网OTN已下沉至乡镇汇聚层，并基本覆盖较远乡镇，县/区骨干节点下辖IPRAN节点（BBU节点）大于50个，A路由器大于60台，IPRAN接入环在15个以上的郊区、乡镇等区域。

3、IP RAN接入层部署实施策略

接入层由A类路由器设备组成，用以基站及政企业务未端接入，具有节点多、带宽压力小的特点。接入层网络部署要根据光缆路由、光纤资源、业务带宽、电源保障能力、机房空间等情况，主要以环形为主，双上行（双归）和链型为辅进行组网。（1）环形。环形单归作为标准的组网模式，在光缆具备条件的区域可采用环形双归组网，并根据业务量灵活选择GE或10GE链路；（2）单点双归，已堆叠3个及以上3G BBU的基站优先选择该模式进行组网，以避免后期频繁扩容；（3）链型仅适用于业务量低、光缆无法物理成环条下边际站、室内分布站点的业务回传；（4）B类路由器同址的基站通过A类路由器进行接入，不直接接入B类路由器。

四、IP RAN网络的主要工程应用

近年来，随着视频类业务及其互联网业务的快速发展，政企客户对数字电路带宽需求不断增长，对网络带宽提出更高的要求，现有的传统传输网带宽压力与日俱增。而IP RAN网络具备灵活业务接入、高带宽保障、高可靠性、以及端到端的管理特性，兼备了成本和安全性的优势，因此，建立IPRAN综合接入网络是大势所驱。IP RAN综合接入网主要以满足IP化基站回传业务、政企客户专线以及LTE业务的承载需求为目的，提升接入网络的扩展性和综合承载能力。IP RAN网络的主要工程应用在基站回传业务和政企专线业务，在建设初期，IP RAN主要以承载无线基站回传业务为主，并视实际情况承载部分政企专线业务【2】。

1、在基站回传业务中的应用。(1）高速IP化端口接入。随着移动数据业务的大规模发展，基站设备内核的IP化以及接口的高速化已成为必然，基站主流接口将从以 E1为主转变为以FE为主；(2）LTE业务接入。LTE业务要求网络时延少、用户数据速率高、系统容量大、覆盖范围广，其承载网要具备大带宽能力、大规模组网能力、时钟同步能力和灵活调L3能力，因此要求更加灵活的承载方式，同时为客户提供更加丰富的应用，IP RAN综合接入网具备高度的扩展性和业务实现能力，以满足基站灵活互联、基站多归属和组播等业务需求；(3）基站IP化过渡阶段承载。基站IP化过度阶段，E1和FE业务共存，IP RAN综合接入网具备提供电路仿真能力，同时满足E1和FE电路的承载需求。

2、在政企专线业务中的应用。IP RAN网络可以提供高可靠、大容量二层、三层VPN接入能力，能够满足政企客户点到点、点到多点、多点到多点的二层、三层VPN 组网需求。另外，IP RAN网络能够实现 E1电路以及大带宽互联网专线的接入能力。当前，电信政企客户业务的承载主要采用DWDM、SDH/MSTP、IPRAN以及IP+PON等四种方式【3】。其中DWDM系统承载的政企电路较少，主要为大颗粒的GE及以上电路；SDH/MSTP系统承载了大部分政企客户的专线电路，主要为100M以下较小颗粒电路；政企IPRAN 使用率还不高，主要承载了一些对电路安全性没有特殊要求的一般企事业单位客户，带宽一般在100M以下；IP+PON方式主要应用在视频监控专线和乡镇四级网层面改造，由于组网成本较低，一些批量大、末梢点多、带宽不大、安全性要求不高的电路首选该方式。而在5G时代，IP RAN将成为新增通用型政企专线业务的主要承载网络。

　五、结束语

总之，IPRAN能够有效提升网络的综合承载能力和承载质量，能够降低网络建设和运维成本，能够有效支撑政企业务的快速发展，具有广泛的应用前景。在实际部署中，可根据业务需求灵活采用承载方案，充分发挥其优势，最终达到投资最少、网络最佳的目的。

【参考文献】：

[1]邵翀.IP RAN关键技术及其应用展望[J]电信快报：网络与通信.2012（05）

[2]高凌翔 李昀.IP RAN建设策略分析[J]广东通信技术.2012（06）

[3]中国电信 IP RAN网络建设指导意见（2018版）【S】。

[4]作者简介：马星（1986-02），男，广西凌云县人，大学本科学历，工程师，主要研究方向：通信工程勘察及规划设计、工程造价预算、项目主持统筹管理、技术支撑、员工技能培训等。