I P R A N網(wǎng)絡部署分析及其工程應用

蔣志良

（福建省郵電規(guī)劃設計院有限公司，福建福州350000）

1.IPRAN概述及其特點

IPRAN是指以IP/MPLS協(xié)議及關鍵技術為基礎，滿足基站回傳承載需求的一種二層三層技術結(jié)合的解決方案。由于其基于標準開放的IP/MPLS協(xié)議族，也可以用于政企客戶VPN、互聯(lián)網(wǎng)專線等多種基于IP話的業(yè)務承載。

IPRAN針對無線接入承載的需求，增加了時鐘同步功能，增加了OAM的能力，IPRAN網(wǎng)絡具有以下特點：

(1)IPRAN網(wǎng)絡支持流量統(tǒng)計復用，承載效率高，能滿足大帶寬業(yè)務的承載需求。

(2)IPRAN能提供端到端的QOS策略服務，保護關鍵業(yè)務、自營業(yè)務的服務質(zhì)量，并可提供面向政企客戶的差異化服務。

(3)IPRAN能滿足點到點、點到多點及多點到多點的靈活組網(wǎng)互訪需求，具備良好的擴展性。

(4)IPRAN能提供時鐘同步(包括時間同步和頻率同步)，滿足3G和LTE基站的時鐘同步需求。

(5)IPRAN能提供基于MPLS和以太網(wǎng)的OAM，提升故障定位的精確度故障恢復能力。

2.IPRAN網(wǎng)絡規(guī)劃思路及其建設原則

IPRAN分為核心層、匯聚層和接入層三層。核心層直接與BSC或IP骨干網(wǎng)相連，采用大容量路由器構建，具備高密度端口和大流量匯聚能力，匯聚層由B類路由器組成，用于接入?yún)R聚A類設備，接入層連接基站的A類設備，具體網(wǎng)絡架構如圖1。

圖1 I P R A N網(wǎng)絡架構

2.1 核心層組網(wǎng)模式

核心層部署遵循“總體業(yè)務流量迂回最少，網(wǎng)絡綜合建設成本最低和綜合網(wǎng)絡安全性最高的原則”。由圖1所示，核心層網(wǎng)絡部署思路如下：

(1)EPC CE設備應選擇EPC機房作為節(jié)點，每個EPC機房設置一對EPC設備分別以口字型對接省會CN2 PE設備和省會本地網(wǎng)IPRAN ER設備。

(2)新增的BSC CE設備應選擇在本地網(wǎng)3G BSC機房作為節(jié)點，每個BSC機房設置一對BSC CE設備，設備容量充足的MCE可兼作BSC CE，BSC CE以口字型對接IPRAN ER設備。

(3)ER設備應選擇本地網(wǎng)核心機樓作為節(jié)點，各本地網(wǎng)ER設備“異局址成對”設置，并與BSC或CN2 PE設備共址，非本地網(wǎng)ER設備以“口字型”對接CN2 PE設備，省會本地網(wǎng)ER設備以“口字型”直接連接EPC CE設備。

2.2 匯聚層組網(wǎng)模式

匯聚層以本地網(wǎng)為單位，遵循統(tǒng)籌規(guī)劃，成對設置，分布實施的總體原則進行組網(wǎng)。

2.2.1 B類路由器設備配置

B類路由器采用“異址成對”的模式進行設置，同時滿足以下3個條件的可以考慮“同址成對”。

(1)已經(jīng)是移動業(yè)務熱點區(qū)域，單個匯聚機房需收斂3G及LTE BBU、宏站數(shù)量大于70個；

(2)匯聚區(qū)A、B類基站比超過50%；

(3)匯聚機房為本地核心機樓。

2.2.2 B類路由器網(wǎng)絡結(jié)構

(1)B類路由器充分利用現(xiàn)有光纜及匯聚層OTN網(wǎng)絡資源，靈活采用“口字型”或雙星型上聯(lián)ER設備；

(2)口字型組網(wǎng)可根據(jù)接入光纜的歸屬情況靈活選用“標準成對”或“串聯(lián)成對”；

(3)B類路由器下帶A類路由器控制在20~60臺之間，接入環(huán)控制在3~10個；

(4)B類路由器相同局向的業(yè)務應開放在不同的業(yè)務板上，有條件時，將上下行鏈路分板開放。

2.2.3 匯聚層網(wǎng)絡部署分析

在各本地網(wǎng)中繼及匯聚層OTN網(wǎng)絡均已部署完畢的情況下，為提升承載效率，減少對本地網(wǎng)光纜資源的占用，IPRAN匯聚層B路由器上行ER的GE、1OGE鏈路以及接入層組網(wǎng)的GE鏈路均可承載在本地OTN網(wǎng)絡上。結(jié)合B路由器的設置方式不同，有以下兩種IPRAN匯聚層部署方式：

方式一：IPRAN接入環(huán)在骨干節(jié)點集中匯聚

方式二：IPRAN接入環(huán)在各匯聚節(jié)點分散匯聚

各本地網(wǎng)在選擇IPRAN匯聚層部署方式時，應遵循IPRAN主設備、配套OTN、配套光纜的綜合建設代價最優(yōu)為總原則，進行多方案比較。

方式一：IPRAN接入環(huán)在骨干節(jié)點集中匯聚

主要特點是B路由器僅成對設置在縣市骨干節(jié)點，IPRAN接入環(huán)通過匯聚層OTN網(wǎng)絡承載，直連位于縣市骨干節(jié)點的B路由器。縣市骨干節(jié)點的B路由器上聯(lián)ER的GE/10GE鏈路通過骨干層OTN網(wǎng)絡承載。具體組網(wǎng)描述如下：

在縣市骨干節(jié)點設置一對B路由器，一般選擇B2型路由器。鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村等A路由器組成若干個GE IPRAN接入環(huán)，通過OTN匯聚環(huán)雙歸于縣市骨干節(jié)點B路由器；城區(qū)及周邊A路由器組成若干GE IPRAN接入環(huán)，直接掛接(單歸/雙歸)縣市骨干節(jié)點B路由器。業(yè)務在縣市骨干節(jié)點B路由器上進行統(tǒng)計復用，匯聚成若干條GE/10GE鏈路通過中繼層OTN直連本地網(wǎng)核心節(jié)點的ER設備，形成由ER、B路由器、A路由器組成的三級IPRAN網(wǎng)絡架構。組網(wǎng)模式如圖2所示。

該組網(wǎng)模式優(yōu)缺點如下：

優(yōu)點：

(1)GE IPRAN接入環(huán)全部掛接縣市骨干節(jié)點的一對B路由器上，匯聚效率高，B路由器至ER核心設備的GE/10GE鏈路利用率高；

(2)IPRAN組網(wǎng)結(jié)構簡單，設備投資較小，所有IPRAN接入環(huán)掛接骨干節(jié)點匯聚在IPRAN設備上；

(3)運維簡單，B路由器設備量少，且集中設置在縣市骨干節(jié)點，有利于集中維護、簡化業(yè)務配置開通過程。

圖2 IPRAN接入環(huán)在骨干節(jié)點集中匯聚

缺點：

(1)IPRAN接入環(huán)未經(jīng)匯聚，需要匯聚層OTN及光纜提供較多的傳送通道；

(2)大量IPRAN接入環(huán)需通過匯聚OTN環(huán)網(wǎng)在縣市骨干節(jié)點落地，縣市骨干節(jié)點OTN需增配支路端口。

(3)當IPRAN接入環(huán)需要通過疊加GE環(huán)進行擴容時，匯聚層OTN需對應增加傳送通道，IPRAN網(wǎng)絡擴展性較弱。

(4)OTN未部署到位的區(qū)域且地域較大時，將大量消耗光纜纖芯資，引發(fā)光纜投資較大的上升。

應用場景：

該組網(wǎng)模式適用于本地傳送網(wǎng)OTN已下沉至鄉(xiāng)鎮(zhèn)匯聚層，并基本覆蓋較遠鄉(xiāng)鎮(zhèn)，縣/區(qū)骨干節(jié)點下轄IPRAN節(jié)點(BBU節(jié)點)在50個以內(nèi)，A路由器在60臺以內(nèi)，IPRAN接入環(huán)在10～15個之間的郊區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等區(qū)域。B路由器建議選擇B2型。

方式二：IPRAN接入環(huán)在匯聚節(jié)點分散匯聚

主要特點是B路由器依托匯聚OTN節(jié)點并作適當增加，分散下沉部署在鄉(xiāng)鎮(zhèn)傳輸機房內(nèi)。IPRAN接入環(huán)通過接入?yún)R聚層光纜連接就近的B路由器。鄉(xiāng)鎮(zhèn)傳輸機房內(nèi)B路由器上聯(lián)ER的GE/10GE鏈路通過骨干層OTN網(wǎng)絡承載。具體組網(wǎng)描述如下：

在匯聚層OTN節(jié)點同址設置IPRAN B路由器，鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村等A路由器成若干個GE IPRAN接入環(huán)，根據(jù)接入光纜情況單歸或雙歸于位于鄉(xiāng)鎮(zhèn)的B路由器，業(yè)務在鄉(xiāng)鎮(zhèn)B路由器上進行統(tǒng)計復用，匯聚成若干條GE/10GE鏈路通過匯聚層、中繼層OTN直連本地網(wǎng)核心節(jié)點的ER設備；城區(qū)及周邊3G基站組成若干GE IPRAN接入環(huán)，直接掛接(單歸/雙歸)縣骨干節(jié)點IPRAN設備，業(yè)務在縣市骨干節(jié)點B路由器上進行統(tǒng)計復用，匯聚成若干條GE/10GE鏈路通過中繼層OTN直連本地網(wǎng)核心節(jié)點的ER設備。組網(wǎng)模式如圖3所示。

該組網(wǎng)模式優(yōu)缺點如下：

優(yōu)點：

(1)IPRAN匯聚節(jié)點分散下沉到各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，業(yè)務先通過鄉(xiāng)鎮(zhèn)B路由器匯聚若干個GE鏈路，再進入本地網(wǎng)OTN網(wǎng)絡，接入環(huán)較多時，可節(jié)約OTN匯聚層的波道資源；

(2)B路由器至核心層ER設備的鏈路在縣骨干節(jié)點OTN設備不落地直接上聯(lián)核心節(jié)點落地層IPRAN設備，可節(jié)約縣骨干節(jié)點OTN的支路側(cè)設備投資；

(3)當IPRAN接入環(huán)需要通過疊加GE環(huán)進行擴容時，匯聚層OTN無需對應增加鏈路，IPRAN網(wǎng)絡擴展性較強。

缺點：

(1)業(yè)務量、接入環(huán)較少時，至核心層ER設備的鏈路較多，B路由器匯聚效率較低，且鏈路帶寬利用率較低；

(2)IPRAN匯聚設備及ER設備下行端口數(shù)量較多，IPRAN設備投資較高。

應用場景：

該組網(wǎng)模式適用于本地傳送網(wǎng)OTN已下沉至鄉(xiāng)鎮(zhèn)匯聚層，并基本覆蓋較遠鄉(xiāng)鎮(zhèn)，縣/區(qū)骨干節(jié)點下轄IPRAN節(jié)點(BBU節(jié)點)大于50個，A路由器大于60臺，IPRAN接入環(huán)在15個以上的郊區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等區(qū)域。

圖3 IPRAN接入環(huán)在各匯聚節(jié)點分散匯聚

2.3 接入層組網(wǎng)模式

接入段基站部署A類路由器，其組網(wǎng)主要根據(jù)光纜路由、光纖資源、業(yè)務帶寬、電源保障能力、機房空間等情況，以環(huán)形為主，雙歸、鏈型為輔進行組網(wǎng)。

(1)環(huán)形，環(huán)形單歸作為標準的組網(wǎng)模式，在光纜具備條件的區(qū)域可采用環(huán)形雙歸組網(wǎng)，并根據(jù)業(yè)務量靈活選擇GE或10GE鏈路。

(2)單點雙歸，已堆疊3個及以上3G BBU的基站優(yōu)先選用該模式進行組網(wǎng)，以避免后期頻繁擴容。

(3)鏈型僅適用于業(yè)務量低、光纜無法物理成環(huán)條件下的邊際站、室內(nèi)分布站點的業(yè)務回傳。

(4)B類路由器同局址的基站通過A類路由器進行接入，不直接接入B類路由器。

3.工程應用

以I市A縣為例，該縣OTN已下沉至鄉(xiāng)鎮(zhèn)匯聚層，覆蓋距市區(qū)較遠的9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。同時，規(guī)劃部署LTE BBU目標節(jié)點約36個，約部署70臺LTE BBU設備，41臺A路由器，組成10個GE接入環(huán)，詳情如表1所示：

表1 案例設備

依照2.2.3中的方式一：IPRAN接入環(huán)在骨干節(jié)點集中匯聚進行B路由器的部署，根據(jù)流量測算，設置在A城關的2臺B路由器采用10GE口字形上聯(lián)I市ER路由器；依照2.2.3中的方式二：IPRAN接入環(huán)在匯聚節(jié)點分散匯聚，除A城關的2臺B路由器外，鄉(xiāng)鎮(zhèn)B路由器與匯聚OTN共址設置，所有B路由器通過GE雙星形上聯(lián)I市ER路由器。兩種部署方式的對比如表2所示：

表2 對比結(jié)果

結(jié)合實際情況可驗證：方式一適用于本地傳送網(wǎng)OTN已下沉至鄉(xiāng)鎮(zhèn)匯聚層，并基本覆蓋較遠鄉(xiāng)鎮(zhèn)，IPRAN節(jié)點(BBU節(jié)點)在50個以內(nèi)，A路由器在60臺以內(nèi)，IPRAN接入環(huán)在10～15個之間的郊區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等區(qū)域。

4.結(jié)束語

綜上所述，基于IP RAN技術的移動回程網(wǎng)具有很高的組網(wǎng)靈活性，因此得到了廣泛的應用。在現(xiàn)網(wǎng)中，可根據(jù)需求靈活采用承載方案，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，最終達到投資最少、網(wǎng)絡最優(yōu)的目的。

[1]張堅平，張屆新，方鳴.面向LTE的IP RAN技術路線與組網(wǎng)研究[J].電信科學，2012.

[2]高凌翔，李昀.IP RAN建設策略分析[J].廣東通信技術，2012.

[3]趙光磊，IPRAN國內(nèi)部署道路坎坷應用前景仍被看好[J].通信世界，2011.