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PGM方案-运营商IPRAN组网解决方案

发表于2016-11-18 02:14:02

问题和挑战

随着 3G基站流量不断增长以及 LTE的引入,传统的2G/3G接入网络由于存在多点到多点业务实现难度大、业务承载扩展性差等瓶颈,无法适应移动互联网场景下的多种业务综合接入的承载需求。为满足大带宽、高品质、多点化的 LTE 业务承载需求,集团公司自 2009 年开始组织研究 IP RAN 技术标准和建设方案,在多个区域组织开展了组网方案试点验证工作,对以 IPRAN 技术形态的网络在承载1X、3G以及 LTE 基站的可靠性和稳定性进行了验证。

传统2G/3G网架构特点:

  • 接入网网络节点多,层次相对复杂
  • 基站都必须通过BSC/RNC网元进行管理
  • 基站之间不能直接通信,基站间信令的切换需要通过BSC/RNC
  • 通过点到点的面向连接的E1或者FE专线汇聚方式回传至BSC/RNC
  • 服务中心设备SGSN控制和承载一体

传统2G/3G网架构存在的问题:

  • 网络节点多,增加网络传输和无线接入时延
  • 基站不能直接通信,增加用户通信的感知时延
  • 服务中心SGSN信令控制和数据承载一体,在数据运作上存在瓶颈
  • 网络部署比较复杂,维护成本高

 

建设目标

针对以上问题和分析,新一代LTE数据承载网/IPRAN网建设目标:

LTE是一个全IP的网络,整个系统呈现扁平化特性,整个LTE系统由核心网络(EPC)、无线网络E-UTRAN组成。与UMTS网络相比,LTE E-UTRAN去掉了RNC,而只是由若干个eNodeB组成,原来RNC功能被分散到了eNodeB和网关(GW)中,eNodeB集成了UMTS RNC的功能如无线网络资源的管理、切换管理、流量汇集等,eNodeB直接接入EPC,LTE网络结构更加扁平化,降低了用户可感知的时延,大幅提升用户的移动通信体验;,进一步降低了传输处理时延,加强了网络运行的灵活度,在LTE系统中,eNodeB是一个综合的功能强大的接入网节点,RNC功能被分散到了E-NodeB和接入网关中。

  • 取消RNC,RNC的功能被拆分至MME、S-GW以及eNB中
  • All IP,全IP的EPC(Evolved Packet Core,移动核心网演进)支持各类技术统一接入,灵活支持VoIP及基于IMS多媒体业务,实现了网络全IP化
  • LTE和EPC多对多连接,接口连接方面,引入S1-Flex和X2接口,移动承载需实现多点到多点的连接,X2是相邻eNB间的分布式接口,主要用于用户移动性管理;S1-Flex是从eNB到EPC的动态接口,主要用于提高网络冗余性以及实现负载均衡
  • 实现了控制与承载的分离,MME负责移动性管理、信令处理等功能,S-GW负责媒体流处理及转发等功能
  • 传输带宽方面:较3G基站的传输带宽需求增加10倍,初期200-300Mb/s,后期将达到1Gb/s

 

解决方案

方案的特点是基站单播业务在 IP RAN接入层采用 PW 承载,在核心层采用 MPLS VPN 进行承载,具体如下图所示:

以B设备为节点区分接入层和核心层,接入层和核心层解决方案设计如下:

  • B设备到EPC CE为核心层,基站的业务通信要到EPC CE上旁挂的网元上来承载和终结,基站业务从B设备到EPC CE上的业务承载采取L3VPN的方式进行业务流量承载,B设备、ER、EPC CE启用MP-BGP协议,数据业务通过L3VPN承载,MPLS标签转发,在核心层发起端B设备上业务接入方式设置RAN VPN用来承载基站单播业务的流量;设置 CTVPN193 VPN用来承载综合业务接入网的网管流量,设置 CTVPN194 VPN用来承载基站环境监控等自营业务或者系统的流量
  • 基站接入A类设备到B类设备为接入层,在接入层基站单播业务通过FE/GE接入 A 类设备,A 类设备分别建立到两台 B类设备的冗余 PW,B类设备终结PW 并进入RAN VPN。两台 B类设备分别作为三层网关,提供基站业务的双网关保护。 A设备配置双PW分别终结到B1和B2设备的RAN VPN,B1和B2 同时向RAN VPN 发布基站明细及汇总路由。A设备与B 设备间的双 PW 保持单发双收状态,利用主用 PW 发送基站上传数据,通过冗余 PW 同时接收回程数据,A类与B设备间实现松耦合互联

扁平化架构详细网络拓扑设计:

PGM MX960在IPRAN网络中作为EPC CE核心设备角色:

  • 选择PGM MX960高性能多业务路由器设备,提供终端IPv4/IPv6业务终结,MPLS VPN多业务垮校区承载,QOS精细化管理以及高速路由转发等功能。同时该系列产品具备高端口密度和高可扩展能力,为今后业务扩展提供强有力支持。