LTE承载网网络规划探讨
4、IP/VLAN规划原则
在LTE承载网络的规划中,IP和VLAN的规划,并不存在技术问题,但需要考虑如何节省IP地址资源,同时无线基站的IP和VLAN规划,也要避免承载网侧复杂的配置。VLAN的规划,有时要考虑传统的运维习惯,基于VLAN来标识基站,即采用每基站每VLAN的规划方案。
IP地址规划:对于移动承载网络,IP地址可分为Loopback/管理地址、设备互联地址、业务地址,均可以采用私网IP(或者公网私用)进行规划。
VLAN规划:E2E L3VPN方案,VLAN区分同一接口的不同业务,建议全网按业务规划相同VLAN,免去按每基站的VLAN规划工作。对于L2+L3方案,网络的L2部分,需要采用不同的VLAN ID标识不同基站,符合L2网络运维习惯,方便问题定位。
对无线系统的建议:为简化网络部署方案,减少VLAN,IP地址以及相应VPN数据的规划和配置,基站和承载设备对接时,建议尽量减少VLAN和IP地址,目前一般采用一个IP/VLAN作为业务接口,另外一个IP/VLAN作为管理接口。不建议S1和X2采用不同的VLAN和不同IP地址。
对于无线基站,建议采用接口IP作为业务IP地址,避免在承载网路由器上配置静态路由,降低部署难度。
5、控制面规划
在LTE承载网中,控制面规划的重点,是考虑如何应对大规模组网的诉求,满足前面提到分层的网络架构,下面分别在IGP,BGP,LDP,RSVP-TE方面,给出规划建议,以满足大规模组网的要求。
5.1 IGP规划
IGP协议的选择,根据运维团队的能力,现网的匹配度进行IGP协议选择OSPF或ISIS链路状态型协议。
LTE承载网的IP节点数在10K以上,基于目前的设备能力,IGP的规划必须分层分域。通过IGP的分层分域,避免协议数据库过大,降低设备CPU压力;实现故障域间隔离,增强网络健壮性;较小的IGP有更短的故障收敛时间
5.2 隧道规划
隧道技术主要包括LDP,RSVP-TE两种方式。
LDP LSP隧道特点:配置简单,自动使能标签;可通过LDP FRR做到路径快速收敛;隧道数量不易控制,带宽不可控;LDP FRR使用场景受限;保护倒换依赖于路由快速收敛,性能稍弱;适用于full mesh转发的LTE X2业务。
RSVP TE隧道特点:建立可控性强,路径调度能力强,带宽控制能力强;保护倒换手段丰富,推荐使用Hot-Standby,也可使用隧道保护;倒换性能较好;配置相对复杂,需指定宿端;适合于点到点业务模型(如UMTS ETH业务和LTE S1业务)
对于LTE承载,如果对S1的倒换要求较高,可采用RSVP TE+LDP的隧道方式,兼顾S1保护倒换性能和X2就近互通业务需求。
5.3 BGP规划
L3VPN需要部署IBGP,为了满足可扩展性,组大网要求,标准的技术是部署路由反射器RR,HVPN就是借助RR技术实现,在ASG设备上部署inline RR功能,并对VPN路由进行下一跳修改NHS。汇聚环一般部署独立RR,RSG和ASG对独立RR来说是RR Client。
6、可靠性规划设计
可靠性规划,首先要在网络物理拓扑上充分考虑,保证物理拓扑有迂回路径,如环网,双归属,口字形组网,Mesh组网等常见组网方式,分别适用于不同的网络位置,如,接入层推荐使用环网,汇聚层可用环形或双归,核心层建议使用Mesh组网,跨越对接建议口字形组网。
在IPRAN网络中,可靠性技术可以分为两类,第一类是保护切换类,第二类是收敛恢复类。
对于第一类,基本原理是在数据面建立主备两个转发路径,通过OAM技术检测主用路径,发现故障后迅速倒换到事先建立好的备用路径。
第二类,基本原理是发现故障后,通过控制平面重新计算路由,给数据面下发新的转发路径,一般情况下收敛性能弱于第一类。
因此在移动承载解决方案中,一般建议采用第一类,保护切换技术做为可靠性方案。
6.1 故障检测技术
故障检测技术,是可靠性方案的前提,一般使用BFD,MPLS OAM等技术实现,设备需要具备基于硬件的OAM和BFD实现,在大规模组网情况下保证高性能。
故障检测技术一致性,为简化部署,各层次的故障检测,尽量部署相同的机制,建议使用BFD作为故障检测技术。BFD可以应用到链路层,隧道层,业务层,以及网关保护的检测。
故障检测技术的选择,需要考虑穿越中间网络,尽量不对中间网络有特殊要求,从这个角度,BFD是较好的选择。
多层故障检测技术,需要在发包间隔上给予规划,或者使用Holdoff机制,避免多层倒换。
6.2 链路级保护
如下图所示,链路层保护,主要是IMA,MLPPP,ETH Trunk等保护技术,一般在链路层实施,用于用户侧业务保护,以及重要链路的可靠性提升,如两台PE设备之间。
6.3 网络级保护
网络级保护是端到端的保护技术,又可细分为隧道保护,业务保护,网关保护,具体故障点和相应保护技术如下。
7、QOS规划设计
LTE网络的QOS规划,为简化部署,常见的QOS方案采用Diffserv技术,网络的不同位置设备,完成不同的功能,基本的方案如下。
这种方案,QOS规划主要解决无线系统的QOS标记和网络QOS标记相互映射的问题,具体的映射机制,如下所示:
8、时钟方案规划
时钟的规划,首先要识别基站的时钟需求,不同制式无线基站对时钟的需求不同,简单分类可以分为频率同步需求和时间同步需求,对应的技术分别是同步以太和1588V2,这些技术都必须逐跳部署。所以,还需要考虑网络中有不支持时钟能力的设备,需要考虑穿越中间网络的方案规划,基本的方案选择如下图所示:
越第三方网络场景:双时钟源接入双server,server间通过同步以太进行频率同步。通过1588ACR技术,将时钟信息从穿越第三方网络的报文中恢复出并由client接受,下游再通过同步以太传递频率同步信息。
1588v2频率时间同步:接入外部时钟源,下游设备通过PTP协议逐条传递,通过BMC算法防止成环。
SyncEth频率同步:接入外部时钟源,全网开启SSM协议,同步信息逐跳传递。
SyncEth频率/1588时间同步:1588与SyncEth同时开启,SyncEth进行频率同步,1588v2进行时间同步。
9、总结
本文在LTE承载的带宽收敛比规划,架构规划,控制面,可靠性,QOS,时钟等关键内容给出了规划指导原则,限于篇幅,不能深入探讨。同时,LTE承载网络的规划,涉及的内容方方面面,本文也无法一一涵盖。 对于具体一个运营商LTE承载网络,除了上述阐述的一些规划思想和原则,还需要根据运营商业务的规划和节奏,以及现网能力的评估结果,进行针对性的量化规划设计。
LTE网络部署运营,规划设计先行。通过专业的LTE网络规划,确保LTE承载网的业务承载能力,可扩展性,可靠性,可维护性等架构方面的竞争力,最终提升客户的体验,降低网络的CAPEX和OPEX。
华为公司规划并建设了国内外大量的3G IPRAN网络及LTE承载网络,在LTE及IPRAN网络规划领域,积累了大量的规划和设计经验,可以成为运营商在LTE承载网络规划领域的合作伙伴。
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