中国电信IMS网络BAC设备应用和兼容性.docx
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中国电信IMS网络BAC设备应用和兼容性
中国电信IMS网络BAC设备应用及兼容
性研究
一、组网要求
1.1BAC部署的基本要求
BAC是IMS网络中引入的接入控制设备,它连接IMS核心网与外部用户接入区域,完成IMS用户的业务接入、实现不同网络环境下用户业务的互通、保障/IMS网络安全。
BAC在IMS网络部署时,需注意BAC接入范围、BAC网络设置以及容量限制等要求,具体如下:
1)BAC接入范围:
IMS网络接入用户主要分为信任域用户、非信任域用户。
若接入网元部署在运营商可控的局端或接入网机房,则为可信任域用户,主要通过CN2私网接入,采用方式为:
FTTN方式、FTTO方式、电信局管控FTTB方式等,信任域用户无需接入BAC,直接接入IMS网络;若接入网元部署在用户侧或不可控小区楼道机房,则为非信任域用户,主要通过Internet网络、移动PS域数据网、省城域网等接入,采用方式为:
Internet、FTTH和其他FTTB等,只有非信任用户接入必须经过BAC接入IMS网络。
2)BAC网络设置要求:
BAC在网络部署时,不区分SIP和H.248接入,其类别主要分为固定BAC接入、漫游BAC接入。
⏹固定BAC接入:
主要以本地网为单位部署,若用户数不达到起设门限的本地网原则上不设置BAC,其业务由其他大本地网BAC承担(大区部署)。
⏹漫游BAC接入:
可漫游终端(SIP软终端、C网分组域)统一通过省会一对专用的漫游BAC接入,根据业务量大小可独立设置或与省会固定BAC合设。
3)BAC容量限制要求
BAC容量起设门限为10万注册用户,最大主用用户容量为:
40万注册用户;最大设备容量为:
50万注册用户。
4)虚拟BAC基本使用原则
⏹SIP及H.248用户通过同一台BAC接入,采用虚拟BAC方式从逻辑上进行业务隔离。
⏹新建IMS网络和原有NGN网络通过同一台BAC接入,采用虚拟BAC方式从物理上进行网络隔离。
⏹不同本地网用户共用一台BAC,则可采用虚拟BAC方式分域接入。
5)BAC疏通媒体流要求
IMS域内非信任终端的话务媒体流:
BAC内部话务直接在BAC疏通,不通过CE转接。
同城BAC间话务,通过CE转接。
长途BAC间话务通过CE、PE转接。
1.2各类IMS用户接入BAC的组网方式
经过BAC接入IMS网络的主要为非信任域用户,非信任域用户接入方式也是多种多样:
角度
类型
协议类型
SIP、H.248等
接入方式
xPON、AG、IP-PBX等
形态的终端类型
POTS话机、SIP话机、PC软终端、IPTV、手机、数据卡等
1)固定接入BAC组网方式
(1)FTTX(H)POTS终端用户接入(H.248协议接入)
(2)FTTX(H)SIP软/硬终端用户接入(SIP协议接入)
(3)INTNETSIP软/硬终端用户接入(SIP协议接入)
(3)IPPBX(SIP协议接入)
2)移动接入BAC组网方式
(1)EVDOPS域接入
(2)公网SIP软终端接入
3)多媒体BAC组网方式
1.2.1移动C网用户PS域接入
EV-DO手机通过PDSN设备连接到BAC,再由BAC接入IMS网络。
实施的业务主要为:
手机VT业务。
1.2.2固网E家用户接入
固网E家基于中国电信定制的宽带多媒体终端,对于彩色E家用户的接入,可以通过LAN或者FTTX或者XDSL等方式进行接入到IMS网络。
对于入户端为LAN或者FTTH方式入户,彩色E家终端直接通过LAN口接入到IMS网络;对于入户端为双绞线入户,连接ADSL猫,下连彩色E家终端。
1.2.3多媒体视频会议用户的接入
MS融合视屏会议用户接入提供包括语音、视频、数据会议于一体的融合会议,并能将所有的通信终端加入会议,用户通信终端包括IMS软/硬终端、VT手机终端、高清视频IPTV终端等,用户通信终端通过BAC接入至IMS网络使用融合视屏会议系统。
1.2.4企业IPPBX的接入
企业IPPBX经过SBC设备注册接入IMS网络,由IMS网络为用户提供固定移动融合业务和其他增值业务。
IMS网络针对IPPBX提供通配注册、隐式注册集等多种方式PBX注册方式,通过提供BusinessTrunking等功能实现对IPPBX的可控可维可管能力。
1.3BAC对DNS的要求
1.3.1终端接入BAC的选择要求
IMS终端通过直接配置BAC的IP地址访问BAC。
随着业务发展,该方式不适用于终端的漫游,同时也不利于IMS的网络安全。
因地在IMS部署时,要求IMS终端通过域名解析的方式获取BAC地址以实现到BAC的就近接入,即由IMS终端管理平台或ITMS平台下发BAC域名给固定终端,由DNS服务器解析后向终端返回BAC地址。
DNS平台以省为单位集中部署,各省在建设中充分考虑与现有平台共用;
1.3.2BAC对DNS域名的要求
(1)固网接入BAC对DNS域名的要求
对于SIP终端等固网接入终端,BAC采用按本地网进行命名域名,其命名规则:
xxxyy.地市拼音简写.归属网络域名。
其中:
Xxxx:
代表网元编号,为BAC;
yy:
代表设备的编号,当本地网有多个行政区时,编号应体现出本地的不同行政区域
地市拼音简写:
本地网的拼音
BACXX.地级市拼音简写.省市拼音简写.CTCIMS.CN,适合按本地网部署,如:
杭州的行政区的第一个BAC标识为:
bac01.hz.zj.ctcims.cn。
(2)漫游接入BAC对DNS域名的要求
对于互联网及CTWAP等有漫游需求的SIP软终端及移动终端,统一接入配置省中心的BAC,BAC域名统一配置为BAC.CTCIMS.CN。
1.4BACIP承载网接入要求:
1.4.1BACIP分配要求
1、BACVPN接入要求
BAC各个接口的IP接入具体要求如下:
编号
BAC接口类别
IPVPN名称
IP地址用途
1
BAC对内接口
IMSCE的CDMA-NGNVPN
IMS接入层IP地址
2
BAC对外公网接口
1)IMSCE的CDMA-P1-0VPN
2)191VPN
各省从Apnic申请的公有地址
3
BAC与移动增值业务互通对外接口
IMSCE的CDMA-P1-1VPN
使用PI-1业务平台地址段
4
管理口
IMSCE的CDMA-NGN-MGNTVPN
IMS网元管理地址
BAC使用的IP承载网VPN
⏹CDMA-P1-0VPN:
用于实现BAC与公网接入(例如ADSL、PON、3G/WLAN)的硬终端或者软终端之间的互通,IMS业务门户portal页面与用户之间的公网互通也通过该VPN承载
⏹IMSCE的CDMA-P1-1VPN:
用于实现IMS系统与电信移动网增值业务之间的互通,主要承载增值业务,增值业务合作伙伴的网络通过CT190VPN接入到PI-1VPN,如CTWAP接入。
⏹CDMA-NGNVPN:
用于实现IMS与移动软交换和固网软交换的互通
⏹CDMA-NGN-MGNTVPN:
用于实现IMS设备与网管系统的互通。
⏹191VPN:
在MCE网络和CN2部署,用来承载在城域网内固定接入的用户非可信终端产生的流量,以省为单位进行组网,为星型结构
2、BACIP地址分配要求
BAC设置IP地址时,需遵循以下原则:
1)为实现BAC的就近选择
BAC的对外业务地址在全网使用anycast地址,对于相同用途的BAC簇的anycast地址,不同省份地市之间,使用相同业务地址,以使网络进行最近路由查找;对于一个簇内不同的BAC,则使用不同的业务地址,保证簇内的每一个BAC的业务地址唯一。
2)IP地址统一规划
对于PI-0和PI-1VPN的BAC对外业务地址由集团统一进行规划和分配,对于191VPN的BAC对外业务地址由各省进行规划和分配,不同VPN内的BAC簇规划不同的对外业务地址,通过BAC对外业务地址anycast的方式实现漫游用户对BAC的就近选择。
3)为实现全网漫游,各省投入使用的BAC对外业务地址应保持一致
⏹互联网接入时,BAC对外IP地址要求
集团规划118.85.214.0/24这段地址做为全网用于互联网接入的BAC对外业务地址,为保证安全性BAC簇中的多台BAC会采用两个不同机房进行分别部署,为实现机房路由的最优引导,把BAC对外业务地址段分成两段,分别是118.85.214.0/25和118.85.214.128/25,在分配BAC地址时,应同时在两段地址中顺序分配。
BAC对外业务地址包括媒体地址和信令地址,为了保证路由统一118.85.214.0/25和118.85.214.128/25各分成两段,每半个C的前一半为信令地址,后一半为媒体地址。
具体为118.85.214.0/26和118.85.214.128/26为信令地址,118.85.214.64/26和118.85.214.192/26为媒体地址。
在试点中,分配118.85.214.1、118.85.214.2、118.85.214.129和118.85.214.130做为全网的BAC对外业务地址。
由于一个信令地址可以分配多个媒体地址,根据业务量进行配置,保证不同的信令地址分配不同的媒体地址
⏹CTWAP接入时,BAC对外IP地址要求
集团规划10.235.255.0/24这段地址做为全网用于互联网接入的BAC对外业务地址,为保证安全性BAC簇中的多台BAC会采用两个不同机房进行分别部署,为实现机房路由的最优引导,因此把BAC对外业务地址段分成两段,分别是10.235.255.0/25和10.235.255.128/25,在分配BAC地址时,应同时在两段地址中顺序分配。
BAC对外业务地址包括媒体地址和信令地址,为了保证路由统一10.235.255.0/25和10.235.255.128/25各分成两段,每半个C的前一半为信令地址,后一半为媒体地址。
具体为10.235.255.0/26和10.235.255.128/26为信令地址,10.235.255.64/26和10.235.255.192/26为媒体地址。
在试点中,分配10.235.255.1、10.235.255.2、10.235.255.129和10.235.255.130做为全网的BAC对外业务地址。
由于一个信令地址可以分配多个媒体地址,根据业务量进行配置,保证不同的信令地址分配不同的媒体地址。
⏹固网接入时,BAC对外IP地址要求
参照互联网和CTWAP方式下BAC的对外业务地址的分配策略由各省进行固定接入终端BAC的对外业务地址的规划和分配。
建议省内进行统一规划和分配,以本地网为单位进行分配IP地址。
1.4.2各IMS终端访问BAC的IP接入方案
⏹移动终端,属于非可信终端,对于互联网接入的SIP软终端及通过CTWAP、CTNET等方式接入的移动终端,在省中心集中配置1套或多套BAC(简称为省中心BAC)。
为支持终端的漫游,BAC域名统一配置为BAC.CTCIMS.CN。
其中互联网SIP软终端通过城域网公网IP方式访问省中心BAC,由各省的163DNS解析获取BAC地址,就近接入BAC簇。
通过CTWAP、CTNET等方式接入的移动终端通过CDMA综合承载网络接入省中心BAC,由CN2DNS解析得到BAC地址,就近接入BAC簇。
⏹对于非可信的固定用户硬终端,包括各种E家终端、SIP软/硬终端布放在客户侧(用户家庭或政企自有机房)存在安全风险。
在规模部署后根据业务需求以本地网为单位部署BAC,终端通过191VPN访问BAC。
IMS固定终端需要支持紧急呼叫,实现机制是:
对非可信终端,为不同区域用户分配不同的BAC接入地址,IMS核心网根据不同的BAC接入地址判别紧急呼叫如何接续;对可信终端,可以通过统一规划分配独立的IP地址段,并且将IP地址段同紧急呼叫台的位置关联,以实现通过IP地址判别紧急呼叫如何接续。
非可信固定终端主要通过DNS域名解析的方式获取BAC接入地址,即IMS终端管理平台或ITMS平台下发BAC域名给固定终端,DNS解析后返回BAC地址给终端。
IMS终端管理平台或ITMS平台根据终端所属行政区域信息,下发BAC域名给终端,域名格式为:
BACXX.地级市拼音简写.省市拼音简写.CTCIMS.CN。
1.4.3BAC的IP组网方案要求
部署于本地层面的BAC设备主要有三种IP组网方式
⏹方式一:
BAC直连SR,跨域VPN实现到CN2的接入
BAC直连SR,通过城域网与CN2的跨域VPN实现到CN2的接入。
此方式下,无需部署CE设备,BAC只连SR,统一出口,结构整洁,且有利于提高城域网利用率,但上行流量会增加城域网内以及城域网与CN2间的跨域流量,且跳数增多,并需部署跨域VPN,维护排障相对困难;另外如果CE设备的AS号与城域网的AS号相同,在配置时还应考虑启用ASOverride。
该方式适合具备跨域VPN部署条件的城域网,且在BAC分布部署时优势较大。
⏹方式二:
BAC双挂SR和CE,通过CE直接接入CN2PE
BAC双挂SR和CE,通过CE直接接入CN2PE。
此方式在软交换设备接入中已有较多应用,BAC分网接入,上下行流量清晰,且网络配置相对简单,且有利于对BAC及其接入的统一管理。
但由于需部署CE,在BAC数量较多、站点不集中的情况下,会带来一定维护和投资压力。
因此,该方案适合BAC集中部署或可利用原有CE综合承载的城域网。
⏹方式三:
BAC直接通过CE接入CN2PE
对于按大区集中部署BAC的省份,建议BAC通过CE接入CN2PE,非可信终端通过跨域VPN(硬终端)或NativeIP(软终端)方式接入。
⏹总结分析
方式选型
优点
缺点
适合场合
方式一:
BAC直连SR,跨域VPN接入
1、统一出口,结构整洁;
2、且有利于提高城域网利用率
1、增加城域网内以及城域网与CN2间的跨域流量;
2、跳数增多,维护排障相对困难
1、具备跨域VPN部署条件的城域网
2、BAC分布式部署
方式二:
BAC双挂SR和CE,接入CN2
1、上下行流量清晰
2、网络配置相对简单
3、有利于对BAC及其接入的统一管理
1、需部署CE
1、BAC集中式部署
2、可利用原有CE综合承载的城域网
方式三:
BAC直接通过CE接入CN2PE
1、统一出入口,结构整洁;
1、增加城域网内以及城域网与CN2间的跨域流量;
2、跳数增多,维护排障相对困难
适合大区制BAC集中式部署
1.5BAC容灾组网要求
1.5.1BAC容灾组网的总体要求
为了保证网络和业务的安全性,要求BAC的组网符合下面的原则:
(1)同局点内BAC采用双机热备或者单机双板方式,保障本局内的容灾和安全的。
(2)不同局点间BAC采用1+1互备方式。
互备的一对BAC设备容量要完全一致,正常工作时负荷尽量接近。
同一本地网不同互备组间的BAC容量尽量接近。
(3)配对BAC至P-CSCF(I-CSCF)之间采用相关配对机制,配对BAC与一对P-CSCF(I-CSCF)相关对应配对。
同时BAC选择P-CSCF优选域名查询方式。
1.5.2双机热备份模式下BAC组网要求
1、同局点双机热备份组网要求
同局点双机热备份的组网要求具体如下:
1)同一个局点的两个BAC对外采用相同的业务IP地址;
2)两个BAC间要求进行动态数据实时相互同步;
3)双机热备份期间,两个BAC采用负荷均衡的配置方式,将接入用户均衡分配到两台设备上,在正常情况,两台设备各自处理自己的业务;
4)BAC主备倒换过程要求不影响接入用户业务的使用,即当一台BAC设备出现故障失效时,另外一台BAC设备能实时接管业务,用户无感知,不需要重新注册。
2、不同局点双机热备份组网要求
1)1+1互备组网单IP方式
⏹组网要求:
(1)设备内部可以一一对应地划分多组虚拟BAC,每组虚拟BAC可以有独立的主备用的状态,每两组虚拟BAC设备组成的一个群组(形成容灾主备关系),对用户侧呈现同一个IP地址;
(2)不同局点之间的BAC设备可以进行用户注册数据的同步,数据同步内容包括:
用户的注册、呼叫等数据。
当用户注册的主用BAC设备故障失效后,备用设备或备用虚拟BAC即可接管业务,不需要用户重新注册。
⏹设备配置的要求
BAC成对设置,每对BAC之间为互备方式;一对中的一个BAC又划分为2个分组,定义为“子BAC”,子BAC之间起路由协议,例如第一对BAC中的BAC1划分2个子BAC为BAC1-1、BAC1-2;BAC2划分为BAC2-1、BAC2-2,子BAC之间起VRRP,每对BAC分配2个IP地址(BAC1-1与BAC2-1对子BAC分配的地址为IP1;BAC1-2与BAC2-2对子BAC分配的地址为IP2),这样BAC的分组保证了一对互备的BAC平时都处在工作状态。
表:
BAC互备组网单IP方式下SIP用户配置实例
片区名称
归属BAC
BAC分组
IP地址
BAC域名
主用BAC
备用BAC
片区1
BAC1
BAC1-1
IP1
BAC01.XX.CTCIMS.CN
BAC1-1
BAC2-1
BAC2
BAC2-1
IP1
片区2
BAC1
BAC1-2
IP2
BAC02.XX.CTCIMS.CN
BAC2-2
BAC1-2
BAC2
BAC2-2
IP2
2)1+1互备组网双IP方式
⏹组网要求:
(1)设备内部可以一一对应地划分多组虚拟BAC,每组虚拟BAC设置为独立的主备用的状态,每两台虚拟BAC组成的一个群组(形成容灾主备关系),对用户侧呈现IP地址时,每个虚拟BAC组均配置一个IP地址;
(2)不同局点之间的BAC设备不进行用户注册数据的同步,因此当用户注册的主用BAC设备故障失效后,需要用户重新注册到备用设备才能完成业务的接管。
⏹设备配置的要求
BAC成对设置,每对BAC之间为互备方式;一对中的一个BAC又划分为2个分组,第一对BAC中的BAC1划分2个子BAC为BAC1-1、BAC1-2;BAC2划分为BAC2-1、BAC2-2。
每个子BAC均分配一个IP地址,如BAC1-1地址为IP1;BAC1-2地址为IP2;BAC2-1地址为IP3;BAC2-2地址为IP4;其中BAC1-1与BAC2-1形成容灾主备关系,BAC1-2与BAC2-2形成容灾主备关系
表:
BAC互备组网双IP方式下SIP用户配置实例
片区名称
归属BAC
BAC分组
IP地址
BAC域名
主用BAC
备用BAC
片区1
BAC1
BAC1-1
IP1
BAC01.XX.CTCIMS.CN
IP1
IP2
BAC2
BAC2-1
IP2
片区2
BAC1
BAC1-2
IP3
BAC02.XX.CTCIMS.CN
IP4
IP3
BAC2
BAC2-2
IP4
3)不同局点容灾组网的分析及实施要求
⏹分析
不同局点BAC互通组网主要存在两种方案,1)单IP方式;2)双IP方式,具体分析如下:
组网方式
优点
缺点
单IP方式
1)配对容灾BAC发生容灾切换时,接入用户无需重新发起注册,不中断业务。
2)对接入网DNS来说,实现较为简单
由于启用路由协议,对承载网的要求较高,有可能会产生“双主”情况。
需要对BAC容灾机制进行完善。
双IP方式
1)对IP承载网的要求较低,功能实现较为简单。
1)容灾切换时,接入用户需要重新发起注册,中断业务。
⏹使用建议
由于中兴、华为、阿朗等厂家在部署该功能方面存在一定差异,且部分厂家尚未完成该功能的开发,且承载网存在一定协议兼容性问题,建议在不同局点实施容灾热备份时,优先推荐采用双机热备双IP方式。
1.5.3容灾组网下接入网DNS的配置要求
1)一次域名地址解析请求可以根据预定比例返回不同IP地址组合列表,比例可配
2)IP地址组合列表可以是指定的IP地址序列,或是按指定的若干个IP地址自动随机生成的序列,随机生成的序列时应确保所有IP地址在不同位置出现的概率均衡;
3)支持终端采用SRV查询主机名和端口,然后再根据主机名查询A地址,SRV查询可配置优先级和权重。
举例说明:
接入网DNS给IMS用户返回一对BAC的2个IP地址,首选IP1,次选IP2。
但为了满足配对BAC之间负荷分担的目的,DNS对同一域名下内的用户根据采用轮循方式(第一次返回IP1,IP2….;第二次返回IP2,IP1….)。
例如奇数解析域名BAC的用户返回IP1、IP2,偶数解析域名BAC的用户返回IP2、IP1。
以实现不同局点的负荷分担组网和容灾负荷均衡
1.5.4BAC与P-CFCS之间容灾要求
对于BAC来言,P-CSCF的网络结构主要采用两种方式,即准POOL方式和负荷分担方式,具体实施情况主要有现网实际情况决定。
一般而言,当P-CSCF的个数超过3个时,推荐采用准POOL方式,若P-CSCF的个数低于3个时,推荐采用负荷分担方式。
当P-CSCF采用准POOL方式时,BAC需具备的容灾能力要求如下:
1)在正常初始注册状态下,DNS返回给BAC的所有P-CSCF设备的主机名,采用相同优先级,BAC在返回的可用设备列表中根据权重随机选择一个P-CSCF设备。
从大概率而言,BAC对P-CSCF实现负荷分担功能。
2)当用户注册的P-CSCF出现故障失效,对于已经注册的用户发起重注册请求时,BAC支持根据用户注册的P-CSCF主机名进行SRV查询,以确保容灾后的准POOL剩下设备的负荷均衡。
3)BAC应能放通从非用户注册的P-CSCF(接管P-CSCF)过来的呼叫,可通过信任列表进行配置放通P-CSCF设备。
4)在BAC检测P-CSCF故障过程中,BAC对于到故障P-CSCF的消息请求不响应,要求BAC此时检测时间应小于终端到BAC的检测时间;在BAC确认P-CSCF故障后,将用户的请求消息发送至可用P-CSCF。
可用P-CSCF主要通过初始注册时DNS返回BAC的P-CSCF服务优先列表。
当P-CSCF采用负荷分担方式时,BAC需具备的容灾能力要求如下:
1)在正常初始注册状态下,DNS返回BAC的所有P-CSCF设备的主机名,随机排序优先级别,如DNS给BAC1返回主用IP1(P-CSCF-A1的IP地址)、备用IP2(P-CSCF-A2的IP地址),给BAC2的返回主用IP2(P-CSCF-A2的IP地址)、备用IP1(P-CSCF-A1的IP地址)。
从大概率而言,BAC对P-CSCF实现负荷分担功能。
2)当用户注册的P-CSCF出现故障失效,对于已经注册的用户发起重注册请求时,BAC直接将重注册请求消息发送至备用P-CSCF。
3)BAC应能放通从非用户注册的P-CSCF(接管P-C
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