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认识运营商机房

时间：2021-11-18 11:19:34

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认识运营商机房

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走线设备机房走线数据机房走线传输机房列头柜【供电】网络架构ONU设备OLT设备汇聚层交换机BARS设备核心路由器运营商网络架构【必看】铁塔基站核心机房ODF：光纤配线架MME光纤SGWPGWHSS交换机拓扑核心机房拓扑接入层基站（BaseStation）于是，运营商就想出了C-RAN这个解决方案。到了5G时代，接入网又发生了很大的变化。载波聚合CA天线阵列基站连接图示承载网PTN设备连接图OTN传输网网络拓扑配置方式穿通业务

走线

设备机房走线

黑色的是电源线【分正负极】

黄绿色的是接地线

黄色的是光纤走线槽

数据机房走线

数据机房通常放的都是服务器，大量的网线用来连接服务器的网卡

下图是惠普的服务器

传输机房

在传输机房中，两台设备之间or不在同一个机房的两个设备之间要想相互连接，通常不会把设备用光纤从A直接连到B

在同一个机房中还好，两台设备之间可以用光纤直接连接在不同机房的话，我们就需要【跳纤】。也就是说把光纤的一头连接在设备的某一个端口，另外一头连接到ODF架【图中的白色机架】上，从ODF架上接出一根光纤，连接到另外一个机房的设备上

列头柜【供电】

上图这些细小的线用于监控电源是否正常，是否出现了断电的情况

网络架构

ONU设备

PON口：上下行数据可以通过一根光纤进行传输【通过不同的波长】

OLT设备

左边的蓝头线是连接下一层设备，使用PON技术，所有只需要一条光纤就可以实现上下行数据右边的银头线是连接上一层设备，需要使用两条光纤来实现上下行的通讯OLT设备的上一层连接的是汇聚层交换机

汇聚层交换机

BARS设备

PON是底层的系统，它只管光，只负责把光送到你家。换句话说，它只是把水管接到你家里，但是，水管里并没有水。

想要有水，你必须先去自来水公司开户。

于是，我们就需要BRAS

是的，PPPOE拨号的界面。

输出用户名密码之后，点拨号，成功了，就能上网了。如果不拨号，仅仅是网口亮了灯，你还是无法上网的。

这个PPPOE拨号，相当于就是你告诉运营商你的宽带账户信息，然后让运营商给你拧开水管，送水上门。

这就是一个典型的认证鉴权过程。BRAS最主要的作用之一，就是认证鉴权。

说白了，如果没有BRAS，运营商就不能对用户进行身份识别，也不能判断用户的权限，更不能对用户进行计费。

现在比较流行的分层叫法，也会把BRAS所在的这层，叫做业务控制层.

CR：Core Router，核心路由器

SR：Service Router，业务路由器

SW：Switch，交换机

BRAS是接入网和骨干网之间的桥梁。它是一个网关，牢牢控制着用户的数据进出骨干网。换句话说，它就像一个高速公路的收费站，对用户进行管理和计费。

它再往上，就是骨干网的核心路由器CR，是整个城域网流量的出入口。

用户如果想要上网，首先要确保PON的光通路是OK的。然后，光猫(也可以是无线路由器)和BRAS之间，建立一个PPP会话。

PPP，Point to Point Protocol(点对点协议)，是一种数据链路层协议。建立PPP会话后，用户就可以访问互联网(接入骨干网)。

前面我们说的PPPOE，就是PPP over Ethernet(以前还有PPPOA，也就是PPP over ATM)。

除了认证、鉴权和计费之外，BRAS还可以用于QoS、安全管理、组播和VPN等。

它作为宽带网络的控制中心，其实就是宽带网络的核心网。它与运营商的运营支撑平台相结合，还能开展很多充满想象力的增值业务，是名副其实的“大管家”。

核心路由器

运营商网络架构【必看】

通信网络的逻辑架构，一直都是：手机→接入网→承载网→核心网→承载网→接入网→手机。
通信过程的本质，就是编码解码、调制解调、加密解密。

铁塔基站

核心机房

ODF：光纤配线架

英文全称：Optical Distribution Frame

用于配线间和设备间光缆的端接、使用和管理，在综合布线系统中，ODF架适用于设备间的水平布线或设备端接，以及集中点的互配端接。坚固及易于安装的设计，减少安装与操作费用，较大的正面标识空间方便端口识别。

壁挂式光纤配线架可直接固定于墙体上，一般为箱体结构，适用于光缆条数和光纤芯数都较小的场所。机架式光纤配线架可直接安装在标准机柜中，适用于较大规模的光纤网络。

机架式配线架又分为两种，一种是固定配置的配线架，光纤耦合器被直接固定在机箱上；另一种采用模块化设计，用户可根据光缆的数量和规格选择相对应的模块，便于网络的调整和扩展。

传输机房，两台设备

间，尤其是不同机房间互联，需要跳纤，通过ODF架。根据距离远近，尾纤不满足时，需要光纤熔接。

ODF的本端是核心网机房端口，对端是承载中心机房的端口2和3

MME

每一个竖排是一个板卡
7号板卡上面有3个光口，每个光口都有两个接口
7号和8号板卡功能是一样的，他们互相做一个备份
3 X 10GE：表示有三个10GE的接口

光纤

连接到设备上的线一般都是LC【方口的】
连接到ODF光纤配线就上的线一般都是FC【圆口的】
跳线他都是成品线，两边的接口他都是做好的
馈线：他就是一根线，需要什么样的接口再去自己连接

以太网接口上的灯他会闪，闪的速度就代表网卡工作的速率

黄色

黄绿色

SGW

PGW

HSS

HSS的接口是一个以太网的接口

交换机

正常现在买的交换机，他每一个口的速率都是自适应的

如果速率是100M，那么可能是黄色的灯闪

如果是1000M，可能是黄绿色的灯在闪

拓扑

核心机房拓扑

接入层

基站（BaseStation）

一个基站，通常包括BBU（主要负责信号调制）、RRU（主要负责射频处理），馈线（连接RRU和天线），天线（主要负责线缆上导行波和空气中空间波之间的转换）。

RRU：Radio Remote Unit 射频拉远单元——主要负责射频处理

BBU：Building Baseband Unit 室内基带处理单元——主要负责信号调制

硬件上不再放在一起，RRU通常会挂在机房的墙上。

BBU有时候挂墙，不过大部分时候是在机柜里。如下图：

再到后来，RRU不再放在室内，而是被搬到了天线的身边（所谓的“RRU拉远”）。

这样，我们的RAN就变成了D-RAN，也就是Distributed RAN（分布式无线接入网）。

无线接入网（Radio Access Network），简称RAN。

这样做的好处：

一方面，大大缩短了RRU和天线之间馈线的长度，可以减少信号损耗，也可以降低馈线的成本。
另一方面，可以让网络规划更加灵活。毕竟RRU加天线比较小，想怎么放，就怎么放。

在D-RAN的架构下，运营商仍然要承担非常巨大的成本。因为为了摆放BBU和相关的配套设备（电源、空调等），运营商还是需要租赁和建设很多的室内机房或方舱。

于是，运营商就想出了C-RAN这个解决方案。

C-RAN，意思是Centralized RAN，集中化无线接入网。这个C，不仅代表集中化，还代表了别的意思：

相比于D-RAN，C-RAN做得更绝。

除了RRU拉远之外，它把BBU全部都集中关押起来了。关在哪了？中心机房（CO，Central Office）。

这一大堆BBU，就变成一个BBU基带池。

C-RAN这样做，非常有效地解决了前文所说的成本问题。

你知道整个移动通信网络中，基站的能耗占比大约多少吗？

32%

你知道基站里面，空调的能耗占比大约多少吗？

56%

也就是说，运营商的钱，大部分都花在基站上，花在基础设施上，花在电费上。

采用C-RAN之后，通过集中化的方式，可以极大减少基站机房数量，减少配套设备（特别是空调）的能耗。

机房少了，租金就少了，维护费用也少了，人工费用也跟着减少了。这笔开支节省，对饱受经营压力之苦的运营商来说，简直是久旱逢甘霖。

另外，拉远之后的RRU搭配天线，可以安装在离用户更近距离的位置。距离近了，发射功率就低了。

低的发射功率意味着用户终端电池寿命的延长和无线接入网络功耗的降低。说白了，你手机会更省电，待机时间会更长，运营商那边也更省电、省钱！

更重要一点，除了运营商可以省钱之外，采用C-RAN也会带来很大的社会效益，减少大量的碳排放（CO2）。

此外，分散的BBU变成BBU基带池之后，更强大了，可以统一管理和调度，资源调配更加灵活！

C-RAN下，基站实际上是“不见了”，所有的实体基站变成了虚拟基站。

所有的虚拟基站在BBU基带池中共享用户的数据收发、信道质量等信息。强化的协作关系，使得联合调度得以实现。小区之间的干扰，就变成了小区之间的协作（CoMP），大幅提高频谱使用效率，也提升了用户感知。

此外，BBU基带池既然都在CO（中心机房），那么，就可以对它们进行虚拟化了！

虚拟化，就是网元功能虚拟化（NFV）。简单来说，以前BBU是专门的硬件设备，非常昂贵，现在，找个x86服务器，装个虚拟机（VM，Virtual Machines），运行具备BBU功能的软件，然后就能当BBU用啦！

这下子又省了好多钱！

正因为C-RAN这种集中化的方式会带来巨大的成本削减，所以，受到运营商的欢迎和追捧（当然，设备商们不会太开心）。

猜猜C-RAN是谁提出来的？不是设备商，是中国移动。。。最积极推动C-RAN的，也是中国移动。。。作为世界上最大的运营商，中国移动把C-RAN奉为至宝。

到了5G时代，接入网又发生了很大的变化。

在5G网络中，接入网不再是由BBU、RRU、天线这些东西组成了。而是被重构为以下3个功能实体：

CU（Centralized Unit，集中单元）DU（Distribute Unit，分布单元）AAU（Active Antenna Unit，有源天线单元）

CU：原BBU的非实时部分将分割出来，重新定义为CU，负责处理非实时协议和服务。
AAU：BBU的部分物理层处理功能与原RRU及无源天线合并为AAU。
DU：BBU的剩余功能重新定义为DU，负责处理物理层协议和实时服务。

简而言之，CU和DU，以处理内容的实时性进行区分。

CU和核心网之间的传输叫回传
CU和DU之间的传输称之为中传
DU和AAU之间的传输称之为前传

简单来说，AAU=RRU+天线

再抛一张图给大家，应该能看得更明白一些：

注意，在图中，EPC（就是4G核心网）被分为New Core（5GC，5G核心网）和MEC（移动网络边界计算平台）两部分。MEC移动到和CU一起，就是所谓的“下沉”（离基站更近）。

载波聚合CA

把附近小区的信号拿给自己去使用

天线阵列

基站连接图示

下图为RRU面板示意图

RRU和天线连接：用天线跳线，将RRU的ANT1接口（一个RRU可以连接多根天线）连接到天线的ANT1接口【为了好看，其实这几个口可以随便连接】，如下图

将RRU的opt接口和BBU的TX2 RX2接口相连接，用LC-LC光纤

这个GPS并不是定位系统，而是GPS授时，他是一个时钟系统。也就是说在卫星上有很多个GPS卫星，他相当于是一个稳定的时钟源信号，可以通过GPS天线收取到他的卫星。

将GPS与BBU相连接，那么所有的BBU都是接的GPS的信号，都是天上的同一颗卫星，那我们的时间就都是一样的

承载网

PTN

OTN是用在：核心层-->骨干层PTN是用在：骨干层--->汇聚层--->接入层PON是用在：接入层

PTN：分组传送网 Packet Transport Network

在我们的软件里，PTN和路由器完全可以互换

PTN（分组传送网）是指这样一种光传送网络架构和具体技术：在IP业务和底层光传输媒质之间设置了一个层面，它针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计，以分组业务为核心并支持多业务提供。下面是有关“ptn设备一般用在哪 ptn设备是干什么用的”的相关话题。

PTN设备是用在接入层和汇聚层代替SDH的光传输设备。

PTN设备的作用就是在固网和移动回传中用来传输语音业务和数据业务，最大的特点是通过实现统计复用功能弥补了SDH时隙电路刚性缺陷。以后的传输网会是PTN+OTN的组网，不再是现在的SHD+DWDM的组网方式。

PTN（分组传送网）是指这样一种光传送网络架构和具体技术：在IP业务和底层光传输媒质之间设置了一个层面，它针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计，以分组业务为核心并支持多业务提供，具有更低的总体使用成本，同时秉承光传输的传统优势，包括高可用性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的OAM和网管、可扩展、较高的安全性等。

PTN产品为分组传送而设计，其主要特征体现在如下方面：灵活的组网调度能力、多业务传送能力、全面的电信级安全性、电信级的OAM能力、具备业务感知和端到端业务开通管理能力、传送单位比特成本低。为了实现这些目标，同时结合应用中可能出现的需求，需要重点关注TDM业务的支持能力、分组时钟同步、互联互通问题。

拓展：

PTN原理为：在IP业务和底层光传输媒质之间设置了一个层面，它针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计，以分组业务为核心并支持多业务提供，具有更低的总体使用成本（TCO），同时秉承光传输的传统优势，包括高可用性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的OAM和网管、可扩展、较高的安全性等。
PTN支持多种基于分组交换业务的双向点对点连接通道，具有适合各种粗细颗粒业务、端到端的组网能力，提供了更加适合于IP业务特性的“柔性”传输管道；具备丰富的保护方式，遇到网络故障时能够实现基于50ms的电信级业务保护倒换，实现传输级别的业务保护和恢复。

设备连接图

OTN

OTN：光传送网Optical Transport Network

OTN第一层板卡

C 表示客户
L 表示线路侧
D表示两个接口
Q表示四个接口
数字表示接口的速率：
0：GE
1：2.5GE
2：10GE
3： 40GE
4： 100GE

OTN第二层板卡

OBA：光放大板，把你要发射的数据进行一个信号放大
OMU10C：把很多个线合在一起，版面一共有11个接口，10表示可以把10条线
合在一起，剩余的一个接口就表示出去的接口，与OBA连接，进行信号放大
OTU：把IP的数据转换成光信号
ODU：将接收到的信号分类，与OMU正好相反
OPA：与OBA相反，把接受到的数据进行一个信号放大，然后传给ODU

OTN第三层板卡

OTN技术介绍