YD T 3421.10-2021 基于公用电信网的宽带客户智能网关 第10部分：无线mesh组网技术要求.pdf

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1、ICS33.060 CCS M 42 备案号： YD 中华人民共和国 通信 行业标准 YD/T XXXXXXXXX 基于公用电信网的宽带客户智能网关 第 10 部分： 无线 mesh 组网技术要求 Broadband customer intelligent gateway based public telecommunication network - Part 10： wireless mesh networking technical requirements 点击此处添加与国际标准一致性程度的标识 （报批稿） （本稿完成日期：） XXXX - XX - XX 发布 XXXX - XX

2、- XX 实施 中 华 人 民 共 和 国 工 业 和 信 息 化 部 发 布 YD/T XXXXXXXXX I 目 次 前言 .III 引言 .IV 1 范围 .1 2 规范性引用文件 .1 3 术语、定义 .1 4 缩略语 .1 5 网络中的位置 .2 6 组网协议及拓扑 .2 6.1 组网协议 .2 6.2 组网拓扑 .3 7 节点设备接口 .3 7.1 主节点设备接口类型 .3 7.2 从节点设备接口类型 .4 7.3 接口要求 .4 8 组网功能要求 .4 8.1 节点设备工作模式 .4 8.2 自组网 .4 8.3 路径优化选择 .4 8.4 拓扑自修复 .4 8.5 配置参数同步

3、 .5 8.6 漫游 .5 8.7 负载均衡 .5 8.8 安全性 .5 9 WLAN AP功能 .5 9.1 工作频段 .5 9.2 工作信道 .5 9.3 发射功率可调 .6 9.4 自动速率调整 .6 9.5 多 SSID .6 9.6 节电模式 .6 10 性能要求 .6 10.1 节点数量 .6 10.2 转发吞吐量 .6 YD/T XXXXXXXXX II 10.3 接入用户数 .7 10.4 漫游切换时间要求 .7 11 管理功能要求 .7 YD/T XXXXXXXXX III 前 言 本文件按照 GB/T1.1-2020标准化工作导则 第 1部分 ： 标准化文件的结构和起草规则

4、 的规定起草 。 本文件是 YD/T 3421基于公用电信网的宽带客户智能网关的第 10部分， YD/T 3421已经发布了以 下部分： 第 1部分：总体技术要求； 第 2部分：家庭用智能网关技术要求； 第 3部分：网关管理平台技术要求； 第 5部分：网关与智能终端控制管理通用要求； 第 8部分：智能家庭组网设备技术要求； 第 9部分：家庭用智能网关与智能家庭组网设备之间接口技术要求； 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国通信标准化协会提出并归口。 本文件 起草单位 ： 中国信息通信研究院、中国信息通信科技集团有限公司、华为技术有限公司、上

5、海诺基亚贝尔股份有限公司、中国移动集团有限公司。 本文件主要起草人：陈洁、郭蕾、王芳、江韦、曾焱、罗晔、李俊玮、颜慧强。 YD/T XXXXXXXXX IV 引 言 智能网关是连接家庭企业内部网络和互联网的关键设备，具备开放操作系统并支持基于 API开发应 用插件 ， 可实现网络和业务功能灵活扩展 ， 为家庭和企业客户提供多样化增值业务 ， 大幅提升运营商管 道价值 。 对智能网关以及关联网络设备在不同应用场景中的技术和管理要求进行规范 ， 是保证智能网关 实现互联互通、可管可控以及长期安全稳定运行的关键。 YD/T 3421基于公用电信网的宽带客户智能 网关 旨在规定适用于公用电信网的各类宽

6、带客户智能网关设备组网 、 功能 、 性能 、 接口以及管理等技 术要求，拟由十三个部分构成。 第 1部分 ： 总体技术要求。目的在于规定宽带客户智能网关在组网结构、业务能力、设备功能 和管理功能等方面应遵循的基本要求和总体原则。 第 2部分 ： 家庭用智能网关技术要求。目的在于规定 家庭智能网关设备的功能、性能、操作管 理和环境适应性等要求。 第 3部分 ： 网关管理平台技术要求。目的在于为实现网关远程管理确立网关管理平台的功能架 构和运行方式。 第 4部分 ： 网关与网关管理平台间接口技术要求。 目的在于为实现管理平台对网关设备的管理 控制确立管理接口流程和参数。 第 5部分 ： 网关与智

7、能终端控制管理通用要求。 目的在于规定 智能网关控制管理智能终端设备 的协议和管理功能等通用要求。 第 6部分 ： 故障诊断参数。 目的在于为实现故障准确定位确立智能网关 故障诊断系统框架、模 块参数和诊断流程等。 第 7部分 ： 企业用智能网关技术要求。 目的在于规定 企业智能网关设备的功能、性能、操作管 理和环境适应性等要求。 第 8部分 ： 智能家庭组网设备技术要求。 目的在于规定 智能家庭组网设备的功能、性能、操作 管理和环境适应性等要求。 第 9部分 ： 家庭用智能网关与智能家庭组网设备之间接口技术要求。 目的在于为实现智能家庭 组网设备的管理控制确立组网设备管理接口流程和参数。 第

8、 10 部分： 无线 mesh 组网技术要求。 目的在于规定 宽带客户网络中 mesh 设备的组网协议功 能、传输性能、接口和管理等要求。 第 11 部分： 融合 IPTV 机顶盒功能的智能网关。 目的在于规定 融合 IPTV 机顶盒功能的智能网 关设备的功能、性能、操作管理和环境适应性等要求。 第 12 部分：家庭用智能网关设备安全技术要求。目的在于为家庭网络安全应用场景确立家庭 智能网关安全架构和安全运行要求。 第 13 部分：企业用智能网关设备安全技术要求。目的在于为行业网络安全应用场景确立企业 智能网关安全架构和安全运行要求。 YD/T XXXXXXXXX 1 基于公用电信网的宽带客户

9、智能网关 第 10 部分 ： 无线 mesh 组网技 术要求 1 范围 本文件规定了宽带客户网络中以智能网关作为主节点设备形态的 mesh设备的组网方式及协议 、 组网 功能、组网性能、接口和管理等要求。 本文件适用于基于公用电信网的宽带客户网络中以智能网关作为主节点设备形态 、 采用 WLAN或以太 网组网的 mesh设备，其他专用网络也可参考使用。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。 其中 ， 注日期的引用文件 ， 仅该日期对应的版本适用于本文件 ； 不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单 ） 适用于本 文件。 YD/T 295

10、0 5GHz无线接入系统动态频率选择（ DFS）技术要求和测试方法 YD/T 3787 基于公用电信网的家庭用宽带客户网关 WLAN接口性能要求和测试方法 IEEE 802.3 以太网标准（ IEEE Standard for Ethernet） IEEE 802.11信息技术 -系统间通信和信息交换 -局域网和城域网特定要求第 11部分：无线局域网媒 质接入控制与物理层规范（ IEEE standard for Information technology - Telecommunications and information exchange between systems Local

11、and metropolitan area networks - Specific requirements Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications） WFA 多 AP规范第 2版（ Multi-AP specification V2） 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 无线 mesh网络 wireless mesh network 采用树形拓扑结构 、 由 1个主节点设备和 1个或多个从节点设备组成的多跳网络 ， 通过主节点设备上 的

12、 PON、以太网或 4G/5G无线蜂窝网络接口上联至公用电信网。网络中主节点和从节点设备之间可通过 WLAN或以太网等进行互联，主节点设备控制所有从节点设备以及从节点设备回传链路。 4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 AP：接入点（ Access Point） YD/T XXXXXXXXX 2 BSSID：基本服务集合标识（ Basic Service Set Identifier） MAC：媒质接入控制（ Media Access Control） PBC：按键配置（ Push Button Configuration） PON：无源光网络（ Passive Optical Network

13、） RSSI：接收信号强度指示（ Receive Signal Strength Indicator） SN：序列号（ Serial Number） SSID：服务集标识（ Service Set Identifier） TWT：目标唤醒时间（ Target Wake Time） WFA： Wi-Fi联盟（ Wi-Fi Alliance） WLAN：无线局域网（ Wireless Local Area Network） WPS： Wi-Fi保护设置（ Wi-Fi Protected Setup） 5 网络中的位置 采用 mesh组网技术的宽带客户网络 （以下简称 mesh网络 ） 由 1个主节

14、点设备和 1个或多个从节点设备 组成 ， 通过主节点设备上的 PON、 以太网或 4G/5G等无线蜂窝网络接口上联至接入节点设备 。 mesh网络在 网络中的位置如 图 1 所示。 图 1 采用 mesh 组网技术的宽带客户网络 示意图 主节点设备与接入节点设备相连 ， 是 mesh网络的入口节点 ， mesh网络通过主节点设备与外部网络进 行数据通讯 。 主节点设备是 mesh网络的控制端 ， 具有控制网络中所有从节点设备和从节点设备回传链路 的能力，也可以直接接入用户终端设备。 mesh网络中的主节点设备通常是智能网关设备。 从节点设备为用户终端设备提供连接到主节点设备的无线或有线通信链路

15、，用户可由此接入到 Internet网络 。 从节点设备通过有线或无线回传链路与主节点设备或其他从节点设备进行通信 ， 可以构 成一条或多条连接到主节点设备的通信链路 。 但任一时刻从节点设备应通过路由选择等管理控制功能选 择确定唯一一条连接到主节点设备的最佳通信链路作为工作路径 ， 即某个从节点设备在任一时刻与主节 点设备或其他从节点设备之间只能有一条处于激活状态的回传链路 ， 当处于激活状态的回传链路不可用 时，从节点设备可重新选择并激活其他回传链路。 6 组网 协议及拓扑 6.1 组网协议 接 入 节 点设 备 采 用 mesh组 网 方 式 的 宽 带 客 户 网 络 PON/以 太

16、网 /无 线 接 口 等 主 节 点 设 备（ 智 能 网 关 ） 从 节 点设 备 1 从 节 点设 备 3 从 节 点设 备 2 用 户 终 端 用 户 终 端 用 户 终 端 用 户 终 端 WLAN前 传 链 路 回 传 链 路 YD/T XXXXXXXXX 3 mesh主节点和从节点之间的组网协议应符合 WFA Multi-AP规范 v2的要求 ， 应支持采用 WLAN组网 、 以 太网组网 、 WLAN与以太网混合组网三种方式 。 采用其它组网协议的 mesh网络设备不在本标准规定范围内 。 当主节点和从节点使用 WLAN组网方式时，应 支持使用 2.4GHz或 5GHz频段信道进

17、行无线回传。 6.2 组网拓扑 mesh主节点和从节点设备之间应采用星形 、 链形或树形拓扑类型中的一种进行组网 。 星形组网拓扑 如 图 2 所示，链形组网拓扑如 图 3 所示，树形组网拓扑如 图 4 所示。 图 2 mesh 网络星形拓扑示意图 图 3 mesh 网络链形拓扑示意图 图 4 mesh 网络树形拓扑示意图 7 节点设备接口 7.1 主节点设备接口 类型 主节点设备的网络侧应支持 xPON接口、 1000Base-T接口、 4G/5G无线通信接口中的一种或多种。 主 节 点 设 备 从 节 点 设 备 1 从 节 点 设 备 n 从 节 点 设 备 3 从 节 点 设 备 2

18、主 节 点 设 备 从 节 点 设 备 1 从 节 点 设 备 2 从 节 点 设 备 n 主 节 点 设 备 从 节 点 设 备 1 从 节 点 设 备 2 从 节 点 设 备 n 从 节 点 设 备 3 YD/T XXXXXXXXX 4 主节点设备的用户侧应支持以下接口中的一种 ， 随着技术的发展 ， 还可以支持其它更高速率的接口 类型： a) WLAN接口； b) 1000Base-T接口； c) 100Base-T接口。 7.2 从节点设备接口 类型 从节点设备的上联接口应至少支持 1000Base-T、 WLAN接口中的一种或多种。 从节点设备的下联接口应至少支持以下接口中的一种：

19、a) WLAN接口； b) 1000Base-T接口； c) 100Base-T接口。 7.3 接口要求 主节点设备和从节点设备的各类接口均应符合下面的协议要求： WLAN接口应符合 IEEE 802.11n和 802.11ac协议要求，可选支持 IEEE 802.11ax协议； 100Base-T和 1000Base-T接口应符合 IEEE 802.3协议要求。 8 组网功能要求 8.1 节点设备工作模式 mesh网络中的主节点设备应工作在路由模式，从节点设备应默认工作在桥接模式。 8.2 自组网 主节点和从节点设备应支持下列其中一种方式进行自动组网： a) 首次上电时通过预配置链路参数进行

20、自动组网，主节点设备应支持在首次上电后自动更新默 认链路信息并与从节点设备进行信息同步。 b) 按照 WFA Multi-AP规范 V2规定的 onboarding流程进行自动组网。 主节点和从节点设备还应支持通过 WPS对码 、 本地 Web管理页面添加等方式进行组网连接 ， 宜支持二 维码扫描方式进行组网连接。 8.3 路径优化选择 从节点设备应支持在主节点设备控制下根据到达主节点的跳数 、 传输媒质 、 信号强度 、 工作频段等 网络参数，以及传输时延、带宽等业务需求快速选择最优转发路径，实现网络 QoS或业务 QoS最优化。 当同时存在可用的以太网回传链路和 WLAN回传链路时，应优先

21、选择以太网回传链路。 当同时存在可用的 2.4GHz和 5GHz频段 WLAN回传链路时，应优先选择 5GHz频段回传链路。 8.4 拓扑自修复 当工作状态的转发路径劣化或不可用时 ， 从节点设备应支持在主节点设备控制下重新选择新的转发 路径进行数据转发。 当 mesh网络中的节点位置 、 数量发生变化时 ， 网络中的主节点和从节点设备应能自动更新网络拓扑 ， 并及时更新最优转发路径和备选转发路径。 YD/T XXXXXXXXX 5 8.5 配置参数同步 当主节点设备的 SSID、 认证方式 、 加密类型 、 密码等无线参数信息发生变化时 ， 主节点设备应自动 将新的参数信息发送给从节点设备进

22、行同步。 主节点和从节点设备可选支持在组网状态下周期性自动同步 SSID、 认证方式 、 加密类型 、 密码等无 线参数信息。 8.6 漫游 mesh主节点和从节点设备均应支持 IEEE 802.11k、 IEEE 802.11v协议，企业用 mesh主节点和从节点 设备应支持 IEEE 802.11r协议，家庭用 mesh主节点和从节点设备可选支持 IEEE 802.11r协议，应能实现 支持 IEEE 802.11k、 IEEE 802.11v和 IEEE 802.11r协议的终端设备在主节点和从节点设备之间快速无缝 漫游。 当不支持 IEEE 802.11k、 IEEE 802.11v和

23、 IEEE 802.11r协议的终端设备在 mesh主节点和从节点设备 之间漫游时，应遵守 WFA Multi-AP规范 v2规定的 Association Control机制要求。 8.7 负载均衡 mesh主节点和从节点设备应支持根据工作频段和节点设备的当前总负载 、 总用户数 、 每个用户的信 号强度和业务流量大小等参数限制并引导终端用户在下列状态下自动切换工作频段和接入节点。 a) 终端设备与节点设备建立 WLAN连接时进行自动切换； b) 支持 IEEE 802.11k， 802.11v的终端用户在有业务和空闲时进行自动切换； c) 不支持 IEEE 802.11k， 802.11v

24、的终端用户在空闲时进行自动切换。 8.8 安全性 主 节点和 从节点设备应支持根据一定的安全加密算法生成回传链路密钥。算法应具有一定复杂度 ， 应不能回溯到 MAC地址等设备公开信息。 9 WLAN AP 功能 9.1 工作频段 主节点和从节点设备应支持 2.4GHz+5GHz的双频模式或 2.4GHz+5GHz低频段 +5GHz高频段的三频模式 。 三频模式下，从节点设备的回传与前传链路应使用不同的 5GHz频段。 主节点和从节点设备在接入终端用户时应支持同时工作在 2.4GHz频段 802.11n模式和 5GHz频段 802.11ac模式，宜支持 IEEE 802.11ax协议。 2.4G

25、Hz频段应支持 IEEE 802.11b/g/n混合接入， 5GHz频段应支持 IEEE 802.11a/n/ac混合接入。 9.2 工作信道 主节点和从节点设备在 2.4GHz频段应支持 20MHz、 40MHz、 20/40MHz自适应的频宽模式 ， 缺省为 20MHz 频宽 。 在 20/40M频宽自适应模式下 ， 应能与各终端协商适当的频宽模式 ， 并能根据外界干扰和业务实际 带宽需求等动态改变信道特性。 主节点和从节点设备在 5GHz频段应支持 20MHz、 40MHz、 80MMHz频宽 ， 802.11ax模式下可选支持 160MHz 频宽。频宽缺省设置为设备支持的最大频宽值。

26、主节点和从节点设备应支持手动或自动信道选择。 2.4GHz频段应支持 13个工作信道（ channel 1 13）， 5GHz频段应支持 13个工作信道（ channel 36， 40， 44， 48， 52， 56， 60， 64， 149， 153， 157， YD/T XXXXXXXXX 6 161， 165） ，信道范围符合 IEEE 802.11协议要求。信道 52， 56， 60， 64启用时应支持 DFS功能，应符合 YD/T 2950的规定。 mesh网络中各节点设备连接无线终端设备的前传链路可使用不同的 WLAN信道。 9.3 发射功率可调 主节点和从节点设备应支持调整发射功

27、率。 9.4 自动速率调整 主节点和从节点设备应支持根据信号质量自动调整与终端设备的关联速率。 9.5 多 SSID 主节点和从节点设备应支持多 SSID， 除回传使用的 SSID外 ， 2.4GHz和 5GHz频段均应支持至少 4个 SSID， 每个 SSID应支持独立配置 BSSID、 SSID、加密方式、密码等无线参数。 主节点和从节点设备应支持将 2.4GHz和 5GHz频段的 SSID合并成统一的 ID进行广播。 9.6 节电模式 主节点和从节点设备应支持终端设备在节电模式下工作 ， 能识别终端设备进入节电状态 ， 并缓存相 关数据，能够通过 Beacon信标帧唤醒终端，并发送已缓存

28、的数据。 支持 802.11ax模式的主节点和从节点设备应支持 TWT功能。 10 性能要求 10.1 节点数量 mesh网络主节点设备应至少支持与 4个从节点设备进行组网，形成 1主 4从网络。 从节点设备到主节点设备的回传路径宜不大于 2跳，即主 -从 -从的网络结构。 10.2 转发吞吐量 10.2.1 单节点转发吞吐量 主节点设备和从节点设备均应支持以端口线速在网络侧和用户侧以太网接口之间转发用户数据。 主节点设备和从节点设备的单节点 WLAN接口吞吐量应符合 YD/T 3787-2020的规定。 10.2.2 无线组网转发吞吐量 支持 IEEE 802.11n和 802.11ac协议

29、的主节点和从节点设备采用 WLAN回传方式组成主 -从、主 -从 -从 （链形 ） 拓扑时 ， 在主节点和从节点之间 WLAN信道无干扰且终端设备仅与最末端从节点设备建立连接的 环境下 ， 最末端从节点设备到主节点设备以太网上联接口的单向最大转发吞吐量性能应符合 表 1 和 表 2 的规定。 YD/T XXXXXXXXX 7 表 1 主节点和从节点设备组网转发吞吐量 （双频模式， Nss=2） WLAN信道参数 终端设备 -末端从节点设备 从节点设备 -从节点设备 从节点设备 -主节点设备 组网结构 模式 频段 频宽 模式 频段 频宽 模式 频段 频宽 吞吐量 （ Mbps） 802.11n

30、2.4GHz 20MHz / / / 802.11ac 5GHz 80MHz 90 主 -从 802.11n 5GHz 80MHz / / / 802.11ac 5GHz 80MHz 250 802.11n 2.4GHz 20MHz 802.11ac 5GHz 80MHz 802.11ac 5GHz 80MHz 90 主 -从 -从 （链型） 802.11n 5GHz 80MHz 802.11ac 5GHz 80MHz 802.11ac 5GHz 80MHz 130 表 2 主节点和从节点设备组网转发吞吐量（三频模式， Nss=2） WLAN信道参数 终端设备 -末端从节点设备 从节点设备 -

31、从节点设备 从节点设备 -主节点设备 组网结构 模式 频段 频宽 模式 频段 频宽 模式 频段 频宽 吞吐量 （ Mbps） 802.11n 2.4GHz 20MHz / / / 802.11ac 5GHz 80MHz 90 主 -从 802.11n 5GHz 80MHz / / / 802.11ac 5GHz 80MHz 550 802.11n 2.4GHz 20MHz 802.11ac 5GHz 80MHz 802.11ac 5GHz 80MHz 90 主 -从 -从 （链型） 802.11n 5GHz 80MHz 802.11ac 5GHz 80MHz 802.11ac 5GHz 80M

32、Hz 250 10.3 接入用户数 每个主节点设备和从节点设备均应能在 2.4GHz和 5GHz频段分别支持至少 32个终端用户同时在线。 mesh网络中存在 1个或多个从节点设备时，整个 mesh网络支持的同时在线终端用户数不应低于 表 3 的规定。 表 3 mesh 网络接入用户数量 同时流量转发终端用户数（个） 节点设备数量 同时在线终端用户数（个） 企业用 mesh设备 家庭用 mesh设备 1主 1从 128（含主节点和从节点设备组 网占用的 2个接入链路数量） 64 40 1主 2从及以上 192（含主节点和从节点设备组 网占用的 4个接入链路数量） 96 60 10.4 漫游切换

33、时间要求 支持 IEEE 802.11k、 IEEE 802.11v协议的终端设备在主节点和从节点设备之间、从节点和从节点设 备之间漫游时 ， 根据终端设备 、 主节点和从节点设备对 IEEE 802.11r协议支持能力的不同 ， 漫游切换时 间应符合 表 4 的规定，不支持 IEEE 802.11k、 IEEE 802.11v协议的终端设备漫游切换时间暂不规定。 YD/T XXXXXXXXX 8 表 4 mesh 漫游切换时间要求 终端支持 802.11r mesh主节点和从节点设备支 持 802.11r 漫游切换时间指标要求（ ms） 否 否 200 否 是 200 是 否 200 是 是

34、 100 11 管理功能要求 mesh主节点设备应支持本地 Web管理和远程管理两种管理方式，从节点设备应支持通过主节点设备 进行管理。 主节点和从节点设备应支持下列管理功能： a) 获取所有的主节点和从节点设备信息， 包括 SN/MAC、组网模式、无线参数等，并形成组网拓 扑； b) 设置节点的备注名； c) 添加从节点设备； d) 获取 mesh 组网中每个节点设备下挂的用户终端设备信息，包括关联节点名称、用户终端设备 名称、连接方式（ 2.4GHz、 5GHz、 Ethernet）、 RSSI、连接速率、上线时刻、上线时长等； e) 开启和关闭接入节点负载均衡、频段负载均衡功能； f) 配置修改无线信道参数， 包括 SSID、工作信道、密码等。 _