中国移动LTE PTN承载方案

中国移动 LTE PTN承载方案建议 静态 IP PW方案 秘密 /webmoney LTE承载需求 秘密 /webmoney LTE网络 Qos要求 QCI(QoS class Identifier) Priority Packet Delay Budget Packet Error Loss Rate Example Services 1(GBR) 2 100ms 10-2 Conversational Voice 2(GBR) 4 150ms 10-3 Conversational Video (Live Streaming) 3(GBR) 3 50ms 10-3 Real Time Gaming 4(GBR) 5 300ms 10-6 Non-Conversational Video (Buffered Streaming) 5(non-GBR) 1 100ms 10-6 IMS Signaling 6(non-GBR) 6 300ms 10-6 Video(Buffered Streaming) TCP-based (e.g., www, e-mail, chat, ftp, p2p file sharing, progressive video, etc.) 7(non-GBR) 7 100ms 10-3 Voice, Video (Live Streaming) Interactive Gaming 8(non-GBR) 8 300ms 10-6 Video (Buffered Streaming) TCP-based (e.g., www, e-mail, chat, ftp, p2p file 9(non-GBR) 9 300ms 10-6 sharing, progressive video, etc.) e N BM M E M M E e N Be N BS1-MMES1-MMES1-MMES1-MMEX2X2X2E - U T R A NS - G W S - G WS1-US1-US1-US1-U A c c e s s N e t w o r k ( B s i d e ) IP A p p l i c a t i o n / S e r v i c e L e v e l S e n d / R c v A c c e s s N e t w o r k ( A s i d e ) S e n d / R c v UE P D N G W S c o p e o f t h e s t a n d a r d i z e d Q C I c h a r a c t e r i s t i c s UE P D N GW S c o p e o f t h e s t a n d a r d i z e d Q C I c h a r a c t e r i s t i c s B a c k b o n e IP A p p l i c a t i o n / S e r v i c e L e v e l S e n d / R c v A c c e s s N e t w o r k ( A s i d e ) S e n d / R c v UE P D N GW S c o p e o f t h e s t a n d a r d i z e d Q C I c h a r a c t e r i s t i c s S e r v e r B a c k b o n e GWP C E F P C E F SeP C E F 标准 TS 23.203-850 秘密 /webmoney LTE e-NB启动流程 以太网端口 802.1x认证 DHCP 获取 IP地址、子网掩码、缺省网关地址、相关服务器地址信息 IPSec建立 仅仅在穿通第三方网络时需要 OSS连接建立、程序下载 获取所有站点的配置信息 程序下载，并重启 X2连接建立 可以基于站点配置信息静态建立，或者基于对 UE的实时测量采用 ANR（ Automatic Neighbor Relations）方式建立 在穿通第三方网络时， X2采用传输模式 MME连接 (S1-MME)建立 S-GW连接 (S1-U)建立 秘密 /webmoney TD-LTE传输时延的要求 LTE 用户面时延 需求 5ms （ TS25.913） LTE端到端的时延 ICIC时延要求： 20ms 切换时延要求： P - G WS - G W P e e rE n t i t yU E e N BE P S B e a r e rR a d i o B e a r e r S 1 B e a r e rE n d - t o - e n d S e r v i c eE x t e r n a l B e a r e rR a d i oS 5 / S 8I n t e r n e tS 1E - U T R A N E P CG iS 5 / S 8 B e a r e r5 m s 1 5 m s 1 0 m s 2 0 m s A c c e s s t r a n s p o r tC o r e T r a n s p o r t1 0 m s 5 m sS R秘密 /webmoney 传输带宽的需求 S1口的传输带宽需求：小区上下行的吞吐率 典型配置：下行 2x2 MIMO 64QAM / 上行 SIMO 16QAM X2口带宽需求主要考虑因素 考虑相邻小区的数据 基于 X2口切换发生概率（需要将源基站缓存数据传到目标基站） ICIC的数据需求 下行最大Tbsize 上行最大Tbsize 上 /下行配置 下行 /上行子帧分配 单小区下行峰值速率（ Mbps） 单小区上行峰值速率（ Mbps） 149776 43816 0 1DL:3UL 51.9824 26.2896 149776 43816 1 2DL:2UL 81.9376 17.5264 149776 43816 2 3DL:1UL 111.8928 8.7632 149776 43816 3 6DL:3UL 100.8792 13.1448 149776 43816 4 7DL:2UL 115.8568 8.7632 149776 43816 5 8DL:1UL 130.8344 4.3816 149776 43816 6 3DL:5UL 66.96 21.908 秘密 /webmoney 承载需求（ S1接口） 承载网 SGW /MME 承载需求： 对于 S1接口，由于需要支持 SGW/MME Pool，即一个 eNodeB需要归属到多个SGW/MME S1 SGW /MME SGW /MME NodeB NodeB NodeB 秘密 /webmoney 承载需求（ X2接口） 承载网 SGW /MME 承载需求： 对于 X2接口，任意的 2个 eNodeB之间都存在交互的需求 S1 X2 SGW /MME NodeB NodeB NodeB NodeB NodeB 秘密 /webmoney LTE承载需求： 802.1x AGW 承载网 接入层设备需要支持 802.1x端口认证控制，提供安全访问机制，承载网设备需要将 EAPOL信息在专用的认证信息通道传递 认证信息通道可以是特定的 VLAN或者已建立的特定隧道 DHCP/DNS RADIUS EAPOL EAP协议交互 通过 Radius协议承载 NodeB 秘密 /webmoney LTE承载需求： DHCP AGW 汇聚 DHCP/DNS RADIUS eNB 需要通 DHCP 获取 IP地址、子网掩码、缺省网关地址、 IEEE1588V2服务器地址、 OSS服务器地址等信息，在接入层为二层网络的情况下，需要汇聚层设备支持 DHCP Snooping、 Relay、Option82等。 认证信息通道可以是特定的 VLAN或者已建立的特定隧道。 接入 DHCP交互 DHCP Relay NodeB 秘密 /webmoney 承载方案 秘密 /webmoney 承载需求 LTE承载网 SGW /MME 承载需求： 对于 S1接口，由于需要支持 SGW Pool和 MME Pool，即一个 eNodeB需要归属到多个 SGW和 MME 对于 X2接口，任意的 2个 eNodeB之间都存在交互的需求 S1 X2 SGW /MME SGW /MME NodeB NodeB NodeB 秘密 /webmoney 承载方案 承载网 SGW /MME 承载要点 PTN端到端组网，方便运维 需要 L3转发，以有效隔离 L2广播，并提供 S1接口承载的灵活调度能力，满足SGW、 MME Pool的需求 L3 IP和 L2一样，只作为一种业务类型，通过 IP PW进行承载， NNI侧仍然采用 PTN的技术，以充分利用 PTN的 OAM和保护能力 承载方案 核心节点部署静态 IP PW S1 X2 SGW /MME SGW /MME NodeB NodeB NodeB 秘密 /webmoney 方案组网图 承载网（接入、汇聚） E-Line 核心节点 静态 IP PW业务 E-Line业务 承载网（接入、汇聚） E-Line 接入汇聚通过E-Line承载 S1和 X2 跨核心机房的S1和 X2业务通过静态 IP PW在核心节点之间调度 SGW /MME SGW /MME NodeB NodeB NodeB NodeB 秘密 /webmoney 方案概述 在每个核心节点上，配置 VRI（ Virtual Route Instance），并配置关联的 IP PW标签，在 VRI下实现路由转发能力 在 VRI下，对每个基站配置一个虚拟 VLAN子接口，并配置和基站属于同一网段的 IP地址 在 VRI下，通过配置静态路由，提供到远端核心节点的路由能力 接入、汇聚层采用端到端的 E-Line连接，即不管 S1还是 X2业务，都通过 E-Line传送到核心调度节点，并进入相应的 VRI， L2终结在相应的虚拟 VLAN子接口，然后根据静态路由转发相应的业务 如果业务是 S1接口，在核心节点在 VRI下根据 IP转发，或者在本地 IP转发到本地 aGW，或者通过静态 IP PW送到远端 aGW，可以灵活的实现 aGW Pool调度 如果是 X2接口， 在核心节点在 VRI下根据 IP转发， 或者在本地 IP转发到相应的基站，或者通过静态 IP PW送到远端基站 为了防止核心调度节点失效带来的故障，核心节点需要支持双节点保护 每个 eNodeB分配一个独立的 VLAN，在核心节点内部通过不同的虚拟 VLAN子接口终结 E-Line，彻底的隔离广播 秘密 /webmoney 方案基本原理 核心 每个核心区域分配一个大网段地址（如 8位掩码），如 、 、 对于一个核心节点下带的基站，由小网段（如 24位掩码）来区分基站，如 /24、 /24、/24 每个核心节点配置一个 VRI，并配置相应的 IP PW标签（每 VRI配置一个 IP PW标签，对同一个 VRI，每个核心节点上的 IP PW标签都一样），不同的 VRI之间可以实现 IP转发的逻辑隔离 在 VRI下为每个基站创建内部虚拟 VLAN子接口，并配置和基站属于同一网段的 IP地址 配置连接本地 SGW/MME的物理接口归属到 VRI下，并配置和 SGW/MME属于同一网段的 IP地址 在 VRI下，为其他任一核心节点配置一条静态路由，路由的出接口是到对端核心节点的隧道 接入 汇聚 SGW/MME SGW /MME SGW /MME 路由 /8 路由出口为 tunnel 1 路由 /8路由出口为 tunnel 2 PTN隧道 Tunnel 1 Tunnel 2 L2 PW IP PW 内部虚拟 VLAN子接口，用来终结 E-Line业务 NodeB NodeB NodeB 秘密 /webmoney 封装原理 核心 接入汇聚采用 PW封装，通过 E-Line模型传送 核心节点之间采用 IP PW封装 接入 汇聚 SGW/MME SGW /MME LTE载荷 IP头 VLAN LTE载荷 IP头 Eth头 PW标签 LSP标签 NNI Eth头 LTE载荷 IP头 LSP标签 NNI Eth头 LTE载荷 IP头 Eth头 Eth头 VLAN IP PW标签 LTE载荷 IP头 Eth头 NodeB 秘密 /webmoney VLAN分配方式 承载网 每个 eNodeB分配一个独立的 VLAN，在接入汇聚通过 E-Line承载 在核心节点内部通过不同的虚拟 VLAN子接口终结 E-Line，彻底的隔离广播 每个虚拟 VLAN子接口配置一个和相应基站在同一网段的 IP地址，如对基站 ，相应的虚拟 VLAN子接口 IP地址可以配置为： ， 24位掩码 在接入汇聚层完全兼容 PTN一期已经建设的网络，不需做任何的改动 SGW /MME NodeB NodeB NodeB 秘密 /webmoney IP地址分配 承载网 方案 每个 eNodeB分配一个独立网段的 IP地址，核心节点上每个虚拟 VLAN子接口配置一个和相应基站在同一网段的 IP地址，如对基站 ，相应的虚拟 VLAN子接口 IP地址可以配置为： 优缺点 彻底的隔离了广播，但核心节点需要为不同的基站配置不同的 IP地址 SGW /MME 虚拟 VLAN子接口地址： NodeB NodeB NodeB 秘密 /webmoney 双节点保护： E-Line和 aGW方向 承载网 SGW MME 工作 保护 每个 eNode配置工作和保护 PW到主备核心节点 核心节点之间运行 VRRP，对基站而言，其下一跳为 VRRP保护组的虚拟 IP地址 aGW双归到主备核心节点，核心节点在 aGW方向运行 VRRP 通过 PTN的 CC OAM和 VRRP绑定的方式，提高 VRRP的保护速度 NodeB NodeB NodeB 秘密 /webmoney 双节点保护：核心节点之间 核心 工作 保护 当 S1或者 X2需要跨核心节点的时候，需要通过核心节点之间的静态 IP PW转发 对于每条静态 IP PW路由，如 /8，需要配置 2条 PTN隧道，分别到达远端 2个核心节点，平时选择主用隧道，当远端节点故障时，启动静态 IP PW下一跳倒换。 接入 汇聚 SGW/MME SGW/MME NodeB 秘密 /webmoney 配置工作量分析 核心 在接入汇聚，和原来 PTN的配置一致，包括隧道、 PW的配置 在核心节点之间，隧道的配置和原来一致 路由配置和 L2 PW配置类似 接入 汇聚 SGW/MME SGW /MME SGW /MME 路由