中国移动接入网IP承载可行性研究-CMCC.ppt

3g ran roadmap技术交流研讨会 移动接入网ip承载可行性研究 目录 ip utran概念 ip utran发展情况 引入ip utran必要性分析 结论及下一步工作 问题列表 3g接入网的分离结构 无线网无线网络层和承载网络层分离 承载层与无线网络层独立选择，独立发展 承载载网络层络层（tnl） 无线网络 控制平面 传输网络 控制平面 无线网络 用户平面 无线线网络层络层（rnl） 3g标准关于承载技术的演变 r99 r4 r5 r6 tdm ip msc gmsc sgsnggsn atm rnc nodeb ggsnsgsn msc server gmsc server mgw mgw tdm /atm /ip atm rnc nodeb mgwmgw sgsnggsn ip pcscfscscf mgcf gmsc server atm/ip rnc nodeb ip rnc nodeb ip ip r4版本中utran接口类型 utran node b node b rnc node b rnc node b to mgw to sgsn to mgw to sgsn iub iur iucs iups iub: node b和rnc之间的物理接口;atm 承载，主要采用e1、ima e1，少量采用非 信道化atm stm-1接口 iur: rnc和rnc之间的物理接口; atm承 载 iups: rnc和sgsn之间的物理接口; atm承载，主要采用atm stm-1/4接口 iucs: rnc和mgw之间的物理接口; atm 承载，主要采用atm stm-1/4接口 什么是ip utran ip utran概念 具有ip传输特性的utran称之为ip utran，即使用 ip技术传输utran的iu、iur和iub接口上的用户数据 和信令数据 nodeb cn nodeb nodeb nodeb rnc rnc ip utran要求 ip utran总体要求 传输网络层与无线网络层分离，实现ip utran必须继 续保证无线网络层的独立 能够支持atm与ip双协议栈并存 l2/l1独立，即可兼容各种l2/l1协议 使用已标准化的协议，如ietf 能够保证业务qos 有效使用传输资源 移动接入网ip化探讨 ip utran概念 ip utran发展情况 引入ip utran必要性分析 结论及下一步工作 问题列表 ip承载的实现方式 实际实现时，无线接入网实现ip承载方式 有以下三种方式： 纯ip方式（pure ip） 无线接入网设备对外接口已经是基于ip方式 符合标准中对ip化的定义 ip“转换”方式（atm to ip） 无线接入网对外仍然atm承载，通过外部的方式转 化成ip方式承载 ip“承载”方式（atm over ip） 无线接入网对外仍然atm承载，通过外部的方式将 atm封装到ip上承载 与3gpp标准无关 纯ip方式 ip l2/l1 上层净荷上层净荷 rnc （nodeb） ip rnc rtp/rtcp/ sctp/udp等 ip l2/l1 rtp/rtcp/ sctp/udp等 ip“转换”方式 aal2 atm aal5 layer 1 ip l2/l1 上层净荷上层净荷 rnc （nodeb） iwu （interworking unit） atm ip rnc sctp/udp/ rtp/rtcp等 ip 上层净荷 sctp/udp/ rtp/rtcp等 l2/l1 l2/l1 l2/l1 sscop等 aal2 atm aal5 layer 1 上层净荷 sscop等 ip“承载”方式 rnc （nodeb） pe atm ip/mpls rnc aal2 atmatmatm pwe3 tunnel/ ip aal5 layer 1layer 1 l2/l1 上层静荷 atm pwe3 tunnel ip l2/l1 aal5aal2 上层静荷 国内外应用案例 ran的ip承载目前已经开始出现，但是案 例较少 在wcdma中，主要是atm over ip方式 在cdma2000中，目前以纯ip方式居多 vodafone australia atm transport - l2 vpn atm stm-1 mpls backbone pos & ge 3g media gateway (voip trunking) rnc 3g media gateway (voip trunking) 3g sgsn rnc iucs iucs iucs, iur iups iups iups iucs iucs iucs iups example atm/martini connection: iups interface from rnc to 3g sgsn verizonwireless ev-do network经验 gige router b router a gige redundant gige 1xev-do rnc to pdsn, aaa transport network to oam network l2 switch a l2 switch b nxt1 ds3 oc3/12 cell site 类似部署： sprint, alltel, sure west, vivo brazil, telcom nz, reliance india, telus mobility, bermuda dt, vietnam pt, t-systems caymen, iusacell - mexico 主要目的：减少t1数和成本（路由器汇聚和冗余功能） 部署了14个点，每点双路由器 cdma2000 ip ran经验 e1方式实际上就是unicom 和kddi现在的窄带接入方式 印度和kddi正在考虑宽带接入方式 窄带方式 (t1/e1) 宽带方式 (fe) sdu vpu mm (mm/xc) ip-bsc 无线厂家node b设备支持的情况 主流厂家承诺提供支持ip协议栈的 10/100m以太网接口 2006年底: 华为、中兴、 siemens 2007年: nokia、motorola、 alcatel、 ericsson 2008年或以后: nortel 目前少量厂家ran设备，已可提供支持ip 协议栈的e1端口 无线厂家rnc设备支持的情况 主流厂家承诺提供支持ip协议栈的ge以太网接口 2006年 华为、中兴 2007年 ericsson、 motorola、siemens 2008年或以后 alcatel、nokia、nortel 主流厂家承诺提供支持ip协议栈的pos接口 2007年 中兴 2008年或以后 siemens、 nortel 不支持/未规划 华为、motorola、nokia、 alcatel、ericsson 大部分厂家都不支持或未规划支持pos口 移动接入网ip化探讨 ip utran概念 ip utran发展情况 引入ip utran必要性分析 结论及下一步工作 问题列表 节省传输成本需求 ip化带来的好处 有利于节省传输成本 国外传输租用线路较多，占有成本很高；以太租用比传输线 路租用节约成本 节省传输成本是国外运营商看中ip化的重要原因 ip包净荷长度可以达到1000byte以上，在数据量较大情况 下，可提高传输效率，为节省传输带宽提供了可能 结合现状的分析 我公司不同于国外运营商，传输自建比例较高，国内以太租用方 式少 在话音等小包占多数的情况下，传输带宽节省效果不显著 基于我公司现状，对传输成本节省并不明显 我公司传输现状 端口需求 ip化带来的好处 可提供更多的端口类型，满足不同情况下的需求 在nodeb具备提供e1、10/100m、stm1 pos等接口的能力 在rnc具备提供e1、10/100m、stm1、stm4、stm16、 stm64 pos，以及ge、10ge接口的能力 结合现状的分析 现阶段我公司对端口需求不迫切，但新端口可减少e1捆绑数量 hsdpa初期，基站的典型带宽要求约56个e1 目前我公司传输自建比例较高，已具备大量的e1端口 ip 10/100m端口在现网中需要相应的传输网接口对接，目前我公 司具备以太端口能力的mstp设备还不是很普遍 长远看来，随着ran中流量的增加，需要更多带宽，ip承载提 供的10/100m更方便实际使用 多业务和企业客户发展 ip化带来的好处 与多业务和企业客户发展互相促进 以基站为中心发展多业务和企业客户是我公司在多业务上的策略 基站点ip化后提供丰富端口和汇聚能力，可实现多业务快速接入 ran的ip化和以基站为中心发展多业务可互相促进 结合现状存在的问题 城域数据网的延伸 和业务量发展相关 流量是否能够混传 安全要求 qos要求 nodeb cn rnc rnc nodeb 维护和管理 ip化带来的好处 有利于节省维护和管理费用 部署ip utran，网管人员不需要具备atm管理经验，网管 系统也不需要支持对atm的网管功能 结合现状的考虑 目前已具备ip网络的管理系统，并积累了较为丰富的 管理经验；ip网络的网管系统将逐步完善和发展 目前尚不具备atm的网管系统和网管经验 基于现状，ip化有利于节省维护和管理费用 时钟基于e1、ntp、ieee ptp实现，后两者效果未 知 技术发展趋势 ip化带来的好处 符合技术发展趋势 3g承载总体发展趋势向着“全ip化”方向发展：全ip概念在 r4就已提出，在r5和r6得到了进一步的扩展 atm交换的发展已基本停止，逐步被ip交换所取代 随着对ip技术的实践，ip已经成为下一代网络的基础 结合现状的考虑 我公司基础网络上没有atm网络，也不准备为3g建 设atm网络，一直推进ip化的发展 从汇接软交换开始，逐渐开始将电路域ip化 从r4开始，选择将核心网ip化 结合现状考虑，ip化符合技术发展趋势 未来扁平化 ip化带来的好处 有利于无线接入网扁平组网要 求 冗余组网 比起传输点到点的专 线方式，ip网更有利 于满足接入网网状连 接的需求 长期扁平化 扁平化组网后，无线 接入网由现在汇聚型 组网向平面化组网方 向发展 结合现状考虑 初期点到点连接情况下体现不 出ip交换的优势 rnc bsc sgs n ggs n enod eb enod eb egs n wirel ess gate way ha 核心网用 户平面扁 平化 无线网扁平 化+核心网 用户平面扁 平化 无线网扁 平化+核心 网扁平化 完全扁 平化 ip utran必要性分析汇总 分析点ip化带来的好处结合现状的分析 我公司需求（ 初期 长远 有风险） 对传输成本的 节省 国外看中ip方式节约 传输链路成本；ip方 式可提高传输效率 我公司节约传输链路成本可能性小； 话音带宽节省效果不明显 端口需求提供丰富端口，满足不 同需求 现阶段对端口需求不迫切，但新端口 可减少e1捆绑数量；长远需要丰富端 口 多业务和企业 客户发展 可实现多业务快速接入 ，与多业务互相促进 城域数据网的延伸和业务量有关；流 量混传在安全和服务质量上有风险 维护和管理不需atm网管，节约 维护和管理成本 有利于节约维护和管理成本；时钟问 题 技术发展趋势符合全ip化趋势；ip 已成为下一代网络的基 础 我公司一直推动ip化的发展，符合技 术发展趋势 未来扁平化有利于扁平化组网初期点到点体现不出ip交换的优势； 长远有利于扁平化组网 移动接入网ip化探讨 ip utran概念 ip utran发展情况 引入ip utran必要性分析 结论及下一步工作 问题列表 初步结论 长期 ip化是3g无线接入网的发展方向，我公司应该推动 无线接入网ip化的发展 ip化实现方式要求无线设备直接实现ip化，目标情况 下不建议采用通过外部设备方式转换方式 近期 通过3g roadmap management推动厂家ip utran设备的发展 目前厂家对ip utran尚处于研发阶段 ip utran还存在时钟、qos等技术问题 根据需要适时引入ip utran，对于ip协议栈引入的建 议 在iu/iur接口直接引入ip承载方式 对于iub接口 在传输到位并且带宽需求大的情况下，优先使用ip 协议 对于窄带方式（e1）引入ip承载可不作要求 当前roadmap对ip化的规定 结合厂家实现情况， 规定了44类要求 ip utran基本要求（ 接口、协议栈等） ip utran附加要求（ qos处理，时钟， ipv6等） 总体上，ip utran根 据具体实现分为两个 阶段 2007 q1要求支持 2008 q1强制要求 当前roadmap具体要求情况 2006 2007 q1q2q3q4 2008 q1q2q3q4 q1q2q3q4 required by q107 highly required by q108 rnc和nodeb的平滑升级能力 rnc支持atm/ip双协议栈 nodeb支持atm/ip双协议栈(hybrid node b) iu-ps / iu-cs over ip iub over ip iub over ip ethernet interface iu/iur over ip ge and pos interface rnc over ge interfaces for iub ip qos mechanisms (diffserv, dscp, ethernet qos) highly required by q1 2008 support ip over e1 interface (mlppp) utran ip化后承载方式 对于ip ran的承载有如下几种承载方式 初期，点到点方式处理ip承载流量 长期，发展城域数据网承载ip ran 长期看来，ip化对城域数据网络影响较 大 长期的发展对城域网影响较大 城域数据网延伸要求（交换、ip路由方式） 接口要求（以太网等） 城域网的质量要求（qos、安全等） 对数据化的初步分析 数据化的具体选择和数据化节点数量及带宽有关 仅从ip utran分析 初期以mstp为主，增加支持ethernet的端口 后期，需要结合其他业务的发展需要，逐渐发展城域ip 网 正在进行城域数据网发展策略的研究 原宽带城域数据网的交换结构（以三层交换机为核心） 是否符合未来网络发展？ 城域网如何同时为ip专网和cmnet接入服务？ 为满足“全业务”综合接入的要求，如何组织城域数据网 对城域数据提出质量和安全要求 下一步的工作 加强3g roadmap的相关内容制定，在 3g roadmap中明确相关协议和接口等 方面要求 研究ip化承载对城域数据网的影响，及 城域数据网对ip化的支撑 研究多业务和企业客户接入时安全与服 务质量等方面问题 移动接入网ip化探讨 ip utran概念 ip utran发展情况 引入ip utran必要性分析 结论及下一步工作 问题列表 问题列表 1、iub/iucs/iups接口的带宽规划情况 请分不同基站情况，比如中心基站、普通基站、边缘基站等等的大致带宽需求 2、对iub/iucs/iups接口要求和数量要求 1）对于rnc（iu侧、iub侧）、nodeb近期和长远需要哪些接口，设备支持的接 口数量要求？（比如e1、stm1、ethernet等） 2）长远nodeb是否需要stm1 3）rnc（iub/iu侧）是否需要stm1、ge？ 3、对iub/iucs/iups对ip接口类型的要求 1）是否在建网初期就有ip承载需求，原因？ 2）需要nodeb支持ethernet的需求场合？ 3）nodeb是否需要pos（ip stm1）接口？ 4）rnc（iub/iu侧）是否需要pos、ge？ 4、是否有2g，3g复用传输需要（2g接入3g背板，然后通过3g共同传输 ） 5、3g所在站址传输资源情况 1）2m情况，是否富余 2）mstp情况（是否具备以太网能力和是否已有板卡） 3）对mstp（城域数据网）承载实时业务的考虑？ 6、对ran ip化的其他想法 附录一： ip utran协议栈 (iub) 具有ip特性的iub接口协 议 sscf-uni sscop aal5 atm sctp ip data link layer alcap q.2150.2 sscf-uni sscop aal 5 atm udp ip data link layer aal2 atm ip utran协议栈(iups) 具有ip特性的iu-ps接口协议 sccp mtp3-bm3ua sctpsscf- nni ipsscop aal5 m3ua sctp ip atmdata link aal5 ip udp gtp-u gtp-u ip udp data linkatm ip utran协议栈(iucs) 具有ip特性的iu-cs接口 协议 sccp m3ua ip sc