3G承载网(MKD).ppt

XX移动3G技术交流 承载网方案介绍 Page2 内容 3GIP承载网建设的必要性3G承载网的需求分析3G核心网承载方案建议3GUTRAN承载方案建议 Page3 BSC 分组域 均为TDM连接 控制 承载 业务功能集中 组网缺乏灵活性 交换设备容量有限 节点多 2G 2 5G网络的现状 话音为主基于TDM传送时延抖动敏感带宽占用低WAP 消息类业务种类单一带宽占用低低服务质量要求业务开发 部署周期长 Page4 视频电话 视频信箱 音乐内容提供 监护 监控 视频彩信 一键通 彩铃 数据移动办公email 内网 语音移动办公VPN 行业应用 个人应用 语音 视频会议 视频 音乐 更大的容量更简单 灵活的网络结构更高的可扩展性更廉价的带宽更易管理技术简单 开放 3G建设需要更有前瞻性 3G业务对网络提出更高的要求 更多交互网络游戏 视频会议更大带宽视频点播 高速下载更高安全电子商务 VPN更可靠服务质量VoIP 可视电话 Page5 技术简单 开放无需花费大量时间精力掌握 且任何业务均可承载其上 实现everythingonIP 更大的容量基于IP的路由器和交换机可以轻易的提供几百G的吞吐量 甚至达到T级 更简单 灵活的网络结构层次化组网 各层完成独立功能 结构清晰 简单 可灵活划分逻辑功能区域 并支持星型 环型 树型组网 更高的可扩展性通过提供不同速率的接口 以及应用堆叠 集群的方式 可以提供数倍于单机的容量 随3G发展的不同阶段 自由伸缩 更廉价的带宽相对于TDM和ATM 每比特的成本可以低至原来的几十分之一 更易管理灵活调配带宽 建立连接 减少业务部署时间和复杂度 直观了解网络情况 带宽控制可以低至几十K 甚至几K IP是大势所趋 IP承载网是解决3G业务需求的最佳方案 Page6 尽力而为的IP网络 如何保证服务质量为2G 2 5G规划的容量 结构 如何适应3G网络的要求如何提供对新业务的支持如何接入城域业务如何承载R4电路域 现有的IP网无法解决3G网络的承载需求 中国移动现有IP网现状 CMNet 服务于2G 2 5G分组域提供简单 低速的数据业务 WAP SMS MMSIP专网 仅部署到骨干 提供NGN长途汇接 Page7 3GIP承载网建设的必要性3G承载网的需求分析3G核心网承载方案建议3GUTRAN承载方案建议 内容 Page8 中国移动IP网现状 IP网络形成二个网 CMNET定位开放的网络QoS 安全性 可靠性等要求不高业务 HSI VIPAccess VPN和专线非核心业务的接入网专用承载网定位封闭的网络高QoS 高可靠性 高安全性业务 3G核心网承载 GPRS核心网承载 流媒体业务核心网 固网NGN核心网 VPN和专线 Page9 中国移动IP网现状 中国移动IP专用承载网的拓扑结构 核心层8个节点 2个平面 汇聚层31个省 每省2个节点 骨干部分 城域接入部分 上海汇聚1浦东 上海核心2 上海汇聚2万荣 RR 万荣PE2 浦东PE1 接入层各城市的城域接入网省公司建设 杭州PE1 宁波 浙江汇聚1杭州 浙江汇聚2宁波 杭州PE2 RR 上海核心1 Metro Metro 单一自治域 统一规划 分层实施集团公司建设 Page10 R4CS域组网原则 MGW 移动业务本地网内的MGW 独立GMSC MGW接入IP承载网时 应至少接入两个不同的IP路由器 即通过城域网相应PE设备接入承载网络 HLR SCP CAP MAP H 248 H 248 BICC Page11 R4PS域的组网原则 只在中心城市设置1到2个SGSNSGSN和GGSN通过双归的方式 连接到两个城域PE节点2 5GGPRS业务将逐渐并入到3G的PS域 CMNET退出2GGPRS3GCS域业务和2GGPRS业务都将承载于新的IP专网上 Page12 需求分析 R4CS域的接口带宽估算 Page13 需求分析 Nb接口消耗了主要的带宽 Nb MGW与MGW之间 承载媒体传输主要语音编码方式 以12 2kb s话音业务和64kb s可视电话业务为例 Page14 需求分析 估算MGW的带宽需求 假设局间呼叫10KBHCA 每个用户平均呼叫时长2分钟Nb接口 以POS IPv4 34kb s 10 000 120 3600 11 3Mb s考虑到峰值修正和80 链路冗余 带宽需求为 11 3Mb s 2 峰值 80 28 3Mb sMc接口 MSCServer与MGW之间传送H 248信令Nc接口 MSCServer之间传送BICC信令信令所占带宽 10 总带宽MGW需要带宽约POS 30Mb s以太 40Mb s Page15 需求分析 R4PS域的接口带宽估算 Page16 需求分析 估算时采用的PS域话务模型 移动用户忙时附着率 100 忙时平均每用户的数据吞吐量 180bps忙时每用户PDP上下文激活次数 1忙时每用户PDP上下文去激活次数 1忙时每用户Attach次数 0 5忙时每用户Detach次数 0 5忙时每用户路由区更新次数 1 5上下行数据量的比例 1 4平均IP包长 200字节 不含开销 专线 专网业务 20 忙时每用户短消息个数 0 5 Page17 需求分析 估算SGSN GGSN的带宽需求 10K用户同时在线的Gn的带宽占用Gn接口 考虑峰值修正和80 链路冗余180b s 1 2 专线 10K 2 峰值 80 5 4M200字节IP包的平均开销系数 IP包平均长度 GTP头长度 UDP包头长度 IP包头长度 IP包平均长度 200 20 8 20 200 1 24峰值吞吐率 5 4 1 24 69 或85 10Mb s 以太 或8Mb s POS PS域的信令 管理接口所需带宽 10 总带宽SGSN GGSN需带宽约8 10Mb s Page18 采用10G接口互联 需求分析 R4PS域和CS域的带宽需求 MGW带宽30 40Mb sSGSN GGSN8 10Mb s考虑到VPN封装开销的修正 按30 估算 MGW带宽50Mb s SGSN GGSN带宽13Mb sPOS接口的效率约高25 1 10收敛比 对于用户容量为100万的本地网 CS域的接口带宽为500Mb sPS域的接口带宽为130Mb s 保持网络轻载 初期带宽的峰值利用率 30 远期 50 3G承载网还用于其他业务 如固网NGN 大客户业务等 Page19 需求分析 10GE接口or10GPOS接口 收敛时间的3个决定因素故障检测时间异步GE 同步POS启用BFD 约30ms 接口技术无关 IGP重收敛时间 故障传播时间 路由表重计算时间 2000节点 8000链路IGP收敛时间70kmWANPHY WDM SDH 数千公里 Page20 需求分析 各种业务的分类和特性的定性比较 Page21 需求分析 ITU T定义的6种QoS级别 IPTD IPPacketTransferDelayIPDV IPPacketDelayVariationIPLR IPPacketLossRatioIPER IPPacketErrorRatioClass0 时延和抖动敏感的会话型业务 VoIP 可视电话 视频会议等Class1 抖动敏感 时延要求一般的流媒体业务Class2和3 交互式数据业务 电子商务 网络游戏Class4 非交互式业务 高速文件下载等Class5 尽力而为 业务 Web E mail FTP等 Page22 业务 控制 承载 节点可靠性 链路可靠性 承载网可靠性的强弱将直接影响由3G网络提供给用户的3G业务及用户的业务体验 设备倒换 冗余备份及快速故障恢复功能网络可靠性达99 999 网络节点及设备板卡支持全冗余备份或关键部件冗余备份实现端到端的快速故障恢复 50ms 需求分析 网络可靠性 Page23 需求分析 网络管理 更完善的多种VPN BGP MPLSVPN VPRN VPLS 和VLL 业务的部署和管理 基于业务的QOS 安全过滤和Accounting策略的部署和管理 提供网元设备 业务 用户管理之间的相互感知能力 VPN业务的管理和计费 大客户接入 SLA性能管理 业务管理 业务部署 Page24 3GIP承载网建设的必要性3G承载网的需求分析3G核心网承载方案建议3GUTRAN承载方案建议 Page25 典型的移动城域承载网拓扑 CMNET2 5GGPRS 骨干网省汇聚1 骨干网省汇聚2 PE1 GW SGSN GW Firewall MSCServer GGSN SGSN 局间互联全部10GE 某城市移动IP专网 NodeB RNC 端局内直联ATM155M或622M 3G核心网元 端局内直联100M或GE 基站接入SDH MSTP PE2 城域边缘 汇聚 Page26 3G承载着重解决四个问题 可用性 可靠性 可管理性 可演进性 需要承载网全网支持QoS机制通过完善的保护和冗余机制避免网络存在单点故障部署安全机制以降低网络面临的风险 在业务部署 业务管理 SLA性能管理 大客户接入和VPN业务的管理和计费方面形成完善的机制 考虑向IMS和IPv6的演进 设计合理的网络架构为3G核心网提供信令和数据的传送通道 Page27 VPN隔离与2 5G 3GPS域互通 IP专用承载网 信令VPN CS域VPN PS域VPN CMNET MSCServer包括T1MSC T2MSC和VMSC MGW 3GSGSN 3GGGSN Gi Gn Gn 2GGGSN Gn 2GSGSN Gn 2 5GGPRS网元 Gr Mc Nb Nc Mc 可用 可靠 可管理 可演进 Page28 VPN隔离与2 5G 3GPS域互通 续 IP层面隔离3GPS域 2 5GGPRS互通防火墙互联3GPS域与CMNET2 5GGPRS业务迁移IP专网 CMNET隔断3GPS域WAP或WWW站点设置Internet网关 实行安全措施 MPLSVPN隔离 信令VPN CS域VPN PS域VPN 网管VPN OSS系统VPN等 可用 可靠 可管理 可演进 Page29 VPN隔离与2 5G 3GPS域互通 续 IP专用承载网 信令VPN CS域VPN PS域VPN CMNET MSCServer包括T1MSC T2MSC和VMSC MGW 3GSGSN 3GGGSN Gi Gn Gn 2GGGSN Gn 2GSGSN Gn 2 5GGPRS网元 2 5GGPRS业务逐步从CMNET转移到IP专网的PS域VPN Nc Mc Nb Gr Mc Gi 可用 可靠 可管理 可演进 Page30 IP地址分配 全网IPv4私有地址设备地址 网络管理 2个C类地址段IP专用承载网设备3G和NGN等业务网设备段业务网地址 各VPN不同C类地址段3G信令VPN3GCS域VPN3GPS域VPN数据业务监控VPNSS7监控VPNOSS系统VPN固网NGNVPN语音VPN和非语音VPN若干大客户VPN 可用 可靠 可管理 可演进 Page31 IP路由协议的选择 IGP与EGP IGP全国单一自治域IGP采用IS IS 初期IS ISlevel2only 远期IS IS两级模式IS IS优势惯例 非企业类IGP 高安全性多协议支持 面向IPv6演进更高扩展性 适合大型网络 全国单一自治域EGP采用BGP4 可用 可靠 可管理 可演进 Page32 IP路由协议的选择 IGP 可用 可靠 可管理 可演进 Page33 路由协议和MPLS的部署 核心层启用MPLSTEFRR 建立MPLSHierarchy LDPoverRSVP MPLSTEFRR用于核心节点全网性的保护 采用高可靠性节点PE启动BGP MPLSVPN RouteReflector分发BGP消息接口启用BFD骨干节点POS接口城域节点Ethernet接口高可用性节点 99 999 可靠性更换部件升级软件等路由重计算部署IPfastconvergence 进行快速收敛 2000个节点 8000条链路 全网收敛时间 100ms 可用 可靠 可管理 可演进 Page34 流量控制 保证业务的QoS性能网络轻载 足够带宽应用DiffServPE入口流量控制VPN入口流量带宽控制Alcatel7750 作PE QoS机制数千个VPN分别独立设置QoS参数CIR PIRPE保证VPN转发优先级P保证型业务优先级 可用 可靠 可管理 可演进 Page35 QoS解决方案 网络轻载 DiffServ QoS基本方法 网络轻载 DiffServ 多个VPN复用在一个TransportLSP根据VPN 设置MPLSLSP的EXP字段DiffServ扩展性好 管理方便 VPNQoS的主要手段DiffServ非端到端的QoS 与网络轻载相配合 传送隧道的EXP字段反映了VPN的优先级 MPLS网络 VPN1 信令 VPN2 媒体 可用 可靠 可管理 可演进 Page36 主要的VPN的优先级 可用 可靠 可管理 可演进 Page37 对DiffServ设置的建议 可用 可靠 可管理 可演进 Page38 Alcatel7750路由器的流量管理 高速 高效的包处理技术10Gb s线速 ACL QoS过滤 filtering 基于2 3 4层过滤 地址 范围 端口号 应用等等 基于每个业务的流量整形入口缓存 进来的突发流量出口缓存 业务流量整形每个FlexPath转发阵列 256MB输入 256MB输出缓存类似于帧中继的QoS参数固定速率 CIR 峰值速率 PIR 最大突发量 MBS 等参数可扩展 粒度化的QoS每个FlexPath转发阵列 8K输入和8K输出队列基于业务 分配队列支持层次化的QoS 可用 可靠 可管理 可演进 Page39 导致网络故障的因素 多达70 的网络故障是由路由器节点的故障引起的 提高路由器节点的可靠性 将大幅提高网络的可靠性 可用 可靠 可管理 可演进 Page40 Alcatel高可用性解决方案 1 路由协议重收敛IP网络的标准保护方式 避过失效节点 3 平稳重启 GR GracefulRestart 邻居帮助恢复 恢复期间进行不间断转发 5 不间断业务 NSS Non stopServices VPN业务也不间断 商用业务 NGN 3G IPTV业务的可靠性 00 0X XX XX Minutes 2 不间断转发 Non stopForwarding NSF 路由器在重启 恢复阶段 继续转发流量 4 不间断路由 NSR Non stopRouting 路由器自我恢复 对邻居透明 可用 可靠 可管理 可演进 Page41 交换矩阵 控制平面 数据平面 路由进程同步 I O I O 线卡 转发器 线卡 转发器 相邻路由器 相邻路由器 NSR技术 主备控制模块的路由进程同步 可用 可靠 可管理 可演进 Page42 I O I O 交换矩阵 线卡 数据平面 转发器 控制模块 失效 路由处理 控制模块 启用 线卡 转发器 控制瞬间切换 相邻路由器 控制平面 相邻路由器 NSR技术 控制模块的切换 可用 可靠 可管理 可演进 Page43 HA HighAvailability 重要部件冗余配置 控制模块交换距阵电源线路卡控制平面和数据平面完全独立运作不中断业务的设备配置硬件插拔和软件加载 卸载及软硬件升级单节点可靠性 99 999 Non StopRouting独立的路由拓扑 对等连接和路由可达性独立的线路卡上数据转发 可用 可靠 可管理 可演进 Page44 NSR与GracefulRestart的比较 7750SRwithGRHelper 3rdPartyGRRouter 7750SRwithNon StopRouting Non StopRouting节点级的恢复 GracefulRestart网络级的恢复 可用 可靠 可管理 可演进 Page45 NSR与GracefulRestart的比较 续 Time NewRoutesLearned PeerCPULoading 100 controlplaneswitchover 100 Stop and Restart Routing 对网络冲击大 需要邻居的帮助 Time 100 Non StopRouting PeerCPULoading 100 NewRoutesLearned controlplaneswitchover GracefulRestart Non Stop Routing自我保护 对其他节点透明 Peer Help NoPeerCPULoading HeadlessForwarding ConstantRouteLearning FastConvergence SlowConvergence 可用 可靠 可管理 可演进 Page46 网络级的保护 线卡或链路的故障 不能通过NSR 需要网络级的保护措施主 备LSP来保护 200msMPLSFRR保护 50ms对3G网元与PE连接的保护路由保护 周期性链路状态检测 恢复时间2 300msVPLS保护 RSTP保护 恢复时间2 30ms 可用 可靠 可管理 可演进 Page47 IP专用承载网的安全解决方案 关闭业务无关端口 禁止业务无关服务路由器与外界的交互管理平面 关闭带内管理功能 使用带外管理通道控制平面 启用加密和认证 明文或MD5 优先处理控制消息限制控制平面流量 防止DoS攻击数据平面 防止DoS攻击ACL的流量过滤 可用 可靠 可管理 可演进 Page48 建立制度化的安全措施 禁止非业务主机接入网络及时安装软件补丁定期进行主机病毒扫描和网络安全扫描定期更改密码详细记录安全日志 定期审计安全记录 定期进行入侵监测加强IP专网与外网 如CMNET等 互通点的防火墙的安全设置 可用 可靠 可管理 可演进 Page49 Alcatel的IP网络管理系统5620SAM VPLS业务 Internet接入 城域以太业务 强大的基于IP MPLS技术的大规模VPN的OAM工具从网管中心对每个开通的VPN业务进行远端排错和管理从网管中心可对任何VPN及内部业务进行完全监控 包括传送的所有数据包 以太接口 接口测试 隧道测试 业务测试 对VPN进行内部测试 VPLS业务 Internet接入 以太接口 业务镜像 PingTraceroute LSPPingLSPTracerouteSDPPing 包括PathMTURoundTripDelay ServiePingforIP VPNServicePingforVLLServicePingforVPLS VRFPingVRFTracerouteMACPingMACTracerouteMACPopulate ServiceMirroring 可用 可靠 可管理 可演进 Page50 IPv6的演进路线 部署双栈骨干在IPv4隧道上部署IPv6在专用数据链路上部署IPv6在MPLS骨干网中部署IPv6 不需要大量的IPv6专用路由器设备和专用链路 可以明显地减少投资 可用 可靠 可管理 可演进 Page51 产品简介 Alcatel7750SR 7450ESS产品家族 90 IP MPLS Ethernet客户 用于NGN 3G 三重播放和商用VPN 专线业务在欧洲已部署于3G核心网业界第一个高可用性的提供IP路由 MPLS IPVPN和VPLS的路由器高度可扩展的IP数据面 路由 MPLS和ATM 可用 可靠 可管理 可持续演进的的承载网方案的产品家族 Page52 业务路由 概念的先导者 新一代IP网络的领先者 值得信赖的IP解决方案 可运营 可管理 可盈利 显著的竞争优势 Alcatel是 业务路由 概念的先导者 而此概念是建设新一代电信IP网络的关键所在 Alcatel在全球新一代电信IP网络的建设中处于领先地位 案例遍布全球 为多家世界领先的运营商提供了广为认可的方案 其中包括SBC的 光速计划 BT的 21cn网络 等 ASB的IP解决方案已经进入中国所有主要运营商 案例遍布包括广东163网在内的全国22个省市不同运营商 ASB的IP解决方案绝对是值得信任的 ASB的解决方案是真正为可运营 可管理 可盈利的IP业务网络设计和优化的 完全胜任运营商对于骨干网 路由型城域网 大客户接入 NGN 3G承载 三重播放承载的多种需求 在IP网络建设中 运营商关注的焦点集中在安全性 服务质量 可靠性以及VPN等方面 在中国电信的测试结果中 我们的上述各指标均比竞争对手有明显优势 上海贝尔阿尔卡特 领先的IP方案提供商 Page53 已公开发布的AlcatelIP商用网络客户 NA EMEA APAC LATAM 40 国家的90 客户 Page54 3GIP承载网建设的必要性3G承载网的需求分析3G核心网承载方案建议3GUTRAN承载方案建议 Page55 支持ATM IP的UTRAN lubTNL 第一跳 可选承载方案 Node B PE IP PPP ML MCPPP NxE1 HDLC NxT1 E1 IP AAL5 NxT1 E1 ATM IMA IP 802 1p q MAC ENET Node B ENET ATM AAL2 NxT1 E1 ATM IMA NxE1 Node B ATM basedUTRAN MSTPbackhaul PE ATM RNC RNC RNC IP MPLS basedUTRAN MSTPbackhaul IP MPLS basedUTRAN MSTPbackhaul R99 R4UTRANwithATMNodeB EvNow IMA使用L2绑定改善低速接口上的时延 R5 6UTRANwithIPoT1 E1NodeB EvR6 IMA或ML MCPPP使用L2绑定改善低速接口上的时延用ATM或HDLC作L2承载 R5 6UTRANwithENETNodeB EvR7 以太网提供高速接口 无需链路绑定 OR IPoAIPoPOSIPoEMPLS IP PPP AAL5 NxT1 E1 ATM OR 1850TSS 40 1850TSS 40 1662SM 1662SM Page56 ISA ES16 4UTRAN应用 Page57 3G业务处理要求 UTRAN信息ATM信元承载不同的VP VC传送控制数据和用户数据 对于用户语音业务采用AAL2封装传送 对于信令 数据业务采用AAL5封装传送 语音 数据等不同的业务因为QOS要求不同而采用不同的VC承载 Page58 3G传输承载方案 强大的ATM汇聚层面有效承载3G 提升网络容量 NodeB到RNC的接口归并 RNC到SGSN的带宽收敛和高效传送 Page59 NodeB到RNC的接口转化和归并 IMAE1透传MSTP内置ATM卡进行统计复用和汇聚RNC出少量的非信道化STM1端口汇聚节点ATMIMAE1 至少支持80个IMA组 每个组支持1 4个E1Link Page60 RNC到SGSN的高效传送 每RNC向上出一个非信道化STM1 初期考虑业务填充率50 全省共80个RNC无汇聚 占省干带宽为80个STM1 不考虑保护 ISA ATM收敛 一半的带宽 只需一个10G Page61 维护操作和QOS考虑 3G初期ATM应用的多种方案 内嵌于3G主设备 在操作3G设备时同时操作ATM 使用ATM交换机 单独维护ATM设备MSTP内嵌ATM功能 在操作传输设备时同时操作ATM 服务质量因素ATM只涉及到VP VC的的操作 ATM汇聚无拓扑要求 不涉及其他节点网络规划和QOS机制保证业务质量 Page62 移动话音业务的增长用户向3G网络迁移双重技术并存 2G 3G移动业务 三重播放 的增长3G技术 HSDPA 推动带宽需求更多的技术手段热点和企业业务里的WiFi和WiMAX核心网向NGN IMS演进QoS性能好的 可用性高的核心网最重要的因素是传输技术的成本 驱动移动网络传输基础设施演进的因素 Page63 3GPPR5 R6全IP演进 R5 R6 融合的IP网络在CN引入MMCallServer CSCF 和 SIP 会话控制协议 基于IP提供多媒体业务在UTRAN引入IP传输来代替ATM传输 IMS HLR HSS SGSN GGSN NodeB RNC IPbackbone IuPs CallServerCSCF SIP SIP Page64 上海贝尔阿尔卡特IP UTRAN解决方案