LTE的结构及承载网解决方案.ppt

LTE的结构及承载网解决方案 课程提纲 2 LTE的结构与技术特征 3 什么是 LTE LTE是3G网络的演进 与传统的2G 3G网络架构有何区别 LTE的结构与技术特征 4 传统的2G 3G组网结构 语音部分由核心网CS域进行处理 数据部分由PS域进行处理 基站之间不能直接通信 基站间信令的切换需要通过BSC RNC 通过点到点面向连接的E1或者FE专线汇聚方式回传至BSC RNC LTE的结构与技术特征 5 LTE的组网结构 扁平 IP化的系统架构1 无BSC RNC 只有两种网元 eNB aGW RNC的功能被拆分至MME S GW以及eNB中 S GW RNC中的用户平面承载功能 MME RNC中的大部分控制平面功能 eNB RNC中的终端切换管理功能 aGW PS域 实现基站之间的互通 MESH组网 2 AllIP 核心层只有PS域 且控制与承载相分离 由IMS统一承载全业务 MME 处理控制 信令信号S GW 处理数据 语音等业务 3 点到多点的面向连接网络 LTE的结构与技术特征 6 LTE的主要接口组成 S1与X2 eNodeB eNodeB 本地传输网 MME S GW eNodeB eNodeB aGW S1 U S1 C X2 S1接口用于连接eNodeB和aGW 分为 S1 C eNodeB MME S1 U eNodeB S GW S1 C S1 U X2 U X2 C X2接口用于eNodeB之间互通 信令切换及少量数据 分为 X2 C eNodeB eNodeB X2 U eNodeB eNodeB OM接口用于连接NMS 实现OAM LTE的结构与技术特征 7 LTE的pool化 eNodeB eNodeB 本地传输网 MME S GW eNodeB eNodeB aGW X2 S1接口扩展 S1 Flex通过S1 Flex支持MME S GWpool 增强可靠性和灵活性 MME S GW S1 C S1 U MMEpool S GWpool pool 1 实现S1接口点到多点的连接 2 实现单个eNodeB节点的业务分摊 归属于多个aGW 简化了组网 3 实现eNodeB节点与aGW的保护倒换 LTE的结构与技术特征 8 小结 LTE的结构与技术特征 9 小结 网络扁平化 网元数目最小化 核心网处理趋同化 业务控制分离化 IP化 课程提纲 10 LTE对承载网的需求 11 LTE作为从3G演化而来的网络 对承载网产生哪些需求 LTE对承载网的需求 12 需求一 高带宽 LTE对承载网的需求 13 LTE作为从3G演化而来的网络 对承载网产生哪些需求 LTE对承载网的需求 14 与传统2G 3G网络的点到点面向连接方式相比 LTE网络是IP化的点到多点的连接方式 S1 Flex和X2均是基于IP寻址 EPC是仅有PS域的IP化核心网 承载网负责实现eNodeB之间的互通以及与aGW的直接互通 需求二 接口支持 业务IP化 LTE对承载网的需求 15 S1接口 占总流量的95 97 1 S GW P GW设备对于二层处理能力有限 仅能支持少数VLANID 2 S1 Flex需要与多个aGW连接实现池组化 随着池组化的规模扩大 三层优势显现 承载网接口是否需要支持三层功能 支持三层 X2接口 占总流量的3 5 1 现阶段 X2接口主要实现eNodeB之间的切换及少量数据互通 2 MESH组网 X2接口的信息流量取决于组网的复杂程度 路由功能能提高基站间的灵活性 2 未来 随着P2P的业务模式发展 需要重新进行X2接口的需求评估 支持三层二层亦可 需求二 接口支持 业务IP化 LTE对承载网的需求 16 LTE作为从3G演化而来的网络 对承载网产生哪些需求 LTE对承载网的需求 17 需求三 网络结构 网络规模LTE实现深度覆盖 网络节点数为现网的2 3倍 组网结构采用基站间的MESH组网 逻辑上 基站与网管之间采用多归属的组网方式 组网结构复杂 按理想情况来计算 每个eNodeB覆盖三个小区 则可以形成六边形的组网方案 每个小区与相邻小区的互通仅需要3条X2链路即可 每个eNodeB四周有6个相邻eNodeB 非理想状态下 相邻eNodeB的数量在10个左右 LTE对承载网的需求 18 LTE作为从3G演化而来的网络 对承载网产生哪些需求 LTE对承载网的需求 19 需求四 QoS LTE对承载网的需求 20 需求四 QoS LTE对承载网的需求 21 LTE作为从3G演化而来的网络 对承载网产生哪些需求 LTE对承载网的需求 22 需求五 网络安全性及保护 网络安全性IPSec当租用第三方不信任网络时 需要引入IPSec 在需要引入IPSec的场景下 可在承载网核心层旁挂IPSec网关解决eNodeB接入需要认证 例如RADIUS 保护用户的特殊会话 专线业务 允许经过不被信任的网络当传送网可信时 可不需要IPSec LTE对承载网的需求 23 需求五 网络安全性及保护 网络保护LTE需要承载网提供高可靠性的电信级保护 倒换小于50ms 1 传输路径出现故障时 承载网需完成eNodeB至aGW的双路径保护倒换 及时切换至保护路径 2 网关设备出现故障时 eNodeB自身可实现倒换至不同网关的功能 网关池多归属组网 也可通过承载网实现 LTE对承载网的需求 24 LTE作为从3G演化而来的网络 对承载网产生哪些需求 LTE对承载网的需求 25 需求六 网络同步 无论采用FDD LTE还是TDD LTE 均需要同时满足频率同步及时间同步 同频同相 频率同步同步以太网技术 从线路码流内提取时钟 时间同步GPS存在难选址难安装 成本高不安全的弊端 因此LTE基站需要承载网提供精确的时间同步信号 IEEE1588V2 课程提纲 26 2020 3 15 27 可编辑 LTE承载网PTN的解决方案 28 为什么选择PTN承载 LTE 1 IP网络是一种无连接的网络 引入MPLS技术可以将无连接的IP网络转化为点到点 多点 的面向连接网络 2 PTN具备大容量电信级分组交换核心 灵活的组网 支持多业务接口 能应对LTE高带宽低时延的要求 3 可升级具备L3能力 支持路由 组播等一系列功能 为S1及X2接口的传输实现提供有效的承载解决方案 4 完整的IEEE1588V2时间同步 若核心层采用OTN 则需要OTN支持OSC或时间透传 5 支持层次化的QoS 提供流量分类 流量监控 拥塞管理 队列调度 流量整形等处理 支持分层的OAM 增强故障定位和精确的性能管理 6 PTN网络支持电信级保护 支持网内的线性保护 LSP1 1 及环网保护 Wrapping 也支持与其他网络互通的双归保护 LAG LTE承载网PTN的解决方案 29 PTN承载LTE的原理 PTNLTE承载网的核心问题 L3的切入 LTE承载网PTN的解决方案 30 S1接口承载模型 可靠性和业务 同步是运营商承载网的基础 NativeETH和NativeIP无法满足需求考虑全网的建设及运维成本 全网L3不合理单纯的L2VPN在网络扩展性上不如L3VPN L2 L3 LTE承载网PTN的解决方案 31 X2接口承载模型 PE节点 采用集中交换模型 减少交换节点 使连接简单化 降低成本 LTE承载网PTN的解决方案 32 PTN的LTE解决方案 L2VPN eNodeB eNodeB eNodeB aGW NMS PE节点 4xVSI 每个eNodeB需要四个VLAN子接口 所有eNodeB的X2与OM所属VLAN需相同核心节点通过L2交换实现业务交换 VSI 本质是MAC地址表寻址 LTE承载网PTN的解决方案 33 PTN解决方案 L2VPN 的特点 采用L2VPN的方式 前期部署简单 运维成本低 小规模时现网可直接平缓过渡 单域组网规模受限需要LTEaGW支持VLAN子接口和eNodeB对接L2不能有效隔离广播域 容易导致拥塞 安全性低 业界普遍的观点 需要在LTE传送网中引入L3VPN的技术 以满足LTE的传送要求 LTE承载网PTN的解决方案 34 LTE承载网PTN的解决方案 35 PTN的LTE解决方案 PTN CE 调度层 接入汇聚层 组网特点1 沿用以往PTN组网的结构 PTN网络仅使用L2功能 实现对业务的端到端配置及管理 2 aGW之前 引入CE路由器 使用双归属配置 满足业务调度 业务汇聚的需求 3 CE路由器之间需要互联 用于保护倒换 业务承载1 LTE基站业务 PW在核心侧PTN设备终结 通过ETH接入CE 2 CE统一通过三层转发功能 实现X2流量互通以及S1流量的上传 包括实现网关池组化的S1 Flex上联 3 跨地市的业务需通过CE进入IP专网 调度至另一地市的CE路由器 终结PW 将S1 X2 OM统一发往CE CE统一进行三层转发 实现池组化 LTE承载网PTN的解决方案 36 PTN CE方案的业务承载VPN实现 LTE承载网PTN的解决方案 37 PTN CE的保护方案 LTE承载网PTN的解决方案 38 PTN CE的保护方案 故障场景一 LTE承载网PTN的解决方案 39 PTN CE的保护方案 故障场景二 采用VRRP 是一条虚拟路径 LTE承载网PTN的解决方案 40 PTN CE的保护方案 故障场景三 采用VRRP 是一条虚拟路径 LTE承载网PTN的解决方案 41 PTN CE的保护方案 故障场景四 LTE承载网PTN的解决方案 42 1 保持PTN现网的主体 与原有2G 3G业务无冲突 2 引入CE设备 通过CE实现交换及多归属组网的灵活调度 3 对于跨区的流量 可通过CE间互联的IP城域网实现承载 4 PTN网络 PTN与CE间 CE与网关采用分布式保护 保证全网的安全运行 5 采用分段式的OAM 各司其职 简化运维 适合大规模组网 PTN CE方案的特点 LTE承载网PTN的解决方案 43 PTN的LTE解决方案 L2VPN L3VPN eNodeB eNodeB eNodeB aGW NMS PE节点 4xVRI 每个eNodeB需要四个VLAN子接口 不同基站的VLAN子接口在不同的IP网段核心节点通过L3交换 VRI 本质是路由表寻址 实现不同子网间的业务交换 LTE承载网PTN的解决方案 44 PTN解决方案 L2 L3 的特点 承载网采用全PTN的设备组网方式采用L2 L3的方式 组网规模不受限制 但运维相对较高不需要LTEaGW支持VLAN子接口和eNodeB对接L3能有效隔离广播域和冲突域PE节点位置可以根据实际组网需求适当下移 实现业务的灵活调度 L2 L3的方案可分为L3静态IP和L3动态IP两种 LTE承载网PTN的解决方案 45 PTN的LTE解决方案 L2 L3静态IP 内部虚拟VLAN子接口 用于终结E Line 做L2与L3的桥接 每个核心区域分配一个大网段地址 如10 0 0 0 20 0 0 0 每个核心节点下带的基站 由小网段来区分 如10 1 2 1 10 1 3 1等 每个核心节点配置一个VRI 并配置相应的IPPW标签 不同VRI之间通过IPPW实现转发隔离 每个eNodeB分配独立的VLAN 同时分配一个独立网段的IP地址 S1 X2的业务在接入汇聚通过E Line来承载 在核心节点处 通过不同的虚拟VLAN子接口 终结E Line业务 虚拟VLAN子接口需要配置一个和相应基站在同一个网段的IP地址 LTE承载网PTN的解决方案 46 L2 L3静态IP方案的业务承载 接入汇聚E Line承载S1与X2 同网段内的X2流量 同网段的S1流量 多归属S1 Flex流量 通过静态IPPW在核心节点间调度 跨网段的X2流量 当传送S1业务时 在核心节点的VRI下根据IP进行转发 通过本地IP转发到本地的aGW 或通过静态IPPW传送至远端aGW 实现aGWPool的调度 当传送X2业务时 在核心节点的VRI下根据IP进行转发 通过本地IP转发到同网段内的基站 或通过静态IPPW传送至远端基站 内部虚拟VLAN子接口 用于终结E Line 做L2与L3的桥接 跨地市的业务 由核心层节点PTN设备接IP专网的路由器 通过IP专网调度至另一地市 LTE承载网PTN的解决方案 47 L2 L3静态IP方案的业务封装 区分 LTE承载网PTN的解决方案 48 L2 L3静态IP方案的保护方案 PWAPS LAG E Line业务终结 以IP包的形式上联核心层设备 单归则采用LSP1 1APS 双归则采用PWAPS LAG保护建立同步通信通道 LTE承载网PTN的解决方案 49 L2 L3静态IP方案的保护方案 PWAPS VRRP E Line业务终结 以IP包的形式上联核心层设备 单归则采用LSP1 1APS 双归则采用PWAPS VRRP保护建立VRRP通道 LTE承载网PTN的