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（eNodeBMME）S1-U（eNodeBS-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（eNodeBeNodeB）X2-U（eNodeBeNodeB）,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,LTE承载网PTN的解决方案,27,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,28,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,29,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,30,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,31,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,32,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,33,LTE承载网PTN的解决方案,34,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,35,PTN+CE方案的业务承载VPN实现,LTE承载网PTN的解决方案,36,PTN+CE的保护方案,LTE承载网PTN的解决方案,37,PTN+CE的保护方案（故障场景一）,LTE承载网PTN的解决方案,38,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,39,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,40,PTN+CE的保护方案（故障场景四）,LTE承载网PTN的解决方案,41,1、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,42,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,43,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,44,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,45,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,46,L2+L3静态IP方案的业务封装,区分,LTE承载网PTN的解决方案,47,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,48,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