lte的结构及承载网解决方案

1、LTE结构及承载网处理方案第1页课 程 提 纲2LTE结构与技术特征 1LTE对承载网需求 2LTE承载网PTN处理方案3第2页LTE结构与技术特征3什么是“LTE”?Long Term Evolution（长久演进）LTE通常称为3.9G，是一个从3G向4G演进主流技术LTE是3G网络演进，与传统2G/3G网络架构有何区分？第3页LTE结构与技术特征4传统2G/3G组网结构BTS/Node BBTS/Node BBSC/RNCBSC/RNC当地传输网MGWMSCSGSNGGSNCNRANPS域CS域 语音部分由关键网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

2、切换需要经过BSC/RNC。 经过点到点面向连接E1或者FE专线汇聚方式回传至BSC/RNC。第4页5LTE结构与技术特征LTE组网结构 扁平、IP化系统架构 1、无BSC/RNC，只有两种网元：eNB+aGW； RNC功效被拆分至MME、S-GW以及eNB中： S-GW：RNC中用户平面承载功效； MME：RNC中大部分控制平面功效； eNB：RNC中终端切换管理功效。P-GW网络控制部分IMSeNode BeNode B当地传输网MMES-GWEPCE-UTRANeNode BeNode BaGWPS域业务控制、信令实现基站之间互通MESH组网 2、All IP,关键层只有PS域，且控制与

3、 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、点到多点面向连接网络 实现基站之间互通，MESH组网（逻辑上）第5页6OMNMSLTE结构与技术特征LTE主要接口组成S1与X2eNode BeNode B当地传输网MMES-GWeNode BeNode BaGW业务控制、信令S1-US1-CX2 S1接口 用于连接eNode B和aGW，分为： S1-C（eNode BMME） S1-U（eNode BS-GW）S1-APSCTPIPVLANMACS1-CUP-PDUsGTP-UUDPIPVLANMACS1-UUP-PDUsX2-APGT

4、P-UUDPSCTPIPIPVLANVLANMACMACX2-U&X2-CX2接口用于eNode B之间互通（信 令切换及少许数据），分为： X2-C（eNode BeNode B） X2-U（eNode BeNode B）OM接口用于连接NMS，实现OAM 第6页7LTE结构与技术特征LTEpool化eNode BeNode B当地传输网MMES-GWeNode BeNode BaGW业务控制、信令X2S1接口扩展：S1-Flex经过S1-Flex支持MME/S-GW pool，增强可靠性和灵活性。 MMES-GWS1-CS1-UMME poolS-GW poolpool1、实现S1接口点到

5、多点连接。2、实现单个eNode B节点业务分摊（归属于多个aGW），简化了组网。3、实现eNode B节点与aGW保护倒换。 第7页LTE结构与技术特征8小结第8页LTE结构与技术特征9小结网络扁平化网元数目最小化关键网处理趋同化业务控制分离化IP化第9页课 程 提 纲10LTE结构与技术特征 1LTE对承载网需求 2LTE承载网PTN处理方案3第10页LTE对承载网需求11LTE作为从3G演化而来网络，对承载网产生哪些需求？LTE对承载网需求同时QoS网络结构带宽安全性及保护接口支持第11页LTE对承载网需求12需求一：高带宽bandwidthUL/DLMIMOPeak TP per ce

6、ll(Mbps)Payload Peak TP per cell(Mbps)20MHzUplink148.0740.37Downlink2160.22137.3110MHzUplink124.0320.19Downlink280.1168.655MHzUplink112.0210.09Downlink240.0534.331.25MHzUplink13.002.52Downlink25.014.29基站传输带宽需求剧增短期需求约200Mb/s，CIR 100Mb/s（20M带宽）第12页LTE对承载网需求13LTE作为从3G演化而来网络，对承载网产生哪些需求？LTE对承载网需求同时QoS网络结

7、构带宽安全性及保护接口支持第13页LTE对承载网需求14与传统2G/3G网络点到点面向连接方式相比，LTE网络是IP化点到多点连接方式。S1-Flex和X2均是基于IP寻址，EPC是仅有PS域IP化关键网，承载网负责实现eNode B之间互通以及与aGW直接互通。在移动现网中（MSTP与PTN）引入L2VPN或L3VPN技术需求二：接口支持（业务IP化）第14页LTE对承载网需求15S1接口（占总流量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VLAN ID。2、S1-Flex需要与多个aGW连接实现池组化，伴随池组化规模扩大，三层优势显现。 承载网接口是否需要支

8、持三层功效？支持三层X2接口（占总流量3-5%）1、现阶段，X2接口主要实现eNode B之间切换及少许数据互通。2、MESH组网，X2接口信息流量取决于组网复杂程度。路由功效能提升基站间灵活性。2、未来，伴随P2P业务模式发展，需要重新进行X2接口需求评定。 支持三层二层亦可需求二：接口支持（业务IP化）第15页LTE对承载网需求16LTE作为从3G演化而来网络，对承载网产生哪些需求？LTE对承载网需求同时QoS网络结构带宽安全性及保护接口支持第16页LTE对承载网需求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2-3倍。组网结构采取基站间MESH组网（逻辑上），基站与网

9、管之间采取多归属组网方式，组网结构复杂。按理想情况来计算，每个eNode B覆盖三个小区，则能够形成六边形组网方案。每个小区与相邻小区互通仅需要3条X2链路即可，每个eNode B四面有6个相邻eNode B。非理想状态下，相邻eNode B数量在10个左右。第17页LTE对承载网需求18LTE作为从3G演化而来网络，对承载网产生哪些需求？LTE对承载网需求同时QoS网络结构带宽安全性及保护接口支持第18页LTE对承载网需求19需求四：QoSQCIPriorityPacket Delay BudgetPacket Error Loss RateExample Services1（GBR）210

10、0ms10-2Conversational Voice2（GBR）4150ms10-3Conversational Video(live streaming)3（GBR）350ms10-3Real Time Gaming4（GBR）5300ms10-6Non-Conversational Video(buffered streaming)5（non-GBR）1100ms10-6IMS Signaling6（non-GBR）6300ms10-6VideoTCP-based7（non-GBR）7100ms10-3VoiceVideo(live)Interactive Gaming8（non-GBR

11、）8300ms10-6Video(live)TCP-based9（non-GBR）9300ms10-6Other第19页LTE对承载网需求20需求四：QoS传输时延要求第20页LTE对承载网需求21LTE作为从3G演化而来网络，对承载网产生哪些需求？LTE对承载网需求同时QoS网络结构带宽安全性及保护接口支持第21页LTE对承载网需求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。第三方网络MMES-GWSEGIPSec在需要引入IPSec场景下，可在承载 网关键层旁挂IPSec网关处理eNode B接入需要认证（比如RADIUS）保护用户特殊会话

12、（专线业务）允许经过不被信任网络当传送网可信时，可不需要IPSec第22页LTE对承载网需求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eNode B至aGW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，eNode B本身可实现倒换至不一样网关功效（网关池多归属组网），也可经过承载网实现。疑问？eNode B本身可倒换，传输对单个eNode B至aGW业务是否还需要采取传输保护方式（双重保护）？第23页LTE对承载网需求24LTE作为从3G演化而来网络，对承载网产生哪些需求？LTE对承载网需求同

13、时QoS网络结构带宽安全性及保护接口支持第24页LTE对承载网需求25需求六：网络同时SystemFrequency accuracyTiming accuracyGSM0.05ppmNAWCDMA0.05ppmNATD-SCDMA0.05ppm3usCDMA0.05ppm3usFDD-LTE0.05ppm4usTDD-LTE0.05ppm3us不论采取FDD-LTE还是TDD-LTE，均需要同时满足频率同时及时间同时（同频同相）。频率同时同时以太网技术（从线路码流内提取时钟）时间同时GPS存在难选址难安装，成本高不安全弊端，所以LTE基站需要承载网提供准确时间同时信号。（IEEE1588V2

14、）第25页课 程 提 纲26LTE结构与技术特征 1LTE对承载网需求 2LTE承载网PTN处理方案3第26页LTE承载网PTN处理方案27为何选择PTN承载“LTE”?1、IP网络是一个无连接网络，引入MPLS技术能够将无连接IP网络转化为点到点（多点）面向连接网络。2、PTN具备大容量电信级分组交换关键，灵活组网，支持多业务接口，能应对LTE高带宽低时延要求。3、可升级具备L3能力，支持路由、组播等一系列功效，为S1及X2接口传输实现提供有效承载处理方案。4、完整IEEE1588V2时间同时（若关键层采取OTN，则需要OTN支持OSC或时间透传）。5、支持层次化QoS，提供流量分类、流量监

15、控、拥塞管理、队列调度、流量整形等处理；支持分层OAM，增强故障定位和准确性能管理6、PTN网络支持电信级保护，支持网内线性保护（LSP1:1）及环网保护（Wrapping），也支持与其它网络互通双归保护（LAG）。第27页LTE承载网PTN处理方案28汇聚节点Eth PWeNode BTUNNELeNode B基站侧节点FE关键节点L2 or L3switchEth PWTUNNELaGWaGWGEPTN承载LTE原理PTN LTE承载网关键问题：L3切入第28页LTE承载网PTN处理方案29S1接口承载模型可靠性多业务/同时扩展性运维成本Native ETHXXNative IPXXL2V

16、PNL3VPNXX可靠性和业务/同时是运行商承载网基础，Native ETH和Native IP无法满足需求考虑全网建设及运维成本，全网L3不合理单纯L2VPN在网络扩展性上不如L3VPNL2+L3汇聚层以上关注点汇聚层以下关注点第29页LTE承载网PTN处理方案30X2接口承载模型eNode BeNode BeNode BeNode BeNode BeNode B直连模型：LSP（X2）=（ N2-N ）/2eNode BeNode BeNode BeNode BeNode BeNode B集中交换模型：LSP（X2）=NPE节点采取集中交换模型，降低交换节点，使连接简单化，降低成本。第30

17、页LTE承载网PTN处理方案31PTNLTE处理方案（L2VPN）eNode BeNode BeNode BaGWNMSPW APSMC-LAGS1-CS1-UX2OMPE节点（4xVSI）eNode B1S1-VLAN1(U/C)X2-VLANOM-VLANeNode B2S1-VLAN2(U/C)X2-VLANOM-VLANeNode BnS1-VLANn(U/C)X2-VLANOM-VLAN每个eNode B需要四个VLAN子接口，全部eNode BX2与OM所属VLAN需相同关键节点经过L2交换实现业务交换-VSI（本质是MAC地址表寻址）第31页LTE承载网PTN处理方案32PTN处

18、理方案（L2VPN）特点采取L2VPN方式，前期布署简单，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LTE aGW支持VLAN子接口和eNode B对接L2不能有效隔离广播域，轻易造成拥塞，安全性低第32页LTE承载网PTN处理方案33PTN（L2VPN）+CE路由器方案一PTN（L2VPN+L3VPN）方案二第33页LTE承载网PTN处理方案34PTNLTE处理方案（PTN+CE）eNode BeNode BeNode BaGWaGWCECES1X2调度层接入汇聚层 组网特点1、沿用以往PTN组网结构，PTN网络仅使用L2功效，实现对业务端到端配置及管理。2、aGW之前，引

19、入CE路由器，使用双归属配置，满足业务调度、业务汇聚需求。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在关键侧PTN设备终止。经过ETH接入CE。2、CE统一经过三层转发功效，实现X2流量互通以及S1流量上传（包含实现网关池组化S1-Flex上联）。3、跨地市业务需经过CE进入IP专网，调度至另一地市CE路由器。终止PW，将S1/X2/OM统一发往CECE统一进行三层转发实现池组化S1第34页LTE承载网PTN处理方案35PTN+CE方案业务承载VPN实现eNode BDHCP VLANDHCPeNode B IP地址分配：依据VLAN ID完成基站IP地址分配

20、，需要划分4个IP子接口。eNode BS1-Flex VPNS1-U PWS1-C PWeNode B S1业务：基站依据S1 VLAN承载S1业务，对于跨VLAN归属（Pool），在CE设备上进入S1-Flex VPN。eNode BOM VPNOM PWeNode B OM业务：基站依据OM VLAN承载OM业务，统一归属到NMS，在CE设备上进入OM VPN。eNode BX2 VPNX2 PWeNode B X2业务：基站依据X2实际连接情况实现承载，同一网段内点，X2流量在CE上做L2交换，不一样网段间点，则在CE上进入X2 VPN，实现路由。第35页LTE承载网PTN处理方案36

21、PTN+CE保护方案eNode BeNode BeNode BaGWCECE调度层接入汇聚层主用Tunnel备用TunnelDNI TunnelaGE侧VRRP通道基站侧VRRP通道第36页LTE承载网PTN处理方案37PTN+CE保护方案（故障场景一）eNode BeNode BeNode BaGWCECE调度层接入汇聚层主用Tunnel备用TunnelDNI Tunnel倒换后上行流量倒换后下行流量第37页LTE承载网PTN处理方案38PTN+CE保护方案（故障场景二）eNode BeNode BeNode BaGWCECE调度层接入汇聚层主用Tunnel备用TunnelDNI Tunne

22、l倒换后上行流量倒换后下行流量采取VRRP，是一条虚拟路径第38页LTE承载网PTN处理方案39PTN+CE保护方案（故障场景三）eNode BeNode BeNode BaGWCECE调度层接入汇聚层主用Tunnel备用TunnelDNI Tunnel倒换后上行流量倒换后下行流量采取VRRP，是一条虚拟路径第39页LTE承载网PTN处理方案40PTN+CE保护方案（故障场景四）eNode BeNode BeNode BaGWCECE调度层接入汇聚层主用Tunnel备用TunnelDNI Tunnel倒换后上行流量倒换后下行流量第40页LTE承载网PTN处理方案411、保持PTN现网主体，与原

23、有2G/3G业务无冲突。2、引入CE设备，经过CE实现交换及多归属组网灵活调度。3、对于跨区流量，可经过CE间互联IP城域网实现承载。4、PTN网络、PTN与CE间、CE与网关采取分布式保护，确保全网安全运行。5、采取分段式OAM，各司其职，简化运维，适合大规模组网。PTN+CE方案特点第41页LTE承载网PTN处理方案42PTNLTE处理方案（L2VPN+L3VPN）eNode BeNode BeNode BaGWNMSPW APSMC-LAGS1-CS1-UX2OMPE节点（4xVRI）eNode B1S1-VLAN1(U/C)X2-VLAN1OM-VLAN1eNode B2S1-VLAN

24、2(U/C)X2-VLAN2OM-VLAN2eNode BnS1-VLANn(U/C)X2-VLANnOM-VLANn每个eNode B需要四个VLAN子接口，不一样基站VLAN子接口在不一样IP网段关键节点经过L3交换-VRI（本质是路由表寻址）实现不一样子网间业务交换第42页LTE承载网PTN处理方案43PTN处理方案（L2+L3）特点承载网采取全PTN设备组网方式采取L2+L3方式，组网规模不受限制，但运维相对较高不需要LTE aGW支持VLAN子接口和eNode B对接L3能有效隔离广播域和冲突域PE节点位置能够依据实际组网需求适当下移，实现业务灵活调度第43页LTE承载网PTN处理方

25、案44PTNLTE处理方案（L2+L3静态IP）eNode BeNode BaGWPE节点aGWPE节点aGW关键调度层接入汇聚层eNode BIP PWL2 PW内部虚拟VLAN子接口，用于终止E-Line，做L2与L3桥接每个关键区域分配一个大网段地址，如、；每个关键节点下带基站，由小网段来区分，如、等。每个关键节点配置一个VRI，并配置对应IP PW标签。不一样VRI之间经过IP PW实现转发隔离。每个eNode B分配独立VLAN，同时分配一个独立网段IP地址。S1、X2业务在接入汇聚经过E-Line来承载，在关键节点处，经过不一样虚拟VLAN子接口，终止E-Line业务（虚拟VLAN

26、子接口需要配置一个和对应基站在同一个网段IP地址）。第44页LTE承载网PTN处理方案45L2+L3静态IP方案业务承载eNode BeNode BaGWPE节点aGWPE节点aGW关键调度层接入汇聚层eNode BIP PWL2 PW接入汇聚E-Line承载S1与X2同网段内X2流量同网段S1流量多归属S1-Flex流量，经过静态IP PW在关键节点间调度跨网段X2流量当传送S1业务时，在关键节点VRI下依据IP进行转发，经过当地IP转发到当地aGW；或经过静态IP PW传送至远端aGW，实现aGW Pool调度。当传送X2业务时，在关键节点VRI下依据IP进行转发，经过当地IP转发到同网段

27、内基站；或经过静态IP PW传送至远端基站。内部虚拟VLAN子接口，用于终止E-Line，做L2与L3桥接跨地市业务，由关键层节点PTN设备接IP专网路由器，经过IP专网调度至另一地市。第45页LTE承载网PTN处理方案46L2+L3静态IP方案业务封装eNode BeNode BaGWPE节点aGWPE节点aGW关键调度层接入汇聚层LTE荷载IPVLANEth头LTE荷载IPVLANEth头PW标签LSP标签NNI Eth头LTE荷载IPEth头LTE荷载IPIP PW标签LSP标签NNI Eth头LTE荷载IPEth头区分第46页LTE承载网PTN处理方案47L2+L3静态IP方案保护方案

28、（PW APS+LAG）eNode BeNode BaGW调度层接入汇聚层GEGEGEE-Line业务终止，以IP包形式上联关键层设备单归则采取LSP1:1APS；双归则采取PW APS主用Tunnel备用TunnelDNI TunnelPW APSLSP1:1MC-LAGL3L2LAG保护建立同时通信通道第47页LTE承载网PTN处理方案48L2+L3静态IP方案保护方案（PW APS+VRRP）eNode BeNode BaGW调度层接入汇聚层GEGEGEE-Line业务终止，以IP包形式上联关键层设备主用Tunnel备用TunnelDNI Tunnel单归则采取LSP1:1APS；双归则采取PW A