LTE的发展对光传送网的新挑战.ppt

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1、LTE的发展对光传送网的新挑战,LTE业务对传输带宽的新要求 LTE网络结构及技术特征 LTE网络对承载网的新要求 LTE业务对承载技术需求分析 LTE承载网技术方案选择思路,内容提要,移动业务和网络正在向ALL IP转型,无线制式在向ALL IP转型, 包括3GPP/3GPP2/IEEE ALL IP带来的好处: 成本低, 带宽高效, 更加灵活, 强扩展性,Presence,MSC,GSN,HLR,CSCF,O&M,Packet Transport Network,PoC,IM,Conference,Gaming,UMTS/HSPA/LTE,GPRS/EDGE,CDMA/UMB,WiMAX,

2、TDM承载的移动Backhaul网络将长期存在,早在2001年5月, DoCoMo 的WCDMA 网络成为世界上第一个商用3G网络. 经过7年的快速发展DoCoMOs 3G用户达到了80%.,(Million),DoCoMo Mobile Subscribers,DoCoMo: The No. 1 mobile network operator in Japan, hold over 50% market share.,Source: DoCoMo Annual Report,从 2G 到 3G, 从 TDM/ATM E1 到ALL IP移动承载网络将是一个长期的过程,网络向ALL IP发展，

3、业务带宽需求成倍增长 在未来，LTE将成为多数移动运营商的必然选择,2.5G,2.75G,3G,3.5G,3.75G,3.9G,GPRS,EDGE,E-EDGE,HSDPA R5,HSUPA R6,MC-HSPA,MBMS (TDD),cdma 2000 EV-DO,HSDPA,HSPA+ R7/R8,LTE,4G,GSM,TD- SCDMA,WCDMA R99/R4,cdma 1x,cdma 2000,EV-DO Rev. A,DL:153.6kbps UL:153.6kbps,DL:2.4Mbps UL:153.6kbps,DL:3.1Mbps UL:1.8Mbps,DL:14.4/64k

4、bps UL:14.4/64kbps,DL:6.2-73.5Mbps UL:3.6-27Mbps,DL:140-280Mbps UL:34-68Mbps,DL:384kbps UL:384kbps,DL:14.4Mbps UL:384kbps,2G,DL:14.4Mbps UL:5.76Mbps,DL:28.8/84Mbps UL:11.5Mbps,LTE,LTE,LTE,DL:100Mbps UL:50Mbps,EV-DO Rev. B,DL:384kbps UL:128kbps,DL:2.8Mbps UL:1.4Mbps,移动宽带化成为移动通信发展的趋势,2002-2003,64144 k

5、bps,2003-2004,2005-2006,2006-2009,2008-2012,2009-2015,64384 kbps,384 kbps 5 Mbps,320 Mbps,1050 Mbps,Air Interface Technology,Service Bandwidth,video phone & mobile streaming,multimedia, mobile broadband internet,3G(R99/R4),UL: 384 Kbps DL: 384 Kbps,3G/HSDPA(R5),UL: 384 Kbps DL: 14.4 Mbps,3G/HSxPA(R6

6、/R7),UL: 5.76 Mbps DL: 14.4 Mbps,3G/HSPA+(R8),UL: 11 Mbps DL: 42 Mbps,LTE,UL: 50 Mbps DL: 100 Mbps,2011-?,1001000 Mbps(?),LTE-advanced,UL: 500 Mbps(?) DL: 1000 Mbps(?),20100 Mbps,higher quality mobile experience, Mobile broadband notebook,随着移动数据业务的增加，基站带宽压力日益显露。 在2010年带宽需求将是早期业务的35倍。 如何降低移动回传传输成本成为一

7、项客户目前最关键问题的之一。,日益增加的RAN带宽需求-空口带宽激增百倍,LTE - 移动网络演进“殊途同归”,相比2G/3G的多技术体制，在未来的4G阶段，整个产业界全部将LTE作为目标网络 不同的演进路径使得承载网络方案选择必须要“着眼现在，展望未来”,GSM/PDC,UMTS,HSPA,HSPA+,LTE FDD/TDD,GSM/GPRS/EDGE,CDMA2000/EV-DO,LTE FDD/TDD,TD-SCDMA,LTE TDD/ SAE,1.最传统方式演进,2. 跳跃式演进,3. 不同体制切换演进,LTE FDD/TDD,4. 中国移动特定的演进,TD-HSPA,TD-HSPA+

8、,Verizon, Sprint, KDDI, Bell Canada/Telus,emerging market after 2010,2010 and beyond,2009,LTE 移动业务“全IP化”,全IP化的移动业务，流量具有高突发性，高不确定性 考虑到成本与性能，承载网络需要Eth/MPLS化,Analysis from OEDC report,CAPEX,OPEX,Broadband Early Stage,Broadband Mature Stage,HSDPA to LTE,LTE高带宽业务带来更高传输带宽需求,3G (R4),UL: 128Kbps DL: 384Kbps

9、,2008,2010-2012,3G/HSxPA (R5/R6/R7),3G/HSPA+ (R8),LTE,20092010,3G/LTE 空口承载技术发展,UL: 2.2Mbps DL: 2.8Mbps,UL: 5.7Mbps DL: 8.4Mbps,UL: 50Mbps DL: 100Mbps,随着3G/LTE空口技术发展，带宽逐步增大，对传输网络的带宽需求越来越大 LTE优势在于数据业务的部署（HSPA，MBMS等），需要高带宽的传输方式 传统的传输方式将很难适应未来带宽需求,视频电话和流媒体业务,多媒体宽带业务,高质量的宽带业务体验,BSC/RNC,SGSN,MGW,aGW,MSC,B

10、TS,NodeB,E1,E1/FE,GE,FE,？,高带宽/高效率传送，基于分组的交换，支持多业务接口，适应带宽流量和业务流向的变化,良好的可扩展性，满足各阶段无线网络要求和平滑演进，保护投资,端到端业务的QoS、OAM和网络管理，时钟和时间同步,电信级低于50ms保护能力，保证业务和网络的可靠性，网络的高安全性,SR,大客户专线,e-NB,分组化 电信级 低成本,IP化业务统一承载需求分析-多业务统一承载,移动流量增长来自移动宽带，年增长率超过125%,Time,Voice Dominant,Data Dominant,Traffic,Revenues,Source: Gartner,125

11、%,流量的增长没有带来收入的线性增长,3G/LTE数据业务的快速发展，带来承载带宽的急剧增长，运营商必须重点关注数据业务的传送效率及每bit传送成本 承载网向分组化发展 MSTP+是为解决传统的MSTP传输网络向未来的PTN网络过渡的解决方案，比较适合运营商逐步过渡的运营思路。,移动宽带化，需要低成本传送,LTE业务对传输带宽的新要求 LTE网络结构及技术特征 LTE网络对承载网的新要求 LTE业务对承载技术需求分析 LTE承载网技术方案选择思路,内容提要,LTE的引入,LTE作为下一代无线发展的风向标，从2008年起就已经进入热炒期 随着高清视频点播、高清视频监控、实时RGB在线游戏、音乐下

12、载和移动电视等业务的发展，原有2G/3G技术无法满足需求，尤其是近年来移动便携终端的大发展，要求网络 支持更高分辨率的图像和更加清晰的视频源 引入LTE，不仅在带宽方面可以满足高清视频业务的发展，还可以支持更多的宽带用户，真正实现无线宽带化 LTE目前已经获得Vodafone、Verizon、T-Mobile、TeliaSonera、中国移动和NTT DoCoMo等多家运营商的广泛支持，TeliaSonera、Vodafone以及Verizon等已经进行LTE部署 LTE已成为后3G时代的主导标准,3GPP LTE概述,LTE是今后全球最主要的广域宽带移动通信系统，未来所有的2G/3G/3.5

13、G技术都将殊途同归，统一演进到LTE/LTE-A阶段 研究未来10年或更长时间内网络演进 目标 降低时延、提高数据速率、改进系统容量和覆盖 扁平化的系统架构 接入网eNodeB+核心网aGW 关键技术 空中接口 SC-FDMA (上行)，OFDMA(下行) 多天线MIMO技术 增强的多媒体广播/多播技术MBMS,LTE的发展目标,容量提升 峰值速率:下行:100 Mbps，上行峰值:50 Mbps 20MHz 频谱效率:下行是HSDPA的3-4倍,上行是HSUPA的2-3倍 覆盖增强 提高“小区边缘比特率”，5 km满足最优容量，30km轻微下降，并支持100km的覆盖半径 移动性提高 015

14、km/h性能最优，15120 km/h高性能，支持120 350 km/h，甚至在某些频段支持500 km/h 质量优化 时延:RAN用户面: 小于 10 ms，控制面:小于 100 ms 服务内容综合多样化 高性能的广播业务，MBMS,提高实时业务支持能力，VoIP达到UTRAN电路域性能 运维成本降低 扁平化架构，降低运维成本,LTE的技术方案（1）,全新的扁平、IP化网络架构，重新定义网元类型和接口的标准 只考虑PS域 只有两种网元：无线网:eNodeB+核心网:aGW 引入了基于OFDM的关键技术 通过IP方式承载综合业务 原UTRAN的CS域业务均 可由LTE网络的PS域承载 信令减

15、化,CS,MSC Server,接入 网关 aGW,LTE技术方案（2）,UTRAN,LTE接入网,MGW,PS分组域,SGSN,GGSN,UTRAN核心网,eNode B,电路交换网,UTRAN接入网,RNC,Node B,Iu,分组数据网,MME/UPE,3GPP Anchor,IMS 子系统,LTE,S1,SGi,S3,S4,Gi,SAE Anchor,非3GPP系统 （WiMAX、WLAN等）,LTE与其它网络互联与漫游,LTE技术方案的特点,LTE技术方案特点 只有分组域，基于2G/3G分组域演进而来，但其架构发生变化，控制与承载相分离 优点 LTE性能先进 缺陷 与已有各3GPP标

16、准不兼容,现有网络向LTE平滑演进困难 已有3G网络建设投资保护性差！,LTE网络带来的新变化,在LTE系统架构中，RAN将演进成E-UTRAN, 且只有一个结点：eNodeB,LTE网络结构,EPS-演进的分组系统,为了保证3GPP网络的竞争优势，3GPP在R8阶段启动了长期演进（LTE）与系统架构演进（SAE）项目，设计提出了全IP的LTE/SAE系统架构（SAE后更名为EPC），并对其无线关键技术、接口协议、信令流程、系统安全、及其与UMTS网络间的互操作等进行了标准化 LTE系统空中接口采用了OFDM、MIMO等无线关键技术，上/下行峰值速率可分别达到50Mbps和100Mbps；LT

17、E无线接入网络（E-UTRAN）具有扁平化的结构，可有效地降低数据传输时延 在核心网方面，引入了全新的分组核心网架构，支持EPS与UMTS系统间互操作，并允许多种非3GPP无线子系统接入到EPS R8版本还提出了基于LTE/EPS网络的MBMS业务系统架构、功能与协议 EPS系统架构分为非漫游和漫游两大类，其中非漫游包括S-GW与P-GW分设和S-GW与P-GW合设两种场景，漫游包括用户面回归属（AF-认证架构:由归属域提供）、用户面本地疏导AF由归属于提供、用户面本地疏导AF由漫游地提供等三种场景,EPS架构概述,EPC-演进的分组核心网,3GPP所定义的EPC的需求主要包括：支持1.25M

18、Hz（包括1.6MHz）20MHz带宽；峰值速率为上行50Mbps、下行100Mbps；频谱效率达到3GPP R6的24倍；用户面延迟小于5ms，控制面延迟小于100ms；支持与现有3GPP和非3GPP系统的互操作；支持IP多媒体子系统（IMS）；取消CS（电路交换）域，CS域业务在PS（包交换）域实现，如采用VoIP EPC不仅支持用户对网络性能与高带宽的要求，其“野心”甚至包括统一分组域和电路域，由LTE统一承载数据和语音业务 EPC还考虑了对多种接入技术的支持，既支持与现有3GPP系统的互通，同时也能支持非3GPP网络（如WLAN、WiMAX）的接入，并支持用户在3GPP网络和非3GPP

19、网络之间的漫游与切换 作为LTE eNodeB连接到分组网络的核心网络，EPC包含了移动性管理实体（MME）、服务网关（S-GW）、分组数据网络网关（P-GW）及策略和计费功能体（PCRF）,EPC网元接口和协议,LTE、SAE、EPC与EPS之间的关系,LTE是英文Long Term Evolution的缩写。LTE也被通俗的称为3.9G，具有100Mbps的数据下载能力，被视作从3G向4G演进的主流技术 2006年9月，3GPP最终确定了LTE（长期演进）：也称之为演进的UTRA和UTRAN（Evolved UTRA and UTRAN）的研究项目。该项研究的目标是确定3GPP接入技术的长

20、期演进计划，使其可以在遥远的将来保持竞争优势，相应的工作项目计划在2007年下半年完成。3GPP还开展了一项平行研究：即系统架构演进（SAE：System Architecture Evolution)，来展示核心网络的演进要点 SAE是一个基于IP的扁平网络体系结构，旨于简化网络操作，确保平稳、有效地部署网络 分组核心演进(EPC)方案是一套全IP产品系列，旨在帮助运营商通过采用无线长期演进（LTE）技术来提供先进的移动宽带服务。分组核心演进解决方案由四个基础组件构成，包括负责动态移动性和策略的移动性管理模块（MME）和动态业务控制器（DSC）以及业务网关（SGW）和分组数据网络（PDN）网

21、关 LTE中核心网演进方向为EPC（Evolved Packet Core），包含MME （Mobility Management Entity）和S-GW（Serving Gateway），无线接入网UTRAN（Universal Terrestrial Radio Access Network）演进方向为EUTRAN（Evolved UTRAN） EPC和EUTRAN合称EPS（Evolved Packet System）,Node B,RNC,SGSN,GGSN,eNode B,MME S/PGW,扁平架构有助于减少延时和简化维护、降低成本: CS核心网消失，LTE只有PS域 GGSN

22、- 业务网关（S-GW/PDN-GW) SGSN - 网络控制器（MME） UMTS RNC消失，RNC的功能转移到了eNodeB之中 eNode B 直接和核心网连接S1、eNodeB之间出现用于切换的逻辑连接X2。,Iub,Iu-Cs,Iu-Ps,Iur,Mc,Gn,RNC,RNC,NodeB,NodeB,MGW,SGSN,GGSN,MSC Server,NodeB,2G/3G 网络架构,S1-U,LTE网络架构,eNodeB,eNodeB,eNodeB,S1-MME,MME,X2,CN,RAN,EPC,S-GW,PDN-GW,S-GW,CS,PS,CN,RAN,LTE网络架构与2G/3G

23、 网络架构对比分析,n,n,2G/3G BSC/RNC,S1,S-GW,SAE（核心网）,MME,Abis/Iub,LTE（无线接入网）,BTS/nodeB,BTS/nodeB,BTS/nodeB,BTS/nodeB,eNB,eNB,eNB,BTS/nodeB,BTS/nodeB,X2,eNB,eNB,相邻基站X2接口MESH连接 时间同步、大带宽、低时延,LTE网络架构扁平化-无线网络架构扁平化,LTE网络构成,相比2G/3G网络，LTE网络显著的变化主要体现在 “扁平化” BSC/RNC的“消失”以及核心网功能“归并”,eNB,eNB,eNB,X2,X2,X2,MME,Serving GW

24、,PDN GW,MME,S1-MME,S1-MME,S1-U,S1-U,S10,S11,S5,S6a,ePDG,GERAN,UTRAN,S3,S4,PCRF,S7,Operators IP Services,Rx+,Internet,Trusted Non 3GPP IP Access,Mistrust Non 3GPP IP Access,S2b,SGi,SGi,Wn,S2a,Trusted/Mistrust Non 3GPP/3GPP IP Access,S2c,LTE-Ub,MME (Mobility Management Entity) S-GW (Serving gateway),P

25、DN GW(3GPP anchor) ePDN GW(SAE anchor),LTE扁平的两层网络结构相关名词术语（1）,LTE的重大变化：Local Switch: eNB or eNB/eNB traffic；S1-pool。其中eNB每个基站下行带宽120M（DT等规划60M） S1接口：eNB到aGW；eNB之间：底层采用IP传输，在逻辑上通过X2接口互相连接，形成逻辑Mesh网络 如何解决Local Switch： eNB自己支持L2/L3功能，自主实现self backhauling；底层传送只需要管道； 传输网络支持L2/L3交换（具体是L2还是L3，取决于eNB和aGW的业务处

26、理模式、网络规模等。目前业界倾向于L3）。 RNC: Radio Network Controller; SGSN: Serving GPRS Support Node; GGSN: Gateway GPRS Support Node; MME：Mobility Management Entity; S-GW：Serving GateWay MME：Mobility Management Entity，移动管理实体 Serving GW：Serving GateWay，服务网关，负责路由和转发用户面数据。同时作为eNodeB之间切换及LTE与其它3GPP技术之间移动锚点。 eNode B或eN

27、B：LTE架构下的移动接入点。 S1接口：eNode B与Serving GW或MME之间的逻辑接口，分为用户面S1-U（eNode B-Serving GW之间）和控制面S1-C（eNode B-MME之间） X2接口：eNode B之间的逻辑接口，分为用户面部分（X2-U）和控制面部分（X2-C） UP-PDU：User Plane Protocol Data Unit。 GTP：GPRS Tunneling Protocol，GPRS遂道协议。 SCTP：Stream Control Transmission Protocol，流控传输协议。 UDP：User Datagram Prot

28、ocol，用户数据报协议。 TCP：Transmission Control Protocol，传输控制协议。 OAM：Operation, Administration, Management，操作维护管理。,LTE扁平的两层网络结构相关名词术语（2）,移动管理设备（MME，Mobility Management Entity ） 服务网关（S-GW，Serving GateWay） 分组数据网网关（P-GW，Packet Data Network Gateway ） 计费网关（CG，Charging Gateway ） 策略和计费控制单元（PCRF，Policy and Charging

29、Rules Function ） 归属签约用户服务器（HSS，Home Subscriber Server ） 域名服务器（DNS，Domain Name Service ）等功能单元组成。 其中，S-GW和P-GW可合设，也可以分设,LTE移动承载网络架构变化,LTE在2G/3G网络上演进，无线网进一步扁平化 X2和S1-Flex接口需要移动承载网在核心节点设备需要具备三层能力 核心PTN支持静态L3VPN，继承PTN核心理念同时，增强了承载网的功能扩展性,BSC/RNC,sGW/MME,S1-flex 接口,X2接口,sGW/MME,GGSN,SGSN,eUTRAN Network Arc

30、hitecture,PDN GW,S1,X2,X2,X2,IP/Ethernet Network,Physical eUTRAN Network,S1,S1,S1&X2,S1&X2,Node B,Iur,Iub,UTRAN Network Architecture,Node B,UTRAN Physical Architecture,ATM/TDM/ IP/Ethernet,ATM/TDM,Node B,ATM/TDM,3G,LTE,网络结构扁平化，对承载网提出来新的要求。如何解决Local Switch业界仍有争论。,LTE阶段网络结构发生改变,MME (Mobility Managemen

31、t Entity),eNB,eNB,eNB,X2,X2,X2,MME,Serving GW,PDN GW,MME,S1-C,S1-C,S1-U,S1-U,S10,S11,S5,S6a,GERAN,UTRAN,S3,S4,PCRF,S7,Operators IP Services,Rx+,Internet,SGi,SGi,Non 3GPP IP Access,S2,LTE-Ub,PDN GW(3GPP anchor),S-GW (Serving gateway),LTE网络各网元逻辑连接,S1/X2 用户面,eNB、SGW的数据传送 基于IP/UDP/GTP-U,S1控制面,业务启动、调整、释放

32、 3GPP、LTE切换 调度 信令传送 故障指示和重启 漫游和区域限制 UE更正 MME 负载均衡 位置报告 RAN信息管理 过载管理 。,X2 控制面,用户通道控制 切换控制 上传管理 故障处理,S1/X2接口,S1-Flex支持MME/SGW POOL 增强可靠性,MME/SGW POOL简化网络复杂性,POOL化以提高可靠性和灵活性,S1接口 S1分为S-U（S-GW）和S1-C(MME) 通过S1-Flex支持MME/SGW POOL，增强可靠性和灵活性,X2接口 X2 用于实现UE在相邻eNB之间切换，承载信令和少量切换数据,LTE的网络结构扁平化和IP化，无线网络引入S1和X2接口

33、,小结：LTE网络的技术特征,2G/3G与LTE/EPC的比较,2G/3G网络架构与LTE/EPC架构的映射关系,LTE业务对传输带宽的新要求 LTE网络结构及技术特征 LTE网络对承载网的新要求 LTE业务对承载技术需求分析 LTE承载网技术方案选择思路,内容提要,S1-Flex和X2的多点连接是对现有移动回传网络的最大挑战,S1-Flex和X2均是基于IP寻址，实现多点之间连接 S1-Flex要求实现负载分担和冗余保护 X2接口的连接数量 每个eNB 的X2连接数量取决于eNB的小区数量。 在3个小区理想覆盖下，每个 eNB有6个相邻eNB。 非理想的小区覆盖下，相邻eNB约10个左右。,

34、中国移动现有3G移动回传网络（MSTP和PTN），均是点到点连接的E1或以太网FE专线汇聚方式，需引入L2 VPN或L3 VPN技术来实现S1-Flex和X2的多点之间连接建立。,LTE承载网面临的主要挑战,LTE对移动回传承载提出的新需求,相比于3G网络，LTE对移动回传承载提出了一些新需求: 取消了RNC，LTE网络结构扁平化和IP化 引入了S1-Flex和X2接口，需多点之间连接 基站传输带宽需求剧增，近期200-300Mb/s，LTE-A还将达到1Gb/s 更小的传输延时，更高的QoS要求,LTE的不同演进路径要求承载网络“与时俱进”,相比2G/3G的多技术体制，在未来的4G阶段，整个

35、产业界全部将LTE作为目标网络 不同的演进路径使得承载网络方案选择必须要“着眼现在，展望未来”,GSM/PDC,UMTS,HSPA,HSPA+,LTE FDD/TDD,GSM/GPRS/EDGE,CDMA2000/EV-DO,LTE FDD/TDD,TD-SCDMA,LTE TDD/ SAE,1.最传统方式演进,2. 跳跃式演进,3. 不同体制切换演进,LTE FDD/TDD,4. 中国移动特定的演进,TD-HSPA,TD-HSPA+,Verizon, Sprint, KDDI, Bell Canada/Telus,emerging market after 2010,2010 and bey

36、ond,2009,移动业务全IP化要求LTE承载网络需要Eth/MPLS化,全IP化的移动业务，流量具有高突发性，高不确定性 考虑到成本与性能，承载网络需要Eth/MPLS化,Analysis from OEDC report,CAPEX,OPEX,Broadband Early Stage,Broadband Mature Stage,HSDPA to LTE,LTE承载需求（S1接口）,承载网,SGW /MME,承载需求： 对于S1接口，由于需要支持SGW/MME Pool，即一个eNodeB需要归属到多个SGW/MME,S1,SGW /MME,SGW /MME,NodeB,NodeB,N

37、odeB,LTE承载需求（X2接口）,承载网,SGW /MME,承载需求： 对于X2接口，任意的2个eNodeB之间都存在交互的需求,S1,X2,SGW /MME,NodeB,NodeB,NodeB,NodeB,NodeB,LTE X2 “部分MESH化”的承载需求,LTE网络终端切换管理下移至eNB实现（X2接口），需要承载网络支持部分MESH状的连接实现X2承载,SGW1/MME,SGWn/MME,Evolved Packet Core (SAE),S1-flex,Evolved RAN (LTE),X2,SGW2/MME,Pool,LTE 终端切换过程,X2 Handover funct

38、ion,LTE对于承载网络时延的要求更为严格 S1单向时延5ms 整网流量以S1为主 97%的流量,业务移动性需要切换时间 50100ms 网络 20ms, 理想情况 10ms,E2E业务体验需要 50ms 网络E2E时延 10ms,3GPP TR R3.018,S1 流量占据 RAN 97%,X2 流量占据 3%,S1/X2 Traffic,S1,X2,3GPP TR R3.018,时延,带宽,S1,97%,X2,3%,LTE网络的流量特征,S1和X2的承载需求分析,S1的需求要比X2需求更为严格，如果承载网络满足了S1的需求，那么X2的交换点位置无论在哪里都能够得到满足,业务移动性时延要求

39、 50100ms 3GPP 定义的时延 20ms, 理想 10ms,从业务体验看， S1 E2E时延 25ms 3GPP 定义的时延 10ms,3GPP TR R3.018,S1的业务流量占整个LTE RAN流量97%以上,X2的流量占整个LTE RAN流量小于3%,S1/X2 Traffic,S1,X2,3GPP TR R3.018,时延,带宽,S-GW eNB,S1,eNB,时延 2x5ms vs. 10ms 带宽 97% vs. 3%,S-GW X2,业务体验的延时需求 25ms 3GPP 要求承载网延时理想值5ms S1流量占流量的97以上,业务切换的延时需求 50100ms 信令传输

40、要求20ms，理想10ms X2流量占流量的3以下,S1承载时延要求更加严格， LTE承载网设计和优化的核心是S1需求 X2承载不需要做任何优化即可轻松满足性能要求,LTE承载网针对占流量97的S1优化,LTE承载网先满足S1流量需求，再满足X2的需求,类似于高速公路的实践经验，LTE网络建设应当首先解决S1流量需求，在满足S1流量的基础上，合理的选择方案解决X2的需求,S1 Highway,X2 deployed when needed,像建设高速公路一样建设LTE网络,LTE基站数量增加23倍,S1/X2承载开销,SCTP,IP,Data link layer,Physical layer

41、,S1/X2 Control plane,GTP-U,UDP,IP,Data link layer,Physical layer,S1/X2 User Plane,Protocol layer and overhead,TD LTE带宽需求和开销（理论上）,LTE - “高质量”的承载需求,相比2G/3G承载需求，LTE对于承载网络在时延/带宽方面的需求更高/更大,LTE由于带宽能力得到提升，支持的业务种类能够和固定网络看齐 LTE将业务质量标识分为9类，分别对应承载网的不同优先级和报文时延,(Excerpted from TS 23.203),LTE业务承载质量要求,标准TS 23.203-

42、850,TD-LTE网络Qos要求,LTE S1-Flex “高可靠性”的承载需求,相比2G/3G BTS/NodeB单归属于BSC/RNC，LTE RAN的组网可靠性更高 SGW POOL 和MME POOL,LTE 同步 - 时间同步需求,在LTE阶段，无论何种复用制式都需要时间同步,部分3G标准和全部LTE要求时钟同频同相,GPS同步方案存在“两难两高”困局,LTE时代，基站除频率同步外，还需求时间同步 GPS安装困难、成本高、存在安全隐患等缺陷，致使基站同步需求传送网络提供时钟（频率 & 相位）的传送能力,LTE阶段需要“同频同相”的时钟传送-时间同步、低时延,TD-LTE传输时延的要

43、求,LTE 用户面时延需求5ms （ TS25.913） LTE端到端的时延 ICIC时延要求：20ms 切换时延要求：,TD-LTE e-NB启动流程,以太网端口802.1x认证 DHCP 获取IP地址、子网掩码、缺省网关地址、相关服务器地址信息 IPSec建立 仅仅在穿通第三方网络时需要 OSS连接建立、程序下载 获取所有站点的配置信息 程序下载，并重启 X2连接建立 可以基于站点配置信息静态建立，或者基于对UE的实时测量采用ANR（ Automatic Neighbor Relations）方式建立 在穿通第三方网络时，X2采用传输模式 MME连接(S1-MME)建立 S-GW连接(S1

44、-U)建立,LTE承载需求：802.1x,AGW,承载网,接入层设备需要支持802.1x端口认证控制，提供安全访问机制，承载网设备需要将EAPOL信息在专用的认证信息通道传递 认证信息通道可以是特定的VLAN或者已建立的特定隧道,DHCP/DNS,RADIUS,EAPOL,EAP协议交互 通过Radius协议承载,NodeB,IEEE802.1x的体系结构（1）,IEEE802.1x的体系结构中包括三个部分：申请者系统Supplicant System，用户接入设备，比如eNB；认证系统Authenticator System，接入控制单元，即与eNB相连的承载设备（Proxy）；认证服务器A

45、uthentication Sever System，一般是核心网中可以是RADIUS服务器或者其它AAA服务器。 申请者Supplicant与认证系统Authenticator间运行IEEE802.1x定义的EAPOL协议； EAPOL协议封装到以太网中进行传输，此时ETH Type类型为 0x888E（IEEE Std 802.1X - Port-based network access control），以太网目的MAC地址为01:80:C2 00:00:03。 认证系统Authenticator 与认证服务器 Authentication Sever 间运行 EAP 协议，EAP Me

46、thod数据承载在其他高层次协议中，如 Radius（此时认证系统Authenticator 作为RADIUS Client，认证服务器 Authentication Sever作为RADIUS server），以便穿越复杂的网络到达认证服务器。认证系统Authenticator需要转换EAPOL以及RADIUS中的EAP Method数据，以保证RADIUS服务器与申请者Supplicant之间在EAP Method数据层进行通信，满足RFC2869以及RFC3579要求。RADIUS一般封装在UDP中进行通信，作为认证系统Authenticator的回程网设备需要支持IP地址，以便与认证服

47、务器 Authentication Sever之间传输在IP层面运行RADIUS协议。,IEEE802.1x的体系结构（2）,认证系统Authenticator每个物理端口内部有受控端口（Controlled Port）和非受控端口（unControlled Port）等逻辑划分。非受控端口始终处于双向连通状态，主要用来传递 EAPOL 协议帧，可保证随时接收Supplicant发出的认证EAPOL报文。受控端口只有在认证服务器 Authentication Sever认证通过的状态下，由认证系统Authenticator打开，以便用于传递网络资源和服务。受控端口可配置为双向受控、仅输入受控两

48、种方式，以适应不同的应用环境。 作为认证系统Authenticator的回程网设备，需要支持对端口的Force-Authorized、 Force-UnAuthorized和Auto状态配置和查询。 支持下列认证方式，包括 EAP-MD5（pre-shared user ID and password）RFC 3748； EAP-TLS (EAP-Transport Layer Security) RFC 5216。,LTE承载需求：DHCP,AGW,汇聚,DHCP/DNS,RADIUS,eNB 需要通过DHCP 获取IP地址、子网掩码、缺省网关地址、IEEE1588V2服务器地址、OSS服务器地址等信息，在接入层为二层网络的情况下，需要汇聚层设备支持DHCP Snooping、Relay、Option82等。 认证信息通道可以是特定的VLAN或者已建立的特定隧道。,接入,DHCP交互,DHCP Relay,NodeB,LTE 安全问题 IPSec,aGW,PSN,NB/eNB,基站侧设备,核心点设备