面向LTE的PTN传输网承载建设方案-20120922

2012年9月17日星期一第1页LTELTE及全业务及全业务PTNPTN传输传输承载网建设方案承载网建设方案2012年9月17日星期一第2页••PTNPTN的网络定位的网络定位••PTNPTN的基本概念的基本概念••PTNPTN的体系架构的体系架构••PTNPTN设备整体框架设备整体框架••PTNPTN的多业务承载的多业务承载••PTNPTN的的QoSQoS技术技术••PTNPTN的同步技术的同步技术••PTNPTN的保护倒换技术的保护倒换技术••PTNPTN的的OAMOAM技术技术••PTNPTN技术的发展趋势技术的发展趋势内容提要内容提要2012年9月17日星期一第3页•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DHCPSnooping、Relay、Option82等。•在eNB与S-GW/MME之间使用IPSecTunnel保证数据的机密性与完整性。–IPSecTunnel在eNB中直接启用，保证移动数据在第一个接入点的安全；而后在移动承载网汇聚/核心侧终结，保证端到端的数据安全。–要求移动承载网络既要支持IPSec网关功能，还要在接入的承载设备上有防止非法接入的能力，如802.1x等安全机制。•此前一直在使用IPv4的私有地址，越来越暴露出使用私有地址的不足。–私有地址有区块划分，跨界后会不好管理，此外还有越来越多的业务需要真实地址。•只有IPv6才能支撑对LTE网络的需求。–LTE代表着“永远在线”的网络，这意味着不管是否有应用在使用中，只要用户终端开机，就需要有IP地址分配到该终端。IPIP相关需求相关需求DHCPIPSecIPV62012年9月17日星期一第4页LTELTE跨城域承载组网要求跨城域承载组网要求SGWMME省中心省网PTN本地网地市APTN本地网场景一场景一地市NS1-US1-CeNodeBeNodeBƒ本地网流量：S1-U+S1-Cƒ省网流量：Ʃ(S1-U+S1-C)……场景二场景二MME省中心PTN本地网PTN本地网省网SGWSGW地市A地市NeNodeBeNodeBƒ本地网流量：S1-U+S1-Cƒ省网流量：Ʃ(S1-C)……2012年9月17日星期一第5页PTNPTN省内干线省内干线业务承载模型业务承载模型L3PTN……省中心aGWS1业务集客业务L2/L3PTN本地网APTN本地网NUNIƒ业务流向ƒ从本地网接入层节点流向省中心的aGWƒ接口类型ƒIPƒGE、10GEƒ需承载的S1接口业务条目数较多ƒ为L3业务ƒ有较高的同步、时延要求ƒ业务流向ƒ从本地网接入层节点流向另一个本地网接入层节点ƒ同省、异省ƒ从省干节点流向另一个省干节点ƒ接口类型ƒIPƒFE、GE、10GEƒTDMƒE1、STM-Nƒ需承载的业务条目数有限ƒ为L2业务，基本无L3业务需求ƒ无严格的同步、时延要求省内集客专线业务省内集客专线业务省内LTE回传业务省内LTE回传业务2012年9月17日星期一第6页为什么加载为什么加载L3VPNL3VPNƒS1接口承载需求：引入IP路由转发功能（L3VPN），由承载网中的IP路由转发功能完成不同基站到不同SGW的灵活转发。ƒX2接口承载需求：X2与S1可以共享承载通道，利用承载网核心调度层的IP转发能力来支持（L3VPN），以避免相邻基站之间因X2连接而产生的N平方连接问题。NE2NE3MME（备用）SGW（主用）PGWMME(主用)核心层、落地侧PTN汇聚层PTN接入层PTN接入层SGW（备用）引入L3查找路由表，去MME查找路由表，去相邻的基站2012年9月17日星期一第7页实现实现3G3G基站的动态归属调整基站的动态归属调整–核心层PTN通过L3VPN实现基站归属调整–端到端配置EVPL业务模式实现基站归属调整RNC-1RNC-2PTN接入层PTN汇聚层PTN核心层•需重新配置端到端LSP和PWL3VPNL3VPN•无需重新配置LSP和PW•核心层启用L3VPN①去LSP标签②自动路由寻址ƒL3VPN实现动态的基站归属调整NodeBNodeBRNC-1RNC-22012年9月17日星期一第8页两套技术方案满足需求两套技术方案满足需求两套方案ƒL3PTN方案ƒPTN+CE路由器联合组网ƒPTN和基站间接口：PTN设备应采用GE接口（优选光接口）与基站相连；ƒ核心层和SGW/MME间接口：PTN设备采用10GE接口（优选光接口）与SGW相连，PTN设备应采用以GE接口（优选光接口）与MME相连；ƒPTN和WDM/OTN间接口：PTN设备优选采用10GE接口与WDM/OTN相连，可选采用GE接口与WDM/OTN相连。接口要求接口要求ƒL3VPN：PE与PE之间、PE与CE之间的路由交互、VRF标签的分配ƒL3的保护：VRRP、IPFRR、VPNFRR、Ethernet-TrunkƒIP业务特性：DHCPRelayƒ故障检测OAMƒ终结基站的VLAN关键技术关键技术2012年9月17日星期一第9页LTELTE承载的的两个方案承载的的两个方案L2PTNeNBeNBMME/SGWMME/SGWL2PTNeNBeNBMME/SGWMME/SGW9PTN的汇聚层和接入层设备不变，在核心层PTN设备引入L3功能，根据IP地址转发S1和X29只有跨城域的流量才需要经过OTN专线或IP专网转发。9原有的PTN核心层、汇聚层和接入层设备都保持不变9在核心层引入CE设备，PTN与CE相连，所有流量都要经过CE转发，判断去往本核心局归属的S-GW或X2，跨核心局的S-GW或X2方案描述方案描述L3PTNCE2012年9月17日星期一第10页核心层核心层PTNL3PTNL3方案方案核心调度层接入汇聚层10.1.2.110.1.3.120.1.2.1L3VPNVRFL2VPNPW核心设备支持终结E-Line能力，做L2与L3的桥接eNodeBeNodeBeNodeBPE节点PE节点aGW30.1.1.1aGW20.1.1.1aGW10.1.1.1ƒ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。ƒ每个核心节点配置一个VRF，并配置相应的VRF内层标签。ƒ每个eNodeB分配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VRF终结E-Line业务。2012年9月17日星期一第11页PTNL3PTNL3业务承载方案业务承载方案核心调度层接入汇聚层10.1.2.110.1.3.120.1.2.1L3VPNVRFL2VPNPW接入汇聚E-Line承载S1与X2同网段内的X2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ƒ当传送S1业务时，在核心节点的VRF下根据IP进行转发，通过本地IP转发到本地的aGW；或通过L3VPN传送至远端aGW，实现aGWPool的调度。ƒ当传送X2业务时，在核心节点的VRF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L3VPN传送至远端基站。核心设备支持终结E-Line能力，做L2与L3的桥接ƒ跨地市的业务1、由核心层节点设备接OTN二干调度，目前也有考虑建PTN二干；2、由核心层节点设备接IP专网的路由器，通过IP专网调度至另一地市。eNodeBeNodeBeNodeBPE节点PE节点aGW30.1.1.1aGW20.1.1.1aGW10.1.1.1同网段的S1流量2012年9月17日星期一第12页PTNL3PTNL3业务封装业务封装–核心层设备支持L2/L3桥接，支持动态隧道建立和路由寻址功能–L3VPN采用VRF标签+LSP标签的封装方式PE节点PE节点核心调度层接入汇聚层10.1.2.110.1.3.1LTE载荷IPVLANEth头LTE载荷IPVLANEth头PW标签LSP标签NNIEth头LTE载荷IPEth头LTE载荷IPVRF标签LSP标签NNIEth头LTE载荷IPEth头eNodeBeNodeBaGW30.1.1.1aGW20.1.1.1aGW10.1.1.12012年9月17日星期一第13页核心层核心层PTN+CEPTN+CE方案方案VRRP心跳报文MMESGW备用CE主用CEPTN汇聚环核心环接入环汇聚环接入环在于：VRRP的心跳报文问题ƒ方式一：心跳报文走CE之间，不穿越PTN网络，CE之间可以用BFD检测故障，触发VRRP的倒换。ƒ方式二：不支持方式一的CE路由器之间的心跳报文穿透PTN的二层网络，由PTN配置VPLS实现。方式一与方式二的区别PE与CE的OAM对通：采用802.3ahOAM检测链路故障和节点故障，但802.3ahOAM是慢协议，标准里定义OAM的报文周期长，检测时间无法保证50ms以内。亟待标准化及多厂家互通验证。共性问题VRRP、链路捆绑VRRP、802.3ahMPLS-TP的保护方式（LSP1:1保护或环网保护）、双归保护、MPLS-TPOAMCE作为网关，为S1、X2业务建立L3VPN的VRF，配置DHCPRLEAY技术成熟，方案成熟度待验证eNodeBeNodeBeNodeBeNodeB终结PW，将S1/X2/OM统一发往CECE统一进行L3转发2012年9月17日星期一第14页LTELTE网络推荐保护方式网络推荐保护方式•核心层–接入链路侧（AC）•网关层（L3）：虚拟路由器冗余协议（VRRP）、IPFRR•链路层（L2）：LAG–网络侧业务层：VPNFRR–网络侧隧道层：LSP1:1•汇聚接入层–网络侧业务层：双归（主备PW）–网络侧隧道层：LSP1:1MMESGWMMESGWL2L3A0A1A2A32012年9月17日星期一第15页核心层保护核心层保护——L2L2与与L3L3叠加保护叠加保护•L2保护段落，1:1LSP–建立A2向A3设备的LSP1:1–抵御A2与A3间的线路故障•L2保护段落，LAG保护–A3与SGW/MME之间连接多路10GE，组成LAG保护组–抵御单路通道失效•L3保护段落，IPFRR、VRRP–主用A3与SGW全部通道失效时，启用IPFRR、VRRP保护–抵御A3与SGW/MME间的线路故障•L3保护段落，VPNFRR–抵御A3节点失效•核心局失效时，MME通知所有eNB，A3-1节点失效，转向其他局址A2SGWMMESGWMME故障故障故障A3-1A3-211223344552012年9月17日星期一第16页BTS承载方案承载方案——2G2G业务及业务及TDMTDM专线专线业务保护方案业务保护方案OAM方案OAM方案OTN网络10GE/40GE10GEBSCBSCPWE3L2VPNPWLabelTunnelLabel1EthernetHeader1ControlWordRTPHeader(optional)TDMDataTDMDataTDMDataPW冗余+LSP1:1MSP1:1+DL1+1GE全网MPLS-TPOAM以E1业务为例以E1业务为例端到端MPLS-TP端到端MPLS-TPBTS2012年9月17日星期一第17页承载方案承载方案——3G3G业务业务承载方案一端到端MPLS-TP承载方案一端到端MPLS-TPOTN网络10GE/40GE10GERNCRNCL2VPNPWLabelTunnelLabelEthernetHeaderETHHeaderIPHeaderIPDataETHHeaderIPHeaderIPData承载方案二PW转L3VPN方案承载方案二PW转L3VPN方案L3VPNGE以FE业务为例以FE业务为例ETHHeaderIPHeaderIPDataL2VPNVRFLabelTunnelLabelEthernetHeaderIPHeaderIPDataETHHeaderIPHeaderIPDataETHHeaderIPHeaderIPDataPWL