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,TDM承载的移动B

2、ackhaul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，业务带宽需求成倍增长在未来，LTE

3、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,HSDPAR5,HSUPAR6,MC-HSPA,MBMS(TDD),cdma 2000EV-DO,HSDPA,HSPA+R7/R8,LTE,4G,GSM,TD-SCDMA,WCDMAR99/R4,cdma 1x,cdma 2000,EV-DORev.A,DL:153.6kbps UL:153.6kbps,DL:2.4MbpsUL:153.6kbps,DL:3.1MbpsUL:1.8Mbps,DL:14.4/64kbpsUL:14.4/64kbps,DL:6.2-73.5

4、MbpsUL:3.6-27Mbps,DL:140-280MbpsUL:34-68Mbps,DL:384kbpsUL:384kbps,DL:14.4MbpsUL:384kbps,2G,DL:14.4MbpsUL:5.76Mbps,DL:28.8/84MbpsUL:11.5Mbps,LTE,LTE,LTE,DL:100MbpsUL:50Mbps,EV-DORev.B,DL:384kbpsUL:128kbps,DL:2.8MbpsUL:1.4Mbps,移动宽带化成为移动通信发展的趋势,2002-2003,64144 kbps,2003-2004,2005-2006,2006-2009,2008-20

5、12,2009-2015,64384 kbps,384 kbps 5 Mbps,320Mbps,1050 Mbps,Air Interface Technology,Service Bandwidth,video phone&mobile streaming,multimedia,mobile broadband internet,3G(R99/R4),UL:384 KbpsDL:384 Kbps,3G/HSDPA(R5),UL:384 KbpsDL:14.4 Mbps,3G/HSxPA(R6/R7),UL:5.76 MbpsDL:14.4 Mbps,3G/HSPA+(R8),UL:11 Mb

6、psDL:42 Mbps,LTE,UL:50 MbpsDL: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

7、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+,Verizon,Sprint,KDDI,Bell Canada/Telus,emerging market after 2010,2010 an

8、d 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:128KbpsDL:384Kbps,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

9、.2MbpsDL:2.8Mbps,UL:5.7MbpsDL:8.4Mbps,UL:50MbpsDL: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,BTS,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

10、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%,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MS

11、TP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

12、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/3.5G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(

13、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015km/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

14、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 Anch

15、or,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

16、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；LTE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

17、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1.25MHz（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

18、现，如采用VoIPEPC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

19、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

20、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EUTR

21、AN（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-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,GG

22、SN,MSCServer,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 网络架构对比分析,n,n,2G/3GBSC/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

23、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,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,

24、S2b,SGi,SGi,Wn,S2a,Trusted/Mistrust Non 3GPP/3GPP IP Access,S2c,LTE-Ub,MME(Mobility Management Entity)S-GW(Serving gateway),PDN 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X

25、2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 GateWayMME：Mobility Manag

26、ement 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eNB：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：GP

27、RS Tunneling Protocol，GPRS遂道协议。SCTP：Stream Control Transmission Protocol，流控传输协议。UDP：User Datagram Protocol，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-

28、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 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

29、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 Architecture,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,L

30、TE,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 Management 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(Se

31、rving 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,X

32、2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,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

33、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。,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

34、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/Te

35、lus,emerging market after 2010,2010 and beyond,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SG

36、W/MME,S1,SGW/MME,SGW/MME,NodeB,NodeB,NodeB,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,.

37、,Pool,LTE 终端切换过程,X2 Handover function,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

38、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 50100ms3GPP 定义的时延 20ms,理想 10ms,从业务体验看，S1 E2E时延 25ms3GPP 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-GWeNB,S1,eNB,时延2x5ms vs.10ms带宽97%vs.3%,S-GWX2,业务体验的延时需求 25ms3GPP 要求承载网延时理想值5msS1流量占流量的97以上,业务切换的延

39、时需求 50100ms信令传输要求20ms，理想10msX2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,Ph

40、ysical layer,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T

41、S 23.203-850,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

42、的要求,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-U)建立,LTE承载需求：80

43、2.1x,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Authentication Seve

44、r 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 0 x888E（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 Method数据承载在其他高层次协议中，如 Ra

45、dius（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，以便与认证服务器 Authentication Seve

46、r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、仅输入受控两种方式，以适应不同的应用环境。作为认证系统A

47、uthenticator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

48、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,安全网关或者防火墙,eNB 负责IPSec处理,IPSec处理节点,需要IPSec的场景下，IPSec处理推荐采用旁挂专门的IPSec网关解决专用IPSec网关处理性能高，能力强；同时分离的安全网关便于网络维护,IPSec主要需求来自于租用第三方不信任网络室内覆盖租用不信任的接入网络，如xDSL，xPON等对于E2E自组网的网络，IPSec可

49、以不用,为什么需要IPSec？,IPSec处理,&,隧道模式,MME,S-GW,传送模式,MME,S-GW,IPsec,IPsec,Security gateway,安全性考虑eNB接入需要认证 保护用户特殊会话经过不信任网络,IPSec需求3GPP建议支持隧道模式.如果传送网可信，可以不需要 IPSec,SEGIPsec,Backhaul Network,Backhaul Network,安全性IPSec模式,LTE SON(Self Organized Network)网络简化网络规划、部署、优化和运维承载网络主要关注网络部署自动化基站接入认证 可选，主要面向未来的不安全部署环境，如Fem

50、tocell。LTE宏基站可以不考虑基站参数自动分配 承载网主要处理DHCP,LTE网络的自组织网络-SON,小结：LTE网络带来的“新变化”,LTE相比2G/3G，带来的新变化包括网络架构扁平化网络承载复杂化网络承载高质量网络承载宽带化网络时间同步需求,LTE网络的承载需求,接入带宽：LTE基站的接入带宽最高可达90M150Mb/s或更高，分组承载网需支持带宽扩展；网络规模：LTE实现深度覆盖，网络节点数将是现有基站数量的23倍；统一承载：LTE和2G、3G网络共存，承载网考虑多场景统一接入。现有承载网应具备向分组网络平滑演进的需求；S1和X2：S1为eNB与SGW/MME之间的接口，X2为