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Redes de transporte para Móviles
Aplicaciones de Redes IP/MPLS multiservicio
Javier Martin Rodriguez
Alcatel-Lucent España
Enero, 2009
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2006, #####
Agenda
1. Introducción
2. Servicios de red sobre redes IP/MPLS
3. Agregación de RAN con Service routing
4. Agregación de Femto Celdas
5. Evolución del Core de transporte en redes móviles (Concpeto y
arquitectura de CPN – Convergent Packet network)
6. Agregación y core para LTE
2 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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1
Introducción
3 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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La creciente sofisticación de los servicios exige una transformación de la red
 Servicios personalizados
 Calidad de Experiencia de usuario
 Time-to-market
4 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Con un óptimo
coste total de
propiedad
La visión de Alcatel-Lucent sobre las tendencias tecnológicas
Hogar digital
 Quad-play con femto-celdas
 Gestión remota
DISEÑO
E
INTEGRACIÓN
Acceso inalámbrico
 Acceso radio multi-standard
 Nuevos conceptos de antenas (MIMO..)
Acceso fijo y móvil banda ancha
 ADSL, VDSL, GPON, HSPA, HSPA+, LTE
Redes IP unificadas fijo y móvil
EXTREMO
A
EXTREMO
 Agregación y routing orientado a servicios
 Deep Packet Inspection
Funciones específicas de Vídeo
 Fast Channel Change
 Inserción de publicidad
Redes ópticas
 Transporte de 40 y en el futuro 100 Gbit/s
 Óptica flexible, transporte IP
Nueva arquitectura de servicios
 IMS
 Entornos de Desarrollo de Servicios (SDE)
5 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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La transformación de la red:
Acceso de alta capacidad, wireless universal y todo IP
Creciente diversidad en dispositivos y servicios
finales: multimedia, ocio, negocios…
Multitud de aplicaciones y servidores
Importancia creciente del papel de integrador
Acceso de muy alta
capacidad
GPON
VoD
BTV
Servicios
Internet
VoIP/IMS
Femto
Video
ISAM
DSL
IP/MPLS
VoIP/IMS
Agregación
Eth/MPLS
Internet
Routers de
Servicios
Core óptico
Radio Multi Standard
SDR y BSR “plug and connect”
Femto
Cobertura interior,
nodos domésticos “femto-celdas”
6 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
Reducción de las diferencias
entre acceso fijo y móvil
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Capacidad Terabits
Alta disponibilidad, flexibilidad
y eficiencia en coste
Industry Drivers
Cost Pressures from Broadband Mobile Traffic Mandate Evolution to All-IP
Increase in consumer demand for services—
voice, data, video—on the go
ARPU decreasing for voice, increasing with
data--trending in some countries flat to
negative as bandwidth demands increase
Revenue
New broadband mobile services require
increased capacity, robust quality, with
optimal consumer experience
Worldwide ARPU composition
Mobile Service providers must evolve to
realize the reduced costs, efficiencies
and quality of an all-IP network
Time
Voice Monthly ARPU
Mobile Data Monthly ARPU
Source: Alcatel-Lucent Corporate Strategy
Global Subscriber Forecast ~5B by 2011,
CAGR ’06-’11 = 11%
Source: Alcatel-Lucent Corporate Strategy July 2007
7 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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META Enables Mobile Evolution to all-IP
CircuitSwitched
Backbone
NGN Packet
Transport
IP/MPLS
Backbone
IMS
Multimedia
Staged Evolution with
High Availability
Dedicated 2G,
3G backhaul
networks
8 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
H-QoS
Services
Management
Hybrid
backhaul Pseudowires
for
HSPA
legacy
offload
OAM
Pico/Femto
cells
(3G scalability)
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Overlay Networks for 2G/3G are too Costly, Complex and Don’t Scale
Internet
PSTN
Separate TDM/Data
core transport
MSC/MGW
TDM, Optical
SGSN
FR, IP
BSC/RNC
TDM,
Optical
T1/E1
Overlay Networks with
separate mgmt.
CORE
PDSN/
GGSN
AGGREGATION
ATM
Backhaul
ACCESS
xDSL
BTS/
NodeB
TDM WiMAX
(3G)
Leased Lines
NxT1/E1
IMA
Eth->T1/E1
Mapping
Costly dedicated lines do
not allow resource sharing
Issues:
BTS/
Node B
PDH/SDH
Microwave
BTS/
Node B
SHDSL
 Does not scale: Overlay TDM, ATM and DSL networks don’t cost effectively scale to meet
capacity requirements
 Not efficient: Under utilization of costly TDM access links, increasing operating
expenses--ATM aggregation is efficient but costly
 Costly and complex: Complex operator integration of varied backhaul technologies for
End-to-end provisioning, OAM and QoS
9 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Efficient Evolution to all-IP with Alcatel-Lucent’s
Mobile Evolution Transport Architecture
IMS
PSTN
IP/MPLS adds
scalability and QoS
from core to cell site
Internet
End-to-end Network and
Service
Management
MTSO
IP/MPLS and
Optical Core
CORE
Optical, Microwave,
or IP/MPLS Backhaul
AGGREGATION
ACCESS
Optical
IP/MPLS
Microwave
DSL/GPON
Integrated Mobile
TDM/Ethernet/IP
7750 SR / 1850 TSS / 16xx
Any BTS
7710/7750 SR /7670 RSP,
1850 TSS/166x, MDR 8000 or 9600 LSY
Any BTS
Support of multigenerational
wireless networks
1850 TSS-5 / 16xx / 7705 SAR / 9500 MPR /
7342 ISAM / 7302 ISAM / IMTA
META Benefits:
Flexibility to Pay as You Grow: Leverages existing infrastructure evolves to all-IP at the pace of customer
demand with the QoS required.
Network Convergence: Evolves existing networks onto converged packet networks.
Highly integrated solution: Reduces OPEX, increases scalability and availability, end-to-end OAM and
enables broadband service delivery over any media—fiber, copper, wireless.
44% Cost Reduction over 5 years*
10 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
*Based on Bell Labs Modeling comparing Evolved Backhaul vs. Leased Lines
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Mecanismos tradicionales de transporte de redes de datos
Lineas Alquiladas
 El cliente obtiene enlaces punto a punto
dedicados
 Alto coste de alquiler
TDM
Network
Servicios ATM y FR
 Sistemas portadores sobre infrastructura
compartida entre clientes
 Alternativa más económica a las líneas
alquiladas
11 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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FR/ATM
Network
MPLS como mecanismo de transporte, adaptación, redundancia e
ingeniería de capas de nivel 2
MPLS posibilita el transporte de tráficos de
cualquier tipo sobre la red (IP, ATM, TDM,
Ethernet...)
IP+MPLS
MPLS
Tunnel
Label
Service
Demux Field
Customer
Ethernet
Packet
Los paquetes, tramas o celdas de cliente son
encapsulados en LSPs extremo a extremo
MPLS incorpora mecanismos de ingeniería de
tráfico para optimizar el uso de recursos en la red
y proporcionar mecanismos de redundancia de
enlaces rápidos
IP+MPLS
Basándose en MPLS se han desarrollado lógicas de
VPN de L2 y L3
MPLS proporciona las marcas de QoS para ser
aprovechadas en función de la potencia de los
nodos de red
IP+MPLS
MPLS NO es suficiente para proporcionar QoS por el mismo.
Los mecanismos de QoS dependen del motor HW y recursos dedidados a SLAs
(TECNOLOGÍA) sobre los que se construya la red
12 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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MPLS revoluciona el mundo de las VPNs
Servicios posibles con MPLS
PE B
ATM
Service
Virtual Leased Line
(Draft-martini; PWE3)
 Servicios punto a punto Ethernet, FR, ATM, y
TDM
 La red de paquetes es transparente al
abonado
PE C
PE A
IP / MPLS
Network
FR
Service
Ethernet
Service
PE D
IP VPN
(RFC 2547bis)
 Servicio de outsourcing de routing
 Virtualización a nivel IP
PE B
R
R
PE C
VPRN
SERVICE 1
R
VPRN
SERVICE 2
IP/MPLS
Network
PE A
R
R
R
PE D
VIRTUAL
ROUTER
VPLS
(RFC-4762- antiguo draft-lasserre-vkompella)
 Servicio Ethernet multipunto
Una red, todos los servicios
PE B
B B
PE A
PE C
B
B
B
PE D
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B
IP / MPLS
Network
B
13 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
VPLS
Service
VPLS
Service
VIRTUAL
BRIDGE
Servicios sobre Ethernet
Escalabilidad
Alcatel 7450 ESS / Alcatel 7750 SR
MPLS/VPLS Ofrece una escalabilidad mucho mayor
Servicios
MPLS ofrece un aislamiento que permite alcanzar decenas de miles de servicios y
clientes
Ethernet Service
Switch
Service Router
Nuevos
Servicios
MPLS elimina la necesidad de utilizar Spanning Tree
Las direcciones MAC de clientes no se aprenden en el core de la red
“Given the limitations of Spanning Tree implementations, various MPLS techniques
currently in draft within the IETF hold promise as long-term scalable solutions
that maximize network resource utilization” Metro Ethernet Forum(Agosto 2003).
SLAs por
cliente
Switch Ethernet
Tradicional
Switches Ethernet y Routers Tradicionales
Bridging Nivel 2 pierde economía de escala
Límites de 4.000 VLANs y soluciones alternativas (apilamiento) propietarias
Fiabilidad
Spanning Tree no funciona en redes grandes
Todas las direcciones MAC de todos los clientes en todos los equipos
14 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Servicios sobre Ethernet
Rendimiento y Fiabilidad
Alcatel 7450 ESS / Alcatel 7750 SR
Rendimiento superior y predecible
Restauración ante fallos en 50m/s failover, incluso con miles de clientes y servicios
Servicios
Utilización de Ingeniería de Tráfico MPLS para mejor utilización de los recursos
Ethernet Service
Switch
Service Router
previniendo la congestión
Nuevos
Servicios
SLAs por
cliente
Switches Ethernet y Routers Tradicionales
Impredecible
Switch Ethernet
Tradicional
La convergencia de Spanning Tree depende de la topología del tamaño de las tablas
de direcciones… entre unos pocos segundos y minutos

Fiabilidad
Imposible mantener la QoS durante la restauración
Las topologías basadas en Spanning Tree no permiten optimizar el camino entre dos
puntos. Esto hace impredecible el retardo y jitter en topologías de red grandes.
15 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Servicios sobre Ethernet
Garantía de SLAs
Alcatel 7450 ESS / Alcatel 7750 SR
Cumplimiento de SLAs Garantizado
Arquitectura determinista, orientada a conexión
Servicios
Mecanismos flexibles y potentes de H-QoS para ofrecer SLAs por cada cliente y
Ethernet Service
Switch
Service Router
servicio
Clara diferenciación entre servicios que permite venderlos de manera independiente
Nuevos
Servicios
SLAs por
cliente
Switches Ethernet y Routers Tradicionales
Switch Ethernet
Tradicional
Posibilidades de SLAs limitadas
Comportamiento no determinista, con mecanismos QoS de nivel 2 poco predecibles
Mecanismos de QoS locales en cada nodo, no extremo a extremo
Fiabilidad
16 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
Problemas con el tratamiento de tráficos sensibles al retardo
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Servicios sobre Ethernet
Control de Servicios
Alcatel 7450 ESS / Alcatel 7750 SR
Herramientas OA&M reducen OPEX
Servicios
Herramientas de detección y diagnóstico de fallos extremo a extremo. Simplifican y
Ethernet Service
Switch
Service Router
agilizan la supervisión y troubleshooting reduciendo costes
Registros detallados de Tarificación por cliente y servicio
Provisión de servicios Ethernet basada en modelos de provisión ATM/Frame Relay con
Nuevos
Servicios
concepto de servicio extremo a extremo
SLAs por
cliente
Switches Ethernet y Routers Tradicionales
Switch Ethernet
Tradicional
Herramientas OA&M limitadas
Provisión de conectividad elemento a elemento, sin visibilidad extremo a extremo
Fiabilidad
17 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
Troubleshooting lento y costoso por no disponer de herramientas eficaces
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Transporte Ethernet
Soporte de Servicios
Ethernet aparece como tecnología de transporte y soporte de servicios
 Incrementa significativamente la flexibilidad
 Tecnología amigable Plug & Play
 CPE de bajo coste
 Transporte de tráfico multiservicio (ideal para agrupación de servicios)
 Capacidades de incremento de ancho de banda (“liquid bandwidth”)
La pregunta que se planteaba hasta hace poco era:
 “¿Es Ethernet capaz de soportar Carrier Class?”
La respuesta es ¡Sí!
Gracias a MPLS.
18 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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2
Servicios basados en MPLS
19 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Alcatel-Lucent Service Routing
Servicio de Línea Virtual Alquilada (VLL)
Servicio tradicional de linea alquilada tipo:
Ethernet, ATM, FR y TDM
> Combinación de tipos de acceso en los
extremos
>
FW/NAT Router Borde Internet
20 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Pseudowire (PW)
Encapsulado
Pila etiquetas MPLS
Túnel MPLS PSN
identificado por
etiqueta externa
PSN Transport Header
Etiq. Ext
Pseudo-wire Header
Etiq. Int
Control Word (sequencing
& protocol info)
Conexión de N-2
ej. VLAN Ethernet
Layer 1/2 Payload
IP/MPLS
Pseudo-wire identificado
por etiqueta interna
PSN Tunnel
L2
PE
Pseudo-wire
conexión o ‘port’
transportado sobre el pseudowire
21 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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PE
L2
Pseudowire (PW)
Encapsulado
Optional
Flags
Paquete MPLS
Ethernet
Header
MPLS
SW label
Service
VC-Label
Control
Word
Service Packet
(Ethernet frame)
Martini
Encapsulation
Tráfico de cliente
Identificador de servicio
(utilizado por el PE)
Conmutado en la red
del proveedor
Conexiones locales dentro de la red del proveedor
22 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Eth
Trailer
Pseudowires MPLS
Transporte Multiservicio
Ethernet UNI
FR/ATM UNI
Ethernet UNI
Ethernet UNI
ATM UNI
Red MPLS
FR UNI
Ethernet PW
ATM UNI
IP PW
ATM UNI
FR PW
ATM PW
FR UNI
TDM PW
Service
Router
ATM UNI
ATM
LSP
Service
Router
TDM
Transporte de cualquier servicio sobre una red MPLS
23 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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TDM
Pseudowires MPLS
Any Media en la primera milla: Foco en la radio de microondas
Diferenciador específico de Alcatel-Lucent — Integración en la solución de
Service Routing de radio microondas de paquetes.
 Integración por radio de accesos Ethernet, TDM ó ATM en los troncales IP/MPLS.
7750/
7710SR
Packet
Microwave Network
9500 MPR
Microwave leaf site
MPLS
Metro Network
7705 SAR
Hub (PoC 3)site
BSC
RNC
MTSO
Common
Packet Microwave
Radio Support
End-to-End Packetization
and Management
Lo mejor de los dos mundos: Integración de Microondas y solución de Routing integrados
extremo a extremo en servicios y sobre la misma plataforma de gestión (ALU 5620 SAM)
24 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Pseudowires MPLS
Redundancia de nodo para servicios punto a punto Ethernet (EPIPE)
Redundant
PWs
MC-LAG
SAP
near-endredundancy
SAP
Access
Node
Access
Node
7x50
Optional
ICB Spoke-SDP
7x50
EPIPE is point-to-point service
 Building e2e redundancy requires 2 independent e2e paths
Main building blocks:
 MC-LAG


MC-LAG
near-endredundancy

Provides access redundancy

Provides point-to-point (but redundant) path between set of PEs

Provides faster recovery for “in-flight” packets
Active/standby PW
Inter-Chassis Back-up (ICB) spoke-sdp
25 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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EPIPE e2e Redundancy
Operation
3
e2e path is established
Active
Active
Access
Node
Standby
Standby
Active
Standby
Standby
Active
Active
Standby
T-LDP
2
T-LDP session signal access circuit status
1
MC-LAG defines active/standby status
based on selection criteria
26 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Standby
Active
Access
Node
Alcatel Service Routing
Servicio LAN Privada Virtual (VPLS)
>
VPLS (Virtual Private LAN Service) es un tipo de VPN que permite
conectar múltiples sedes en un único dominio de bridging a través de
una red IP/MPLS
•
•
•
Para el cliente, sus sedes
están conectadas a un
único conmutador virtual
El proveedor utiliza la
infraestructura IP/MPLS
para ofrecer este y otros
servicios
PE B
Servicio
VPLS
Full Mesh
GRE/LSP
PE C
PE A
Red
IP/MPLS
El proveedor define una
velocidad en cada acceso
a la VPLS
27 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
PE D
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Alcatel Service Routing
Servicio LAN Privada Virtual (VPLS)
VPLS como servicio de Interconexión de
Branch Office
Routers
 Servicio básico
Corporate HQ
 Una dirección MAC por cada sede de cliente
VB
VB
VPLS
Service Provider
Infrastructure
VPLS como Servicio de Interconexión de
VB
Branch Office
Switches ethernet
 Limitación de tamaño de MAC-FIB, descarte
de desconocidos, deshabilitación de
aprendizaje dinámico
Small Office
Small Office
 Broadcast/Multicast Rate Limiting
 Sin necesidad de utilizar STP en accesos
redundantes (M-VPLS, multi chasis LAG...)
VB
VB
VPLS
Service Provider
Infrastructure
VB
Small Office
28 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Alcatel Service Routing
Servicio H-VPLS. Consideraciones de escalabilidad
Opciones de conexión de la MTU
 VLAN, Stacked VLAN, MPLS LSP
Elimina la necesidad de utilizar “full mesh”
Reduce la carga de señalización
Simplifica el descubrimiento y provisión
 MTU únicamente se relaciona con un PE
CE Routers
MTU
MTU
MTU
PE
MTU
PE
PE
PE
Spoke
VCs
MTU
VLANs,
Stacked
VLANs or
VC Labels
MTU
PE
PE
MTU
MTU
MTU
MTU
PE
MTU
29 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
MTU
Hub VCs
MTU
PE
MTU
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Alcatel Service Routing
Servicio VPLS jerárquico Inter-Metro y Malla Parcial
Permite extender contextos metropolitanos de manera sencilla,
transparente y fiable independientemente de la topología de
transporte sobre la que se sustente
Spoke
Spoke
Spoke
Spoke
Metro
IP / MPLS
Network
RED IP ó IP/MPLS
Spoke
Spoke
Spoke
Full
Mesh
Metro
IP / MPLS
Network
Full
Mesh
Tunel MPLS o GRE
Spoke
Spoke
Spoke
Spoke
Spoke
Spoke
30 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Servicio de LAN privada virtual (VPLS)
Adaptación a la topología física
Los servicios VPLS y VLL se pueden adaptar a cualquier topología física de red
permitiendo adaptar la topología lógica del servicio al tipo de tráfico que se va a
manejar:
 Punto a punto
 Punto a multipunto
 Multipunto a multipunto
 Unicast, Multicast
Doble Estrella
Anillo
Malla
31 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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MC-LAG and VPLS Service
VPLS Service
SAP
MC-LAG
near-endredundancy
Access
Node
SAP
MC-LAG
near-endredundancy
Mesh
PWs
Access
Node
Access
Node
VPLS is point-to-multipoint service
 e2e connectivity is based on MAC learning  after switch over re-learn process is
triggered
 LDP-MAC withdraw messages trigger re-learn process
 No need for active/standby PWs
32 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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MC-LAG and VPLS
Operation
1
MC-LAG defines active/standby status
based on selection criteria
Active
Standby
Standby
Access
Node
Active
Mesh
PWs
Access
Node
2
Learning process establishes e2e connectivity
33 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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MC-LAG and VPLS
LAG link failure
2
Sends LDP address withdraw message to all peers
(so called – “forget me” MAC-FLUSH)
Active
Standby
Standby
Active
Active
Mesh
PWs
Access
Node
1
MC-LAG performs switch over
Access
Node
3
Relearning process starts again
34 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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NNI – Network Layer Convergence
Detección de fallos – Capas 1/2
IP/MPLS
 En caso de modelar una red portadora, con
tributarios no transparentes, es necesario
un ‘trigger’ para activar los túneles de
bypass (FRR)
 OAM o LOS para SDH/SONET, LOS o RDI para
Ethernet
 Cuando se considere el uso de Ethernet
sobre SDH, es necesario tener en cuenta
las capacidades de la red portadora SDH:
Scenario 1:
directly attached
Network Ports
• OSPF/ISIS
• MPLS
802.3ah/BFD
Scenario 2:
transmission attached
Network Ports
• OSPF/ISIS
• MPLS
M
S
P
P
802.3ah/BFD
35 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
M
S
P
P
802.3ah/BFD
 Si falla el tramo SDH, se deberá desactivar el
láser de conexión al cliente (Gigabit Ethernet)
o generar un código especial 8B/6T (Fast
Ethernet)
 Hay que asegurar que el fallo en una conexión
local Ethernet (router a equipo SDH), se
propaga al extremo distante.
 Cuando no hay un disparador “trigger”
apropiado, considerar BFD/802.3ah
 Puede adicionalmente ser un ‘último recurso’
incluso con los mecanismos anteriores
disponibles
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VPLS — El estandar “de facto” para servicios carrier-class Ethernet
MPLS es la tecnología predominante en los proveedores de servicios
 Las soluciones MPLS son las que están generando las principales
vías de negocio
 Business VPNs — Multi-service VLL, VPLS, IP VPN
 Triple play
 Mobile backhaul
 Alta disponibilidad — convergencia real sub-50ms
 Ingeniería de Tráfico, QoS, OA&M y un amplio abanico de opciones
de control de SLAs
VPLS hereda todas los beneficios de MPLS
Alcatel-Lucent es el líder de la VPLS basada en LDP
 Mejor solución de la indrustria para VPLS, innovadores tecnológios
y líderes en estandarización.
 Desplegada en redes de unos pocos a miles de nodos con centenas
de miles de servicios.
36 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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VPLS
Alcatel-Lucent Service Routing 7710 SR y 7750 SR
Servicio Virtual Private Routed Network (VPRN)
VPRN es un tipo de VPN que permite la conexión de múltiples
dependencias en un dominio IP, sobre la red MPLS del operador
• El cliente percibe que sus sedes
están conectadas a un dominio IP,
en el que por cada sede hay un
router dedicado del lado del
operador
• El operador utiliza su red IP/MPLS
para ofrecer múltiples servicios a
múltiples clientes
• Sistema únicamente válido cuando
es IP el protocolo a transportar
77x0 SR
VPRN Service
Red
1K a 10K VRFs
1 a 3 M Rutas
PE B
RI-1
RI-2
PE C
PE A
RI-1
RI-1
RI-2
RI-2
IP / MPLS
Network
• El operador participa del plan de
direccionamiento IP de los clientes
VPRN Service
Green
RI-1
• El operador puede, para tráficos de
entrada y salida: contabilizar y
facturar, conformar tráfico a un
patrón o contrato y aplicar políticas
37 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
PE
RI-2
D
77x0 SR
Multicast en VPRN
“draft Rosen”
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¿Qué es una Virtual Private Routed Network (VPRN) ó IP-VPN?
 Una IP VPN es una interconexión de sitios sobre una red pública de un
proveedor de servicios/operador.
PE
PE
CLE
CLE
CLE
VPRN #1
CLE
77x0SR
77x0SR
CLE
IP/MPLS
Backbone
PE
VPRN #2
PE
CLE
CLE
CLE
77x0SR
CLE
77x0SR
 A las IP-VPNs también se las conoce como BGP/MPLS VPNs porque:
 BGP se usa para distribuir la información de routing de la VPN sobre el backbone de la
red del operador
 MPLS es el mecanismo de encapsulación y virtualización usado para transportar el
tráfico de cada VPN a través de la red del operador.
 RFC 4364 “BGP/MPLS IP Virtual Private Networks“ (reemplaza a la 2547bis)
38 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Alcatel Service Routing
Servicio Internet Enhanced Service (IES)
Acceso a Internet de altas prestaciones

1,2 Millones de rutas CIDR en la FIB desde una RDB de hasta 17 Millones

Gestión de ancho de banda por usuario y por destino accedido

Contabilidad y facturación por usuario y destino accedido

Capacidad de aplicar miles de filtros de seguridad a velocidad de línea
Uso típico en entornos de Peeing BGP, NAP, etc..
RED IP/MPLS
39 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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3
Agregación de RAN con Service Routing
40 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Iub Transport Option – ATM or IP
ATM RNC
ATM
N x T1/E1
- IMA to allow L2 bundling for improved
delay performance on low speed
interface
ATM-based
UTRAN backhaul
AAL2
ATM (IMA)
N x T1/E1
Node-B
PE
PE
RNC
IP-based
UTRAN backhaul
N x T1/E1
AAL5
ATM (IMA)
N x T1/E1
OR
IP
PPP
ML-MCPPP
HDLC
N x T1/E1
IP
OR
PPP
AAL5
ATM
N x T1/E1
IPoA
IPoPOS
IPoE
MPLS
PE
ENET
Node-B
PE
IP-based
UTRAN backhaul
IP
802.1p/q
ENET
41 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
R5/6 UTRAN with IPoT1/E1
Node B
ML-MCPPP to allow L2 bundling for
improved delay performance on low
speed interface
- ATM or HDLC as layer-2
Node-B
IP
R99/R4 UTRAN with ATM
Node B
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RNC
R5/6 UTRAN with Ethernet
Node B
- no link bundling needed with
ENET given its high speed nature
Backhaul Overview
CELL
BTS
HUB
MTSO
BTS
BTS
PDH, SDH (LL, MW)
Eth Microwave
PDH, SDH (LL, MW)
Eth Microwave
RNC
NodeB
NodeB
NodeB
NodeB
DSL Aggregation
Network
DSL Network
42 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
BSC
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DSL Aggregation
Network
Access Aggregation Reference Architectures
BTS
NodeB
NodeB
Access Transport
Network
N x E1
ATM/IMA
Ethernet
N x E1,
chSTM1
Ethernet
TDM
BSC
ATM
Ethernet
RNC
1) Centralized
L1 groomed to MTSO
IMA termination of 3G
No 2G aggregation
MTSO
BTS
NodeB
BTS
NodeB
N x E1
TDM
N x E1
ATM/IMA
Ethernet
BTS
Access
Transport
Network
N x E1
TDM
N x E1
ATM/IMA
Ethernet
NodeB
Aggregation
Network
N x E1,
chSTM1
Ethernet
Access
Transport
Network
2) Distributed to Hub
Aggregation at hub site
Backhaul both 2G and 3G
Hub
3) Fully Distributed
Aggregation at cell site
Backhaul both 2G and 3G
Cell Site
First Point of Aggregation is moving further and further out towards the cell site
43 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Network connectivity for 2G transport
TDM
PWE
MPLS/GRE IP
L1
TDM
E1
E1
TS 1
PWE
TDM
E1
E1
CES 1
TS x
TS y
E1
PWE
CES 2
TS 1
TS 1
TS x
TS x
TS y
TS y
PWE
CES n
BSC
BTS
E1 TDM
E1 TDM
BTS
MPLS over PDH, SDH
(LL, MW) Eth
Microwave
MPLS over PDH, SDH
(LL, MW) Eth
Microwave
 PWE3 encapsulation (draft-ietf-pwe3-cesopsn-xx)
• NxDS0 Services
• packetization delay control
• jitter buffer
• MPLS or IP/GRE PSN tunnel
44 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Network connectivity for common transport infrastructure for 3G ATM
ATM
PWE3
MPLS/GRE IP
L1
ATM
E1
VP
VCC HSDPA
PWE
VCC SIGN.
VP
VCC Voice
VCC SIGN.
VCC Voice
ATM
E1
PWE
VP
VCC HSDPA
VCC HSDPA
VCC SIGN.
VCC HSDPA
VCC Voice
VCC SIGN.
VCC Voice
PWE
VCC R99 PS
RNC
NodeB
E1 ATM IMA
NodeB
MPLS over Ethernet,
PDH, SDH (LL, MW)
Eth Microwave
MPLS over Ethernet,
PDH, SDH (LL, MW)
Eth Microwave
 PWE3 encapsulation (RFC4717)
• N:1 ATM PWE3
• Cell concatenation with
packetization delay control
• MPLS or IP/GRE PSN tunnel
45 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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HSDPA Offload
 Separate HSDPA from voice (+ signaling) for 3G on a low-cost DSL packet
transport
 HSDPA off-load connectivity
RNC/MTSO
equipment
 Direct at the node B
 Small node B cluster
RNC
Cell-site
equipment
PDH, SDH (LL, MW)
Eth Microwave
PDH, SDH (LL, MW)
Eth Microwave
DSL Aggregation
Network
NodeB
46 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
DSL Network
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DSL Aggregation
Network
HSDPA offload
 Node B variations
 Node-B without physical separation for HSDPA: Voice, Signaling and HSDPA traffic
are combined in the same E1 IMA bundle
 Node-B with physical HSDPA separation on a dedicated ATM IMA bundle
 Hybrid Node-B, which separates HSPA on a separate Ethernet Interface.
 Full IP Node-B, who delivers all services across IP/Ethernet interfaces.
 DSL (wholesale) managed service
 ATM based bit stream/layer-2 access
 Ethernet based bit stream/layer-2 access
 IP layer-3 access
47 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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HSDPA offload: NodeB types
 No HSDPA separation in a NodeB
ADSL
Wholesale
DSL
Eth
NodeB
E1 ATM/IMA
Eth
RNC
STM-1 ATM
Eth
PDH, SDH (LL, MW)
Eth Microwave
PDH, SDH (LL, MW)
Eth Microwave
 HSDPA separation in a NodeB
ADSL
Wholesale
DSL
E1 ATM/IMA
Eth
RNC
STM-1 ATM
Eth
NodeB
E1 ATM/IMA
Eth
48 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
PDH, SDH (LL, MW)
Eth Microwave
PDH, SDH (LL, MW)
Eth Microwave
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Network connectivity: NodeB – no separation, ATM bit-stream DSL connection
ATM
PWE
ATM
PWE
ATM
PWE
MPLS
Ethernet
AAL5
MPLS
Ethernet
AAL5
ATM
ADSL
ATM
STM-1
MPLS
ATM
E1
Ethernet
ADSL
RNC
STM-1 ATM
PDH, SDH (LL, MW)
Eth Microwave
E1 ATM/IMA
VP
Wholesale
DSL
Eth
NodeB
ATM
STM-1
PDH, SDH (LL, MW)
Eth Microwave
VCC HSDPA
VCC SIGN.
VCC Voice
 RFC4717 PWE3 encap.
PWE
VCC HSDPA
PWE
VCC SIGN.
• N:1 ATM PWE3
VCC Voice
• Ethernet MPLS transport
 RFC2684 - bridged
49 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Network connectivity: NodeB – no separation, Ethernet Bit-stream DSL connection
ATM
PWE
ATM
PWE
MPLS
Ethernet
AAL5
ATM
PWE
ATM
ADSL
MPLS
Ethernet
MPLS
ATM
E1
Ethernet
ADSL
RNC
STM-1 ATM
PDH, SDH (LL, MW)
Eth Microwave
E1 ATM/IMA
VP
Wholesale
DSL
Eth
NodeB
ATM
STM-1
PDH, SDH (LL, MW)
Eth Microwave
VCC HSDPA
VCC SIGN.
VCC Voice
 RFC4717 PWE3 encap.
PWE
VCC HSDPA
PWE
VCC SIGN.
• N:1 ATM PWE3
VCC Voice
• Ethernet MPLS transport
 RFC2684 - bridged
50 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Network connectivity: NodeB – no separation, IP DSL connection
ATM
PWE
ATM
PWE
GRE/IP
Ethernet
AAL5
ATM
PWE
ATM
ADSL
GRE/IP
Ethernet
GRE/IP
ATM
E1
Ethernet
ADSL
Wholesale
DSL
RNC
Eth
NodeB
PDH, SDH (LL, MW)
Eth Microwave
E1 ATM/IMA
VP
ATM
STM-1
PDH, SDH (LL, MW)
Eth Microwave
VCC HSDPA
VCC SIGN.
VCC Voice
 RFC4717 PWE3 encap.
PWE
VCC HSDPA
PWE
VCC SIGN.
• N:1 ATM PWE3
VCC Voice
• Ethernet GRE/IP transport
 RFC2684 - bridged
51 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Network connectivity: Hybrid Node B – HSDPA separation on Ethernet/IP,
IP/ATM DSL connection
IP
Ethernet
AAL5
IP
Eth
IP
Ethernet
AAL5
ATM
ADSL
ATM
ADSL
IP
Ethernet
Wholesale
ADSL
RNC
Eth
NodeB
E1 ATM/IMA
PDH, SDH (LL, MW)
Eth Microwave
PDH, SDH (LL, MW)
Eth Microwave
 IP Connectivity
VCC SIGN.
VCC HSDPA
• IP-VPN w/ ATM termination
and Ethernet termination
VCC Voice
52 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Network connectivity: Hybrid Node B – HSDPA separation on Ethernet/IP,
IP/Ethernet DSL connection
IP
Ethernet
AAL5
IP
Eth
IP
Ethernet
ATM
ADSL
ADSL
IP
Ethernet
Wholesale
ADSL
RNC
Eth
NodeB
E1 ATM/IMA
PDH, SDH (LL, MW)
Eth Microwave
PDH, SDH (LL, MW)
Eth Microwave
 IP Connectivity
VCC SIGN.
VCC HSDPA
• IP-VPN w/ Ethernet
termination
VCC Voice
53 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Conectividad de nodo B Full IP, agregación Ethernet sobre VPLS
Agregación Ethernet sobre VPLS
• Cada RNC conformará una subred IP independiente, con el objeto de tener un
nivel de broadcasting mínimo.
• Cada subred IP se hace coincidir con un dominio de broadcast en forma de
VPLS ó H-VPLS
A tener en cuenta
• Necesita de reasignación de direcciones IP en nodos B por cell-site splitting y
cambio de RNC
VPLS
NodeB
NodeB
54 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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RNC
Conectividad de nodo B Full IP, agregación sobre IP-VPN
Agregación sobre contextos de nivel 3; IP-VPN
• El nodo B puede usar IPoE, IPoMLPPP o IPoA.
• Todas las interfaces Iub de las RNCs y los Nodos B residen en un dominio IP
independiente
• Cada Nodo B está directamente conectado a una sub-interfaz IP de un router
A tener en cuenta
• Requiere más configuración de los nodos de red y más cantidad de
direcciones IP que la solución basdada en VPLS
• Facilita el cell-site splitting y cambios de RNC, por la capacidad de routing
dinámico embebida
RNC
NodeB
IP-VPN
NodeB
55 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Backhaul 2G-TDM y 3G-ATM
Opciones de alta disponibilidad
MC-APS
TDM APS
2G BTS
BSC
E1 TDM
Active
PE2/BNG
APS
3G
Node B
E1 ATM IMA
PE1
RNC
Standby
PE3/BNG
MC-APS
ATM
Active BNG
HSI
ISAM
Standby BNG
PE4/BNG
Video/BTV/NGN
MC-LAG
ETHERNET
Los mecanismos NON-STOP Services y las soluciones multi-chasis de la
Red de Agregación permiten mantener la disponibilidad de red, enlaces,
y de los servicios 99,999 %, tanto en aplicaciones de fijo como de móvil
56 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Synchronization Distribution Solutions in UTRAN
GPS-based Solution

Easy to deploy

Could be costly if deployed over large no. of cell sites

Might have some political constraints
UTRAN: TS 25.402
 0.05ppm @ Node B
GERAN: GSM 5.10
 0.05ppm @ BTS
L1 Solution
SONET/SDH/PDH-based

Use derived in-band timing from synchronous NE

Most TDM transport NE have output timing for intra CO distribution

Only for site with co-located SONET/SDHPDH equipment (or other
type of sync NE with traceable source)

GPS Sync
GPS Sync
Timing Source
(e.g. Stratum)
Low cost solution
Synchronous Ethernet

G.8261 (2007/2008 ?)
In-band Encoded timing propagation

SRTS for ATM

adaptive timing

Other proprietary mechanism

NTP could work with coarse grain adjustment interval (assuming
Node B has accurate timing src)

IEEE 1588v2 (PTP protocol) (2007/2008 ?)
ADM
ADM
NE
NE
SONET/SDH
ADM
NE
Async. timing domains
57 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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4
Agregación de Femto Celdas
58 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Alcatel-Lucent Network Architecture Proposal
Multiservice Quad Play + Business Services Network + Mobile Aggregation
Distributed Pocili Enforcement for services & subscribers
2G, 3G,
WiMAX, LTE
Mobile
Routing, P2MP & IP Multipoint, IP-VPN,
CES, PW, DPI, DHCP, IPSEC, Video
Enhancements (FCC + Retransmissions +
AD insertion), IPv6, PPPoE & DHCP,
P2MP LSP, ...
E1, ETH
Voice, data,
video
7705-SAR
E1, DSL
Agg. Network
Familia ISAM
Femto
Home Network
HSI, IPTV, VoIP, Femto
Cells
Business
7750-SR
L2/L3
DSL, PON
Edge IP
Access
Network
DSL, PON
VoIP, HSI, VPN
7750-SR
IP/MPLS
Core
IP Core: High availability and high
capacity nodes and architecture
Aggregation: VPLS/H-VPLS switching for L2 services, high reliability and high
capacity “IP EDGE” routers with BW control, H-QoS per service and per
subscriber, supporting ANY L3 function (collapsed architecture)
Access: Dedicated Multiservice Platforms to support: “Any
Location”, “Any Media”, “Any Reach”, “Any service”
Subscribers, Services and Network Integrated Management
59 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
7750-SR
Óptical Core
7x50
7710-SR
Legacy (E1,
ATM, FR,...)
ETH
7750-SR
L3
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Requisitos agregación de Femto Celdas
RGW
7750
Modem+RGW pueden
estar en dispositivos
independientes o en
único dispositivo
VLAN Internet BNG//BSR
Internet
VLAN Multicast
7750
IP TV
ISAM
VLAN Multimedia
Agregación
IP/MPLS
7750
Voz
VLAN VoIP
SBC
7750
Femto Celda
Requisitios de integración e2e
Contexto
VLAN Móvil
BSR Gateway
BSG
Red móvil
BPG
BVG
 Dirección y perfiles IP de la Femto asignados por DHCP.
 Conexión cifrada (IPSec) entre la Femto y el Gateway de la red móvil (BSR).
 Requiere garantías específicas de QoS tanto en el bucle xDSL como en la red de agregación.
 Convivencia en la misma red con el resto de servicios residenciales (HSI, Voz, Vídeo).
 Arquitectura de agregación multiservicio de Alcatel-Lucent incluye todas las consideraciones
para dotar a las comunicaciones de la Femto de las garantías necesarias extremo a extremo
60 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
Agregación del tráfico en el DSLAM
BTV VLAN
HSI
..
.
Femto
IPTV
Set Top Box
TP VLAN
TP VLAN
Femto VLAN
VoIP Soft Phone
2G/3G PWE VLAN
HSDPA VLAN
BTS
HSDPA
shdsl
adsl
DSLAM
NodeB
61 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
Arquitectura Flat IP de la Femtocell
Apps; Portals;
Internet
PSTN
3GPP Core
Network
HLR
MSC
Iu-CS
3GPP Interfaces
BSR
Gateway
- Gestión cluster
BSR
FMS
- Gestión BSR
HNM
IPSEC over
xDSL
BVG
Gr
IuPS
BSG
Gn
- Agregación del
tráfico
BPG
- Conversión de
protocolos
Firewall/IPSec Routing
Redes de
acceso, y
agregación
Femto BSR
…
Legacy 3GPP
R99 & HSPA terminal
62 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
xGSN
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Explosión de la demanda de ancho de banda, tanto en descarga como en subida
30 Mbps
0,2 Mbps
Videotelefonía
1 Mbps
4 Mbps
Telefonía
Videoconferencia
10 Mbps
TOTAL
85 Mbps
5,7 Mbps
0,2 Mbps
1 Mbps
Móvil
14,4 Mbps
0,5 Mbps
Online gaming
4 Mbps
Peer to Peer
5 Mbps
0,3 Mbps
20 Mbps
0,7 Mbps
63 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
3DTV
16 Mbps
0,5 Mbps
HDTV
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Broadband
Internet
SDTV
12 Mbps
1 Mbps
10 Mbps
4 Mbps
Gestión de los servicios residenciales
La evolución de servicios hacia DHCP acelera la integración
DHCP
Broadcast TV
DHCP
Video on Demand
DHCP
Voice over IP
Mismo modelo de conectividad para todos
los servicios (fijo + móvil)
 Mejor Time to Market
 Lógica de red homogénea  mejora OPEX
 Nuevos servicios no requieren reingeniería
Gestión de abonado distribuida por la red
 Mejora de rendimiento y escalabilidad
Femto Cells
DHCP
 No requiere BRAS  mejora CAPEX
 Mejor tolerancia ante fallos
Current HSI
retail &
wholesale
PPP
DHCP
Evolving HSI
retail & wholesale
Eficiencia en coste
 Una única red para todos los servicios
AGREGACIÓN DHCP DISTRIBUIDA
CAPEX Y OPEX REDUCIDOS
64 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Cuádruple Play; Distibución de anchos de banda por abonado
Gestión de SLA x abonado en la red de agregación / Quad Play
La red de agregación basada en nodos 7x50 gestiona dinámicamente:
 Perfiles de abonado (a qué servicios esta suscrito y con que anchos de banda y SLA)
 Reserva de CIR para aplicaciones de tiempo real.
 Gestión dinámica de anchos de banda x abonado con planificación jerárquica de recursos
 Señalización del rendimiento del bucle para cada abonado entre ISAM y nodo 7x50 para
ajuste dinámico de los recursos en la red de agregación
Femto/Voz (P1)
PIR Iucs: 1 Meg
CIR Iucs: 128 kbps
PIR Iups: 4 Meg
CIR Iups: 1 Meg
CIR Sync/NC: 128kbps
Femto/HSI
GE
Subscriber (xDSL)
CIR = 20 Mbps
PIR = 20 Mbps
Femto Sync/NC (Top)
VoIP (P1)
PIR: 512 kbps
CIR: 128 kbps
VOD/BTV (P2)
PIR: 12 Meg
CIR: 4 Meg
(HSI Several
Priorities)
65 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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P2P
VoIP
Vídeo/TV
Gaming
Video Conf
PIR: 20 Meg
CIR P2P 0 Meg
CIR VoIP 128kbps
CIR Video 2 Meg
CIR Gaming: 512k
CIR V. Conf: 1 Meg
Enabling QoE for Quadruple Play Services
Per-subscriber and per-service hierarchical QoS (H-QoS)
Per-subscriber rate-limited HSI
Per-subscriber QoS policy ctrl
Per-service priority/delay/loss
Fixed
VLAN/
SUB
VoIP
Video
HSI
Mobile
Broadband
Service
Access Node
GE
•DSCP classification
•Per service prioritization. Voice and
video call prioritized over packet
HIS
•Classified on SrclP range
•Per-subscriber queuing and PIR/CIR
policing/shaping
VoIP and video
IP Services
Edge
VoIP
VoIP VLAN
Video
Video VLAN
HSI
Gold
Mobile VLAN/subs
Mobile services
Per-service priority/delay/loss
Content differentiation in HSI
BNG
7750SR
Bronze
HSI
VLAN
IP
7750 SR
ON-NET
Conversational
Streaming
Mobile
VLANs
Interactive
Background
Mobile service differentiation based
on DSCP.
HSI content differentiation based on
DSCP. Each queue may have
individual CIR/PIR and shaping
•DstIP and/or DSCP classification
VoIP and video is queued and
prioritized as per VLAN QoS policy.
•Per-service prioritization. VoIP
prioritized over video.
Optional overall subscriber rate
limiting on VLAN (H-QoS)
66 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
10
GE
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VoIP, HSI, IPTV and
different mobile class
traffic marked (DSCP)
at trusted ingress
points of IP network
Clasificación del tráfico Femto Celdas
Modelo base:
Signalling
AF21
NTP Clock Disciplining
EF
DNS, DHCP, SNTP
BE
OA&M
AF21
CS-Conversational
EF
PS-Conversational
EF
Streaming
AF11
Interactive
AF21
Background
BE
Other DNS, DHCP, SNTP
BE
NOTE: EF reserved for conversational services and NTP as these are
the most delay-sensitive.
Cuatro niveles de QoS por VAP
 Best Effort: HSI (BE)
 Interactive Class: OAM, Gaming, (AF21)
 Enelastic Real-Time Traffic: Voice/video telephony (PS + CS) + Sync info, Femto sign (EF)
 Elastic Real-Time Traffic: Video (AF11)
67 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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5
Evolución del Core de transporte en redes
móviles
Concepto y arquitectura de CPN-convergent Packet Network
68 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Business Drivers para la transformación a IP
Crecimiento de Tráfico &
Migración
 Optimización del Ancho de Banda
 Mejora de la operación de red & precisión para adaptarse a
los cambios en volúmenes y mezcla de tráficos
Simplification de la Red
 Reducción del equipamiento en la red, consolidando las
diferentes capas
 Conseguir ganancia estadística sin perjudicar los SLAs
 Trabajar con operativas comunes para los diferentes
servicios
Evolución a IMS
 Incremento de ingresos con Servicios Personales
Multimedia
 Migración paulatina y uso de estándares abiertos para
reducir riesgos
 Protección de los activos de red
Integración de redes y
nuevas tecnologías
 Nuevas oportunidades para la distribución de contenidos
 VoIP
 Aprovechar los costes de Ethernet
69 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Propuesta de Alcatel-Lucent para la transformación del Core hacia IP
Características red CPN
Crecimiento de Tráfico &
Migración
Simplification de la Red
Evolución a IMS
Integración de redes y
nuevas tecnologías
70 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
 Herramientas centralizadas para automatizar el transporte
e2e, mejorar el desarrollo de red y la productividad
 “Any service, any port” facilitando la migración y unificación
 Herramientas de gestión orientadas a Servicio que automatizan el
modelado y configuración de los mismos sobre IP.
 Virtualización de la Red
 HA basada en soluciones “Non-Stop Service”
 Migración a IP aprovechando los últimos estándares del IETF.
 H-QoS con granularidad hasta nivel de abonado
 Aplicación del modelo TPSDA (Triple Play Services Delivery
Architecture)
 Liderazgo en el mercado IP Edge
 Liderazgo en, Non-stop Carrier Ethernet services sobre MPLS (e.g.,
IP VPN, VPLS, VLLs)
 Amplia experiencia a nivel mundial y en particular en España en la
integración de proyectos de gran calado en su evolución a servicios
IP (e.g., SBC Lightspeed, ONO, Ya.Com, Euskaltel)
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Topología Actual de las redes móviles
Convergencia a un Backbone
Unificado
Biiling
O&M
SW
BTS
BTS
BSC
MSC
BTS
Node B
BSC
MSC/
MGW
MTSO
DCC
ATM
SGSN
MTSO
RNC
SGSN
DCC
ATM
PE
BSC
DCC
ATM
TDM
ATM
MTSO
BTS
MSC
MSC/
MWG
SGSN
BSC
Node B
MTSO
PE
P
P
PE
RNC
SGSN
Node B
PR
PE
PE
GGSN
El desarrollo de 2G, 2.5G y las implantaciones iniciales de 3G han hecho que los operadores desplieguen
múltiples redes de datos, cada una diseñada para soportar un determinado rango de servicios.
La propuesta de Alcatel-Lucent es la de consolidad esta variedad de redes (y servicios asociados) sobre
una único backbone de red basado en IP/MPLS
Los factores para esta unificación de red son: NGN, 3G Data Service, IMS, Convergencia Fijo Móvil.
La propuesta basada en la solución IP/MPLS de Alcatel-Lucent permite al operador conseguir este objetivo
mediante la virtualización de la red , proporcionando una solución robusta, escalable y preparada para
las futuras necesidades del operador
71 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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Node B
Necesidad de IP/MPLS en el Backbone
 Evolución a Multimedia-Multiacceso-Multiservicio tanto en
las redes fijas como móviles.
 Eficiencia, ganancia estadística.
 Integración de cualquier tecnología de acceso: Ethernet, BT
S
Node B
ATM, FR, TDM.
PE
RNCBSC
MSC/
MGW
MTSO
 Restauración rápida (sub. 50ms)
SGSN
PE
PE
IP/MPLS
PE
 Alta disponibilidad
PR
MSC
BSC
BT
S
SGSN
RNC
Node B
MTSO
GGSN
 Ingeniería de tráfico
 Capacidad de tratar adecuadamente múltiples tipos de
servicios de tiempo real simultáneamente
IP/MPLS convergent
Backbone
 Las solución basada en Service Routing permite:
 Agregar los accesos existentes
 Diferenciación de tráfico y H-QoS
 Contabilidad y control de tráfico por abonado y servicio,
tanto en acceso como a nivel de red
VPN
VPN
PW
 Evolucionar según las necesidades futuras del operador
 Todo esto mediante los mecanismos de Virtualización de la
Red, aplicando el conpecto de Routing de Servicios
72 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
7750 SR
7750 SR
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
MPLS
VPN
VPN
PW
Virtualización de la red IP/MPLS
La propuesta de Routing de Servicios MPLS
permite modelar la red, segregando diferentes tipos
de tráfico y proporcionando diferentes métodos de
virtualización de la red. Estos métodos permiten
acomodar cada tipo de tráfico o servicios de la
manera más adecuada en función de sus
características (por ejemplo):
PE
BT
S
BSC
MSC/
MGW
Node B
RNC
SGSN
PE
PE
IP/MPLS
PE
BSC
BT
S
SGSN
RNC
Node B
MTSO
PR
MTSO
GGSN
Unicast, Broadcast, Multicast
P2P, P2MP, MP2MP
Ethernet, TDM, ATM, FR….
IP/MPLS convergent
Backbone
MPLS
La combinación de estos diferentes mecanísmos
permiten unificar el backbone optimizando los
recursos de transporte del operador
MP-BGP
Outer LSP
7750 SR
7750 SR
Los mecanismos MPLS para la Segregación y
Virtualización de la red son:
L3 VPN (IP VPN)
L2 VPN (VPLS)
L2 PW (Pseudo-wire )
73 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
MSC
VPN
VPN
VPLS
PW
VPLS
PW
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
Inner LSP
Targeted LDP
Virtualización del Backbone
El Backbone unificado aprovecha las diferentes
capacidades de MPLS para optimizar la conectividad
en red.
PE
BT
S
BSC
MSC/
MGW
PE
RNC
BSC
BT
S
SGSN
RNC
Node B
IP/MPLS
Node B
El modelo general cubre:
MSC
PE
SGSN
PE
MTSO
Conectividad vía VPLS/H-VPLS:
MTSO
PR
GGSN
Interconexión de servidores en un CPD,
centralizado o distribuido, facilitando HA de
servicios de voz, vídeo, etc...
Tramos de vías de señalización entre los
MGW y los Call Servers
AuC
Billing
Call
Server
HSS
PE
P-CSCF I-CSCF
PE
PE
S-CSCF
PE
Application
Server
GGSN
O&M
BG
NM
Accesos redundantes de estos a la VPN-IP
(VRRP)
MATE
RR
P
P
Conectividad de datos entre SGSN-GGSN (Gn)
En el RAN en evolución a LTE
Interconexión de elementos de Operación y
Mantenimiento y servicios IT internos del
operador.
MSC/
MGW
RNC
Note B
74 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
PE
PE
SGSN
BSC
BTS
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
PE
MSC/
MGW
BSC
PE
SGSN
RNC
BTS
Note B
Virtualización del Backbone
Conexión vía MPLS IP-VPN
Conectividad de tráfico portador del
MGW
Conectividad de datos entre SGSNGGSN (Gn)
PE
BT
S
BSC
PE
RNC
MSC
BSC
BT
S
SGSN
RNC
Node B
PE
IP/MPLS
Node B
SGSN
PE
MTSO
MTSO
PR
GGSN
Conectividad entre elementos IMS (PCSCF, I-CSCF,S-CSCF, HSS, Application
content )
Conectividad de infraestructura IT del
Operator
MSC/
MGW
AuC
Billing
Call
Server
HSS
PE
P-CSCF I-CSCF
PE
PE
S-CSCF
PE
Application
Server
GGSN
O&M
BG
NM
MATE
RR
P
P
Conexión vía MPLS Pseudo-Wire
 Posibilita la conexión de tecnologías
ATM/FR legacy
 En la evolución del RAN a IP/MPLS, los
PW ATM se pueden usar para backhauling
de la agregación ATM existente.
75 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
PE
PE
MSC/
MGW
RNC
Note B
SGSN
BSC
BTS
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
PE
MSC/
MGW
BSC
PE
SGSN
RNC
BTS
Note B
QoS en el Backbone Unificado
El backbone unificado ha de lidiar con múltiples
aplicaciones y servicios, cada una con sus propios
requerimientos de retardo/jitter/pérdidas
PE
BT
S
BSC
MSC/
MGW
PE
IP/MPLS
Node B
RNC
PE
SGSN
PE
MSC
BSC
BT
S
SGSN
RNC
Node B
MTSO
Los 7x50 proporcionan los mecanismos HW
adecuados para manejar la lógica de QoS para cada
servicio, haciendo el uso más eficiente de los recursos
de red.
PR
GGSN
MPLS
7750 SR
7750 SR
VPN
VPN
VPN Sch
PW
QoS por clente/servicio
H-QoS
data
video
voice
VPN
PW
The SR ensure relative priority
between the different applications
based on EXP
Control de QoS
Control de uso de recursos por Servicios
MPLS (VLL, VPLS, VPRN) tanto en acceso
como en los puertos de red
Physical Port
Data
90%
video
30%
voice
10%
Gestión completa, sencilla, de QoS, SLAs,
Seguridad, Contabilidad, desde el 5620 SAM
76 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
MTSO
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
Different network loading
based on application.
Although sum of
applications exit 100% this
can be done via work
conserving scheduling
Modelo Genérico de Arquitectura de red
PE
PE
Edge L3/L2
RR
PE
P
Core
P
PE
P
P
RR
P
RR
P
P
P
PE
PE
RR
7710 SR
7750 SR-12
PE
PE
77 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
PE
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
PE
CPN Carrier grade re-convergence
Fiabilidad en transporte
RSVP FRR (sub 50 msec re-convergence)
 RSVP FRR cubre fallo de nodo y enlace
 Fallo de nodo P
 Fallo de enlace de backbone
 Fallo de enlace PE-PE
AuC
Billing
 802.3ah/BFD triggered para detección
de fallo en redes de transporte SDH con
tributarios ethernet
PE
PE
S-CSCF
PE
Application
Server
GGSN
O&M
BG
NM
RR
BGP tracking (<200 msec re-convergence)
 Fallo de IGP en PE failure dispara la
convergencia de selección de ruta BGP
 Cubre el fallo en nodo PE
78 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
P-CSCF I-CSCF
PE
MATE
VRRP fast forwarding + VPLS MAC flush (< 100
msec re-convergence)
 Cubre fallo de enlace de conexión con
el cliente del PE o fallo del cliente del
PE
Call
Server
HSS
PE
PE
MSC/
MGW
RNC
Note B
SGSN
BSC
BTS
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
P
P
PE
MSC/
MGW
BSC
PE
SGSN
RNC
BTS
Note B
6
Agregación y Core para LTE
79 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
Performance Summary and Impact on Applications
More bandwidth and less latency application enabler
Performance
LTE
Average
FASTER
SPEEDS
12 Mb/s DL
6.6 Mb/s
UL
(FDD)
INCREASED
SPECTRAL
EFFICIENCY &
CAPACITY
REDUCED
LATENCY
VoIP
389 Erl
Impact on the Service /
Applications
 Faster Mobile Internet, e-mails,
…
=> Increased QoE
 Enabler for new services such as
HD TV
 Higher capacity
 Higher network capacity within
the same amount of spectrum,
i.e # of Voice users
 Reduced cost per bit
10 ms
 Can reuse applications across
wireless and wireline, i.e on line
multi-user gaming
 More capacity for VoIP and TCPbased applications
Technology innovation significantly improves performance, which translates to better quality of
experience for the end user LTE satisfies the need for higher bandwidth & capacity
80 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
LTE enables tomorrow’s applications, some examples
Mobile HD TV hitting the market
HD TV
First video decoding chipsets for mobile HD TV launched by Renesas
Technology. MPEG-4 AVC/H.264 and MPEG-2 decoding for mobile HD TV
enabled by LTE
3D TV prototype developed by Bell Labs
3D TV
3D TV, which requires 30% additional bandwidth
compared to HD TV, will be available on mobile with LTE
Multi-screen entertainment
Multiscreen
Purchase a movie with your handset from an add and play it at
home in the evening
Consumers "want to access all of their content on all three of
the screens with the same user experience, the same interface,
and the same quality of service,“
Didier Lombard, chairman and chief executive
officer of France Telecom
French state secretary in charge of digital economy Eric Besson getting an
outlook on 4G applications enabled by LTE
Alcatel-Lucent Exhibition Briefing Center in Villarceaux, Nov 7th, 2008
81 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
LTE more of the same but faster but…
… SCOT will trigger The New LTE Applications
Mbps
Web
TV
LTE will trigger new applications and compelling services that will appear
after first commercial launches, once different social groups are involved in
the “social construction of technology”
82 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
A graphical summary of aggregate per node
35.000
Average Aggregate per Node
3 E1+FE phy
25Mbps
30.000
25.000
3G
4G
Kbps
20.000
2G
3E1+FE phy
5 Mbps
15.000
10.000
2-3 E1 phy
3 Mbps
1-2 E1 phy
1-2 Mbps
5.000
Year
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
83 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
Alcatel-Lucent Network Architecture Proposal
Multiservice Quad Play + Business Services Network + Mobile Aggregation
Distributed Pocili Enforcement for services & subscribers
2G, 3G,
WiMAX, LTE
Mobile
Routing, P2MP & IP Multipoint, IP-VPN,
CES, PW, DPI, DHCP, IPSEC, Video
Enhancements (FCC + Retransmissions +
AD insertion), IPv6, PPPoE & DHCP,
P2MP LSP, ...
E1, ETH
Voice, data,
video
7705-SAR
E1, DSL
Agg. Network
Familia ISAM
Femto
Home Network
HSI, IPTV, VoIP, Femto
Cells
Business
7750-SR
L2/L3
DSL, PON
Edge IP
Access
Network
DSL, PON
VoIP, HSI, VPN
7750-SR
IP/MPLS
Core
IP Core: High availability and high
capacity nodes and architecture
Aggregation: VPLS/H-VPLS switching for L2 services, high reliability and high
capacity “IP EDGE” routers with BW control, H-QoS per service and per
subscriber, supporting ANY L3 function (collapsed architecture)
Access: Dedicated Multiservice Platforms to support: “Any
Location”, “Any Media”, “Any Reach”, “Any service”
Subscribers, Services and Network Integrated Management
84 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
7750-SR
Óptical Core
7x50
7710-SR
Legacy (E1,
ATM, FR,...)
ETH
7750-SR
L3
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
LTE components and criteria for success
PGW
eNodeB
Devices
LTE
radio access
PCRF
MME
Femto
SGW
Aggregation
and transport
Evolved
Packet Core
Subscriber Apps
and Services
IMS, Mobile TV, etc.
Service delivery
platforms
Next-generation wireless access
Highly efficient IP network
Directly Impacted
by the Transport
Network
Low total cost of ownership
Broad and open ecosystem
Global expertise, integration with existing network
End-to-end capabilities combining IP and next-generation wireless best practices
for new wireless broadband network strategies
85 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
Evolution to EPS –
A Unified IP-based Always-on, QoS-enabled Network
Legacy Infrastructure
CS Core
Backhaul RNC
(TDM/ATM)
BTS
1
Radio Mobility
Intelligence placed
in the eNB
PS Core
2
Backhaul
transition
To IP/Ethernet
Internet
GGSN
SGSN
3
5
4
RNC Bearer mobility
collapse into
the SGW
MCS voice and SGSN
packet mobility
collapse into
the SGW
RNC control
distributed into
the MME/eNB
SGSN control
collapse into
the MME
6
CS and PS
Collapse into a
Unified IP
backbone
BE to QoS/HA
non-blocking
Evolved Packet System
Multi-Media
MME
Backhaul
eNB
(IP/Ethernet)
86 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
SGW
Service
aware and
mobile aware
IP network
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
Services
PCRF
PDN GW
ALU “LTE Service Deliver Architecture” – Solution Overview
ALU LTE solution is specifically designed IP-based network for next generation mobility.
ALU LTE solution leverages carrier IP/Ethernet technologies to meet 4G mobility challenges by embedding the evolved
packet core (ePC) elements inside the backhaul and backbone infrastructure
The ePC elements are distributed within the backhaul and backbone optimizing network mobility, bandwidth and
subscriber efficiency.
App Svr IM-HSS
5450 ISC
Optimized, Distributed
Subscriber Policy Enforcement
eNB
Femto
Femto
Backhaul
Transport
7x50
Policy
7750 SR
management
(PGW)
(SGW)
Femto
bearer
Control
Cell Site
IMS core
7750 SR
IP/MPLS
Optical Core
MME
eNB aggregator
Femto
High-capacity, highavailability Service Routers
with per subscriber per
QCI control
High-capacity mobile
control controller
high-capacity, high-availability MPLSbased service router with embedded
bearer mobility, per-flow-per-subscriber
control
Integrated network, service and subscriber management
87 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
Alcatel-Lucent architecture for RAN backhaul
MME
LTE
S-GW
eNB
P-GW
Se-GW
L2/L3
service
Layer
Options: E-LINE into L3 VPN, E-LINE into E-LAN (VPLS)
L3 VPN
Microwave
Tail
Access
Layer
VDSL CPE
DSLAM
GPON ONT
GPON/Eth
ActEth NT
Act Eth
Metro
Transport
Layer
88 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
MAN Carrier Ethernet
Microwave
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
LTE architecture components
EUTRAN
LTE-Uu
S1-MME
eNB
UE
EPC
S1-U
S1-MME
MME
S1-MME
S11
X2
X2
LTE-Uu
S1-U
SGW
S1-U
X2
eNB
AP
AP
AP
AP
IP Transport Network (IP Cloud)
AP
MME – Mobility Management Entity
SAE – System Architecture Evolution
PDN – Packet Data Network
S-GW = Serving Gateway
P-GW = PDN Gateway
S1-U: S1 U-plane
S1-MME: S1 C-plane
AP - Access Point (for IP cloud)
89 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
PDN GW
PDN
Gateway
eNB
UE
SGi
S5
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
Security
X2 and S1 Flex
From Logical view To Physical view
AGW
AGW
AGW
AGW
AGW
AGW
AGW
IP-VPN
S1 Flex
Security
Gateway
AGW
AGW
Security
Gateway
PoC
X2 / S1 Flex
PoC
PoC
X2 / S1 Flex
eNB
eNB
eNB
eNB
eNB
eNB
eNB
eNB
eNB
eNB
eNB
N x M + (N – 1)!
90 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
N+M
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
N + M + Redundancy
Security
ALU solution
Introduction of the Security Gateway
eUTRAN
EPC
LTE-Uu
eNB
UE
IPsec Tunnel
MME
Security
Gateway
(77xx SR)
IPsec Tunnel
S/P
Gateway
S1U
LTE-Uu
OAM
IPsec Tunnel
eNB
eNB
AP
AP
UE
AP
AP
AP
IP Transport Network
The Security Gateway will make all the interconnections: S1 U&C, X2 U&C
IPsec Tunnel will secure the S1 & X2 interfaces (compliant 3GPP TS 33.210 / TS 33.310)
Different SA supported for U-plane/C-plane (ex: w/wo encryption)
91 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
Security
LTE architecture components
Optional IPSec encryption
From eNB to S-GW or separate Security GW
 Payload encryption in last mile
 Previously this was achieved as a by-product of RNC encrypting payload for air interface. In
LTE, encryption for air interface has moved to eNB.
 Protect eNB addresses in cases of backhaul through public IP domain
(e.g., untrusted DSL provider)
 Consequence is sub-optimal routing of X2 traffic, which can be improved by moving DSL
handoff out into aggregation network
Distributed Security GW (at Hub 1 level) seems optimal
 Scales IPSec
 Optimized routing in RAN (X2 interface)
 Provides flexible load-sharing connectivity
 Running IPSec from the eNB to a trusted site in aggregation network provides
required security
92 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
Evolving the backhaul to LTE
Cell Site Aggregation supporting any G
Hub Site security enabled
Different generation traffic may be split
out at either Hub 1 or MTSO
MTSO
Router
Hub1
Strategic direction:
Security GW
functionality
Internet
MME
SGW
MPLS on top of
xWDM
Se-GE
xWDM
xWDM
Hub 2
SAR
eNB
SAR
NodeB
Cell
GGSN
SGSN
Ethernet, TDM, ATM
connected
eNB
PDN GW
MPLS on top of
PDH, SDH (LL, MW)
Eth Microwave
MPLS on top of
Metro Ethernet,
PDH, SDH (LL, MW)
eNB
BTS
Design network to ensure maximum flexibility, the network
will change with time
93 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
RNC
Evolving the backhaul to LTE
S1-C traffic connects to an MME pool
X2 traffic being switched between eNBs
S1-U plane connected to the serving
gateway pool
Service
Router
Hub1
Internet
Node B
xWDM
eNB
eNB
SAR
Hub 2
Service
Aggregation
Router
Cell
94 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
xWDM
SGW
eNB
MME
MPLS on top of
PDH, SDH (LL, MW)
Eth Microwave
MPLS on top of
Metro Ethernet,
PDH, SDH (LL, MW)
PDN GW
MPLS on top of
xWDM
Se-GE
Ethernet connected
MTSO
eNB
S1-C
S1-U
X2
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
Ethernet Backhaul
Maintaining Call Stability Requires True Tiered Scheduling
Tiered QoS
Drive higher backhaul efficency and ROI by bundling voice, video and data services
over a converged Ethernet uplink
Prioritize Control and Voice
Traffic Using Advanced
Service-Aware QoS
BaseStation Aggregate
Traffic Parameters
BaseStn #1
CIR = 30 Mb/s
VLAN1
VLAN2
PIR = 30 Mb/s
Voice
Video
Data
Internet
Service-Aware H-QoS Allows
For The Creation of
Tailored Service Bundles
GigE
GigE
GE
BaseStn #2
CIR = 1 Mb/s
•Ethernet Access
Transport Network
Individual Applications
Get Reserved Bandwidth
PIR = 1 Mb/s
Voice
Internet
PoC Router
IP/MPLS
Service Network
Delivering superior service scale by extending Quality of Service
95 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
Synchronisation
Addressing Base Station Synchronization Requirements
 For base stations using Carrier Ethernet transport, there are several approaches for
timing and time synchronization:
External
Synchronization
PRC
L2 or L3 PSN
PDH, SDH, NTR,
I-frame
Physical Layer
Line
Synchronization
Enable operators to Engineer and Manage Network
Sync like a transport service
 Manageable via embedded OAM Layers
 Enforceable SLAs with Resiliency & QoS
 Scalability to address full network migration
Synchronous
Ethernet
Timing over Packet
Client
(Adaptive Clock Recovery,
IEEE 1588 PTP, NTP)
L2 or L3 PSN
Constant rate packet flow
 Packet-based timing protocols decouple the mobile operator’s network synchronization
from the backhaul network (e.g. leased Ethernet service) but places stringent QoS and
resilience requirements on that backhaul network
96 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
LTE/EPC Architecture Evolution
An End-to-End IP Transformation
LTE/EPC based upon an end-to-end all-IP architecture
 End-to-end IP service delivery: VoIP, video, email, …
 Radio access & mobile core will be upgraded
 Simplified network architecture
MME
SGW
97 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
PDN GW
Leverage IP Service Routing Leadership for Mobile Gateways
Unleashing true “4G Mobile Broadband” experience
LTE/EPC = all-IP Service Delivery
Real-time, Multi-services, High-bandwidth, end-to-end QoS
PCRF
MME
Evolved Packet Core (IP)
Serving
Gateway
PDN
Gateway
Alcatel-Lucent Delivers Availability, Capacity & QoS Expertise Needed for EPC
 High aggregate throughput (100+ Gbps) for high bandwidth on-demand services
 High peak bit rates (100Mbps+ for mobility, 1Gbps+ for nomadic access)
 Multicast and broadcast capabilities (e.g., for Multimedia Broadcast Multicast Service )
 Per-subscriber, per-application (DPI), per-session QoS/policy enforcements
 High Availability and reliability to match “golden standards”
98 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
Alcatel-Lucent EPS Mobile Service Delivery Architecture QoS Model
DPI (Opt)
• DSCP Mark
Partner OTT
• Peer to Peer
Rate Limiting
eNodeB
Serving Gateway
PDN Gateway
Hierarchical QoS
• Signaling Integrity
eNB QoS
• Per QCI Queues
with color aware
thresholds
•Per bearer
scheduling
Classify
• Per SDF
• Aggregate eNB
shaping
Shape
(Opt)
• Shaping to
transport
SLA
Traffic
Management
• Per QCI queuing
for GBR QoS
Gi
Classify
• 5-Tuple match
with opt. DPI
• Color-aware
queuing for DBR
• Police per
Bearer or per
SDF
• SDF Charging
and Credit
• G/Y/R for
default bearer
• DSCP Mark
Down Link
Police
•Per bearer per
UE policing
UE Src IP
Verification
Network QoS
•Per QCI
•Per QCI
•Per Bearer
Up Link
99 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
Network QoS
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
IP
Network
Leverage Converged Dynamic Policy Control
Enable Multi-Media /Multi-Modal Services across network domains
Non-IMS Applications and Services
Communications
Services
MME
Evolved Packet Core (IP)
eNode B
SGW
5750 SSC/PCRF
PDN GW
DSL,
GPON
Messaging
Services
Dynamic Policy
Dynamic Services
Converged
Dynamic
Policy
Management
Real-Time
Service Control
BSA
BSAN
Broadband
Service
Aggregator
BSR
Broadband
Service Router
Broadband
Service
Access Node
IMS Applications and Services
Communications
Services
WiMAX
Converged Dynamic Policy Enforcement for Fixed & Wireless Access
 Dynamic bearer management and advanced QoS processing for millions of concurrent users
 Highly scalable, converged policy controls for dynamic end-to-end services control
 TISPAN A-RACF interfaces offers converged end-to-end QoS across domains
100 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
Messaging
Services
The Alcatel-Lucent Evolved Packet Core Solution
Extensive Inter-working Capabilities facilitates Seamless Migration
Standards-based inter-working enables cost-effective migration
 Seamless inter-working between 2G/3G, CMDA & non-3GPP access networks
 Lower cost of migration through minimized disruption to legacy networks
2G / GSM
W-CDMA
RNC
S3
CDMA / eHRPD
RNC
Gn
S4
S12
eRNC
S101
Gn/Gp
HSGW
S103
MME
PCRF
S1-MME
eUTRAN
eNB
Gxc
S11
IP Network
S5
SGW
101 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
Gx
SGi
S1-U
PDN GW
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
Non-3GPP
(WiFi / WiMax)
Access
S2
Converged Multi-play Network Vision by ALU
Advanced
Business
Services
BBWireless
IP
BB-Wireless
IP
1
3
Wireline
Home-BTS
MPLS Backbone
MPLS-based Aggregation
Scale
Tb and beyond
Millions of Subscribers
Consolidation
Integration of
discrete elements
102 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
2
4
Reach
Availability
All Rights Reserved © Alcatel-Lucent 2009, January
VPN Access, BB access,
Mobile access
Lead in High availability
& resilience
www.alcatel-lucent.com
103 | Transporte NG en Redes Móviles | Month 2006
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