Transcript IP-tekniikka 3G-tukiaseman rajapinnassa

S-38.310 Diplomityöseminaari 2.12.2003
IP-tekniikka 3G-tukiaseman rajapinnassa
Toni Ruotsalainen
Ohjelma
• Työn tausta
• UMTS-liityntäverkon rakenne
• UMTS-liityntäverkossa käytettävät tärkeimmät tekniikat
• Miksi IP tarvitaan Iub-rajapinnalle?
• Mahdolliset IP-protokollapinot ja niiden hyvät ja huonot puolet
• Mitkä palvelunlaatumenetelmät sopivat parhaiten?
• Johtopäätökset
Työn tausta
•
•
•
•
Valvojana professori Raimo Kantola
•
Tarkasteluissa tulisi ottaa huomioon myös taloudellinen
näkökulma
Ohjaajana DI Tomi Vahtera
Toimeksiantajana Nokian IP Mobility Networks-yksikkö
Työn tarkoituksena on vertailla eri IP-tekniikoita ja palvelun
laatumenetelmiä ja löytää niistä parhaat UMTS-liityntäverkon
Iub-rajapintaan.
Työntausta (2)
Iub-rajapinta sijaitsee tukiaseman ja
RNC:n välillä UMTS-liityntäverkossa
UMTS-liityntäverkon rakenne (1)
Core Network
Iu
Iu
RNS
RNS
Iur
RNC
Iub
Node B
RNC
Iub
Iub
Node B
Node B
Iub
Node B
UMTS-liityntäverkon rakenne (2)
Radioverkon
hallinta taso
Käyttäjän taso
Q.2630.2
Q.2150.2
Siirtoverkkokerros
SSCF-UNI
SSCF-UNI
SSCOP
SCTP
SSCOP
AAL5
IP
AAL 5
ATM
Linkki kerros
ATM
UDP
IP
AAL2
IP
Linkki kerros
ATM
Linkki kerros
Physical Layer
Iub-rajapinnan protokollarakenne
TFCI2 FP
ALCAP
CPCH FP
USCH FP
DSCH FP
HS-DSCH FP
PCH FP
FACH FP
Node B
Application Part
(NBAP)
RACH FP
DCH FP
Radioverkkokerros
Siirtoverkon
hallinta taso
UMTS-liityntäverkon rakenne (3)
• Tällä hetkellä käytössä puhdas ATM-tekniikka
• Kuvastakin on nähtävissä IP-tekniikan tulon ATM:n
rinnalle, mutta oikea tekniikka ja palvelun
laatumenetelmät ovat vielä epäselviä.
UMTS-liityntäverkon tekniikoita
• ATM (Asynchronous Transfer Mode), IMA
• IP (Internet Protocol), IPv4, IPv6
• SDH (Synchronous Digital Hierarchy), VC-12
• PPP (Point to Point Protocol)
Miksi IP tarvitaan Iub-rajapinnalle?
•
Helpompi liityntöjen hallinta, ei tarvita muunnoksia IP:n ja
ATM:n välillä
•
Pidämmällä tähtäimellä yhden tason päästä-päähän
kytkentäisyys.
•
ATM on jo vanha tekniikka, jota ei enää kehitetä mm. sen
monimutkaisuuden takia.
•
ATM:n paketti koko on liian pieni ja näitä ei voida lähettää
rinnakkain. IP-tekniikassa rinnakkain lähetys on mahdollista.
•
IP on huomattavasti yksinkertaisempi ja sitä kautta myös
halvempi tekniikka.
•
IP on hallitseva verkkoprotokolla.
IP protokollapinot Iub-rajapinnassa
• IP over ATM, ei tuo paljon uutta, ATM on jo vanha tekniikka
• Classical IP over ATM (CLIP)
• LAN emulation (LANE)
• Multiprotocol Over ATM (MPOA)
• Point-to-Point Protocol (PPP)
• Packet over SONET(IP over SDH), yksinkertainen, todennäköisin
vaihtoehto
• IP over WDM, yleistyy ensin runkoverkoissa.
• IP over ETHERNET, yksinkertainen, uusimmissa versioissa otetaan myös
palvelun laatu paremmin huomioon. Kehitystyö vielä kesken??
Palvelunlaatumenetelmät Iub-rajapinnassa
• Integrated Services
•
• Ei skaalaudu isoihin verkkoihin
Differentiated Services
• Muodostaa useita loogisia verkkoja, jotka skaalautuvat isoihin
verkkoihin. Tullaan käyttämään UMTS-verkoissa ja todennäköisesti
myös Iub-rajapinnassa.
• Onko yksinään riittävä palvelunlaaduntakaaja UMTS-verkoissa?
Palvelunlaatumenetelmät Iub-rajapinnassa(2)
• Multi-protocol label switching (MPLS)
• MPLS tuo yhteydellisten tekniikoiden ominaisuuksia IP-verkkoihin.
• Saman yhteyden kaikki paketit välitetään verkossa samaa reittiä
pitkin -> varmennus ja VPN yhteyksien luonti helpompaa.
• Käytetään leimakytkentää siirtoyhteyskerrostasolla -> välitys
yksinkertaistuu ja nopeutuu.
• MPLS:n avulla löydetään käyttämätöntä verkkokapasiteettia.
• MPLS:ää voidaan käyttää kaikissa verkkotekniikoissa, jotka ovat
käytössä Iub-rajapinnalla(ATM, ETHERNET, SDH).
• MPLS monimutkaistaa verkkoa ja tuo ATM:n eli vanhan tekniikan
ominaisuuksia verkkoon
Palvelunlaatumenetelmät Iub-rajapinnassa(3)
• Palvelunlaadun takaaminen verkon ylikapasiteetin avulla
• Palvelun laatu voidaan taata verkon kapasiteetin moninkertaistamisella.
• Kuitutekniikan nopean halpenemisen vuoksi palvelun laatumenetelmien
kehittäminen kokonaan voidaan asettaa kyseenalaiseksi.
Johtopäätökset
• Pidemmällä aikavälillä IP over SDH (PoS) on paras tekniikka
Iub-rajapinnalle. PoS on yksinkertainen ja SDH on hyvin
yleinen Iub-rajapinnassa.
•
IP over ATM tekniikat voivat olla perusteltuja vain
siirtymäkaudella, koska puhdas ATM ja IP over ATM tekniikat
ovat helpommin toteutettavissa samalla kortilla. IP over ATM
ei tuo paljonkaan muutosta entiseen.
Johtopäätökset (2)
• Tässä on ainakin kolme eri mahdollisuutta toteuttaa
palvelun laatu.
1. Differentiated Services ja MPLS. Tämä on hyvä, jos halutaan
mahdollisimman tiukalla kapasiteetilla luoda riittävä
palvelunlaatu.
2. Differentiated Servicen ja ylikapasiteetin yhdistelmä. DiffServ:n
avulla tasoitetaan kapasiteetin tarvetta.
3. Ylikapasiteetin avulla. Yksinkertaisissa verkoissa todennäköisesti
edullisin vaihtoehto.
•
Edullisin ja riittävän palvelun laadun takaava tekniikka
todennäköisimmin toteutetaan. Absoluuttisesti
edullisimman tekniikan laskeminen on todella vaikeaa.