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Transporte de pacotes para backhaul móvel Você está pronto para o LTE?
Agosto de 2012
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Agenda
Estudos de caso
Transporte de pacotes para backhaul
Tendências, desafios e oportunidades
Requisitos de backhaul
Resumo
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A mobilidade se torna a nova banda larga
1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020
Mais do que simples telefones:
Mais de 10 milhões de unidades
Minicomputador Mais de 100 milhões de unidades
PC
Mais de 10 bilhão de unidades/usuários
Internet móvel
Mais de 1 milhão de unidades
Mainframe
Internet em desktopMais de 1 bilhão de unidades/usuários
Fonte: “Internet Trends”, abril de 2010, Morgan Stanley
Os smartphones superarão as vendas de PCs/laptops/notebooks em 2012 (Yankee Group)
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O backhaul móvel está em expansão!
Maior consumo de serviços de
multimídia móvel e comunicações M2M
• 3,8 milhões de macroestações celulares até 2015
• Dez vezes mais estações celulares menores - aumentam a largura de banda por usuário e preenchem lacunas de cobertura
• Mais compartilhamento de torres
Provedores de serviços
continuam atualizando suas
redes de backhaul!
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Migração do backhaul móvel para o pacote
MSCPDH/SONET/SDHTDM
MSC
PDH/SONET/SDH
Transporte de pacotes
HÍBRIDO
MSC
Transporte de pacotesPACOTE
20122008 2016
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Ponderação sobre desempenho, complexidade e custo
“A flexibilidade do Serviço CE está diretamente relacionada ao desempenho, à complexidade e ao custo. Um serviço [de backhaul móvel] que oferece flexibilidade, mas não atende aos requisitos de latência, rendimento, proteção ou custo, é inútil.”
- Grande operadora móvel europeia
Custo
Flexibilidade
LatênciaProteção
Rendimento
7
$
$$
$
$
$$
$
$
O LTE traz novos requisitos e dificuldades Velocidades de usuário mais altas maiores requisitos de capacidade em
backhaul (BH) e núcleo Latências menores Novo suporte para interface lógica (X2) Sincronização de relógio (fase e frequência) Extensões de estações celulares menores
de macroestações celulares Rede heterogênea (HETNET – integrando
macroestações celulares/estações celulares menores e femtocells, wifi)
Segurança de IP Melhor qualidade de serviço (QoS) Elementos de núcleo móveis – caros e congestionados Melhor determinismo, proteção, disponibilidade, desempenho Custos mais baixos
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Conexão de torres de celular com centros de comutação móvel
L2
Micro-ondas e fibra
Rede de backhaul RAN
100 GE10 GE
10 GE
100 a 300 MbpsGE
DWDMPOTS
Cluster
GE10 GE
MSC
L2 +L1
X2
Agregação Transporte metropolitano
Acesso
eNB(terminal IP)
NúcleoMNO2
MNO1L3
Fibra
L2
Separação simples e segura do IP do usuário (L3) do backhaul (L2)
BS
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Custos do MBH = f(BW, Complexidade, Incerteza)
Largura de banda: equipamento, espaço, energia
Complexidade: treinamento, erros, falhas, manut.
Incerteza: despesas excessivas JIC
Tempo
$
Largura de
bandaComplexidadeInc
ertez
a
A CIENA REDUZ A CURVA DE CUSTOS
Escalabilidade, desempenhoSimplicidade, Ferramentas de OAM completasComportamento determinístico
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Redes de pacotes de classe de transporteMantêm as principais
vantagens dos serviços de transporte herdados
Adicionam os principais atributos de eficiência de
pacoteOAMDeterminismoGerenciabilidadeResiliência Alta disponibilidadeDesempenhoBaixa latência/flutuação de fase
Agregação de pacotesFlexibilidade e granularidadeQualidade de serviçoUso eficiente da banda largaMultiplexação estatísticaExcesso de assinaturas Custo mais baixo
Redes de pacotes de classe de transporte supre a lacuna entre os mundos de transporte e de pacotes
ConvergênciaVerdadeira
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Carrier Ethernet para backhaul móvel O MEF CE 1.0 começou com uma estrutura e três
serviços padrão aplicados às redes metropolitanas e regionais
O CE 2.0 inclui três novos recursos relevantes ao MBH: Multi-CoS, Interconexão, Gerenciamento
O CE oferece suporte aos principais requisitos do MBH:
Maiores capacidades, menor latênciaTopologias de rede flexíveis: estrela, anel, malhaMicro-ondas e mídia de fibraResiliência: failover rápido, previsível2G, 3G e LTE na mesma rede de backhaulIntegração total: backhaul uWave de propriedade do MNO serviço alugado de backhaul com fio de SP
Operação menos complexa e mais eficiente que o roteamento de camada 3
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Interface interoperável padrão: MNO rede de backhaul A conectividade do Serviço CE é compatível com as interfaces lógicas S1 e X2Definições de serviço com SLS (Service Level Specifications) A conectividade de serviços facilita a escalabilidade
Carrier Ethernet para backhaul LTE
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MPLS-TP para BH móvelElimina as deficiências do MPLS, foca no transporteSemelhante ao MPLS na superfície (LSPs, rótulos PW etc.)
Funcionalmente, mais semelhante a Carrier EthernetMecanismos de proteção/rede/encapsulamento L2Transporte de pacotes determinístico orientado à conexão OAM completoPermite o provisionamento direto (estático)
As conexões de backhaul móvel tendem à longevidadeCaminhos predeterminados são menos complexos e mais escaláveis
Há opções de estabelecimento de caminhos dinâmicosOs protocolos de distribuição de rótulos dinâmicos MPLS são caros e muito complexos para BH móvel
À medida que o MPLS migra do núcleo para o backhaul, a funcionalidade do plano de controle IP adiciona questões de segurança, estabilidade, escalabilidade e OPEX.
CLASSE DE TRANSPORTE
Operação menos complexa, mais eficiente que IP/MPLS
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Principal consideração arquitetônica – Transporte de pacotes
Encaminhamento de IP
MPLS-TE
MPLS-TP
EthernetEthernet Ethernet
MSC
Camada de serviço/aplicação
Requisito: transporte de custo mais baixo entre terminais IP
Terminais IP
Custo e com
plexidade crescentes
15
O custo da complexidade
POTS
12
3eNB
3
Internet
33
12
12
12
12
12
12L2 L2 L2L2
Backhaul
Conectividade de backhaul L2Menos camadas de protocolo provisionamento, gerenciamento, restauraçãoMenor custo de equipamentos e pessoas, complexidade, risco, tempo/complexidade da nova rotaIndependência entre a camada de transporte de BH (L2) e a camada eNB/EPC (IP) clienteCaminho de migração suave do backhaul herdado para o LTEAs melhores opções de L2 são MEF-CE ou MPLS-TP
Camada 2 - Custo total de propriedade mais baixo
IP do usuário (oculto na rede de backhaul)
IP do usuárioIP de transporteIP do usuário
EPC MME S-GW
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A rede L3 é gerenciada pelo MNOe é opcional para backhaul
O custo da complexidadePilhas de protocolo L2 e L3 para backhaul do LTE
BH roteado por IPIP-VPN
Backhaul L2 comutadoCarrier-Ethernet-VPN
L3L2
IP do eNB
GE
MPLS-TP Pro-visiona-do
IP do eNB
MPLS
GE
BGP
Q-in-QG.8032/G.8031
Topol. LDPRSVP-TELDP de destinoLSP multipontoOSPF-TEISIS-TESalto a salto \ roteamento
PBB(S-MAC +eNB-MAC)
SPBMSPBM-TE
GE
H-VPLS
MPLS-TP
tLDP
A Camada 2 oferece uma rede simplificada sem camadas
ECONOMIA DE TCO CONSISTENTEMENTE INFERIOR A 30% NA L2
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“Usando Carrier Ethernet para criar o canal de transporte de retorno LTE”Livro branco da Infonetics Research – Fev 2011
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Alto rendimento, baixa latência, escalabilidade, flexibilidade de
protocoloSwitch físico
Instrumentação avançada
Controle de largura de banda
Gerenciamento avançado de pacotes para backhaul móvelSincronização
Milhares
CE CE
VS
VS
VS
MPLS
Ethernet
MPLS-TP
PBB-TE
VSVSVSVS
Ativação rápida da rede
ServiceEVC (E-Line)
EVC (E-Tree)
OVC Services
EVC (E-LAN)
ServiceEVC (E-Line)
EVC (E-Tree)
OVC Services
EVC (E-LAN)
Metropolitana
Solicitar↓Entregar↓Endereço IP auto↓Config. disp. auto↓Descoberta auto↓Assist. serviço
Resiliência
Alto desemp.G.8032 ERP
Túnel E-2-EProteção
Link + Fluxo OAM, Teste de desempenho
802.1ag, Y.1731, EFM etc.
Infraestrutura de pacotes de baixo custo e alto desempenho
Rede de pacotes
Freq. Fase ToD√ √ √
1588GM
1588 escravo
Sync E
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Backhaul multisserviçoSeparação de tráfego e aplicação de QoS por meio de pseudowires
UMTS
LTE ou HSPA
GSM
E1/T1
Ethernet
ATM/IMA
Rede de comutação de pacotes
Túneis PW
BSC
RNC
TDM
ATM
Ethernet
2G
UMTS 3G
LTEMMES-GWP-GW
RNC HSPA 3G
Confiança reduzida na rede
TDM/PDH/SDH
Gerenciamento ponta a ponta
1588V2Grand Master
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Autocriação de MNO - Estudo de caso 1
N x 10 GE
Controladores MSC e rede de núcleo roteada
Metropolitana/Agregação
Acesso
BS
GE
BS GE
SR
POP agreg.
BS
BS
BSBS
BGPVRRPN x10 GE
SR
MSC
Caminho primárioCaminho de backup
Mais de 16 mil torres de celular habilitadas para Carrier Ethernet (tráfego 3G e 4G)Acesso a micro-ondas/ondas milimétricas (95%) com agregação de fibraResiliência em camadas robusta, baixa latência e estabilidade arquitetônicaRede de alta disponibilidade, garantias de QoS, OAM e SLA Provisionamento de serviço e túnel simples e rápido (tempo médio de ativação por torre inferior a 5 min)Maior escalabilidade (mais de 1.000 torres de celular por domínio metropolitano/milhões de serviços)
solução de mais baixo custo
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MNO e atacado - Estudo de caso 2Combinação de serviços comerciais e backhaul móvel de IP/Ethernet
EMUX
MNO2 NTE
MNO3 NTE
MNO1
EMUXNTE
NTE
NTEEMUX
Demarcação de serviço
EMUX
NTE
NTE
EMUX
CPE OSP/RT Hub-COCO Borda de IPe
Núcleo
Roteador P
SER/BRAS
Ethernet (Q-in-Q) para L3
MPLS (por Ethernet) para VPLS/VPWS
Cliente
802.1QEthernet (Q-in-Q)
LAG
802.1ad
Portfólio amplo com SO comum Dispositivos de temperatura ampliada interna e
externamente Provisionamento automatizado na rede via modelos Amplo conjunto de ferramentas Ethernet OAM
Protocolo de monitoramento IETF TWAMP de ponta para medir latência/flutuação de fase L3 para aplicação do SLA
Treinamento, certificação e suporte simplificados Medição de QoS/entrada
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Corte os custos de backhaul com o transporte de pacotes
Evite complexidade a todo custo
Use a Camada 2 sempre que possível para o backhaul móvelOperações contínuas de IP/MPLS do núcleo para a torre de celular custos mais altos
Consolide o backhaul 2G-3G-4G em uma rede de pacotes convergida
Insista em um conjunto avançado de ferramentas de OAM
Projete um backhaul escalável, resiliente e determinístico
Utilize topologias e mecanismos de proteção mais recentes
Confie no micro-ondas de pacote para as torres de celular "habilitadas para Ethernet"
Automatize as operações (siga as etapas humanas de provisionamento)
Escolha soluções de transporte de pacote para TCO inferior
Redes que revolucionam a forma como você compete