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