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- れんか のたけ
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1 Japan 2010 モバイルバックホール トランスポート としての /-TP 2010 年 11 月 1 日 NEC 末村剛彦
2 Outline 1. LTEのおさらい 2. LTEに向けたモバイルバックホールの変化 3. バックホールの課題 Page 2 NEC Corporation 2010
3 LTE では何が変るか CS (voice) とPS (data) に分かれていたコア網が1つのIPコア網 (EPC) に統合 RANコントローラ (BSC/RNC) の機能が LTEでは基地局とEPCに配分される From 2G/3G to LTE: Towards all-ip, simplified network architecture 2G/3G What is EPC? LTE+EPC CDMA / EVDO GSM / GPRS Voice EDGE Channels UMTS HSPA IP channel Broadband Forum focus areas for backhaul BTS Node B BSC / RNC Softswitch GMSC MGW Circuit Switched Core (Voice) MSC SGSN PDSN Packet Switched Core GGSN HA PSTN Other mobile networks Internet New, all-ip mobile core network introduced with LTE End-to-end IP Clear delineation of control plane and data plane Simplified architecture: flat-ip architecture with a single core VPN IP channel enode B (enb) Transport (backhaul and backbone) Evolved Packet Core (All-IP) 12 Evolved Packet Core = end-to-end IP transformation of mobile core BSC: Base Station Controller RNC: Radio Network Controller Source: Broadband Forum, MD-234 Page 3 NEC Corporation 2010
4 モバイルバックホールの定義 一般に基地局とBSC/RNC/の間のネットワークと定義される ただし コア網をまたぐトラフィックもある BSC/RNC/ はトラフィックの増大につれてエッジ側へ移動する傾向 Mobile Backhaul Network Core Network Access Cell Site BTS NB enb CSG Aggregation Metro MTSO BSC RNC BTS NB enb BTS NB enb CSG CSG Star or Ring Ring or Mesh MAR BTS: Base Transceiver Station NB: Node-B, enb: E-UTRAN Node-B Transport Nodes Router P Router CSG: Cell Site Gateway, MAR: Mobile Aggregation Router MTSO: Mobile Telephone Switching Office Page 4 NEC Corporation 2010
5 標準化 3GPP モバイル通信方式 Metro ernet Forum (MEF) Mobile Backhaul IA (MEF 22) Broadband Forum (BBF, 旧 IP/ Forum) IP/ Forum NGMN (Next Generation Mobile Networks) Alliance 基地局 (BTS/NB/eNB) BSC/RNC/ Radio Network Layer 3GPP NGMN Transport Network Layer Transport Network MEF BBF IETF ITU-T IEEE Page 5 NEC Corporation 2010
6 LTE 時代に向けたモバイル網の変化 (1) 大容量化 下り回線容量 : 384 kbps (3G) 14 Mbps (HSPA) 100 Mbps (LTE) IP 化 従来の MBH 網には T1/E1 等の専用線が多く使われていたが モバイルキャリアが自前でファイバやマイクロ回線を敷設する ADSL, HFC(CATV 網 ), PON 等にデータトラフィックをオフロードする RAN Sharing( 英 Everything Everywhere 等 ) 等の動きが起きている 基地局 I/F: TDM (2G) ATM (3GPP R99) IP (3GPP R5 以降 ) かなりの長期に渡って異なる基地局 I/Fが混在 (2G, 3Gは当分存続 ) IPトランスポートは固定網と統合される方向 基地局の同期 ( パケット網でのクロック分配 ) が課題に Page 6 NEC Corporation 2010
7 LTE 時代に向けたモバイル網の変化 (2) RAN アーキテクチャの変化 ( スターからフラットへ ) RANコントローラを無くして装置の階層を減らす (p.3 参照 ) MBHトランスポートの視点ではかえって複雑になる 基地局間のインタフェース (X2) の追加 Multi-homing バックホールはPoint-to-pointからMultipointへ 3G 以前 ( スター ) LTE, Mobile WiMAX( フラット ) Abis, Iub X2 S1 Source: IP/ Forum Page 7 NEC Corporation 2010
8 モバイルバックホール網の変化 ( トポロジー ) 大容量化やフラット化に伴い リング化 メッシュ化 BSC/RNC/ の分散化 ( コアからエッジへ ) Access ( 主に無線 ) BTS/NB/eNB Aggregation ( 無線または光 ) Metro( 光 ) BSC RNC BSC RNC BSC RNC Page 8 NEC Corporation 2010
9 モバイルバックホール網の変化 ( テクノロジー ) TDM から TDM/Packet Hybrid や All-Packet へ TDM 網 BTS NB(ATM) Access ( 主に無線 ) PDH TDM (ATM) Aggregation ( 無線または光 ) SDH TDM Metro ( 光 ) SDH/WDM TDM BSC RNC Hybrid 網 BTS NB(ATM) NB(IP) enb PDH ernet TDM (ATM) SDH TDM WDM TDM L2/L3 L2/L3 L2/L3 ernet WDM BSC RNC RNC All-Packet 網 BTS NB(ATM) BTS NB(ATM) NB(IP) enb L2/L3 L2/L3 L2/L3 PDH ernet ernet WDM ernet BSC RNC RNC Page 9 NEC Corporation 2010
10 と -TP (-TP)=(TP 以前ののある部分 )+(OAM 等の拡張 ) TPでの拡張は 共通の仕組みになるので 最終的には-TPは のサブセットになる IP/ -TP 等は 特定の用途に最適化したプロトコル群のサブセット (Profile) を表す言葉になると考えられる バックホール用途に最適化したサブセット (Backhaul Profile?) を考えたい TP 後の TP 以前の -TP Label Merge ECMP Label Switching E3 G-ACh OAM PHP Protection Page 10 NEC Corporation 2010
11 トランスポートネットワークに対する要件 信頼性が高いこと 障害回復機能を持つこと 管理可能なこと OAM 機能を持つこと トラヒックエンジニアリングが可能なこと 転送経路を指定できること 使用する帯域を管理できること 多様なクライアントを転送できること スケーラブルであること 複数のクライアント信号を多重化して 転送できること 松田修, "OTN のアプリケーション " より 参考文献 :F. Huang, X. Yi, H. Zhang, and P. Gong, "Key Requirements of Packet Transport Network Based on -TP, in Asia Communications and Photonics Conference and Exhibition, Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2009), paper ThFF2. Page 11 NEC Corporation 2010
12 による解 信頼性が高いこと 障害回復機能を持つこと -TP Linear/Ring Protection, FRR, Redundancy 管理可能なこと OAM 機能を持つこと -TP OAM トラヒックエンジニアリングが可能なこと 転送経路を指定できること 使用する帯域を管理できること TE 多様なクライアントを転送できること スケーラブルであること 複数のクライアント信号を多重化して 転送できること E3 基本的なトランスポート要件は /-TP で満たせそう Page 12 NEC Corporation 2010
13 モバイルバックホールにおける課題 1. 運用スタイル 2. マルチポイント接続 3. L2とL3の使い分け 同期セキュリティ QoS この講演のスコープ外 Page 13 NEC Corporation 2010
14 1. 運用スタイル - 運用者は誰か - 従来 トランスポート系 (TDM, ATM, 光 ) とパケット系のネットワークの運用はかなり違っていた トランスポート的運用パケット的運用 集中管理 Deterministic 自律分散 Cut and Try モバイルバックホールの運用を 従来のトランスポート系の人が行う場合と 従来のパケット系の人が行う場合とで 運用に対する要求は大きく違うと考えられる Page 14 NEC Corporation 2010
15 1. 運用スタイル - トランスポート的モバイルバックホール - モバイルバックホールをトランスポート的に運用するとすれば 基本的に管理システムからのプロビジョニング 制御プレーンは 設定情報を収集するための道具として使用 Management System Provisioning Route Calculation Topology DB Configuration information Control plane protocols Page 15 NEC Corporation 2010
16 2. マルチポイント接続 - VPLS vs. VS - LTE のフラット RAN(S1, X2 インタフェース ) を L2VPN で実装する方法として VPLS ベースと VS ベースがあり得る VPLSだと基地局を追加した際の 設定を自動化できる 管理対象となるの数はVSの方が少なくなるはず 両者の混在が現実解か? 物理トポロジー VPLS ベース VPLS VS ベース VS for X2 VS for S1 Page 16 NEC Corporation 2010
17 3. L2 と L3 の使い分け -VPN 技術 - モバイルだけでなく固定サービスも含めて考えてみると L2VPN による LTE バックホール 現状からのマイグレーションが容易 ( コアとバックホールの運用を分離し易い ) バックホールを L2VPN に統一できる L3VPN による LTE バックホール LTE のコアとバックホールを L3VPN に統一できる ( 運用は課題 ) L3VPN サービスのトラフィックをコアからバックホールにオフロードできる Backhaul () Core () Backhaul () Core () LTE LTE L3VPN L3VPN L3VPN L3VPN Service L2VPN L3VPN Service L2VPN Service L2VPN L2VPN Service L2VPN L2VPN Page 17 NEC Corporation 2010
18 3. L2 と L3 の使い分け - どこまで か - をエッジ ( 基地局サイト ) まで延ばせば シンプルな網になるように見えるが 装置コストは ( 一般に ) 高くなる C-plane のスケーラビリティ要求が厳しくなる 大事なのは 運用が首尾一貫していること Cell Site Hub Site Regional PoP National PoP enb Aggregation Metro Option A S1 IP Iub/S1 L2/L1 LSP L2/L1 L2/L1 L2/L1 S1 IP Option B S1 IP L2/L1 Iub/S1 LSP L2/L1 L2/L1 L2/L1 L2/L1 L2/L1 S1 IP Option C S1 IP L2/L1 L2/L1 L2/L1 LSP Iub/S1 L2/L1 L2/L1 L2/L1 L2/L1 L2/L1 S1 IP Page 18 NEC Corporation 2010
19 まとめ LTE に向けて バックホールネットワークには大きな変化が起きる 大容量化 IP 化 フラット化 /-TP は モバイルバックホールのトランスポートとしての基本的な要件を満たすが 以下のような点では更に検討が必要と思われる 運用スタイル マルチポイント接続 L2 と L3の使い分け FMC 時代のバックホールネットワークに最適化した のプロファイルを考えることが重要 Page 19 NEC Corporation 2010
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