BACKHAUL INALÁMBRICO PARA REDES DE CUARTA GENERACIÓN LTE UTILIZANDO

MPLS COMO RED DE TRANSPORTE

Integrantes:- Alejandra Galarza- Juan Vega

REDES DE NUEVA GENERACIÓNTRABAJO DE FIN DE PARCIAL

OBJETIVOS

Objetivo General.- - Analizar los requerimientos de las redes de transporte y su diseño de red (backhaul) dentro de las tecnologías celulares más recientes con la finalidad de aplicar el tráfico generado de la Redes Internacionales de Internet hacia los clientes que dispongan estas nuevas tecnologías (LTE 4G).

Objetivos Específicos.-- Observar la Arquitectura y los Requerimientos Previos al desarrollo de una Red de Backhaul a nivel de la telefonía celular.- Discernir el avance que ha tenido estas tendencias dentro de los Organismos que se encargan de regular el desarrollo de estas redes a nivel mundial.- Analizar los distintos escenarios que se presentan para la implementación de la Red de Transporte con sus diversas características.- Discutir acerca de la problemática y las soluciones referentes a la movilidad en las Redes Celulares de Cuarta Generación.

INTRODUCCIÓNLa mayor demanda de prestación de servicios y ancho de banda producido por las aplicaciones que se pueden implementar en las nuevas redes móviles generan grandes desafíos para los operadores y las soluciones actuales de la red son ineficientes en uso de ancho de banda y no garantizan todos los parámetros de calidad de servicio por lo que quedan obsoletas.El Backhaul juega un papel vital en las redes móviles, al actuar como el enlace entre equipos de la red de acceso de radio (RAN) (por ejemplo: la estación de radio base) y la red troncal móvil. Esto significa que el backhaul es capaz de transportar datos móviles a partir del usuario final a la Internet (o redes similares), redes móviles y redes telefónicas tradicionales. La rápida evolución de las telecomunicaciones ha hecho que el mercado de los operadores móviles se enfrente a un incremento considerable en la demanda de ancho de banda en el backhaul debido a la proliferación de 3G por lo que los operadores de redes de backhaul están siendo obligados a reducir significativamente los costos operativos con el fin de compensar la disminución de los ingresos medios por usuario (ARPU) y de competir con una serie de nuevos competidores y tecnologías.

DIRECCIONAMIENTO DEL CUELLO DE BOTELLA

En esta nueva situación las redes de backhaul con muchos sitios de la célula se han convertido en el “cuello de botella” que ofrece una capacidad insuficiente para soportar mayores anchos de banda y, a menudo costosos para mejorar.

Para hacer frente a los operadores están migrando de los problemas existentes por separado, el legado de las redes ATM y TDM a una redes de transporte más rentable, convergente, habilitada por MPLS, y de infraestructura de usos múltiples.

Además de reducir los costos de operación, las redes basadas en MPLS también sentarán las bases para la entrega de la siguiente generación de servicios móviles, como los servicios basados en localización, juegos para móviles y televisión móvil, y para el uso de futuras tecnologías como Long Term Evolution (LTE) y móvil WiMAX.

ARQUITECTURA DE LTE Y LOS REQUERIMIENTOS DEL BACKHAUL

El estándar 3GPP Long Term Evolution (LTE) es un importante paso evolutivo para UMTS en términos de capacidad y de la arquitectura.

LTE tiene como objetivo ofrecer un mínimo de 100/50 Mbps DL/UL en 1 sector (20 MHZ de AB) hasta 1 Gbps en el enlace descendente mediante 3 sectores.

La conectividad de la Red de Acceso Radio (RAN) ha ido evolucionando hacia un mismo fin que es la arquitectura “all-IP” con un número reducido de elementos de red para una menor latencia.

ARQUITECTURA DE LTE Y LOS REQUERIMIENTOS DEL BACKHAUL

Por lo tanto, LTE eNB tiene más

inteligencia para funcionalidades como gestión de recursos de radio para la toma de

decisiones distribuidas, lo que

requiere la conectividad lógica entre eNB ("X2").

Vale recalcar que las redes existentes de

Backhaul no soportan esta comunicación inter-

Bases.

LTE define conectividad directa ("S1")

entre el eNB LTE y los Gateways LTE

(Mobility Management

Entity-MME) sin ningún tipo de

controlador de red de radio.

REQUISITOS CLAVE DENTRO DE LA ARQUITECTURA

Mayores tasas de datos: De 100/50 Mbps DL / UL hasta 1 Gbps DL entre eNB y MME / SAE-GW.

Jerarquía en la Arquitectura: MMEs / SAE-GW y eNB serán conectados en una relación entre varios de estos elementos.

Alta disponibilidad, capacidad de recuperación, gestión de fallos y rendimiento.

Garantía en QoS, CoS múltiples: Manipular diferentes clases de tráfico IP - en tiempo real, tiempo no real y el tráfico crítico.

Conectividad: punto a punto (P2P), punto a multipunto (P2MP, Multicast) y multipunto a multipunto (MP2MP, Broadcast) el tráfico entre diferentes entidades de la red.

Baja latencia: Brindar una baja latencia ente el usuario y los entes de de control [por ejemplo, menos de 5 ms en condiciones ideales].

REQUERIMIENTOS INTRÍNSECOS DEL BACKHAUL

1. Escalabilidad (en el aprovisionamiento de ancho de banda para despliegues incrementales, en sitios de la célula).

2. Logística (Alcance acceso a la red, facilidad dentro de la nueva implantación)

3. Migración / Actualización de las rutas (a partir de las redes 2G/3G de backhaul existentes UMTS / CDMA, así como la ampliación para futuras tecnologías)

4. Continuidad del servicio (soporte de los servicios 2G/3G y los elementos de red sobre el backhaul, la emulación de TDM / ATM)

MPLS MOBILE BACKHAUL INITIATIVE MMBI

En el 2008, el Foro IP/MPLS, que ahora forma parte del Foro de Banda Ancha, puso en marcha su Iniciativa MPLS para Backhaul Móvil (MMBI).

MMBI proporciona un marco para el uso de la tecnología MPLS para aportar soluciones para el transporte de tráfico RAN backhaul sobre el acceso, agregación y núcleo las redes.

La especificación proporciona un posible despliegue de escenarios y recomendaciones sobre cómo implementar MPLS en cada uno de estos escenarios.

Esta es una valiosa guía de referencia que permite a proveedores y operadores seleccionar los adecuados conjuntos de características para su situación específica.

CaracterísticasIncreíble flexibilidad: Soporta las redes tradicionales de transporte,

así como tecnologías futuras como LTE. Por ejemplo, la misma infraestructura MPLS puede ser

utilizada para llevar pseudowires heredados de tráfico, también

pueden ser utilizados para transportar y proporcionar QoS

garantías a la próxima generación de tráfico LTE.

Se implementa en cualquier tecnología de capa 2 capaz de

soportar MPLS labeled switching. Es ideal para superar las

limitaciones de escalabilidad de tecnologías como ATM y TDM.

MPLS permite el apoyo de estas tecnologías utilizando

pseudowires para proteger las inversiones existentes en equipos

antiguos

Proporciona economías de escala: Aprovecha la red MPLS para

satisfacer los requisitos de no sólo el diverso conjunto de tecnologías de backhaul móvil, sino también a

los de otras aplicaciones. Esto proporciona una reducción

significativa de los costos de capital y operativos.

ESCENARIOS DE LAS ARQUITECTURAS DEL BACKHAUL

ESCENARIOS DE LAS ARQUITECTURAS DEL BACKHAUL

Las Arquitecturas de red para RAN backhaul en IP/MPLS MMBI son definidas para diferentes capas de red de transporte (TNL) y las generaciones de redes móviles. Estos escenarios se agrupan de la siguiente manera y constan de dos categorías básicas:

Heredado: TDM, ATM, HDLC. Futuro: IP/Ethernet.

Opciones Heredadas

En el entorno heredado, equipos RAN se

comunican a través de ya sea TDM o ATM y TNLs.

Están conectados con una interfaz T1/E1, o con un Interfaz Ethernet (Fast

Ethernet) en caso de TDM o ATM se encapsula a través de Ethernet a través de IP o MPLS.

La funcionalidad necesaria para el

transporte de tráfico de herencia sobre MPLS se puede realizar ya sea en el borde de nodo, el nodo de acceso, la puerta de

acceso o directamente en el equipo RAN.

Las características de la capa HDLC en la

tecnología CDMA 1x-RTT y cubiertas de equipos RAN por medios de flujos de

bits codificados.

Opciones IP/Ethernet

En ambientes móviles R5 3G, LTE y WiMAX.

El tráfico móvil sobre IP TNL pueden ser transportados a

través de Ethernet pseudowires o túneles IP/MPLS

TE sobre la red de backhaul móvil de MMBI.

Diversos escenarios de implementación surgen en función de la ubicación (y

extensión) de la tecnología MPLS en la red de backhaul móvil y comprende tanto el

acceso y la agregación secciones de la red o sólo la

sección de agregación.

ESTUDIO DE LA MOVILIDAD IP DENTRO DE REDES MPLS

Mobile IP, MPLS puede ser visto como una tecnología de tunneling que supera las técnicas propuestas en Mobile IP (por ejemplo IP sobre IP) o como una tecnología con la que mejorar el handover de Mobile IP. Por ejemplo, el problema del establecimiento de LSPs tras un handover es, más o menos, similar al problema de restaurar las reservas en RSVP.

Por esto, la tendencia que se está siguiendo es la de introducir MPLS en entornos inalámbricos

ESTUDIO DE LA MOVILIDAD IP DENTRO DE REDES MPLS

Los principales organismos de normalización como IETF, ITU-T

(Internacional Union’s Telecommunication

Standarization Sector) o el MPLS Forum están trabajando

en propuestas en las que Mobile IP y MPLS interactúan en un entorno de movilidad.

En el caso de ITU-T, Mobile IP sobre MPLS ha sido elegido

como el núcleo de la próxima generación del Internet móvil. La recomendación ITU-T Y.1281 (Mobile IP Services over MPLS) describe las posibilidades de movilidad, basadas en MPLS,

en las redes de próxima generación (NGN).

Desde el MPLS Forum se ha estado trabajando en la

primera especificación integral para solventar el principal

obstáculo en el despliegue de los servicios móviles y que han

definido como el Mobile Backhaul.

ESTUDIO DE LA MOVILIDAD IP DENTRO DE REDES MPLS

Mobile Backhaul se proporciona un entorno basado en MPLS para los operadores móviles y se establece un conjunto de requisitos para el acceso inalámbrico y para el total de redes que utilizan diferentes interfaces de radio y protocolos como GSM, UMTS, HSPA, LTE o

Mobile WiMAX.

Además del trabajo realizado por las organizaciones de

estandarización, existen varios trabajos de investigación que

tratan este tema y que utilizan los mecanismos propios de MPLS para

ofrecer una garantía en la QoS, mejora en la señalización y una

baja interrupción durante el proceso de handover.

Conclusiones La tecnología MPLS en redes de backhaul es la solución a los

cuellos de botella en la red móvil actual, ya que ofrece beneficios y eficiencias en costos de backhaul móvil y el legado de entornos futuros basados en nuevas tecnologías como LTE.

Los nuevos servicios se desarrollan con éxito, mientras que los operadores móviles son capaces de de aprovechar las ventajas de costos aún mayores mediante el uso de una red de retorno basada en MPLS para ofrecer muchos servicios de red de no-backhaul.

MMBI proporciona directrices sobre la arquitectura, los escenarios y las opciones de tecnología para IP/MPLS RAN backhaul dentro varios entornos de red (legado, IP, convergencia). El marco MMBI se basa en las definiciones de redes móviles descritas por los estándares de organizaciones de la industria (3GPP, 3GPP2, WiMAX Forum, etc); la solución se basa en las especificaciones de MPLS y protocolos desarrollados en el IETF.