MAXIMIZAR LAS VENTAJAS DE LTE MEDIANTE LA UTILIZACIÓN DE SOLUCIONES BACKHAUL TRUE CARRIER ETHERNET®

Cómo crear redes de poco contacto y alta velocidad

Libro blancoW

Resumen

Los Operadores de Redes Móviles (Mobile Network Operators (MNO)) están evolucionando sus infraestructuras inalámbricas hacia el estándar de Evolución a Largo Plazo (Long Term Evolution (LTE)) que ofrece una baja latencia y un mayor ancho de banda para proporcionar contenido rico a dispositivos móviles inteligentes. En este artículo se describen los retos y complejidades del diseño de LTE con la recomendación de utilizar soluciones basadas en Carrier Ethernet para backhaul desde estaciones base para reducir el costo total de propiedad. Los proveedores de backhaul pueden utilizar este enfoque para recortar los costos de sus redes de manera efectiva. Finalmente, este artículo describe la solución de Ciena, que combina la demarcación de estaciones base basadas en True Carrier Ethernet con la agregación de soluciones de Ethernet ópticas convergentes para construir redes rentables escalables.

LTE permite un uso de datos superiorA medida que aumenta la popularidad de los teléfonos inteligentes y de otros dispositivos móviles, los operadores de redes móviles reconocen que el crecimiento de los ingresos depende de su capacidad de ofrecer una gama más amplia de aplicaciones y servicios de banda ancha móviles que requieren un ancho de banda superior y una latencia inferior, para ofrecer la calidad de servicio esperada. Por ejemplo, es posible que un flujo de video visualizado en una tableta requiera un ancho de banda de calidad de alta definición con acceso rápido a archivos de contenido fuera de serie almacenados en la memoria caché para obtener la descarga de video necesaria para realizar una reproducción sin problemas. No obstante, ofrecer dichas aplicaciones y servicios puede saturar rápidamente la capacidad de las redes inalámbricas 3G actuales y de las redes backhaul asociadas. Como resultado, los operadores de redes móviles de todo el mundo están adoptando las nuevas tecnologías inalámbricas, incluidas WiMAX, HSPA+ y LTE. Estas tecnologías de última generación resuelven las limitaciones del acceso mediante ondas de radio a través de móviles, permitiendo el rendimiento de procesamiento elevado y la baja latencia necesarios. En particular, la especificación LTE 3GPP (Versión 8) proporciona tasas máximas de enlace descendente de por lo menos 100

Mb/seg., y las futuras versiones ofrecerán tasas de hasta 1 Gb/seg. Si es necesario, esta especificación también proporcionará soporte para la suave intercomunicación con tecnologías de red más antiguas como GSM, cdmaOne, UMTS y CDMA20001.

Los operadores de redes móviles pueden beneficiarse realmente de la mayor eficiencia espectral de las redes 4G para ofrecer soporte a más usuarios y tasas de uso más elevadas. Aunque se espera que el costo por estación base sea similar al de las redes 3G, la mayor eficiencia espectral de los LTE permitirá a los operadores de redes móviles obtener ahorros de costos de hasta un 75 %2. Este aspecto de los precios resulta clave para ofrecer planes de servicios inalámbricos con tarifas razonables. Según TeliaSonera (uno de los primeros operadores de redes móviles en adoptar la tecnología), LTE permite obtener unas tasas de uso muy superiores mensualmente. Por ejemplo, los usuarios de teléfonos inteligentes 3G y tarjetas de datos 3G y LTE consumen una media de aproximadamente 400 MB, 5 GB y 15 GB respectivamente3. Con estos niveles de uso, la cantidad de banda ancha consumida por los dispositivos móviles inteligentes alcanzará rápidamente niveles iguales a los de las conexiones de ancho de banda con cable.

Para aprovecharse de los beneficios del estándar LTE, los proveedores de servicios de backhaul deben admitir el aumento de cientos de Mb/seg. por estación base para backhaul, si se compara con los múltiplos de T1s (n x 1,5 Mb/seg.) o E1s (n x 2 Mb/seg.) de las generaciones anteriores. Este resultó un cambio paradigmático en las llamadas de backhaul para opciones de red que aumentan de manera rentable (el único modo de minimizar el costo total de propiedad a la hora de realizar migraciones basadas en LTE).

El diseño del estándar LTE (capa inalámbrica) es complicado3GPP4 identifica la arquitectura backhaul del estándar LTE, con requisitos para admitir dos interfaces clave:

> S1: la interfaz de LTE eNB al EPC. El EPC incluye el S-GW y el MME

> X2: la interfaz que conecta los eNB a otros eNB de grupos lógicos específicos

1 LTE: una descripción de extremo a extremo de la arquitectura y los elementos de red. Enciclopedia 3GPP LTE. 2009. http://sites.google.com/site/lteencyclopedia/lte-network-infrastructure-and-elements.2 http://www.booz.com/media/uploads/LTE_Delivering_Future_of_Wireless.pdf3 TeliaSonera, LTE Forum, noviembre de 20104 3GPP TS 36 300

Ambas interfaces se utilizan para transferir los paquetes del plano de control (mensajería) y del plano del portador (datos de usuario). Además, existe la opción de aumentar la cobertura con microcélulas (eNB de baja potencia con cobertura sobre áreas limitadas), picocélulas (normalmente para zonas interiores como oficinas, centros comerciales, estaciones de tren) o femtocélulas (cobertura para empresas pequeñas o para los hogares).

La evolución de las tecnologías inalámbricas ha provocado la creación de funcionalidades adicionales, como el control de radio distribuido y un plano de portador de IP. Los eNB de las estaciones base son extremos de IP con compatibilidad para planos de portador de IP que transportan tráfico de los usuarios en túneles GTP y que controlan el tráfico en túneles SCTP. Los eNB, como extremos de IP, asignan el tráfico de los usuarios a flujos de IP de portador (S1) entre eNB y controladores S-GW/MME. Si un usuario se dirige a una estación base diferente, la interfaz del flujo de IP de portador (X2) entre los eNB de célula puede utilizarse para intercambiar mensajes de protocolo para coordinar la entrega entre sitios vecinos. En la ilustración 1, se muestra la interfaz X2 entre los eNB, junto con la interfaz S1 entre los eNB y los controladores. Se espera que la interfaz S1 se implemente en su mayor parte en conexiones punto a punto entre el eNB y los controladores, aunque también se puede utilizar la conectividad de punto a multipunto. Normalmente, la interfaz X2 se implementa en conexiones multipunto entre un subconjunto de estaciones base vecinas, normalmente en la misma subred IP. Aunque este conjunto de estaciones vecinas puede tener un tamaño de hasta 32 ó 64, el modelo operativo normal está compuesto por entre 4 y 16. La interfaz X2 se beneficiará de una latencia baja y constante para el intercambio de mensajes de protocolo entre estaciones base en la misma subred de IP, y de la coherencia en el comportamiento, en particular a la hora de introducir funcionalidades LTE avanzadas (de la versión 10 y posteriores) como la Transmisión multipunto coordinada (Coordinated Multipoint Transmission (CoMP)).

El diseño de LTE no consiste únicamente en aumentar el ancho de banda para admitir el tráfico de paquetes. Debido a las

tendencias de uso de las aplicaciones IP, el enfoque cambia hacia la compatibilidad con un tráfico de datos y archivos multimedia de un volumen elevado. El diseño de la red LTE requiere una labor de ingeniería para admitir el tráfico de paquetes con niveles de Clase de servicio (Class of Service (CoS)) que

ahora comparten el mismo backhaul. Las aplicaciones esenciales de volumen reducido o los datos que requieren un rendimiento estricto no deben verse afectados por datos de “máximo esfuerzo” de un volumen elevado.

Cuando los Operadores de Redes Móviles (MNOs) intentan optimizar el uso del tiempo de conexión del medio compartido, a través del cual se deben admitir más de cien usuarios en un solo sector de eNB en todo momento, se presenta una complejidad adicional. Los teléfonos inteligentes utilizan aplicaciones como interfaz de usuario en servicios de nube, pero las aplicaciones que se comportan de forma incorrecta o se han diseñado de modo deficiente pueden consumir en ocasiones un ancho de banda muy superior al esperado5. Además de consumir más ancho de banda, los dispositivos inteligentes pueden bloquear el canal de comunicación asignado con un estado de “en uso” solicitando periódicamente actualizaciones de información. Esto sucede comúnmente durante la comunicación con sitios de redes sociales. Al final, se requiere un esfuerzo mayor para optimizar el uso del espectro limitado (por ejemplo, de los canales de 5, 10 ó 20 MHz) para el enlace inalámbrico entre los dispositivos de usuario y el eNB.

Backhaul de paquetes para LTELas redes de transporte de los backhaul móviles deben incluir los siguientes atributos clave:

> Una interfaz interoperativa estándar como demarcación entre el operador de redes móviles y el proveedor de backhaul

> Conectividad de servicio compatible con interfaces lógicas de capa inalámbrica, como las de punto a punto solamente o una combinación de las de punto a punto y multipunto, en función de la clase de tráfico

> Definiciones de servicio con Especificaciones de nivel de servicio (Service Level Specifications (SLS)), así como la ingeniería de tráfico necesaria para cumplir los objetivos de especificación del nivel de servicio, como el retraso, la vibración o la disponibilidad

> Una red escalable compatible con la conectividad del servicio con mil o más estaciones base por dominio metro, varias instancias de servicio por estación base para admitir

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IP de usuario

S1

S1

S1

EPCMME

S-GW

eNB

eNB

eNB

X2

X2

X2

Señalización y portador de LTE

Ilustración 1. Arquitectura lógica LTE

5 http://www.digitaltrends.com/mobile/yahoo-blamed-for-windows-phone-7-phantom-data/

varias clases de tráfico, varios operadores de redes móviles por estación base y varias generaciones de tecnología móvil colocadas en la misma ubicación

> Una red fuerte con protocolos y mecanismos para la detección y recuperación de errores para alcanzar objetivos de disponibilidad en las especificaciones de nivel de servicio con puertos adicionales, nodos o compatibilidad con diversidad de rutas, si es necesario

> Protocolos e interfaces para llevar a cabo Operaciones, Administración y Mantenimiento (Operations, Administration, and Maintenance (OAM)) de las instancias de servicio proporcionadas

> Un servicio de sincronización de red para permitir la sincronización de frecuencias de todos los eNB en un reloj de referencia principal y, para TDD LTE, la sincronización de fase de los eNB

Con LTE definido con el uso de portadores de IP y la transición de 3G (UMTS, HSPA, versiones posteriores de HSPA) de TDM o ATM a portadores de IP para el transporte del tráfico de usuarios y de señalización, la red de backhaul está cambiando para admitir servicios de conectividad de paquetes. Según la empresa de investigación de mercado Infonetics Research, “Los portadores de todo el mundo están aumentando el ancho de banda de sus redes de backhaul para hacer frente a este aumento en el tráfico de datos de IP, y el modo más eficaz y rentable de conseguir esto es mediante la transición de TDM a una solución IP/Ethernet de paquetes, que es hacia donde se está dirigiendo el mercado de equipos de backhaul móviles”. El backhaul de paquetes también puede proporcionar un mayor ancho de banda y granularidad QoS que los servicios TDM antiguos, proporcionando niveles superiores de flexibilidad y una mejor escalabilidad.

A la transición al transporte de backhaul de paquetes se encuentra asociada la necesidad de soportar un servicio de sincronización de red en las estaciones base. Se puede

proporcionar un servicio de sincronización independiente de la infraestructura de backhaul de paquetes (como con BITS o GPS) o directamente a través de la infraestructura de backhaul de paquetes (como con IEEE1588v2 o la Ethernet sincrónica). Los operadores que no desean emplear un GPS o un recurso de fuera de la red como T1/E1 o BITS para su sincronización, que necesitan opciones alternativas en caso de fallo del GPS o de las soluciones de fuera de la red, que es posible que también necesiten realizar la sincronización de fase (para TDD LTE) además de la sincronización de frecuencia existente, o que solamente desean reducir la dependencia de las conexiones T1/E1 antiguas costosas, utilizan los servicios de sincronización de red. La sincronización de red que cumple los requisitos de estación base LTE resulta esencial para minimizar las interrupciones de servicio de los móviles para los usuarios. LTE requiere un control estricto de la frecuencia del canal RF para garantizar una entrega precisa entre las estaciones base y para ofrecer un servicio sin interrupciones.

Los proveedores de backhaul también necesitan efectuar la transición a un modelo que admita la extensión más rápida de la conectividad de servicio con el nivel adecuado de creación, activación y administración de servicio automatizada. Esto permitirá comercializar nuevos servicios de un modo más rápido, mejorar la generación de ingresos y, por último, obtener mayores beneficios.

Backhaul de paquetes: Ethernet como servicioPara adoptar un modelo de backhaul de paquetes, los proveedores de servicios deben reconocer que Ethernet actúa como más que una mera interfaz entre los elementos de red inalámbricos de un operador de redes móviles y los elementos de red de transporte del proveedor de backhaul. La popularidad de Ethernet como capa de transporte para paquetes de IP en redes LAN está bien demostrado. La funcionalidad Carrier Ethernet adicional la hace idónea para el

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Capacidad BH móvil 2G/3G (TDM/ATM) 3G/4G (Ethernet)

Interfaz (Demarcación) nxE1, DS3, OC-N FE, GE, 10GE PHYs

ITU-T UNI: MEF 13 y MEF 20

Servicios Línea privada Tipos de EVC, Interfaces externas y Atributos de servicio

MEF 6.x, MEF 10.x

Asignación de servicios Intervalos de tiempo de velocidad secundaria (TDM), VP/VC (ATM) Atributos de servicio (por ejemplo, CEVLAN a mapa EVC, CoSID, BWP)

ITU-T, BBF (ATM UNI) MEF 10.x

OAM de servicio (FM) bytes SONET/SDH OH, ATM OAM (LB,CC,etc.) MEGs, MEPs/MIPs, CC, Linktrace, Loopback

ITU-T MEF 22.x, MEF 17, MEF SOAM FM IA, ITU-T

OAM de servicio (PM) SES, SD, BER, A, UAS, CTD(V), CLR SLS por CoSID con atributos y objetivos

ITU-T MEF 22.x, MEF 10.x, MEF SOAM PM IA, MEF 23.x, ITU-T

Clase de servicio estándar Bit CLP si ATM 4 clases de servicio y objetivos de rendimiento para los niveles de rendimiento 1 y 2

BBF MEF 23.x, MEF 22.x

SONET/SDH, PDH, BITS Ethernet síncrona y método de paquetes

Sincronización ITU-T MEF 22.x, IEEE 1588v2

ITU-T G.8261/G.8262/G.8264/G.8263/G.8265.1/G.8275.1

O&M EMS/NMS a NE, Northbound a OSS, MIBs Modelo de información, MIB, activación/prueba de servicio

TMF, ITU-T MEF 15, MEF 7, SOAM MIBs, IEEE, IETF, TMF, ITU-T (Y.156sam)

Ilustración 2. Comparación del transporte antiguo con los modelos de transporte por paquetes

transporte a través de una WAN. Las interfaces compatibles con MEF como las UNI pueden proporcionar la demarcación interoperable para que los operadores de redes móviles utilicen la red backhaul de paquetes. Los servicios basados en EVC de MEF permiten a los recursos de banda ancha virtualizados admitir conectividades de punto a punto, multipunto y de punto a multipunto con funciones de ingeniería de tráfico, para la asignación garantizada de recursos de red para mejorar el rendimiento. La definición de una conexión entre UNI en el EVC permite al backhaul de paquetes aplicar la gestión de errores y rendimiento correspondiente para dicha conexión. En la ilustración 2, se compara el modelo antiguo para 2G/3G y el uso de interfaces Ethernet para servicios 3G y LTE. En la ilustración 2, también se muestran organizaciones de estándares relevantes (IEEE, ITU-T, MEF, BBF) que trabajan para habilitar y fortalecer Ethernet como un servicio y una solución de capa de red robusto y fiable.

En la estructura antigua compatible con redes inalámbricas 2G o las primeras 3G, la demarcación era una interfaz PDH o SONET/SDH. En las redes 3G y 4G más avanzadas, en la actualidad es una UNI compatible con MEF que utiliza interfaces Ethernet. El modelo antiguo disponía de un servicio identificado mediante intervalos de tiempo de velocidad secundaria o completa o un identificador de conexiones virtuales (ruta virtual ATM o conexión virtual). En los backhaul de 3G y 4G de hoy en día, las arquitecturas Carrier Ethernet con UNI compatibles con MEF permitirán la identificación del servicio por parte del conjunto de CE-VLAN de los marcos de

Ethernet enviados por el eNB y el equipo controlador (por ejemplo, el equipo del cliente) a la red de transporte del backhaul de paquetes. Los atributos

principales (interfaces estandarizadas, servicios escalables, OAM y sincronización) de una solución de backhaul móvil se cumplen con la estructura de backhaul de paquetes basada en Ethernet.

En la ilustración 3, se muestra la estructura de referencia del backhaul LTE. Las opciones de conectividad de la interfaz S1 (EVC de punto a punto) y la interfaz X2 (EVC de multipunto) se muestran como ejemplos, pero la opción de

conectividad puede ser específica de los operadores de redes móviles. Por lo tanto, las redes de backhaul de paquetes deben admitir todos los servicios de punto a punto (E-Line), de multipunto (E-LAN) y de punto a multipunto (E-Tree). Los requisitos de rendimiento (disponibilidad o retraso de marcos) pueden variar para S1 y X2. Con la capacidad de admitir una o más instancias de CoS en la red de backhaul de paquetes, la conectividad puede admitir diferentes clases de tráfico con diferentes requisitos de rendimiento. En la ilustración 4, se muestra una imagen sencilla de la asignación de ancho de banda para las EVC así como las diferentes clases de tráfico, distinguiendo entre el tráfico de datos de usuario y el de sincronización, o quizás diferenciando varios operadores de redes móviles en una sola ubicación, o incluso varias generaciones de tráfico móvil desde el mismo operador de redes móviles.

En la ilustración 4, la EVC2 puede ser un conjunto de CE-VLAN con cada CE-VLAN para una clase de tráfico, como el de usuario, el de señalización o el de sincronización. La clase de tráfico de usuario puede clasificarse como de video, de Internet o de voz, tal y como se muestra en el diagrama. También es posible que el backhaul de paquetes admita estas clases de tráfico en EVC diferentes o en la misma EVC por eNB. Una EVC independiente también puede resultar una opción mejor para la clase de tráfico de sincronización basada en el método de paquetes, ya que dicha EVC puede ser de tipo multipunto para las UNI de todos los eNB servidos por la red de paquetes. Debido a que la mayoría del tráfico es de “máximo esfuerzo”, los proveedores de backhaul deberán evitar aplicar requisitos de rendimiento estrictos del tráfico de alta prioridad a todo el tráfico. Pueden evitar dicho exceso de suministro de ancho de banda en la red admitiendo al menos dos clases de servicios (de alta y de baja prioridad) y, si es posible, una clase de reenvío de prioridad estricta adicional para que el tráfico de

sincronización minimice su variación del retraso.

En la ilustración 5, se muestra una topología típica utilizada en backhaul para implementaciones de LTE. Es posible que un operador de redes móviles haya arreglado enlaces de radio o conectividad de fibra desde una estación base de concentrador a otras estaciones base situadas fuera del sitio del concentrador. La topología puede ser una mezcla de

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eNB

eNB

UNIa UNIb

UNIcBackhaul LTE

EVC (E-LAN) para X2

Servicio MEF 6.1

eNBUNI-C UNI-N

UNI-C UNI-N UNI-N UNI-C

EVC (E-Line) para S1Controlador

Ilustración 3. Backhaul móviles con interfaces y servicios compatibles con MEF

EVC 1

Usuario

Señalización

Sincronización

EVC 2

Enlace

Video

Internet

VoIP

Usuario

Ilustración 4. Asignación de ancho de banda para clases de tráfico variadas

anillos, radios, cadenas y mallas parciales, en función de la cobertura geográfica necesaria y de la resiliencia a los errores. Esta parte de la red puede beneficiarse de los mecanismos de protección, como el Link Aggregation Group (LAG), con dos o más enlaces de Ethernet paralelos. Los conmutadores de Carrier Ethernet pueden proporcionar protocolos y mecanismos resistentes para admitir la detección y recuperación rápida de errores de enlaces de radio fijos.

Los enlaces de radio fijos, tanto los de microondas como los de onda milimétrica, se utilizan en casi la mitad de todas las implementaciones de backhaul móviles de todo el mundo. Los sistemas de radio de punto a punto, de ancho de banda elevado y de paquetes fijos ofrecen soluciones simples y rentables para el backhaul de LTE, ya que admiten velocidades de datos muy superiores a las de los cables de cobre y a menudo resultan menos costosas si se comparan con la instalación de fibra nueva en la estación base.

Las redes de los proveedores de backhaul son normalmente de un solo dominio o de dos dominios (de agregación y de

topología de anillo o malla para metro). Para aumentar un dominio metro para admitir servicios de Ethernet y ópticos, una solución metro normal utilizará soluciones de sistema de transporte óptico de paquetes (Packet-Optical Transport System (POTS)) basadas en Ethernet ópticas convergentes. En esta arquitectura, la misma red puede admitir un backhaul de paquetes para LTE y otros servicios para empresas o lugares residenciales. Con varios operadores de redes móviles en algunos sitios de eNB, UNI Gigabit Ethernet (GbE) de mayor capacidad y un número superior de eNB por área metro, los proveedores de backhaul podrán aumentar sus redes a varias longitudes de onda de 10 GbE, 40 GbE o incluso 100 GbE dentro de un futuro próximo. Los proveedores necesitarán admitir varias opciones de protección y de diversidad de rutas para que una conectividad resistente habilite el backhaul LTE. A medida que las redes inalámbricas se van consolidando como las autopistas de datos dominantes, resulta cada vez más importante ofrecer una disponibilidad de red mayor, ya que las interrupciones de larga duración pueden reducir el nivel de lealtad de los clientes al convertir las aplicaciones poco fiables, lentas o difíciles de acceder.

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Ilustración 5. Topología y arquitectura de una implementación de backhaul de paquetes de LTE típica

IP de usuario (IP de usuario oculta de la red de backhaul)

S1

EPCMME

S-GW

eNB

eNB

eNB X2

X2

X2 Portador de IP

Red de backhaul CE L2

Ilustración 6. Carrier Ethernet proporciona transparencia a la capa IP

Fibra-Radio de Operador deRedes Móviles (MNO) Red de backhaul Centro de conmutación

móvil

Centro de conmutaciónmóvil

MNO2

X2Comunidad

UNI UNI

300 MbpsGE

10GE

MetroDWDMPOTSnx10GE

100GE

AccessAcceso AccessAgregación Metro

eNB (extremo de IP) L2 L2 L3

EPCMMES-GW

EPCMMES-GW

MNO1

Carrier Ethernet reduce CAPEX y OPEX

El número de eNB de un dominio puede crecer enormemente a medida que se implementan servicios de LTE. Al aumentar las redes LTE, la conectividad se optimiza y los costos asociados se reducen a la vez que aumenta la simplicidad y fiabilidad de la red de backhaul. Una ventaja clave de una arquitectura de backhaul basada en Carrier Ethernet se deriva del echo de que LTE está basado en IP. Esto convierte a Carrier Ethernet en el mejor modelo de transporte, mientras que también proporciona transparencia a la capa IP. En la ilustración 6, se muestra esta transparencia. El tráfico de IP de usuario (que conecta aplicaciones de usuario final con fuentes de información) se comunica mediante un túnel a través de GTP y se transporta por una capa IP de transporte (una capa IP independiente de la capa IP de usuario), y se transporta de manera óptima por una red de backhaul Carrier Ethernet.

Las soluciones de red IP/MPLS de capa 3 (L3) enrutadas a través de IP añaden complejidad operativa y aumentan el costo de aumentar y operar VPN L3 (reenvío/enrutamiento de paquetes de IP). Estas soluciones fuerzan a los proveedores de backhaul a ampliar paradigmas de reenvío complejos (plano de datos) y protocolos de señalización y enrutamiento dinámicos complejos (panel de control) desde la red metro y de agregación al dominio de acceso. Además, en los servicios de backhaul de IP arrendados, el proveedor de backhaul basado en IP debe coordinar a menudo información de IP con el operador de redes móviles. Además, arrendar los servicios de IP suele costar más que arrendar los servicios de Carrier Ethernet. En la ilustración 7, se muestra la complejidad del protocolo de las soluciones enrutadas mediante IP/MPLS de capa 3 en relación con la de las soluciones Carrier Ethernet. En el lateral izquierdo de cada cuadro de color se describe la complejidad del plano de reenvío, mientras que en el lado derecho se trata el panel de control.

La complejidad añadida de las soluciones de IP/MPLS puede aumentar de manera drástica el CAPEX y el OPEX. Esto resulta

más evidente en lo relacionado con el funcionamiento, resolución de problemas y mantenimiento de la red. Cada plano de reenvío específico de protocolo dispone de su propio conjunto de funcionalidades OAM asociado. Esto introduce una complejidad adicional a la hora de coordinar y administrar servicios OAM en pilas de protocolos complejas, a menudo con compatibilidad con OAM parcial (como con IP), lo cual provoca que los costos operativos sean más elevados. La complejidad también puede conllevar costos de hardware superiores, ya que la alimentación del procesamiento de los enrutadores de backhaul debe soportar la

computación y el almacenamiento de datos estadísticos relacionados con los planos de gestión de errores y el rendimiento. Los enrutadores también pueden resultar más costosos, debido a que el tamaño de la MIB para soportar más protocolos complejos puede resultar diez veces más elevado que el de los protocolos más simples, como el Carrier Ethernet.

Una opción más simple que ofrece un costo de propiedad total muy inferior es una red Carrier Ethernet de capa 2 (L2) para el backhaul de la estación base. Los VPN L2 pueden proporcionar conectividad de punto a punto, de punto a multipunto o multipunto de manera eficiente. La conmutación de capa 2 ofrece estabilidad y simplicidad, incluyendo conexiones de punto a multipunto X2 entre torres. Un número inferior de capas de protocolo implica un suministro, una administración y una restauración más simples. Las redes Ethernet mejoradas con atributos de clase de portador no solo proporcionan la conectividad adecuada, sino que también permiten a los proveedores de backhaul ofrecer un conjunto más rico de funcionalidades OAM para aprovisionar, medir y resolver los problemas de sus redes. Al dejar la funcionalidad IP a los extremos móviles que realmente la necesitan (como eNB y EPC), y al evitarla en la red de backhaul, los portadores pueden administrar los costos de backhaul de un modo mucho más eficiente utilizando normas de reenvío más simples basadas en políticas de suscriptor para facilitar o forzar la conectividad según se requiera.

Las soluciones Carrier Ethernet, tanto si están basadas en fibra, en microondas de radio o en ondas de radio milimétricas, permiten niveles importantes de control y una funcionalidad sólida, lo cual la convierte en una solución de backhaul LTE realmente rentable. Con Carrier Ethernet, los proveedores de backhaul pueden aumentar la red rápidamente y obtener el costo por bit mínimo a la vez que aumentan el ancho de banda para la creciente demanda de los usuarios. Carrier Ethernet también permite a los operadores de red igualar la conectividad proporcionada en la red con el tráfico de datos que busca utilizar esa capacidad. Igualmente importante, la flexibilidad inherente de Carrier Ethernet ayuda a los

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Enrutadomediante IP

Carrier EthernetConmutado mediante L2

eNB IP

GE

MPLS

BGP

tLDPLDPRSVP-TELSP multipuntoOSPF-TEISIS-TEEnrutamientohop-by-hop

Q-in-QG.8032 / G.8031

H-VPLS

VPLS

MPLS-TP

GE

Opcional:LDPRSVP-TEOSPF-TEISIS-TE

PBB(S-MAC +eNB-MAC)

SPBMSPBM-TE

L3L2

Ilustración 7. Complejidad del protocolo de IP/MPLS L3 frente a las soluciones CE L2

proveedores de backhaul a evitar el costoso exceso de suministro de red, incluso cuando los operadores de redes móviles demandan varias clases del servicio en ella.

True Carrier Ethernet de Ciena: Simple y rentable

La cartera de productos de Ciena proporciona servicios True Carrier Ethernet, con soluciones para redes de acceso mediante ondas de radio (microondas u ondas milimétricas) y basado en fibra. Los servicios True Carrier Ethernet admiten una amplia gama de capacidades y funciones a través de los estándares mínimos definidos establecidos por el MEF, tal y como se describe en la ilustración 8 que se muestra a continuación. Estos avances interoperables y compatibles con los distintos estándares mejoran la capacidad de los proveedores de backhaul de implementar, aprovisionar y gestionar de manera segura servicios de backhaul LTE rentables con estandarización, escalabilidad, fiabilidad, calidad y gestión del servicio. Combinadas, estas funciones de servicio aceleran y automatizan de manera significativa la creación y activación del servicio de Ethernet escalable.

A continuación se describen ejemplos de los avances y ventajas de True Carrier Ethernet, tal y como los define el MEF.

Servicios estandarizadosCiena proporciona la máxima flexibilidad para construir e implementar redes Ethernet. Mediante la compatibilidad con todos los servicios del MEF en cualquier topología y formato de encapsulación de túnel diferente, los proveedores de backhaul pueden optimizar el ancho de banda, las rutas de red y las alternativas de fiabilidad sin comprometer la calidad o la selección del servicio.

EscalabilidadCiena ofrece a los proveedores de backhaul la capacidad de aumentar extremadamente su capacidad en pasos granulares. La tecnología de conmutación virtual pendiente de obtener la patente y la compatibilidad simultánea con varias encapsulaciones en el mismo puerto proporciona una flexibilidad e interoperabilidad máximas con las tecnologías existentes y emergentes. Las conmutaciones virtuales permiten a los proveedores de backhaul dividir los recursos de conmutación de manera lógica para:

> Mejorar la seguridad de VPN L2

> Facilitar la interactuación entre las diferentes formas de encapsulación

> Permitir la escalabilidad de MAC ilimitada para servicios de punto a punto

La conmutación virtual, combinada con la Ethernet orientada hacia las conexiones, desbloquea las ventajas de las E-LAN y los servicios multicast a través de una infraestructura protegida

diseñada para el tráfico.

FiabilidadLa cartera de productos de Ciena proporciona flexibilidad de Ethernet y fiabilidad en la transmisión con una amplia selección de mecanismos de protección. Esta capacidad simplifica el esfuerzo de aprovisionamiento y de mantenimiento continuo, lo cual permite reducir los costos de las operaciones.

Calidad del servicioLos controles sobre la calidad del servicio superiores proporcionan un suministro del servicio predecible. La solución de Ciena proporciona niveles sin precedentes de clasificación del servicio, lo cual permite una rica estratificación del servicio para obtener mayores ingresos y un nivel mayor de atractivo para los clientes.

Gestión del servicioCiena dispone de tecnologías innovadoras pendientes de patente que mejoran drásticamente el tiempo necesario para descubrir elementos y recursos de red y para aprovisionar servicios y túneles. Esta capacidad permite el aprovisionamiento rápido y preciso de servicios flexibles.

El aprovisionamiento de servicios es sencillo gracias al uso de asistentes. Por ejemplo, un operador puede seleccionar dos extremos para un servicio de punto a punto y ejecutar el asistente de aprovisionamiento para ajustar campos específicos del servicio, creando automáticamente un servicio y configurando elementos intermedios. Los atributos del servicio, como los parámetros de calidad del servicio entre los que se incluyen la tasa de información garantizada, la tasa de exceso de información y los parámetros de ráfaga pueden configurarse ahora y cambiarse automáticamente más tarde a través del uso de plantillas de servicio que definen dichos parámetros.

Además, True Carrier Ethernet admite un conjunto rico de funciones de OAM (definidas en las últimas versiones de los estándares IEEE, ITU e IETF) para minimizar las interrupciones en el servicio y maximizar la eficiencia de la red. Estas funciones permiten a los proveedores de backhaul supervisar el estado del sistema y de los enlaces de red; medir el rendimiento de los servicios de Ethernet; confirmar el rendimiento y la calidad de

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True Carrier Ethernet de Ciena

Carrier Ethernet MEF

LAN Ethernet

> Carrier Ethernet MEF con mejoras de valor agregado

> La mejor escalabilidad de su género, resistencia, aplicación de la calidad y la gestión del servicio

> Enrutamiento del tráfico determinista con tecnologías orientadas hacia la conexión

> Interoperable con una amplia variedad de arquitecturas MPLS/VPLS

> Servicios estandarizados

> Escalabilidad

> Fiabilidad

> Gestión del servicio

> Calidad del servicio

> Precios competitivos de empresa

> Ubicuidad

> Sencillez

Ilustración 8. Servicios True Carrier Ethernet

los enlaces y el servicio; cumplir los SLA (Acuerdos de nivel de servicio); y distribuir esta información de gestión por la red.

Ethernet óptica convergente

Ciena fomenta los modelos de suministro de servicios complementarios: Carrier Ethernet y óptico. Los proveedores de servicios y las empresas prefieren los servicios de conectividad de Carrier Ethernet del MEF para permitir que un modelo estandarizado admita el transporte interoperable y rentable de aplicaciones basadas en IP con rendimiento garantizado. Los servicios Carrier Ethernet con reconocimiento de flujo de paquetes IP están sustituyendo rápidamente a los servicios de conectividad antiguos, incluidos los T1, E1, ATM y Frame Relay. Una gama completa de topologías de servicio (de punto a punto, de punto a multipunto y de multipunto) compatibles con un amplio número de extremos, como estaciones base, con suministro de servicio escalable es un requisito básico. Las funcionalidades de True Carrier Ethernet de Ciena están desarrolladas y añadidas de un modo sistemático en conmutaciones Carrier Ethernet construidas especialmente y en plataformas Ethernet ópticas convergentes para arquitecturas escalables de extremo a extremo.

Los servicios ópticos como las líneas privadas admiten aplicaciones específicas de punto a punto de ancho de banda elevado que a menudo no requieren paquetes en la red. Los servicios ópticos son compatibles en una capa OTN, proporcionando niveles variables de granularidad de ancho de banda que permiten la compatibilidad con las conexiones de línea privada de longitud de onda secundaria y completa. Entre las tasas estándar de la OTN se incluyen 1, 10, 40 y 100 Gb/seg., todas alineadas con las definiciones de interfaz de 1, 10, 40 y 100 GbE. Otros clientes de servicios especiales, como el Canal de fibra, ESCON® o video, también pueden transportarse eficazmente utilizando la misma infraestructura de OTN. La supervisión de la gestión de la ruta y la sección de OTN proporciona herramientas excelentes y familiares para la supervisión y verificación de SLA (Acuerdos de nivel de servicio).

El proveedor de backhaul puede combinar requisitos de acceso a Carrier Ethernet con requisitos arquitectónicos escalables para el núcleo metro utilizando las soluciones de Ethernet ópticas convergentes de Ciena.

Combinación de todos los elementos

Con True Carrier Ethernet para LTE de Ciena, los proveedores de backhaul pueden interconectar varios sitios a través de una sola red rentable y fiable para ofrecer servicios escalables garantizados compatibles con el creciente conjunto de aplicaciones de IP y Ethernet.

Mediante la utilización de las conmutaciones de suministro de servicios de Ciena en las estaciones base, los proveedores de

backhaul pueden etiquetar o clasificar el tráfico para servicios diferenciados o diferentes aplicaciones. La satisfacción y fidelidad de los clientes está asegurada gracias a fuertes garantías de SLA (Acuerdo de nivel de servicio) basadas en un rico conjunto de técnicas de gestión de la calidad del servicio y del tráfico, combinadas con herramientas de OAM de diagnóstico sofisticadas.

Las conmutaciones de agregación de servicios de Ciena interactúan de manera rentable con IP/MPLS existentes de los operadores de redes móviles de manera rentable en el núcleo de paquetes evolucionado, proporcionando una agregación eficiente en una Red Ethernet Metro (Metro Ethernet Network (MEN)) y minimizando el número de costosos puertos de enrutador IP/MPLS necesarios. Los agregadores proporcionan asignación de VLAN a MPLS y separación del tráfico de Ethernet para obtener transparencia, seguridad y escalabilidad del servicio. Esta configuración es más simple y menos costosa que una VPN L3 enrutada y permite al operador de redes móviles mantener un control interno sobre las tablas de enrutamiento y de las técnicas de seguridad y cifrado.Los proveedores de backhaul pueden aprovecharse de las capacidades de gestión de servicios True Carrier Ethernet para obtener una activación del servicio automatizada rápida en menos de cinco minutos, simplificar y aumentar sus operaciones y reducir los costos de implementación de la activación del servicio, los cambios y las actualizaciones. En lugar de tener que desplazar a un técnico a cada ubicación, los proveedores de backhaul pueden modificar las plantillas de servicio automáticamente desde ubicaciones remotas.

Diferénciese dentro de un mercado competitivo

Los proveedores de backhaul se encuentran en una posición privilegiada para aprovecharse del creciente mercado de suministro de servicios Carrier Ethernet a los operadores de redes móviles. Los usuarios residenciales han mostrado una gran demanda de ancho de banda para móviles, mientras que las empresas de todo el mundo buscan aprovechar la conectividad inalámbrica para acceder a nuevas aplicaciones empresariales de manera flexible. En cambio, los operadores de redes móviles pueden ofrecer SaaS, computación en la nube y otros servicios a través de conexiones de banda ancha móviles de alta velocidad mediante LTE. Además, debido a que True Carrier Ethernet permite a los operadores activar conmutaciones en menos de cinco minutos, los operadores de redes móviles pueden reducir el tiempo necesario para recibir ingresos en un 75% a la hora de ofrecer los servicios. Las ventajas de True Carrier Ethernet van más allá de los ingresos de la empresa. Los clientes que utilizan True Carrier Ethernet muestran ahorros del 30% en CAPEX y OPEX, en comparación con los costos de utilización de soluciones de capa 3.

Para satisfacer la creciente demanda de estos servicios y contener los gastos es necesario utilizar un enfoque inteligente. La cartera de productos de Ciena combina dispositivos y

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Especialistas en el desbloqueo del potencial de redes para ayudarle a cambiar la forma en que compite en el mercado.

1201 Winterson Road Linthicum, Maryland, EE. UU. 21090 +1 800 207 3714 (EE. UU. y Canadá) +1 410 865 8671 (fuera de EE. UU. y Canadá)+44 20 7012 5555 (internacional)www.ciena.com

Glosario de términos

3GPP Third Generation Partnership Program (Programa de asociación de tercera generación)

BITS Building Integrated Timing Supply (Fuente de temporización integrada en edificios)

CE-VLAN Carrier Ethernet-Virtual Local Area Network (Carrier Ethernet-Red de área local virtual)

eNB Evolved Node B (Nodo B evolucionado)EVC Ethernet Virtual Connection (Conexión virtual de

Ethernet)GPS Global Position System (Sistema de

posicionamiento global) GPRS General Packet Radio Service (Servicio general de

paquetes por radio)GTP GPRS Tunneling Protocol (Protocolo de túnel de

GPRS)IEEE Institute of Electrical & Electronics Engineers

(Instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos)IETF Internet Engineering Task Force (Grupo Especial

sobre Ingeniería de Internet)IP Internet Protocol (Layer 3) (Protocolo de Internet

(Capa 3))ITU-T International Telecommunications Union -

Telecommunications Standardization Sector (Unión internacional de telecomunicaciones - Sector de estándares de telecomunicaciones)

LAN Local Area Network (Red de área local)MEF Nombre nuevo para la entidad anteriormente

conocida como Metro Ethernet Forum MIB Management Information Base (Base de

información gestionada)MME Mobility Management Entity (Entidad de gestión de

la movilidad)OTN Optical Transport Network (Red de transporte

óptico)PBB-TE Provider Backbone Bridge - Traffic Engineering

(Puente de red troncal de proveedor - Ingeniería de tráfico)

QoS Quality of Service (Calidad de servicio)SaaS Software as a Service (Software como servicio)S-GW Serving Gateway (Puerta de enlace de servicio)TDD Time Division Duplex (Duplex basado en división

de tiempo)UDP User Datagram Protocol (Protocolo de datagrama

de usuario)UNI User-to-Network Interface (Interfaz de usuario a red)WAN Wide Area Network (Red de área amplia)

Es posible que Ciena realice cambios periódicamente en los productos o las especificaciones que se presen-

tan en este documento sin previo aviso. ESCON es una marca comercial registrada de International Business

Machines Corporation. © 2011 Ciena Corporation. Todos los derechos reservados. WP074es_LA 2.2011

software inteligente para crear acceso a Carrier Ethernet de alta velocidad y poco contacto y redes metro. Con estos productos, los operadores de redes móviles pueden aprovecharse de un modo común y consecuente de acelerar y automatizar de manera significativa la creación y activación del servicio (y establecer una diferenciación competitiva).

Póngase en contacto con un director de cuenta de Ciena para obtener más información o visite la página www.ciena.com.