S38 310 Diplomityseminaari 2 12 2003 IPtekniikka 3

S-38. 310 Diplomityöseminaari 2. 12. 2003 IP-tekniikka 3 G-tukiaseman rajapinnassa Toni Ruotsalainen

Ohjelma • • Työn tausta UMTS-liityntäverkon rakenne UMTS-liityntäverkossa käytettävät tärkeimmät tekniikat Miksi IP tarvitaan Iub-rajapinnalle? Mahdolliset IP-protokollapinot ja niiden hyvät ja huonot puolet Mitkä palvelunlaatumenetelmät sopivat parhaiten? Johtopäätökset

Työn tausta • • Valvojana professori Raimo Kantola • Tarkasteluissa tulisi ottaa huomioon myös taloudellinen näkökulma Ohjaajana DI Tomi Vahtera Toimeksiantajana Nokian IP Mobility Networks-yksikkö Työn tarkoituksena on vertailla eri IP-tekniikoita ja palvelun laatumenetelmiä ja löytää niistä parhaat UMTS-liityntäverkon Iub-rajapintaan.

Työntausta (2) Iub-rajapinta sijaitsee tukiaseman ja RNC: n välillä UMTS-liityntäverkossa

UMTS-liityntäverkon rakenne (1)

UMTS-liityntäverkon rakenne (2) Iub-rajapinnan protokollarakenne

UMTS-liityntäverkon rakenne (3) • Tällä hetkellä käytössä puhdas ATM-tekniikka • Kuvastakin on nähtävissä IP-tekniikan tulon ATM: n rinnalle, mutta oikea tekniikka ja palvelun laatumenetelmät ovat vielä epäselviä.

UMTS-liityntäverkon tekniikoita • • ATM (Asynchronous Transfer Mode), IMA IP (Internet Protocol), IPv 4, IPv 6 SDH (Synchronous Digital Hierarchy), VC-12 PPP (Point to Point Protocol)

Miksi IP tarvitaan Iub-rajapinnalle? • Helpompi liityntöjen hallinta, ei tarvita muunnoksia IP: n ja ATM: n välillä • Pidämmällä tähtäimellä yhden tason päästä-päähän kytkentäisyys. • ATM on jo vanha tekniikka, jota ei enää kehitetä mm. sen monimutkaisuuden takia. • ATM: n paketti koko on liian pieni ja näitä ei voida lähettää rinnakkain. IP-tekniikassa rinnakkain lähetys on mahdollista. • IP on huomattavasti yksinkertaisempi ja sitä kautta myös halvempi tekniikka. • IP on hallitseva verkkoprotokolla.

IP protokollapinot Iub-rajapinnassa • IP over ATM, ei tuo paljon uutta, ATM on jo vanha tekniikka • Classical IP over ATM (CLIP) • LAN emulation (LANE) • Multiprotocol Over ATM (MPOA) • Point-to-Point Protocol (PPP) • Packet over SONET(IP over SDH), yksinkertainen, todennäköisin vaihtoehto • • IP over WDM, yleistyy ensin runkoverkoissa. IP over ETHERNET, yksinkertainen, uusimmissa versioissa otetaan myös palvelun laatu paremmin huomioon. Kehitystyö vielä kesken? ?

Palvelunlaatumenetelmät Iub-rajapinnassa • Integrated Services • Ei skaalaudu isoihin verkkoihin • Differentiated Services • Muodostaa useita loogisia verkkoja, jotka skaalautuvat isoihin verkkoihin. Tullaan käyttämään UMTS-verkoissa ja todennäköisesti myös Iub-rajapinnassa. • Onko yksinään riittävä palvelunlaaduntakaaja UMTS-verkoissa?

Palvelunlaatumenetelmät Iub-rajapinnassa(2) • Multi-protocol label switching (MPLS) • MPLS tuo yhteydellisten tekniikoiden ominaisuuksia IP-verkkoihin. • Saman yhteyden kaikki paketit välitetään verkossa samaa reittiä pitkin -> varmennus ja VPN yhteyksien luonti helpompaa. • Käytetään leimakytkentää siirtoyhteyskerrostasolla -> välitys yksinkertaistuu ja nopeutuu. • MPLS: n avulla löydetään käyttämätöntä verkkokapasiteettia. • MPLS: ää voidaan käyttää kaikissa verkkotekniikoissa, jotka ovat käytössä Iub-rajapinnalla(ATM, ETHERNET, SDH). • MPLS monimutkaistaa verkkoa ja tuo ATM: n eli vanhan tekniikan ominaisuuksia verkkoon

Palvelunlaatumenetelmät Iub-rajapinnassa(3) • Palvelunlaadun takaaminen verkon ylikapasiteetin avulla • Palvelun laatu voidaan taata verkon kapasiteetin moninkertaistamisella. • Kuitutekniikan nopean halpenemisen vuoksi palvelun laatumenetelmien kehittäminen kokonaan voidaan asettaa kyseenalaiseksi.

Johtopäätökset • Pidemmällä aikavälillä IP over SDH (Po. S) on paras tekniikka Iub-rajapinnalle. Po. S on yksinkertainen ja SDH on hyvin yleinen Iub-rajapinnassa. • IP over ATM tekniikat voivat olla perusteltuja vain siirtymäkaudella, koska puhdas ATM ja IP over ATM tekniikat ovat helpommin toteutettavissa samalla kortilla. IP over ATM ei tuo paljonkaan muutosta entiseen.

Johtopäätökset (2) • • Tässä on ainakin kolme eri mahdollisuutta toteuttaa palvelun laatu. 1. Differentiated Services ja MPLS. Tämä on hyvä, jos halutaan mahdollisimman tiukalla kapasiteetilla luoda riittävä palvelunlaatu. 2. Differentiated Servicen ja ylikapasiteetin yhdistelmä. Diff. Serv: n avulla tasoitetaan kapasiteetin tarvetta. 3. Ylikapasiteetin avulla. Yksinkertaisissa verkoissa todennäköisesti edullisin vaihtoehto. Edullisin ja riittävän palvelun laadun takaava tekniikka todennäköisimmin toteutetaan. Absoluuttisesti edullisimman tekniikan laskeminen on todella vaikeaa.