Ethernet mobility

Abstract

In the future traditional transport network technologies are not sufficient in the mobile backhaul because of the huge traffic increase. One possibility as a transport technology will be Ethernet/Carrier Ethernet. This general trend offers an opportunity to reconsider the current mobility management schemes. It is worth investigating whether some of the mobility functions could be implemented in L2 instead of L3.

The main objective of this thesis is to develop Ethernet mobility concepts and procedures in order to implement the mobility of the user equipments in L2 instead of L3 in LTE (3GPP Rel.8) networks. Existing mobility management implementations and carrier Ethernet technologies are presented as well.

Most of the existing L3 mobility management implementations are based on tunnelling. GTP protocol implements this in the 3GPP specified networks. Each user has one or more GTP tunnels which are recreated during handovers. If routing and packet forwarding is done n L2 the main purpose of GTP protocol becomes obsolete. Therefore the user data packets can be embedded directly into the Ethernet frames GTP protocol has a role in QoS implementation as well. In this thesis carrier Ethernet tunnels are used to separate different QoS classes. These tunnels are shared by all users under the same base station This thesis aims to study L2 addressing methods for routing the user data packets to the right destination One option is to divide the address into two parts. L2 MAC address acts as a locator and is used for routing. L3 IP address acts as an identifier of the user equipment.

Tulevaisuudessa tukiasemien siirtoverkoissa otetaan käyttöön uusia siirtoverkon teknologioita, koska liikennemäärät tulevat kasvamaan räjähdysmäisesti. Yksi mahdollinen teknologiavaihtoehto on Ethernet/Carrier Ethernet. Tämä kehitys antaa mahdollisuuden tutkia myös liikkuvuuden hallintaa uudesta näkökulmasta.

Tämän lisensiaattityön tarkoituksena on tutkia liikkuvuuden hallintaa Ethernet kerroksella IP kerroksen sijasta LTE (3GPP Rel.8) verkoissa. Tavoitteena on määritellä tähän liittyvät uudet käsitteet ja löytää tarvittavat proseduurit. Työssä esitellään myös olemassa olevia liikkuvuudenhallintaratkaisuja sekä erilaisia Carrier Ethernet teknologioita.

Useimmat IP kerroksella toteutetut liikkuvuudenhallintaratkaisut tunneloivat päätelaitteille menevät datapaketit. GTP protokolla tekee tämän LTE verkoissa. Jokaisella tilaajalla on yksi tai useampia GTP tunneleita, joiden päätepisteet muuttuvat päätelaitteen liikkuessa verkossa tukiasemalta toiselle. Mikäli pakettien reititys tehdään Ethernet kerroksella, niin GTP tunneleita ei talloin tarvita, vaan datapaketit voidaan pakata suoraan Ethernet kehyksiin. GTP protokollaa käytetään myös erottelemaan erilaista palvelun laatua tarvitsevat datavirrat toisistaan. Tässä työssä carrier Ethernet tunneleita käytetään tähän tarkoitukseen. Nämä tunnelit ovat kaikille saman tukiaseman alla oleville päätelaitteille yhteiset.

Työssä kartoitetaan tapoja määritellä L2 osoite jonka avulla päätelaitteelle menevät paketit reititetään. Yksi mahdollisuus on jakaa osoite kahteen osaan, L2 MAC osoitteen avulla paketit reititetään oikeaan kohteeseen ja L3 IP osoite ainoastaan identifioi päätelaitteen.