LTE EPC核心網(wǎng)系統(tǒng)架構

1、WWW.POTEVIO.COM中國普天信息產業(yè)股份有限公司中國普天信息產業(yè)股份有限公司Potevio Company LimitedPage2課程內容課程內容第一章第一章 EPC系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述第二章第二章 EPC硬件體系結構硬件體系結構第三章第三章 EPC軟件體系結構軟件體系結構第四章第四章 EPC典型配置和組網(wǎng)方式典型配置和組網(wǎng)方式Page3TD-LTE寬帶接入系統(tǒng)寬帶接入系統(tǒng)介紹介紹q TD-LTE寬帶接入系統(tǒng)是基于3GPP TD-LTE標準的寬帶專網(wǎng)系統(tǒng)，用于滿足各種類型的行業(yè)性通信需求。該系統(tǒng)主要由終端系統(tǒng)CPE、無線接入網(wǎng)絡E-UTRAN、分組核心網(wǎng)絡EPC、操作維護系統(tǒng)eOMC組

2、成。Page4TD-LTE背景背景q TD-LTE背景 隨著移動通信技術的不斷成熟和用戶需求的不斷提升，寬帶無線接入的概念開始被越來越多的運營商和用戶關注。相比較于WiFi和WiMAX等無線接入方案的迅猛發(fā)展，3GPP組織制定的HSDPA、HSUPA雖然在支持移動性和QoS方面有較大優(yōu)勢，但是在無線頻譜利用率和傳輸時延等方面有所落后。此外，一方面目前的數(shù)據(jù)類業(yè)務種類繁多且數(shù)據(jù)量大，對空口的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)率提出了更高的要求。另一方面OFDM技術為核心的無線接入技術逐漸成熟，大幅度提升空口速率可以變?yōu)楝F(xiàn)實。因此目前HSDPA提供的14.4 Mbit/s峰值速率已經無法滿足需求。為此3GPP組織經過認真

3、的討論決定使用現(xiàn)在為3G分配的頻段，采用新的技術來進行網(wǎng)絡演進，并為此制定長期演進計劃LTE（Long Term Evolution，長期演進）。Page5TD-LTE寬帶接入系統(tǒng)寬帶接入系統(tǒng)網(wǎng)絡組成網(wǎng)絡組成Page6TD-LTE寬帶接入系統(tǒng)寬帶接入系統(tǒng)組成組成q 終端系統(tǒng)CPE用于完成用戶各種業(yè)務功能 ;q 無線接入網(wǎng)絡E-UTRAN由eNodeB組成，主要實現(xiàn)接入網(wǎng)功能，包括空口處理、S1口處理等 ;q 分組核心網(wǎng)絡EPC作為寬帶接入系統(tǒng)的核心網(wǎng)，主要為用戶提供高速的移動寬帶接入業(yè)務，并為用戶提供會話管理、移動性管理、承載管理及切換管理等功能；q 操作維護系統(tǒng)eOMC主要完成對于接入網(wǎng)子系

4、統(tǒng)、核心網(wǎng)子系統(tǒng)和用戶簽約數(shù)據(jù)庫的操作維護管理等功能。Page7EPC分組核心網(wǎng)組成分組核心網(wǎng)組成TGWPage8EPC分組核心網(wǎng)組成分組核心網(wǎng)組成q EPC分組核心網(wǎng)由xGW（S-GW、PGW）、TGW(集群xGW)、移動管理實體（Mobility Management Entity，MME）、歸屬用戶服務器（Home Subscriber Server，HSS）、PCRF、DNS、CG等實體構成。 xGW，負責用戶面數(shù)據(jù)路由處理，管理和存儲終端的承載信息，同時承擔終端接入PDN的網(wǎng)關功能，分配用戶IP地址； MME, 控制面功能實體，臨時存儲用戶數(shù)據(jù)的服務器，負責管理和存儲UE相關信息，比

5、如UE用戶標識、移動性管理狀態(tài)等，為用戶分配臨時標識。處理MME和UE之間的所有非接入層消息; HSS,存儲并管理用戶簽約數(shù)據(jù)，包括用戶鑒權信息、路由信息、位置信息及路由信息。 PCRF,策略和計費控制平臺用于用戶信息管理、PCC策略管理、PCC策略動態(tài)生成以及事件觸發(fā)等差異化服務業(yè)務 ； DNS,名字服務器系統(tǒng)； CG，計費網(wǎng)關系統(tǒng) 。Page9EPC2080產品特點產品特點q EPC設備包括 七個網(wǎng)元，其中：PCRF、DNS、CG采用機架式通用服務器，MME、xGW、HSS、TGW采用成熟的ATCA硬件平臺 。 硬件平臺成熟 具有高穩(wěn)定性、高可靠性 ； 系統(tǒng)容量可在不超過最大容量前提下靈活

6、配置，以滿足用戶或業(yè)務的變換； 可擴充性強，可以根據(jù)產品需要，對設備進行擴容； 功能豐富 支持多種PS域業(yè)務數(shù)據(jù)傳輸； 支持同一UE的多業(yè)務承載； 支持UE發(fā)起的承載修改流程； 業(yè)務板卡可擴展來實現(xiàn)負荷分擔功能；Page10EPC2080產品特點產品特點 配置靈活 采用模塊化設計方法，可以利用模塊堆疊的方式對系統(tǒng)進行平滑擴容，實現(xiàn)在線擴容，能最大限度節(jié)省投資，同時擴容不影響已有業(yè)務； 業(yè)務配置靈活，可以根據(jù)網(wǎng)絡建設的不同階段，用戶對數(shù)據(jù)業(yè)務的不同需求配置設備； 平滑演進 平滑的在線擴容：只需在業(yè)務處理機框上添加相應的處理功能插板。插板啟動后，可以自動加載程序，獲得系統(tǒng)內部連接數(shù)據(jù)和用戶配置數(shù)據(jù)

7、，自動進入服務狀態(tài)即插即用，且不影響當前業(yè)務； 支持單獨的寬帶接入業(yè)務，也支持寬帶接入和寬帶集群混合業(yè)務。Page11EPC2000產品特點產品特點q EPC01-2000設備包括MME、XGW、HSS、TGW等網(wǎng)元，硬件采用DELL開發(fā)的Power Edge R710服務器，其外形規(guī)格為2U機架式。EPC具有以下特點。 功能豐富 支持多種PS域業(yè)務數(shù)據(jù)傳輸； 支持UE的IP地址動態(tài)分配； 支持同一UE的多業(yè)務承載 ; 支持集群業(yè)務：單呼，組呼，全呼以及集群短消息； 配置靈活,采用模塊化設計方法，可以利用模塊堆疊的方式對系統(tǒng)進行平滑擴容，實現(xiàn)在線擴容，能最大限度節(jié)省投資，同時擴容不影響已有業(yè)務

8、 支持標準的平滑演進 方便實用的操作維護功能 系統(tǒng)高可靠性Page12課程內容課程內容第一章第一章 EPC系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述第二章第二章 EPC硬件體系結構硬件體系結構第三章第三章 EPC軟件體系結構軟件體系結構第四章第四章 EPC典型配置和組網(wǎng)方式典型配置和組網(wǎng)方式Page13本章內容本章內容 第一節(jié)第一節(jié) ATCA硬件平臺硬件平臺 第二節(jié)第二節(jié) EPC01-2000平臺硬件平臺硬件 第三節(jié)第三節(jié) 通用服務器硬件通用服務器硬件Page14ATCA機架外觀機架外觀q EPC采用2200mm有門機柜，遵循19”工業(yè)機柜標準。q 物理尺寸（高寬深）：2200mm600mm800mmq 機柜的組成 電

9、源分配框PDP業(yè)務處理機框C4100交換機和走線槽Page15業(yè)務處理機框業(yè)務處理機框C4100q EPC硬件平臺控制是基于ATCA的，具有高可靠性、高集成度、處理能力強等特點。q 業(yè)務處理機框（13U 19”）的物理尺寸（高寬深）：575mm x 483mm x 505mmq 主要特性： 集成了供電和風扇單元，提供了DC電源輸入，同時為ATCA板卡提供強制風冷 ； 提供14個ATCA 節(jié)點槽位，冗余電源配置和風扇散熱系統(tǒng)； 基本接口：雙星型拓撲，支持1G；交換接口：雙星型拓撲，支持10G； 支持板卡熱插拔。Page16ATCA架構架構q開放式、可互操作的電信行業(yè)標準；采用服務可用性(SA)論

10、壇的標準API;； q廣泛的價值鏈支持；專為多種機箱尺寸與配置的重復利用而設計；qATCA能更好的滿足電信應用對單板空間、功耗、帶寬、系統(tǒng)管理的要求；q支持高級交換：以太網(wǎng)、StarFabric等；q支持標準操作系統(tǒng)(OS):電信級Linux、電信級Windows;q適合標準19英寸或600毫米機架。機框管理模塊CMMPage17業(yè)務處理機框業(yè)務處理機框C4100q C4100主要組成如下 : 背板背板，提供兩個交換槽、12個節(jié)點槽、14個雙星型互連的基本和交換接口、機框管理基本接口、相鄰板卡間的更新通道、同步時鐘總線，同時背板為每個節(jié)點板提供電源接口、物理定位具有高穩(wěn)定性、高可靠性 ； 2塊

11、塊ATCA-M100機框管理板機框管理板，ATCA-M100板插在C4100機框的專門槽位，提供機框的監(jiān)測、控制、保證機框各部分的正確操作，是機框的中心管理單元。它能夠上報異常和錯誤，收集詳細的部件信息、傳感器狀態(tài)信息等； 兩塊兩塊ATCA-A100告警板告警板 ； 12個用于個用于ATCA節(jié)點板的槽位節(jié)點板的槽位，主要用來插入通用處理板和接口板；支持多種PS域業(yè)務數(shù)據(jù)傳輸； 2個交換槽位個交換槽位，這兩個槽位安裝交換板，這個板能夠提供標準的PICMG 3.0基本接口和PICMG 3.1交換接口的交換，同時也可以選擇增加TDM時鐘用于同步線卡和其他機框。Page18業(yè)務處理機框業(yè)務處理機框C-

12、4100后面板后面板Page19業(yè)務處理機框的硬件構成業(yè)務處理機框的硬件構成Page20業(yè)務處理機框業(yè)務處理機框PEM電源模塊電源模塊qC4100機框有4個智能PEM(Power Entry Modules)。被安裝在背板尾部的下方。4個PEM（電源模塊）冗余供電，即A1和B1互為冗余，給機框奇數(shù)槽位供電，A2和B2互為冗余給偶數(shù)槽位供電。沒有冗余電源時，需要兩個電源，即需要A1、A2或B1、B2任意一組。最小的操作電壓為-40V DC，電源供電能力4000W ;q每個PEM都配備有繼電開關或保險絲，機框能夠為每個槽位提供215W功率；其中，前板為后插板提供25W功率 。Page21業(yè)務處理機

13、框電源分布業(yè)務處理機框電源分布Page22業(yè)務處理機框槽位分布業(yè)務處理機框槽位分布Page23業(yè)務處理機框槽位分布業(yè)務處理機框槽位分布q 12個節(jié)點槽，可用于安裝通用處理板；q 用戶面和信令面（xGW、MME等）應用邏輯板將部署于通用處理板上，在一塊通用處理板上運行多個應用邏輯板實例；q EPC的S1接口將部署于通用處理板上的接口板上。Page24單板結構和背板連接器分配單板結構和背板連接器分配q 各個節(jié)點板的連接器分為三個Zone ，其中Zone1用于給前面板供電和機框管理、Zone2與背板相連實現(xiàn)與其它板卡的通信，zone3用于用戶定義的、I/O內部互相連接的連接器。 Page25ATCA

14、背板接口背板接口q Base接口 Base接口以10/100/1000 BAST-T以太網(wǎng)的雙星型結構提供了機框內的IP傳輸。兩個交換板互連并與其余12個節(jié)點板卡以及機框管理板連接，節(jié)點板卡則只與兩塊交換板連接，每個接口需要2對差分信號提供雙工傳輸 。q Fabric接口 Fabric接口是網(wǎng)絡平臺機框中的主要數(shù)據(jù)傳輸接口。網(wǎng)絡平臺在每個交換板板子上定義了多達15個通訊通道，在每個節(jié)點板上配置了兩個通訊通道。這些通訊通路被配置成雙星型拓撲結構。在雙星型拓撲結構中12塊節(jié)點板同兩個不同的交換板都有通路，交換板在機框中扮演交換核心的角色。Page26通用處理板通用處理板q 通用處理板套件具有高速計

15、算和大規(guī)模數(shù)字處理的能力，包括兩個子組件： 通用處理板 接口板 q 通用處理板可以安裝在機框里的任何一個節(jié)點槽位上(邏輯314槽位)，但是通用處理板作為系統(tǒng)板，接口板必須與通用處理板對插。微動開關撥動后，必須待熱插撥指示燈常亮藍色后，板卡方可拔出！Page27通用處理板通用處理板標號標號描述描述1固定螺絲2屏蔽簧片3扳手4熱插拔指示燈5COM串口6USB接口7重啟按鈕8HD（hard disk）指示燈9HDD10ATN（Attention）指示燈11IS（In Service）指示燈12OOS（out of service）指示燈Page28通用處理板通用處理板q 處理功能 支持雙核LV In

16、tel Xeon 5138 (2.13 GHz)處理器； 支持4 MB L2緩存； 最多支持4個FB-DIMMs； 單個DIMM支持為512 MB，1 GB，2 GB，4 GB，最大支持16GB。q 接口功能 提供兩個Base接口（10/100/1000Base-T）和兩個Fabric接口（1000Base-BX） ； 提供兩個Ethernet Update Channel接口（1000Base-BX）； 提供兩個USB2.0接口（與USB1.1相兼容）； 提供一個IPMC串口（也作為系統(tǒng)串口，規(guī)格是RS232和RJ-45）； 提供連接到CPU和IPMC串口控制的串口； 提供兩個SAS硬盤；

17、接口板提供一個監(jiān)控接口和一個USB1.1接口。通過可選的子卡，接口板還可以提供外部GE接口。 Page29通用處理板通用處理板q 通用處理板提供IPMC（智能平臺控制器），它是單獨供電的。IPMC通過冗余的IPMB連接到ATCA-M100。 環(huán)境傳感器溫度、電壓； 系統(tǒng)事件日志； 看門狗定時器； 上電，下電，冷重啟； SOL(Serial Over LAN); FRU熱插拔管理； E-Keying控制。 q 綜合功能 千兆以太網(wǎng)控制器； IPMI SAS存貯控制器； 視頻控制器。 Page30通用處理板接口板通用處理板接口板q 通用處理板接口板必須與處理板 一起使用，由處理板供電 ；q 提供4

18、個子板連接器，子板連接器可支持GE（Gigabit Ethernet千兆以太網(wǎng)）子模塊；q 通用處理板通過IPMC來管理接口板； q 通用處理板監(jiān)控接口板工作狀態(tài)。Page31通用處理板接口板通用處理板接口板標號標號描述描述1固定螺絲2USB接口3OOS指示燈4HEALTHY指示燈5防塵帽6熱插拔指示燈7監(jiān)控接口p子板連接器上沒裝子板的時候，必須裝一個防塵帽 Page32GE 子板子板q GE子板提供兩個10/100/1000M Base-T自適應RJ-45接口，如圖 所示 。q GE子板有兩個網(wǎng)口指示燈，通過這兩個指示燈可以判斷外部以太網(wǎng)接口的當前狀態(tài)指示燈指示燈顏色顏色含義含義描述描述網(wǎng)口

19、指示燈綠色網(wǎng)口工作狀態(tài)滅，表示網(wǎng)口沒在工作；綠燈亮，表示網(wǎng)口處于連接狀態(tài)；黃燈閃，表示網(wǎng)口處于激活狀態(tài)并且正在傳輸數(shù)據(jù)。黃色黃色Page33EPC對外接口對外接口 q EPC對外接口主要是通過通用處理 板的接口板插入GE模塊來實現(xiàn)的，接口板可以提供四組雙GE模塊，最大可提供8GE流量。EPC外部接口都通過該模塊以IP方式和外部網(wǎng)元進行通信 。Page34交換板前板交換板前板q 交換板提供業(yè)務處理機框的數(shù)據(jù)交換。在C4100機框中，交換板為ATCA-F120板； q 采取雙平面冗余方式，雙星型拓撲的Base和Fabric通道，提供線速無阻塞L2交換功能，是業(yè)務處理機框的數(shù)據(jù)交換中心 ；q 交換板

20、位于業(yè)務處理機框的第1、2邏輯槽位，提供以下以太網(wǎng)接口： 在背板上提供15個1000BaseT Base通道； 在背板上提供15個10G-BX4/1000BX farbic通道； SERDES接口與更新通道連接； 面板上提供一個1000Base-T管理接口； 面板上提供一個Base通道擴展接口； 面板上提供一個1000BaseT接口；Page35交換板前板交換板前板標號標號描述描述1以太網(wǎng)管理接口2AMC Bay B1以太網(wǎng)接口3以太網(wǎng) Base 通道擴展口Page36交換板尾板交換板尾板q RTM-ATCA-F120C是-交換板的尾板，能提供： 4個10G以太網(wǎng)Fabric上行鏈路接口-與C

21、X4連接器相連 ； 2個10G以太網(wǎng)Base通道上行鏈路接口-與CX4連接器相連 ； 4個1G以太網(wǎng)Base通道接口-與RJ-45連接器相連 ； 4個1G以太網(wǎng)Fabric通道接口-與RJ-45連接器相連； 2個RJ-45時鐘接口連接器-用于機框間時鐘配置。Page37機框管理板機框管理板ATCA-M100q ATCA-M100是一個2U的機框管理板，放置在ATCA系統(tǒng)一個專有的機框管理槽位里 ；q 能提供對16塊ATCA板卡的管理以及對風扇、電源、告警模塊和機框FRU的管理。在一個冗余配置的機框內，使用兩塊ATCA-M100板卡作機框管理 ；q 主要功能包括： 收集機框中的傳感器信息；監(jiān)控機

22、框環(huán)境；上報錯誤；根據(jù)條件采取各種操作；管理各個互連的資源防止由于熱插拔而對板卡產生損傷。Page38ATCA-M100面板面板指示燈名稱指示燈名稱顏色顏色描述描述Failure (OOS)LED1紅亮：機框管理板不在服務狀態(tài)滅：機框管理板正常工作Power (OK) LED2綠亮：機框管理板正常工作滅：機框管理板不正常工作閃爍：機框管理板啟動Active (Act) LED 3黃亮：機框管理板激活模式滅：機框管理板在standby模式Blue (H/S)藍亮：機框管理板準備被拔出滅：機框管理板沒有準備好被拔出Eth 2: Ethernet Uplink綠一直亮：連接到背板的Ethernet

23、2有效閃爍：Ethernet 2連接激活滅：Ethernet 2沒有連接激活Eth 1: Ethernet Uplink綠一直亮：連接到底板的Ethernet 1有效閃爍：Ethernet 1連接激活滅：Ethernet 1沒有連接激活OOB Activity綠亮：激活滅：沒被激活OOB linkup黃亮：連接Ethernet 3有效滅：連接Ethernet 3無效Page39告警板告警板ATCA-A100q ATCA-A100是ATCA平臺機框配置和告警板 ,位于C4100機框RTM區(qū)域的下面，通過IPMB總線訪問 ;q ATCA-A100是具有通用目的的板卡，提供了其它FRU沒有實現(xiàn)的所有

24、功能 ,包括：機框FRU信息存儲；兩個過濾開關和四個溫度傳感器接口；提供電信告警功能：主要、次要和嚴重告警；狀態(tài)和告警通過前面板LED可視；IPMB0-A和IPMB0-B接口；Page40ATCA-A100面板面板指示燈名稱指示燈名稱顏色顏色描述描述告警（OOS）LED1紅色亮，表示ATCA-A100板有故障；閃爍，表示機框FRU信息無效和沒有板子加電；滅，表示告警板工作正常。OK LED2綠色亮，表示IPMC已經正常安裝并且準備就緒；滅，其它。Hot Swap LED（H/S）藍色一直亮，表示告警板可以被拔出；閃爍，表示IPMC正試圖與ShMC通訊；滅，表示告警板正在工作，不能被拔出。在這種

25、狀態(tài)下不能移動該板。Page41EPC基本硬件配置基本硬件配置 序號序號邏輯名邏輯名硬件名硬件名邏輯槽位邏輯槽位1業(yè)務處理機框C41003電源分配板PDP4系統(tǒng)板通用處理板11，135系統(tǒng)板尾板接口板11，137交換板ATCA-F1201，28交換板尾板RTM-ATCA-F1201，29業(yè)務處理板通用處理板31410機架式服務器IBMx3650M3N/APage42本章內容本章內容 第一節(jié)第一節(jié) ATCA硬件平臺硬件平臺 第二節(jié)第二節(jié) EPC01-2000平臺硬件平臺硬件 第三節(jié)第三節(jié) 通用服務器硬件通用服務器硬件Page43EPC2000外觀結構外觀結構q EPC01-2000平臺硬件采用D

26、ELL開發(fā)的Power Edge R710服務器，其外形規(guī)格為2U機架式?？砂惭b于19”標準工業(yè)機柜，機柜采用先進的機械加工和表面處理工藝，整體性好，美觀實用，機械強度高，并且具有很好的環(huán)境適應性。Page44本章內容本章內容 第一節(jié)第一節(jié) ATCA硬件平臺硬件平臺 第二節(jié)第二節(jié) EPC01-2000平臺硬件平臺硬件 第三節(jié)第三節(jié) 通用服務器硬件通用服務器硬件Page45服務器硬件介紹服務器硬件介紹q PCRF、DNS、CG網(wǎng)元使用IBM System x3650 M3服務器 ;q IBM System x3650 M3（1.5T）是適用于關鍵業(yè)務應用的性能優(yōu)化服務器，通過全新的6Gbps R

27、AID適配器，I/O性能提升一倍，為關鍵業(yè)務應用和虛擬化環(huán)境提供了理想的彈性架構 。服務器正視圖 Page46服務器硬件介紹服務器硬件介紹服務器后視圖 Page47數(shù)據(jù)存儲介質硬件介紹數(shù)據(jù)存儲介質硬件介紹 q 數(shù)據(jù)存儲介質采用的是DS3500 (12T) SAS，如圖 所示。 Page48課程內容課程內容第一章第一章 EPC系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述第二章第二章 EPC硬件體系結構硬件體系結構第三章第三章 EPC軟件體系結構軟件體系結構第四章第四章 EPC典型配置和組網(wǎng)方式典型配置和組網(wǎng)方式Page49本章內容本章內容 第一節(jié)第一節(jié) MME/xGW/HSS 軟件體系軟件體系 第二節(jié)第二節(jié) PCRF/DN

28、S/CG軟件體系軟件體系 Page50MME/xGW/HSS軟件軟件體系結構體系結構Page51MME/xGW/HSS軟件軟件體系結構體系結構q MME/xGW/HSS軟件實現(xiàn)分為三個層面：操作系統(tǒng)和驅動程序層、通用軟件平臺層、應用軟件層 。 操作系統(tǒng)和驅動程序層包括實時操作系統(tǒng)。硬件驅動組件提供底層不同硬件的驅動程序，比如總線驅動程序、端口驅動程序等； 通用軟件平臺層，為應用層和底層實時操作系統(tǒng)OS層之間提供了統(tǒng)一的軟件接口，使應用軟件的編寫獨立于所使用的底層實時操作系統(tǒng)OS；同時，該公共軟件平臺提供HA管理和OAM代理功能； 應用軟件層包括以下軟件模塊：系統(tǒng)控制模塊、控制面功能模塊、用戶面

29、功能模塊、用戶信息管理模塊。Page52通用軟件平臺層功能通用軟件平臺層功能q MME/xGW/HSS選擇NPT軟件平臺作為邏輯板的運行平臺 。A P P L IC A T IO NC o m m o n F u n c tio nO A M S u b sy ste mH A S u b sy ste mM a ste rA g e n tS u b A g e n tM H AL H AD H AO M C /N M SC o m m o n S W P la tfo rmC o m m o n A T C A H W P la tfo rmO SS L MC H MH A MPage53

30、平臺軟件部署平臺軟件部署q 每個通用處理板可以部署多個應用進程；q 每個應用進程視為一個邏輯單板，綁定至一個CPU核；q 系統(tǒng)板采用11主備冗余模式；部署于基本業(yè)務機框11、13槽位通用處理板，占用2個CPU核；Page54HA和熱插拔控制和熱插拔控制q HA是多業(yè)務處理機框管理系統(tǒng)機制（CMS : Chassis Management System ）的主要功能之一，采用MHA-LHA（MHA-LHA是平臺HA的分層管理結構，即Master HA到Local HA，與MA和SA的關系是類似的）的分級管理機制，完成軟硬件資源管理、數(shù)據(jù)備份、板卡狀態(tài)設置、主備板倒換控制等系統(tǒng)功能。MHA位于系統(tǒng)

31、板內，是所有功能板的中心控制器。LHA位于各個功能板中，實現(xiàn)本地HA功能;q 每個機框的管理是通過機框管理板來實現(xiàn)的，系統(tǒng)板MHA對系統(tǒng)內每個板卡的訪問是通過系統(tǒng)管理板的HPI（HPI 是Hardware platform interface的縮寫，是對ATCA硬件資源進行監(jiān)測、控制、管理的一套接口）進行操作的。Page55應用軟件層功能應用軟件層功能q 應用軟件層由以下幾個功能模塊組成 Page56系統(tǒng)控制模塊系統(tǒng)控制模塊q EPC的系統(tǒng)控制模塊由業(yè)務處理機框的通用處理板和接口板完成 。其中接口板主要用來提供給外部連接用的8個GE口。系統(tǒng)板采用1+1冗余備份，且必須部署于業(yè)務管理機框中的相鄰

32、槽位。通過機框背板接口與本機框的機框管理器（ATCA-M100）通信，系統(tǒng)板所在機框與其它業(yè)務處理機框的管理平面通信則是通過機框之間RTM-ATCA-F120的連接來進行通信。 主要功能包括： 控制EPC業(yè)務處理機框中的ATCA背板 ； 為EPC提供HA和熱插拔控制能力； 作為業(yè)務處理機框中的各個模塊的OAM代理； 提供硬盤和FE端口擴展能力。Page57控制面功能模塊控制面功能模塊 - MME移動管理實體移動管理實體q MME是終結eNodeB信令面消息的網(wǎng)元，具體包括以下功能： 系統(tǒng)資源管理。包括MME本身資源管理、eNodeB、xGW、HSS、其他MME資源管理、UE資源管理； 信令處理

33、及信令傳輸功能。包括NAS信令、S1信令、GTP信令、Diameter-S信令的處理和傳輸功能； 業(yè)務處理功能。包括網(wǎng)絡管理、UE移動性管理、EPS承載管理； 可測性功能。Page58用戶面功能模塊用戶面功能模塊 - xGWq xGW是終結MME用戶面消息的網(wǎng)元，具體包括以下功能： 上下文維護。包括UE控制面上下文維護、UE用戶面承載上下文維護等； 面向PDN SGi接口數(shù)據(jù)包的過濾及映射； 數(shù)據(jù)包轉發(fā)。包括S1U接口、SGi接口數(shù)據(jù)包的轉發(fā)； ECM-IDLE狀態(tài)下，緩存下行數(shù)據(jù)包并發(fā)起網(wǎng)絡端觸發(fā)的Service Request過程； eNodeB間切換時發(fā)送一個或多個EndMarker數(shù)據(jù)

34、包給源eNodeB； 與PCRF交互獲取計費規(guī)則并完成輔助計費功能； 流量控制； UE IP地址的分配；Page59集群模塊集群模塊 - TGWq TGW是集群特性開發(fā)新增的一個網(wǎng)元，只用于處理集群組呼業(yè)務。面向E-UTRAN終結于S1-U口，面向SCC終結于D1-U口。主要功能包括組呼建立、釋放、修改，組呼下行數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包的轉發(fā)等。 支持組呼的建立、修改、釋放； 分配、保存和修改組呼上下文； 支持數(shù)據(jù)包解析和封裝，將D1-U數(shù)據(jù)包轉換成S1-U數(shù)據(jù)包； 支持組呼下行數(shù)據(jù)包群發(fā)，并統(tǒng)計各接口數(shù)據(jù)包的發(fā)送個數(shù)； 支持與MME之間的Echo交互流程； 對組呼下行數(shù)據(jù)進行流量限制和整形；Page60用

35、戶信息管理模塊用戶信息管理模塊 - HSS歸屬用戶服務器歸屬用戶服務器 q HSS主要功能是查詢和設置網(wǎng)絡中UE的簽約信息及移動性信息，與之交互的網(wǎng)元主要有兩個，MME和xGW。HSS的主要功能包括： 查詢并向MME提供UE的簽約數(shù)據(jù)。HSS與MME之間的接口為S6a接口，通信協(xié)議為Diameter協(xié)議； 通過查詢數(shù)據(jù)庫向xGW提供PCC規(guī)則。HSS與xGW之間的通信采用Diameter消息。Page61MainPM模塊模塊q MainPM板卡不提供業(yè)務功能，用于滿足操作維護需求中全采全報功能。其匯總處理應用單板上報的PM數(shù)據(jù)，將一個PM采集周期內上報的所有PM節(jié)點數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理后放入PM采集文

36、件。并將生成的PM采集文件通過FTP服務器上傳給eOMC，供eOMC生成相應的性能報表。 MainPM采用1+1備份功能，在EPC設備內只有1個實例，保證采集數(shù)據(jù)的穩(wěn)定和連續(xù)性； MainPM和各個邏輯板卡通過內部IP交換進行通信，無組網(wǎng)需求 ； MainPM具有記錄自身運行記錄機制；Page62數(shù)據(jù)交換功能數(shù)據(jù)交換功能q Base平面（系統(tǒng)管理和OM），采用雙星型集中式管理連接與單網(wǎng)結合的方式，即1G Base連接和10G Base連接；1GBase連接是系統(tǒng)管理器作為星型網(wǎng)絡中心，其它各板卡作為星型網(wǎng)絡節(jié)點。其中1#業(yè)務處理（C4100）機框中各板卡，通過背板與系統(tǒng)管理器通信；2#業(yè)務處理

37、機框通過F120交換板與系統(tǒng)管理器通信（注：1#業(yè)務處理C 4100機框為主業(yè)務處理機框，其它為從業(yè)務處理機框）。Page63模塊之間數(shù)據(jù)流模塊之間數(shù)據(jù)流Page64本章內容本章內容 第一節(jié)第一節(jié) MME/xGW/HSS 軟件體系軟件體系 第二節(jié)第二節(jié) PCRF/DNS/CG軟件體系軟件體系 Page65PCRF/DNS/CG軟件體系軟件體系 設計原則設計原則q 系統(tǒng)標準性：系統(tǒng)遵循3GPP相關國際標準以及國內運營商行業(yè)標準；q 系統(tǒng)靈活性及可擴展性：靈活的架構設計，不僅有利于后期的功能升級，還可以減少因系統(tǒng)升級帶來的業(yè)務風險；q 系統(tǒng)健壯性：作為一款運營商級的網(wǎng)元設備，系統(tǒng)健壯性要求很高，因

38、此在系統(tǒng)設計時充分考慮各種不穩(wěn)定因素，并逐一防范于未然；q 系統(tǒng)精確性：計費網(wǎng)元要求業(yè)務處理具備必須的精確性；q 系統(tǒng)高效性：采用高效的算法及處理機制，保障系統(tǒng)的處理性能。Page66PCRF軟件結構軟件結構Page67PCRF軟件結構軟件結構q PCRF軟件體系結構中，策略和計費控制平臺PCRF用于用戶信息管理、PCC策略管理、PCC策略動態(tài)生成以及事件觸發(fā)等差異化服務業(yè)務 ；q 平臺將生成的PCC策略通過Diameter協(xié)議下發(fā)到PCEF，由PCEF來執(zhí)行策略；同時，PCEF通過業(yè)務數(shù)據(jù)流檢測將采集到的網(wǎng)絡狀況和用戶業(yè)務行為上報給PCRF ；q 策略控制和計費平臺通過WebService與

39、營帳系統(tǒng)進行用戶信息管理，實現(xiàn)用戶開戶、銷戶和信息管理的操作 ；q 提供和綜合網(wǎng)管系統(tǒng)的接口，以便將來和PCRF平臺網(wǎng)管系統(tǒng)對接，進行對網(wǎng)絡的管理和維護。Page68DNS系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成q DNS網(wǎng)元由三個部分組成，分別是權威型名字服務器（ADNS）、遞歸型名字服務器（RDNS）和名字服務器管理系統(tǒng)（DMS）。 ADNS是權威型名字服務器，擁有管理員分配的權威區(qū)域數(shù)據(jù)。對于客戶對ADNS所管理的區(qū)域數(shù)據(jù)的查詢，ADNS將作出權威性的響應 ； RDNS是遞歸型名字服務器，和ADNS不同，RDNS并不掌管權威區(qū)域數(shù)據(jù)，僅將收到的查詢請求轉發(fā)給指定的名字服務器或者根域名服務器，迭代查詢得到最終解析

40、結果，并將其回復給客戶 ； DMS是名字服務器管理系統(tǒng)，為方便用戶配置和管理ADNS和RDNS提供了人性化的圖形管理界面。通過DMS，用戶可以方便地查看或修改系統(tǒng)配置參數(shù)，添加、查詢、修改或刪除所管理的權威區(qū)域的數(shù)據(jù)，而無需通過命令行方式與系統(tǒng)配置文件和數(shù)據(jù)庫進行交互。Page69DNS系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成Page70DNS軟件結構軟件結構q DNS后臺服務程序(ADNS和RDNS)均采用高速緩存機制，對于客戶域名查詢，首先查詢緩存，如果緩存匹配，則直接向客戶回復響應；每次數(shù)據(jù)庫查詢或遞歸查詢后，無論是成功解析還是失敗解析都加入緩存。通過高速緩存機制，避免了對數(shù)據(jù)庫的頻繁訪問，提高了系統(tǒng)性能 ；q

41、 DNS后臺服務程序提供多種主流數(shù)據(jù)庫支持。由于采用了抽象層與數(shù)據(jù)庫后端分離的分層機制，易于擴展數(shù)據(jù)庫后端，可根椐客戶需求提供對其它數(shù)據(jù)庫的支持；q DNS后臺服務程序采用多線程機制，在多核或多處理器的服務器上性能更加突出。同時后臺服務程序提供監(jiān)控進程機制，在服務進程出現(xiàn)異常的情況下，不用人為干預而重新啟動服務進程，進一步增強了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。Page71DNS軟件結構軟件結構Page72CG軟件結構軟件結構q 計費網(wǎng)關系統(tǒng)（CG）架構主要分為數(shù)據(jù)處理層、數(shù)據(jù)管理層和數(shù)據(jù)存儲層 ；q CG軟件架構具有良好的伸縮性和可擴展性，采用成熟的分層模塊化設計思想，模塊按功能需求相對獨立的應用劃分，每個模塊可以單獨存在并運行，根據(jù)運營商的實際情況，可以對CG