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京信通信无线接入事业部—技术部3132GSM网关系统LTE网关系统33网关系统关键技术介绍性能参数规格664mm×448mm×512mm机箱规格15U重量50Kg最大基站连接数最大20000个家庭网关分组数据流1Gbps最大配置功耗2100W供电方式直流-48V两路主备网关机框正背面图性能参数规格87mm×482mm×755mm机箱规格2U重量20KG最大基站连接数最大2000个家庭网关分组数据流1Gbps最大配置功耗750W(单台)供电方式交流220V两路主备GSM网关位于SmallCell基站与核心网之间，用于两者之间的信令和数据的汇聚和转发；SmallCell基站注册功能；用户终端注册功能；移动性管理功能；RAB管理功能；用户终端准入控制；安全网关功能；SmallCell的系统架构来源于LTE的扁平化架构，在架构上具有先进性；为了实现与宏站立体组网和SmallCell的即插即用，因此我们实现了无线侧的频率规划、SON和移动性管理等算法，得到良好的应用效果；针对IP网络传输特点，研发和设计了相关算法，使SmallCell基于IP网络进行回传的QOS得到保障；为了使得网关部署和使用灵活多样，我们研发了单个网关虚拟多个网关的设备。SmallCell系统与核心网的接口和宏网与核心网的接口是一样的，都是A和Gb口，因此SmallCell系统不需要对现网进行改动，可以直接与核心网进行对接；SmallCell系统HNB与网关直接采用Iuh’口对接，可以实现多种网络实现接入，可以通过IP网回传方式接入网关，而宏网NodeB与RNC直接用的是Iub口，需要专线连接。Iuh’接口：SmallCell网关与HNB(HomeNodeB)之间的接口(GSM系统中的概念为Abis接口)，现在基本都采用全IP化的结构，数据和信令都采用IP化的承载方式；GSM网关A口：A接口定义为网络子系统（NSS）与基站子系统（BSS）间的通信接口，即移动交换中心（MSC）与基站控制器（BSC）之间的接口。一般物理链路采用STM-1数字传输链路实现。此接口传递的信息包括移动台管理、基站管理、移动性管理、接续管理等。GSM网关Gb口：Gb接口是SGSN和BSS间接口（在华为的GPRS系统中，Gb接口是SGSN和PCU之间的接口），通过该接口SGSN完成同BSS系统、MS之间的通信，以完成分组数据传送、移动性管理、会话管理方面的功能。该接口是GPRS组网的必选接口。在目前的GPRS标准协议中，指定Gb接口采用IP作为底层的传输协议。全省使用一套大网关进行部署，通过虚拟网关连通各地市核心网所有具有SGS接口的MSC，FEMTO安装时根据地市范围来选择相应的LAC参数。全省部署一套网管。全省各地市独立使用一套小网关进行部署，通过虚拟网关接入地市每个MSCPOOL，FEMTO安装时根据宏网POOL的覆盖范围选择相应的LAC参数。注意事项：网管系统可全省使用一套网管部署，也可各地市独立部署。集中部署分布式部署网关部署方式全省使用一套大网关进行部署，通过虚拟网关连通各地市核心网MSC，FEMTO安装时根据地市范围来选择相应的LAC参数。全省各地市独立使用一套小网关进行部署，通过虚拟网关接入地市每个MSCPOOL，FEMTO安装时根据宏网POOL的覆盖范围选择相应的LAC参数。网管部署方式全省使用一套网管对网关以及各地市基站进行统一管理。1.全省使用一套网管对各地市网关以及基站进行统一管理，节省成本；2.各地市独立部署一套网管分别对自己地市网关与基站进行独立管理，资产分明。优点1.统一部署，统一管理，便于维护；2.若MSC支持MTRF，则每个地市虚拟网关只需连通1个POOL内据有SGS接口的MSC即可。1.接入地市POOL，POOL内移动性管理（切换等）较简单；2.无论MSC是否支持MTRF功能，CSFB均能实现。缺点1.不能入POOL，集团一致性检查扣分；2.若MSC不支持MTRF，则全省有多少MSCPOOL，则需虚拟多少个网关，信令链路负荷较重。1.若各地市共用一套网管，容易导致网管资产、管理不明确等问题。3132GSM网关系统LTE网关系统33网关系统关键技术介绍TD-LTENanocell系统为企业级用户（企业办公区域、热点场景下）提供TD-LTE接入服务。通常采用PTN/GPON等IP网络作为回传网络，通过相应的安全机制接入核心网，为用户提供一个和宏蜂窝网一致的业务体验。TD-LTENanocell系统架构如图所示，主要分为三大部分：TD-LTENanocell接入网、TD-LTENanocell网关系统和TD-LTE核心网。TD-LTENanocell部署主要有两种方式，一种类似传统的GSM网关部署，通过GPON回传经TD-LTE汇聚后接入4G核心网EPC；另一种是直接通过PTN网络直接接入4G核心网，我们主要讨论分析第一种接入方式。一次改建/一次建网，多制式支持，模块化多模，灵活支持各种应用场景。特点四回传链路2G模块4G模块2G/4G2G网关4G网关NanocellGW组网便捷，用最简单的一根网线轻松实现MIMO和供电，破解室分难。特点一MIMOPOE支持多种回传方式，灵活建网。特点二功率小，可实现精确覆盖，区域内单位面积的吞吐量相比宏站大大提高，快速提升容量特点三主要由NanoCell、NanoCell网关（可选）、网管/AAA、接入控制器AC（可选）组成。NanoCell：为终端提供TDD-LTE蜂窝网接入，同时提供WLAN接入;NanoCell系统网关：由安全网关、信令网关组成。安全网关为NanoCell回传数据建立安全隧道，数据加解密，数据汇聚转发；信令网关对S1信令面和链路进行处理；NanoCell网管：管理NanoCell基站和网关，包括：告警、KPI、参数查设、批量操作、报表等功能；NanoCellAAA：对NanoCell设备进行鉴权、认证管理。性能参数规格664mm×448mm×512mm机箱规格15U重量50Kg最大基站连接数最大10000个家庭网关分组数据流1Gbps最大配置功耗安全网关：1400W安全+信令网关：1750W使用板卡安全网关：2001+7001安全+信令网关：2001+7001+4003供电方式直流-48V两路主备性能参数规格50.99mm×448mm×266.2mm机箱规格3U重量17Kg最大基站连接数最大10000个家庭网关分组数据流1Gbps最大配置功耗600W使用板卡7001供电方式直流-48V两路主备性能参数规格87mm×482mm×755mm机箱规格2U重量20Kg最大基站连接数最大5000个家庭网关分组数据流1Gbps最大配置功耗750W使用板卡7001供电方式交流220V两路主备S1接口：eNB与EPC之间接口——沿袭了承载和控制分离的思想，S1接口也分为用户平面和控制平面。其中用户平面接口S1-U将演进基站和服务网关（P-GW）连接，用于传送用户数据和相应的用户平面控制帧。而控制平面接口S1-MME则将演进基站和移动性管理实体（MME）相连，主要完成S1接口的无线接入承载控制、接口专用的操作维护等功能。X2接口：eNBs之间的接口——1）X2接口实现了eNBs之间的互通；2）支持两个eNBs之间信令信息的交互，支持将PDUs前传到各自的隧道终结点；3）支持不通厂商eNBs之间的互联互通。Uu接口：eNB与UE之间的接口——Uu接口的用户平面主要传输用户数据；控制平面传输相关信令，建立、重新配置和释放各种3G移动通信无线承载业务。eNB与网关之间：通过GPON网络进行回传。安全网关主要功能支持多种网络接入防止网络攻击数据加密和解密数据完整性保护数据包过滤完善的IKEv2密钥管理协议成熟的双向认证机制多种回传网络接入：安全网关除支持PTN网络外，还支持GPON和Internet等网络下的NanoCell接入，(GPON和Internet接入性价比高，部署门槛低)，此时引入安全网关以达到汇聚多种回传网络的作用。TD-LTENanocell系统网关OLTONUGE分光器NanocellMMEHSSP-GWS-GWPCRFEPCNanocellIP城域网PON接入其他接入网AC汇聚交换机InternetModem安全性：由于回传网引入了非安全域的接入，除了防火墙提供包过滤和防攻击功能外，还需要引入安全网关提供以下安全防护措施：安全接入认证：支持NanoCell安全接入认证，建立端到端IPSecVPN隧道，保证了接入设备的合法性；数据完整性：对数据包进行加密和完整性保护，防止外部进行窥探，保证数据包不被恶意修改或发生传输过程的损坏；数据过滤：通过安全网关设置保护子网，转发合法数据到核心网，直接丢弃非法的不受保护的数据。信令网关主要功能支持MMEPOOL支持多POOL接入S1接口汇聚转发支持信令路由支持信令处理支持X2代理支持共TA寻呼支持TALIST寻呼支持寻呼优化减少核心网负荷：通过支持S1汇聚，减少核心网SCTP连接数和SCTP心跳流量；通过寻呼优化降低核心网的寻呼负荷；在减少核心网负荷的同时，信令网关能够隔离家庭级NanoCell频繁开关机所引起的链路告警；节省网络资源：节约eNBID资源(目前中国移动拥有eNBID资源104万个，一期和二期已经用了50万个，预估三期占用20万个，剩下的eNBID资源非常紧缺；优化X2网络拓朴：随着NanoCell数量的增多，X2连接的网络拓朴越来越复杂，通过X2代理能够使网络拓朴由网状变成星型，从而使X2接口实现更简单。同时，X2代理功能的引入，减少了宏站与微站X2SCTP偶联的数量，有利于宏站性能提升。4G与2/3G只支持安全网关融合，信令网关因为信令接口和物理接口都不一样，所以不支持融合，其中信令接口和物理接口区别如下：2G3G4G信令接口AIuS1物理接口STM-1Ethernet，ATMEthernet2G3G4G信令接口AbisIuhS1物理接口EthernetEthernetEthernet网关与核心网之间网关与基站之间4G与2/3G部署分为如下三类：已经部署2/3G网关的省份，建议通过软件升级方式支持4G基站的安全接入。如需4G信令网关功能，需要新增4G信令网关硬件；2/3G网关和4G网关同时新建的省份，可采用安全网关融合，信令网关分设方式建网；已经部署4G网关的省份，可采用安全网关融合，信令网关分设方式建网。独立安全网关，为LTE基站提供全市（或者全省）的GPON/INTERNET宏站接入方式。信令大网关，为LTE基站提供全市（或者全省）的PTN/GPON/INTERNET微站接入方式。把原有TD网关升级为ATCA安全网关，为LTE基站提供全市（或者全省）的GPON/INTERNET宏站接入方式。在独立安全网关拓扑基础上增加X86信令网关，组合成LTE分布式信令网关系统，为LTE基站提供全市（或者全省）的PTN/GPON/INTERNET微站接入方式。3132GSM网关系统LTE网关系统33网关系统关键技术介绍3.网关系统关键技术介绍之一HA(HighAvailable),高可用性群集，是保证业务连续性的有效解决方案，一般有两个或两个以上的节点，且分为活动节点及备用节点。通常把正在执行业务的称为活动节点，而作为活动节点的一个备份的则称为备用节点。当活动节点出现问题，导致正在运行的业务（任务）不能正常运行时，备用节点此时就会侦测到，并立即接续活动节点来执行业务，从而实现业务的不中断或短暂中断。在我们的网关系统中，为了保证业务的HA高可用性：在硬件层，我们的板卡都是double（即主用节点和备用节点）；在软件层，我们引入了HA模块，通过备份方式管理业务程序包括启动，退出，清理，以及备份业务数据。1、什么是HA3.网关系统关键技术介绍之一2、HA工作原理HA大致分为三个模块：Amfs（大脑）：可用性管理服务端，管理各逻辑实体状态、切换、重启等操作。Amfc（手脚）：可用