LTE EPC核心网系统架构

1、WWW.POTEVIO.COM中国普天信息产业股份有限公司中国普天信息产业股份有限公司Potevio Company LimitedPage2课程内容课程内容第一章第一章 EPC系统概述系统概述第二章第二章 EPC硬件体系结构硬件体系结构第三章第三章 EPC软件体系结构软件体系结构第四章第四章 EPC典型配置和组网方式典型配置和组网方式Page3TD-LTE宽带接入系统宽带接入系统介绍介绍q TD-LTE宽带接入系统是基于3GPP TD-LTE标准的宽带专网系统，用于满足各种类型的行业性通信需求。该系统主要由终端系统CPE、无线接入网络E-UTRAN、分组核心网络EPC、操作维护系统eOMC组

2、成。Page4TD-LTE背景背景q TD-LTE背景 随着移动通信技术的不断成熟和用户需求的不断提升，宽带无线接入的概念开始被越来越多的运营商和用户关注。相比较于WiFi和WiMAX等无线接入方案的迅猛发展，3GPP组织制定的HSDPA、HSUPA虽然在支持移动性和QoS方面有较大优势，但是在无线频谱利用率和传输时延等方面有所落后。此外，一方面目前的数据类业务种类繁多且数据量大，对空口的数据传输数率提出了更高的要求。另一方面OFDM技术为核心的无线接入技术逐渐成熟，大幅度提升空口速率可以变为现实。因此目前HSDPA提供的14.4 Mbit/s峰值速率已经无法满足需求。为此3GPP组织经过认真

3、的讨论决定使用现在为3G分配的频段，采用新的技术来进行网络演进，并为此制定长期演进计划LTE（Long Term Evolution，长期演进）。Page5TD-LTE宽带接入系统宽带接入系统网络组成网络组成Page6TD-LTE宽带接入系统宽带接入系统组成组成q 终端系统CPE用于完成用户各种业务功能 ;q 无线接入网络E-UTRAN由eNodeB组成，主要实现接入网功能，包括空口处理、S1口处理等 ;q 分组核心网络EPC作为宽带接入系统的核心网，主要为用户提供高速的移动宽带接入业务，并为用户提供会话管理、移动性管理、承载管理及切换管理等功能；q 操作维护系统eOMC主要完成对于接入网子系

4、统、核心网子系统和用户签约数据库的操作维护管理等功能。Page7EPC分组核心网组成分组核心网组成TGWPage8EPC分组核心网组成分组核心网组成q EPC分组核心网由xGW（S-GW、PGW）、TGW(集群xGW)、移动管理实体（Mobility Management Entity，MME）、归属用户服务器（Home Subscriber Server，HSS）、PCRF、DNS、CG等实体构成。 xGW，负责用户面数据路由处理，管理和存储终端的承载信息，同时承担终端接入PDN的网关功能，分配用户IP地址； MME, 控制面功能实体，临时存储用户数据的服务器，负责管理和存储UE相关信息，比

5、如UE用户标识、移动性管理状态等，为用户分配临时标识。处理MME和UE之间的所有非接入层消息; HSS,存储并管理用户签约数据，包括用户鉴权信息、路由信息、位置信息及路由信息。 PCRF,策略和计费控制平台用于用户信息管理、PCC策略管理、PCC策略动态生成以及事件触发等差异化服务业务 ； DNS,名字服务器系统； CG，计费网关系统 。Page9EPC2080产品特点产品特点q EPC设备包括 七个网元，其中：PCRF、DNS、CG采用机架式通用服务器，MME、xGW、HSS、TGW采用成熟的ATCA硬件平台 。 硬件平台成熟 具有高稳定性、高可靠性 ； 系统容量可在不超过最大容量前提下灵活

6、配置，以满足用户或业务的变换； 可扩充性强，可以根据产品需要，对设备进行扩容； 功能丰富 支持多种PS域业务数据传输； 支持同一UE的多业务承载； 支持UE发起的承载修改流程； 业务板卡可扩展来实现负荷分担功能；Page10EPC2080产品特点产品特点 配置灵活 采用模块化设计方法，可以利用模块堆叠的方式对系统进行平滑扩容，实现在线扩容，能最大限度节省投资，同时扩容不影响已有业务； 业务配置灵活，可以根据网络建设的不同阶段，用户对数据业务的不同需求配置设备； 平滑演进 平滑的在线扩容：只需在业务处理机框上添加相应的处理功能插板。插板启动后，可以自动加载程序，获得系统内部连接数据和用户配置数据

7、，自动进入服务状态即插即用，且不影响当前业务； 支持单独的宽带接入业务，也支持宽带接入和宽带集群混合业务。Page11EPC2000产品特点产品特点q EPC01-2000设备包括MME、XGW、HSS、TGW等网元，硬件采用DELL开发的Power Edge R710服务器，其外形规格为2U机架式。EPC具有以下特点。 功能丰富 支持多种PS域业务数据传输； 支持UE的IP地址动态分配； 支持同一UE的多业务承载 ; 支持集群业务：单呼，组呼，全呼以及集群短消息； 配置灵活,采用模块化设计方法，可以利用模块堆叠的方式对系统进行平滑扩容，实现在线扩容，能最大限度节省投资，同时扩容不影响已有业务

8、 支持标准的平滑演进 方便实用的操作维护功能 系统高可靠性Page12课程内容课程内容第一章第一章 EPC系统概述系统概述第二章第二章 EPC硬件体系结构硬件体系结构第三章第三章 EPC软件体系结构软件体系结构第四章第四章 EPC典型配置和组网方式典型配置和组网方式Page13本章内容本章内容 第一节第一节 ATCA硬件平台硬件平台 第二节第二节 EPC01-2000平台硬件平台硬件 第三节第三节 通用服务器硬件通用服务器硬件Page14ATCA机架外观机架外观q EPC采用2200mm有门机柜，遵循19”工业机柜标准。q 物理尺寸（高宽深）：2200mm600mm800mmq 机柜的组成 电

9、源分配框PDP业务处理机框C4100交换机和走线槽Page15业务处理机框业务处理机框C4100q EPC硬件平台控制是基于ATCA的，具有高可靠性、高集成度、处理能力强等特点。q 业务处理机框（13U 19”）的物理尺寸（高宽深）：575mm x 483mm x 505mmq 主要特性： 集成了供电和风扇单元，提供了DC电源输入，同时为ATCA板卡提供强制风冷 ； 提供14个ATCA 节点槽位，冗余电源配置和风扇散热系统； 基本接口：双星型拓扑，支持1G；交换接口：双星型拓扑，支持10G； 支持板卡热插拔。Page16ATCA架构架构q开放式、可互操作的电信行业标准；采用服务可用性(SA)论

10、坛的标准API;； q广泛的价值链支持；专为多种机箱尺寸与配置的重复利用而设计；qATCA能更好的满足电信应用对单板空间、功耗、带宽、系统管理的要求；q支持高级交换：以太网、StarFabric等；q支持标准操作系统(OS):电信级Linux、电信级Windows;q适合标准19英寸或600毫米机架。机框管理模块CMMPage17业务处理机框业务处理机框C4100q C4100主要组成如下 : 背板背板，提供两个交换槽、12个节点槽、14个双星型互连的基本和交换接口、机框管理基本接口、相邻板卡间的更新通道、同步时钟总线，同时背板为每个节点板提供电源接口、物理定位具有高稳定性、高可靠性 ； 2块

11、块ATCA-M100机框管理板机框管理板，ATCA-M100板插在C4100机框的专门槽位，提供机框的监测、控制、保证机框各部分的正确操作，是机框的中心管理单元。它能够上报异常和错误，收集详细的部件信息、传感器状态信息等； 两块两块ATCA-A100告警板告警板 ； 12个用于个用于ATCA节点板的槽位节点板的槽位，主要用来插入通用处理板和接口板；支持多种PS域业务数据传输； 2个交换槽位个交换槽位，这两个槽位安装交换板，这个板能够提供标准的PICMG 3.0基本接口和PICMG 3.1交换接口的交换，同时也可以选择增加TDM时钟用于同步线卡和其他机框。Page18业务处理机框业务处理机框C-

12、4100后面板后面板Page19业务处理机框的硬件构成业务处理机框的硬件构成Page20业务处理机框业务处理机框PEM电源模块电源模块qC4100机框有4个智能PEM(Power Entry Modules)。被安装在背板尾部的下方。4个PEM（电源模块）冗余供电，即A1和B1互为冗余，给机框奇数槽位供电，A2和B2互为冗余给偶数槽位供电。没有冗余电源时，需要两个电源，即需要A1、A2或B1、B2任意一组。最小的操作电压为-40V DC，电源供电能力4000W ;q每个PEM都配备有继电开关或保险丝，机框能够为每个槽位提供215W功率；其中，前板为后插板提供25W功率 。Page21业务处理机

13、框电源分布业务处理机框电源分布Page22业务处理机框槽位分布业务处理机框槽位分布Page23业务处理机框槽位分布业务处理机框槽位分布q 12个节点槽，可用于安装通用处理板；q 用户面和信令面（xGW、MME等）应用逻辑板将部署于通用处理板上，在一块通用处理板上运行多个应用逻辑板实例；q EPC的S1接口将部署于通用处理板上的接口板上。Page24单板结构和背板连接器分配单板结构和背板连接器分配q 各个节点板的连接器分为三个Zone ，其中Zone1用于给前面板供电和机框管理、Zone2与背板相连实现与其它板卡的通信，zone3用于用户定义的、I/O内部互相连接的连接器。 Page25ATCA

14、背板接口背板接口q Base接口 Base接口以10/100/1000 BAST-T以太网的双星型结构提供了机框内的IP传输。两个交换板互连并与其余12个节点板卡以及机框管理板连接，节点板卡则只与两块交换板连接，每个接口需要2对差分信号提供双工传输 。q Fabric接口 Fabric接口是网络平台机框中的主要数据传输接口。网络平台在每个交换板板子上定义了多达15个通讯通道，在每个节点板上配置了两个通讯通道。这些通讯通路被配置成双星型拓扑结构。在双星型拓扑结构中12块节点板同两个不同的交换板都有通路，交换板在机框中扮演交换核心的角色。Page26通用处理板通用处理板q 通用处理板套件具有高速计

15、算和大规模数字处理的能力，包括两个子组件： 通用处理板 接口板 q 通用处理板可以安装在机框里的任何一个节点槽位上(逻辑314槽位)，但是通用处理板作为系统板，接口板必须与通用处理板对插。微动开关拨动后，必须待热插拨指示灯常亮蓝色后，板卡方可拔出！Page27通用处理板通用处理板标号标号描述描述1固定螺丝2屏蔽簧片3扳手4热插拔指示灯5COM串口6USB接口7重启按钮8HD（hard disk）指示灯9HDD10ATN（Attention）指示灯11IS（In Service）指示灯12OOS（out of service）指示灯Page28通用处理板通用处理板q 处理功能 支持双核LV In

16、tel Xeon 5138 (2.13 GHz)处理器； 支持4 MB L2缓存； 最多支持4个FB-DIMMs； 单个DIMM支持为512 MB，1 GB，2 GB，4 GB，最大支持16GB。q 接口功能 提供两个Base接口（10/100/1000Base-T）和两个Fabric接口（1000Base-BX） ； 提供两个Ethernet Update Channel接口（1000Base-BX）； 提供两个USB2.0接口（与USB1.1相兼容）； 提供一个IPMC串口（也作为系统串口，规格是RS232和RJ-45）； 提供连接到CPU和IPMC串口控制的串口； 提供两个SAS硬盘；

17、接口板提供一个监控接口和一个USB1.1接口。通过可选的子卡，接口板还可以提供外部GE接口。 Page29通用处理板通用处理板q 通用处理板提供IPMC（智能平台控制器），它是单独供电的。IPMC通过冗余的IPMB连接到ATCA-M100。 环境传感器温度、电压； 系统事件日志； 看门狗定时器； 上电，下电，冷重启； SOL(Serial Over LAN); FRU热插拔管理； E-Keying控制。 q 综合功能 千兆以太网控制器； IPMI SAS存贮控制器； 视频控制器。 Page30通用处理板接口板通用处理板接口板q 通用处理板接口板必须与处理板 一起使用，由处理板供电 ；q 提供4

18、个子板连接器，子板连接器可支持GE（Gigabit Ethernet千兆以太网）子模块；q 通用处理板通过IPMC来管理接口板； q 通用处理板监控接口板工作状态。Page31通用处理板接口板通用处理板接口板标号标号描述描述1固定螺丝2USB接口3OOS指示灯4HEALTHY指示灯5防尘帽6热插拔指示灯7监控接口p子板连接器上没装子板的时候，必须装一个防尘帽 Page32GE 子板子板q GE子板提供两个10/100/1000M Base-T自适应RJ-45接口，如图 所示 。q GE子板有两个网口指示灯，通过这两个指示灯可以判断外部以太网接口的当前状态指示灯指示灯颜色颜色含义含义描述描述网口

19、指示灯绿色网口工作状态灭，表示网口没在工作；绿灯亮，表示网口处于连接状态；黄灯闪，表示网口处于激活状态并且正在传输数据。黄色黄色Page33EPC对外接口对外接口 q EPC对外接口主要是通过通用处理 板的接口板插入GE模块来实现的，接口板可以提供四组双GE模块，最大可提供8GE流量。EPC外部接口都通过该模块以IP方式和外部网元进行通信 。Page34交换板前板交换板前板q 交换板提供业务处理机框的数据交换。在C4100机框中，交换板为ATCA-F120板； q 采取双平面冗余方式，双星型拓扑的Base和Fabric通道，提供线速无阻塞L2交换功能，是业务处理机框的数据交换中心 ；q 交换板

20、位于业务处理机框的第1、2逻辑槽位，提供以下以太网接口： 在背板上提供15个1000BaseT Base通道； 在背板上提供15个10G-BX4/1000BX farbic通道； SERDES接口与更新通道连接； 面板上提供一个1000Base-T管理接口； 面板上提供一个Base通道扩展接口； 面板上提供一个1000BaseT接口；Page35交换板前板交换板前板标号标号描述描述1以太网管理接口2AMC Bay B1以太网接口3以太网 Base 通道扩展口Page36交换板尾板交换板尾板q RTM-ATCA-F120C是-交换板的尾板，能提供： 4个10G以太网Fabric上行链路接口-与C

21、X4连接器相连 ； 2个10G以太网Base通道上行链路接口-与CX4连接器相连 ； 4个1G以太网Base通道接口-与RJ-45连接器相连 ； 4个1G以太网Fabric通道接口-与RJ-45连接器相连； 2个RJ-45时钟接口连接器-用于机框间时钟配置。Page37机框管理板机框管理板ATCA-M100q ATCA-M100是一个2U的机框管理板，放置在ATCA系统一个专有的机框管理槽位里 ；q 能提供对16块ATCA板卡的管理以及对风扇、电源、告警模块和机框FRU的管理。在一个冗余配置的机框内，使用两块ATCA-M100板卡作机框管理 ；q 主要功能包括： 收集机框中的传感器信息；监控机

22、框环境；上报错误；根据条件采取各种操作；管理各个互连的资源防止由于热插拔而对板卡产生损伤。Page38ATCA-M100面板面板指示灯名称指示灯名称颜色颜色描述描述Failure (OOS)LED1红亮：机框管理板不在服务状态灭：机框管理板正常工作Power (OK) LED2绿亮：机框管理板正常工作灭：机框管理板不正常工作闪烁：机框管理板启动Active (Act) LED 3黄亮：机框管理板激活模式灭：机框管理板在standby模式Blue (H/S)蓝亮：机框管理板准备被拔出灭：机框管理板没有准备好被拔出Eth 2: Ethernet Uplink绿一直亮：连接到背板的Ethernet

23、2有效闪烁：Ethernet 2连接激活灭：Ethernet 2没有连接激活Eth 1: Ethernet Uplink绿一直亮：连接到底板的Ethernet 1有效闪烁：Ethernet 1连接激活灭：Ethernet 1没有连接激活OOB Activity绿亮：激活灭：没被激活OOB linkup黄亮：连接Ethernet 3有效灭：连接Ethernet 3无效Page39告警板告警板ATCA-A100q ATCA-A100是ATCA平台机框配置和告警板 ,位于C4100机框RTM区域的下面，通过IPMB总线访问 ;q ATCA-A100是具有通用目的的板卡，提供了其它FRU没有实现的所有

24、功能 ,包括：机框FRU信息存储；两个过滤开关和四个温度传感器接口；提供电信告警功能：主要、次要和严重告警；状态和告警通过前面板LED可视；IPMB0-A和IPMB0-B接口；Page40ATCA-A100面板面板指示灯名称指示灯名称颜色颜色描述描述告警（OOS）LED1红色亮，表示ATCA-A100板有故障；闪烁，表示机框FRU信息无效和没有板子加电；灭，表示告警板工作正常。OK LED2绿色亮，表示IPMC已经正常安装并且准备就绪；灭，其它。Hot Swap LED（H/S）蓝色一直亮，表示告警板可以被拔出；闪烁，表示IPMC正试图与ShMC通讯；灭，表示告警板正在工作，不能被拔出。在这种

25、状态下不能移动该板。Page41EPC基本硬件配置基本硬件配置 序号序号逻辑名逻辑名硬件名硬件名逻辑槽位逻辑槽位1业务处理机框C41003电源分配板PDP4系统板通用处理板11，135系统板尾板接口板11，137交换板ATCA-F1201，28交换板尾板RTM-ATCA-F1201，29业务处理板通用处理板31410机架式服务器IBMx3650M3N/APage42本章内容本章内容 第一节第一节 ATCA硬件平台硬件平台 第二节第二节 EPC01-2000平台硬件平台硬件 第三节第三节 通用服务器硬件通用服务器硬件Page43EPC2000外观结构外观结构q EPC01-2000平台硬件采用D

26、ELL开发的Power Edge R710服务器，其外形规格为2U机架式。可安装于19”标准工业机柜，机柜采用先进的机械加工和表面处理工艺，整体性好，美观实用，机械强度高，并且具有很好的环境适应性。Page44本章内容本章内容 第一节第一节 ATCA硬件平台硬件平台 第二节第二节 EPC01-2000平台硬件平台硬件 第三节第三节 通用服务器硬件通用服务器硬件Page45服务器硬件介绍服务器硬件介绍q PCRF、DNS、CG网元使用IBM System x3650 M3服务器 ;q IBM System x3650 M3（1.5T）是适用于关键业务应用的性能优化服务器，通过全新的6Gbps R

27、AID适配器，I/O性能提升一倍，为关键业务应用和虚拟化环境提供了理想的弹性架构 。服务器正视图 Page46服务器硬件介绍服务器硬件介绍服务器后视图 Page47数据存储介质硬件介绍数据存储介质硬件介绍 q 数据存储介质采用的是DS3500 (12T) SAS，如图 所示。 Page48课程内容课程内容第一章第一章 EPC系统概述系统概述第二章第二章 EPC硬件体系结构硬件体系结构第三章第三章 EPC软件体系结构软件体系结构第四章第四章 EPC典型配置和组网方式典型配置和组网方式Page49本章内容本章内容 第一节第一节 MME/xGW/HSS 软件体系软件体系 第二节第二节 PCRF/DN

28、S/CG软件体系软件体系 Page50MME/xGW/HSS软件软件体系结构体系结构Page51MME/xGW/HSS软件软件体系结构体系结构q MME/xGW/HSS软件实现分为三个层面：操作系统和驱动程序层、通用软件平台层、应用软件层 。 操作系统和驱动程序层包括实时操作系统。硬件驱动组件提供底层不同硬件的驱动程序，比如总线驱动程序、端口驱动程序等； 通用软件平台层，为应用层和底层实时操作系统OS层之间提供了统一的软件接口，使应用软件的编写独立于所使用的底层实时操作系统OS；同时，该公共软件平台提供HA管理和OAM代理功能； 应用软件层包括以下软件模块：系统控制模块、控制面功能模块、用户面

29、功能模块、用户信息管理模块。Page52通用软件平台层功能通用软件平台层功能q MME/xGW/HSS选择NPT软件平台作为逻辑板的运行平台 。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、平台软件部署平台软件部署q 每个通用处理板可以部署多个应用进程；q 每个应用进程视为一个逻辑单板，绑定至一个CPU核；q 系统板采用11主备冗余模式；部署于基本业务机框11、13槽位通用处理板，占用2个CPU核；Page54HA和热插拔控制和热插拔控制q HA是多业务处理机框管理系统机制（CMS : Chassis Management System ）的主要功能之一，采用MHA-LHA（MHA-LHA是平台HA的分层管理结构，即Master HA到Local HA，与MA和SA的关系是类似的）的分级管理机制，完成软硬件资源管理、数据备份、板卡状态设置、主备板倒换控制等系统功能。MHA位于系统

31、板内，是所有功能板的中心控制器。LHA位于各个功能板中，实现本地HA功能;q 每个机框的管理是通过机框管理板来实现的，系统板MHA对系统内每个板卡的访问是通过系统管理板的HPI（HPI 是Hardware platform interface的缩写，是对ATCA硬件资源进行监测、控制、管理的一套接口）进行操作的。Page55应用软件层功能应用软件层功能q 应用软件层由以下几个功能模块组成 Page56系统控制模块系统控制模块q EPC的系统控制模块由业务处理机框的通用处理板和接口板完成 。其中接口板主要用来提供给外部连接用的8个GE口。系统板采用1+1冗余备份，且必须部署于业务管理机框中的相邻

32、槽位。通过机框背板接口与本机框的机框管理器（ATCA-M100）通信，系统板所在机框与其它业务处理机框的管理平面通信则是通过机框之间RTM-ATCA-F120的连接来进行通信。 主要功能包括： 控制EPC业务处理机框中的ATCA背板 ； 为EPC提供HA和热插拔控制能力； 作为业务处理机框中的各个模块的OAM代理； 提供硬盘和FE端口扩展能力。Page57控制面功能模块控制面功能模块 - MME移动管理实体移动管理实体q MME是终结eNodeB信令面消息的网元，具体包括以下功能： 系统资源管理。包括MME本身资源管理、eNodeB、xGW、HSS、其他MME资源管理、UE资源管理； 信令处理

33、及信令传输功能。包括NAS信令、S1信令、GTP信令、Diameter-S信令的处理和传输功能； 业务处理功能。包括网络管理、UE移动性管理、EPS承载管理； 可测性功能。Page58用户面功能模块用户面功能模块 - xGWq xGW是终结MME用户面消息的网元，具体包括以下功能： 上下文维护。包括UE控制面上下文维护、UE用户面承载上下文维护等； 面向PDN SGi接口数据包的过滤及映射； 数据包转发。包括S1U接口、SGi接口数据包的转发； ECM-IDLE状态下，缓存下行数据包并发起网络端触发的Service Request过程； eNodeB间切换时发送一个或多个EndMarker数据

34、包给源eNodeB； 与PCRF交互获取计费规则并完成辅助计费功能； 流量控制； UE IP地址的分配；Page59集群模块集群模块 - TGWq TGW是集群特性开发新增的一个网元，只用于处理集群组呼业务。面向E-UTRAN终结于S1-U口，面向SCC终结于D1-U口。主要功能包括组呼建立、释放、修改，组呼下行数据数据包的转发等。 支持组呼的建立、修改、释放； 分配、保存和修改组呼上下文； 支持数据包解析和封装，将D1-U数据包转换成S1-U数据包； 支持组呼下行数据包群发，并统计各接口数据包的发送个数； 支持与MME之间的Echo交互流程； 对组呼下行数据进行流量限制和整形；Page60用

35、户信息管理模块用户信息管理模块 - HSS归属用户服务器归属用户服务器 q HSS主要功能是查询和设置网络中UE的签约信息及移动性信息，与之交互的网元主要有两个，MME和xGW。HSS的主要功能包括： 查询并向MME提供UE的签约数据。HSS与MME之间的接口为S6a接口，通信协议为Diameter协议； 通过查询数据库向xGW提供PCC规则。HSS与xGW之间的通信采用Diameter消息。Page61MainPM模块模块q MainPM板卡不提供业务功能，用于满足操作维护需求中全采全报功能。其汇总处理应用单板上报的PM数据，将一个PM采集周期内上报的所有PM节点数据统一处理后放入PM采集文

36、件。并将生成的PM采集文件通过FTP服务器上传给eOMC，供eOMC生成相应的性能报表。 MainPM采用1+1备份功能，在EPC设备内只有1个实例，保证采集数据的稳定和连续性； MainPM和各个逻辑板卡通过内部IP交换进行通信，无组网需求 ； MainPM具有记录自身运行记录机制；Page62数据交换功能数据交换功能q Base平面（系统管理和OM），采用双星型集中式管理连接与单网结合的方式，即1G Base连接和10G Base连接；1GBase连接是系统管理器作为星型网络中心，其它各板卡作为星型网络节点。其中1#业务处理（C4100）机框中各板卡，通过背板与系统管理器通信；2#业务处理

37、机框通过F120交换板与系统管理器通信（注：1#业务处理C 4100机框为主业务处理机框，其它为从业务处理机框）。Page63模块之间数据流模块之间数据流Page64本章内容本章内容 第一节第一节 MME/xGW/HSS 软件体系软件体系 第二节第二节 PCRF/DNS/CG软件体系软件体系 Page65PCRF/DNS/CG软件体系软件体系 设计原则设计原则q 系统标准性：系统遵循3GPP相关国际标准以及国内运营商行业标准；q 系统灵活性及可扩展性：灵活的架构设计，不仅有利于后期的功能升级，还可以减少因系统升级带来的业务风险；q 系统健壮性：作为一款运营商级的网元设备，系统健壮性要求很高，因

38、此在系统设计时充分考虑各种不稳定因素，并逐一防范于未然；q 系统精确性：计费网元要求业务处理具备必须的精确性；q 系统高效性：采用高效的算法及处理机制，保障系统的处理性能。Page66PCRF软件结构软件结构Page67PCRF软件结构软件结构q PCRF软件体系结构中，策略和计费控制平台PCRF用于用户信息管理、PCC策略管理、PCC策略动态生成以及事件触发等差异化服务业务 ；q 平台将生成的PCC策略通过Diameter协议下发到PCEF，由PCEF来执行策略；同时，PCEF通过业务数据流检测将采集到的网络状况和用户业务行为上报给PCRF ；q 策略控制和计费平台通过WebService与

39、营帐系统进行用户信息管理，实现用户开户、销户和信息管理的操作 ；q 提供和综合网管系统的接口，以便将来和PCRF平台网管系统对接，进行对网络的管理和维护。Page68DNS系统组成系统组成q DNS网元由三个部分组成，分别是权威型名字服务器（ADNS）、递归型名字服务器（RDNS）和名字服务器管理系统（DMS）。 ADNS是权威型名字服务器，拥有管理员分配的权威区域数据。对于客户对ADNS所管理的区域数据的查询，ADNS将作出权威性的响应 ； RDNS是递归型名字服务器，和ADNS不同，RDNS并不掌管权威区域数据，仅将收到的查询请求转发给指定的名字服务器或者根域名服务器，迭代查询得到最终解析

40、结果，并将其回复给客户 ； DMS是名字服务器管理系统，为方便用户配置和管理ADNS和RDNS提供了人性化的图形管理界面。通过DMS，用户可以方便地查看或修改系统配置参数，添加、查询、修改或删除所管理的权威区域的数据，而无需通过命令行方式与系统配置文件和数据库进行交互。Page69DNS系统组成系统组成Page70DNS软件结构软件结构q DNS后台服务程序(ADNS和RDNS)均采用高速缓存机制，对于客户域名查询，首先查询缓存，如果缓存匹配，则直接向客户回复响应；每次数据库查询或递归查询后，无论是成功解析还是失败解析都加入缓存。通过高速缓存机制，避免了对数据库的频繁访问，提高了系统性能 ；q

41、 DNS后台服务程序提供多种主流数据库支持。由于采用了抽象层与数据库后端分离的分层机制，易于扩展数据库后端，可根椐客户需求提供对其它数据库的支持；q DNS后台服务程序采用多线程机制，在多核或多处理器的服务器上性能更加突出。同时后台服务程序提供监控进程机制，在服务进程出现异常的情况下，不用人为干预而重新启动服务进程，进一步增强了系统的可靠性和稳定性。Page71DNS软件结构软件结构Page72CG软件结构软件结构q 计费网关系统（CG）架构主要分为数据处理层、数据管理层和数据存储层 ；q CG软件架构具有良好的伸缩性和可扩展性，采用成熟的分层模块化设计思想，模块按功能需求相对独立的应用划分，每个模块可以单独存在并运行，根据运营商的实际情况，可以对CG