ZXGiBSC硬件基本原理

ZXG10iBSC硬件基本原理中兴通讯学院GSM团队学习目标>>掌握iBSC硬件系统架构>>掌握单板基本功能>>掌握系统内外部连线方法>>熟悉信号流程课程内容iBSC系统概述iBSC硬件系统构架单板原理介绍接口单元实现时钟和互连线缆iBSC系统配置信号流图通过A/Gb和Iu口分别支持2G/3G核心网系统概述——GERAN网络架构SGSNGGSNNodeBRNCNodeBBTSBSCBTSMSC/VLR或者MSCS/VLRGMSCInter-PLMNPSTNMGWGMGWGbIuPsIuCsAIuCsMcNbNcIuPsIur-g系统概述——iBSC在网络中的位置iBSC硬件采用和3G产品相同的平台，与WCDMA和TD-SCDMA兼容基于全IP架构的硬件平台支持灵活的接入方式，具有丰富的接口类型（FE/E1/STM-1等）控制流和媒体流分离模块化，可扩展性强大容量，高集成度易于平滑演进到3G网络iBSC硬件平台全IP架构平滑升级模块化系统概述——iBSC特性系统概述——iBSC特性GSM/WCDMANGNTD-SCDMACDMA200010余种主要通用单板ALL-IPPlatform备件数量大大降低在网络演进和升级中保护已有投资全IP平台符合网络发展趋势，便于网络融合全IP平台支持IP传输，便于利用丰富IP网络资源，有效降低传输成本。由于核心网、W、CD2000均已大量商用，全IP硬件平台的稳定性、可靠性、成熟度等已得到充分验证。两机架支持话务量15000Erl，BHCA4200KTC内置时指标指标项1机架2机架支持载频数10243072Gb口流量/Mbps32M/A口使用光纤为32M96M/A口使用光纤为160MAbits口E1208624A口E1/STM-1224/4672/12系统概述——iBSC性能目录

iBSC系统概述

iBSC硬件系统构架单板原理介绍接口单元实现时钟和互连线缆

iBSC系统配置信号流图硬件系统原理控制框（BCTC）完成系统的全局操作维护功能、全局时钟功能、控制面处理以及控制面以太网交换功能资源框(BUSN)完成系统的接入单元和用户面处理功能分组交换框（BPSN）为系统提供大容量无阻塞的分组包交换平台电路交换框（BCSN）为系统提供大容量无阻塞的电路交换平台，在TCPOOL时，采用大T网交换时配置硬件机框电源插箱风扇插箱业务插箱走线插箱外观尺寸

2000mm×600mm×800mm(高×宽×深)机架数量:

1–2(Typical),1-4(TCPoolfarend)重量:350Kg／机架设备承重要求

roomfloor:>450kg/m²最大功耗:4780W输入电源:-48VDC输入电压允许范围:-40VDCto-57VDC工作温度:0°Cto+45°C湿度:20%to90%

iBSC机架机框iBSC机框结构前插板和后插板1．前插单板面板2．前插单板3．背板4．插槽5．后插单板6．后插单板面板目录

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iBSC硬件系统构架单板原理介绍接口单元实现时钟和互连线缆

iBSC系统配置信号流图iBSC单板1编号单板英文名称中文名称PCB名1DTBDigitalTrunkBoard数字中继板DTB2SPBSignalingProcessingBoard信令处理板SPB3BIPIBSCIPInterfaceboardBSCIP接口板

MNIC/24SDTBSonetDigitalTrunkBoard光数字中继板SDTB5GLIGigabitLineInterface千兆线路接口板GLIQV6GUPGSMUniversalProcessingboardGSM通用处理板VTCD7UPPBUserplaneProcessingBoard用户面处理板VTCD8CMPControlMainProcessor控制处理板MPX86/29OMPOperationMainProcessor操作维护处理板MPX86/2iBSC单板210SBCXSerVeRboard服务器板CIB11PSNPacketSwitchNetwork分组交换网板PSN4V12CHUBControlHUB控制面互联板CHUB13CLKGCLOCKGenerator时钟产生板CLKG14UIMU_CUniversalInterfaceModuleforUserplane用户面通用接口模块UIM/215UIMCUniversalInterfaceModuleforControlplane（BCTCorBPSN）控制面通用接口模块UIM/216BCTCBackplaneofConTrolCenter控制中心背板BCTC17BPSNBackplaneofPacketSwitchNetwork分组交换网背板BPSN18BUSNBackplaneofUniversalSwitchNetwork通用业务网背板BUSN19RDTBRearboardofDTBDTB后插板RDTB/220RSPBRearboardofSPBSPB后插板RSPB/221RMNICRearboardofMNICMNIC后插板RGIM122RGIM1RearGeneralInterfaceMoudle1通用后插板1RGIM123RMPBRearboardofOMPOMP后插板RGIM124RSVBRearboardofServer服务器后插板RSVB25RCHB1Rearboard1ofCHUBCHUB后插板1RCHB26RCHB2Rearboard2ofCHUBCHUB后插板2RCHB27RCKG1Rearboard1ofCLKGCLKG后插板1RCKG128RCKG2Rearboard2ofCLKGCLKG后插板2RCKG229RUIM1Rearboard1ofUIMUIM后插板1RUIM30RUIM2Rearboard2ofUIMUIM后插板2RUIM31RUIM3Rearboard3ofUIMUIM后插板3RUIMiBSC单板3BCTCBPSNBUSNBUSNiBSC机框分类处理器框BCTC背板OMP单板CMP单板UIMC单板CHUB单板CLKG单板SBCX/SVR前置服务器单板系统（呼叫/控制）主处理板.每个CMP上配置若干小区，若干小区对应若干BIU接口单元。每个CMP上配置若干Gb/IU/A接口单元、TC单元和UPU单元，相应接口单元上的信令发送到归属CMP。CMP主要功能：PS/CS域的无线业务呼叫控制处理、BSSAP、BSSGP、SCTP等子层协议处理及系统自身的分布式资源的管理。处理器框－CMP单板OMP单板负责处理全局过程并实现整个系统操作维护相关的控制（包括操作维护代理），连接OMC-R，隔离内外网段。直接或间接监控和管理系统中单板（以太网口和RS-485两种链路）物理单板和CMP一样为MPX86/2，配置上有一点区别：内存容量不一样(OMP为1GB/CPU单元，CMP为2GB/CPU单元，OMP配有2G的电子硬盘，用于存储系统软件版本)处理器框－OMP单板通用控制接口板（UIMC）实现控制框以太网二级交换，同时对内提供的一个GE口，用于在控制框内与CHUB单板连接。实现框内单板时钟分发（8K/16M）提供对其他单板复位功能。处理器框－UIMC单板CLKG单板负责系统的时钟供给和外部同步功能。它通过A口提取时钟基准，经过板内同步后，驱动多路定时基准信号给各个接口单元使用。可以通过后台或手动选择基准来源，包括BITS、线路（8K）、GPS、本地（二级或三级），且手动倒换可以通过软件屏蔽。采用松耦合锁相系统，具有快捕（CATCH）、跟踪（TRACE）、保持（HOLD）、自由运行（FREE）四种工作方式。输出时钟为三级。具有时钟丢失和输入基准降质判别功能。支持主备倒换功能。处理器框－CLKG单板处理器框－CHUB单板CHUB实现各个资源框控制面FE和处理器框的级连汇聚；构建分布式处理平台。提供两个24+2交换式HUB,对外部提供46个FE接口与资源框互联；处理器框－SBCX/SVR单板服务器服务器板SBCX提供以下功能。iOMCR安装在SBCX单板上，OMP、SBCX单板通过HUB连接，并实现内、外网段的隔离。提供键盘、鼠标、VGA接口。CPU为Sossaman双路双核处理器，主频2G。可以运行多种操作系统，支持WindowsXP/2000/2003/Linux系列及Soloris操作系统商用操作系统。对外提供3个FE接口、2个GE接口和1个RS232串口。提供4个通用USB接口。支持硬盘启动和USB启动。处理器框－原理框图处理器框－BCTC背板资源框BUSN背板UIMU用户面通用接口模块DTBE1接口单板SPB窄带信令处理板GUPGSM通用处理板UPPB用户面处理板SDTB光接口数字中继板BIPIBSCIP接口板通用媒体接口板（UIMU）主要完成资源框内部以太网二级交换、电路域时隙复接交换、资源框管理等功能；同时提供资源框对外接口。UIMU提供资源框内时钟驱动功能，输入8K、16M信号，经过锁相、驱动后分发给资源框的各个槽位，为资源框单板提供16M和8K时钟。同时提供资源框单板复位和复位信号采集功能。和UIMC为相同的物理单板UIM/2。资源框－UIMU单板提供32条E1/T1接入；支持75欧姆同轴、120双绞线接入；线路时钟提取；资源框－DTB单板T1是美国标准，1.544M，E1是欧洲标准，2.048M，我国的专线一般都是E1.对外提供16路E1/T1接口；单板含有4个CPU处理单元；可用作逻辑单板：LAPD、信令处理板SPB和Gb接口处理板GIPB等；LAPD板主要完成LAPD信令的处理。来自BTS的LAPD信令由DTB/SPB板接入，通过本资源框UIM板上的电路交换网交换到LAPD板，由LAPD板完成LAPD的处理；信令处理板SPB主要完成MTP2、X.25协议的处理。支持从线路提取8K同步时钟，通过电缆传送给时钟产生板板作为时钟基准。Gb接口处理板GIPB完成GPRS的FR、NS和部分BSSGP处理，并完成Gb接口功能。

资源框－SPB单板根据实现的功能不同，GUP板可作为两种功能板：Abis接口处理板BIPB和双速率变换板DRTB；来自BTS的CS和PS业务通过本资源框UIM板上的电路交换网交换到BIPB板,BIPB实现按信道搜索出20ms的TRU帧（或PCU帧）并将TRU帧（或PCU帧）组成IP包送到TCU（或UPU）处理；双速率变换板DRTB实现码型变换功能，完成TRAU帧码型变换和速率适配，提供FR/EFR/HR/AMR/TFO功能。资源框－GUPUPPB完成A/Gb和Iu两种模式下BSSGP、PDCP、GTP_U、Iu_UP等用户面协议的处理；物理单板和GUP一样，都是VTCD，只是单板配置上有一点区别：UPPB使用D85XX子卡，不含电路交换单元，每个DSP外置16M内存；资源框－UPPB提供一条STM-1155M光纤接口,相当于63条E1，84条T1；支持线路时钟提取，输出2个差分8K同步时钟信号提供给时钟板作基准。资源框－SDTB对外提供4个FE接口，由后插卡提供；实现层3协议接口处理，分离控制面、媒体面数据报，并分别转发到内部控制面、媒体面以太网口。资源框－BIPI资源框－原理框图资源框－BUSN背板资源框－BUSN背板FE资源BUSN资源分配情况资源框－BUSN背板TDM资源分组交换框BPSNGLI千兆线路接口板PSN分组交换网板UIMC控制面通用接口模块GLI单板在iBSC系统中位于一级交换子系统中，完成物理层适配、IP包查表、分片、转发和流量管理功能，处理双向2.5Gbps线速处理转发，实现和各资源框的接口以及对外接口功能；单板对外提供4＋4对GE光口分组交换框－GLI包交换单板，提供双向各40Gbps用户数据交换能力；是媒体面数据的核心交换；和GLI采用2.5GLVDS连接，采用CROSSBAR交换结构，具有良好的QOS性能；分组交换框－PSN单板和控制框UIMC相同，用于BPSN框控制流以太网数据交换和汇接到处理器框。分组交换框－UIMC分组交换－系统框图分组交换框为iBSC系统内部各个功能实体的用户面数据提供IP交换功能；相对与资源框内二级以太网交换而言，BPSN称为一级IP交换框分组交换框－BPSN背板单板总结1单板功能内部接口可插位置对应软件逻辑单板后插卡备注机框槽位DTB提供32路E1中继接口1×FE，连接UIMU控制面8×8MHW，连接UIMU电路交换资源框1-8/11-14/17DTBRDTBSPB配置4个8270子卡，信令处理，对外提供16路E11×FE，连接UIMU控制面1×FE，连接UIMU媒体面4×8MHW，连接UIMU电路交换资源框1-8/11-14/1715和16槽位只能插一块SPB、GIPB、LAPDRSPBBIPIIP协议处理，对外提供4个FE1×FE，连接UIMU控制面4×FE，连接UIMU媒体面资源框5-8/11-14IPBB、IPAB、IPGBRMNIC需要占用相邻槽位媒体面网口SDTBSTM-1数字中继功能1×FE，连接UIMU控制面16×8MHW，连接UIMU电路交换资源框1-8/11-17SDTBRGIM1(可选)需要占用相邻槽位HW线资源GLI完成GE线卡及QoS功能，提供4+4个GE口用于连接资源框1×FE，连接UIMU控制面4×2.488GLVDS，连接PSN单板交换框1-6/9-14GLI负荷分担单板总结2GUPTC、TDM包和IP包转换等1×FE，连接UIMU控制面2×FE，连接UIMU媒体面8×8MHW，连接UIMU电路交换资源框1-8/11-17DRTBBIPB在用作BIPB时，需要使用两个媒体面FE。UPPB用户面处理1×FE，连接UIMU控制面2×FE，连接UIMU媒体面资源框1-8/11-16UPPB需要使用两个媒体面FECMP完成控制面信令处理2×100M，连接UIMC控制面控制框资源框1-8/11-1711-14CMP1+1备份OMP完成系统全局处理，对外提供一个OMCFE。2×100M，连接UIMC控制面控制框资源框11-1211-12OMPRMPB1+1备份SVR前置服务器，对外提供4×FE无控制框2－8SVRRSVB双槽位单板PSN完成一级交换平台核心交换功能1×100M，连接UIMC控制面交换框7/8PSN1+1备份CHUB完成各资源框控制面汇聚功能46×100M，连接各资源框UIMU以及交换框的UIMC1×1G，连接控制框的UIMC控制框15/16CHUBRCHB1、RCHB21+1备份CLKG完成iBSC系统时钟功能16×8K/16M，连接各资源框UIMU1×485，连接UIMC/UIMU控制框资源框13/1415/16CLKGRCKG1、RCKG21+1备份UIMU完成控制面和用户面百兆以太网交换以及电路交换功能2×1G多模光口，连接GLI/UIMU单板46×100M，连接各单板资源框9/10UIMURUIM11+1备份UIMC完成控制面百兆以太网交换功能46×100M，连接各单板控制框交换框9/1015/16UIMCRUIM2、RUIM31+1备份PWRD完成环境温湿度及电源检测1×485，连接ROMBPDM-每机架一块单板总结3单板通用常识单板前插板和后插板

后插板是无源单板，方便从背板引线（主要是电缆：如E1、网线等），和对应前插板配对使用。 前插板是处理资源实体单板，所有系统光纤从前面板出。关于前插板通用指示灯：所有前插板（除SBCX）都有RUN/ENUM/ACT/ALM四个指示灯，表示单板工作状态。

单板面板通用指示灯含义灯名颜色含义说明RUN绿运行指示灯ALM红告警指示灯ENUM黄拔板指示灯常亮：表示微动开关打开；单板插板不到位，没有下载版本灯5Hz闪烁（快闪）：表示微动开关告警；单板运行中，微动开关被打开，告警灯1Hz闪烁（慢闪）：表示可以拔板；单板运行中，微动开关被打开，单板为备用或者让出资源，可以拔板常灭：表示微动开关正常ACT绿主备指示灯灯亮：表示单板主用灯灭：表示单板备用在拔单板时需要注意ENUM状态。目录

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iBSC硬件系统构架单板原理介绍接口单元实现时钟和互连线缆

iBSC系统配置信号流图iBSC硬件系统示意图（TC内置）Abis

接口单元（E1Abis）由DTB、SPB和GUP板组成DTB单板作为接口板，通过对外E1接口接入BTS过来的数据；SPB实现LAPD协议处理；GUP搜索每个信道的20MSTRU帧（或PCU帧），再按每个信道的TRU帧（PCU帧）转换为IP包送到TCU（UPU）处理。下行方向反之OMP单板负责处理全局过程并实现整个系统操作维护相关的控制（包括操作维护代理），连接OMC-R，隔离内外网段。直接或间接监控和管理系统中单板（以太网口和RS-485两种链路）SVB/SBCX前置机服务器它在系统中的作用是保存OMP需要存放的一些文件，并对这些文件按照OMCR所要求的格式组织。主控单元OMPU由CMP单板实现主要是PS/CS域的业务呼叫控制管理、BSSAP、BSSGP等子层协议及系统自身的资源的管理业务呼叫控制单元CMPU对用户面数据进行处理，由UPPB实现完成的主要功能包括：

A/GB和Iu两种模式下的RLC/MAC协议处理

部分BSSGP协议处理

寻呼

帧号同步用户面处理单元UPU码型变换和速率适配单元（TCU）采用ＧＵＰ（VTCD）板实现

VTCD上的14片DSP实现语音编解码

每片DSP约可实现60路话音信号的处理

一级交换：GLI、PSN，最大支持40G交换能力二级交换：UIMU、UIMC、CHUB，负责系统内部用户面和控制面数据流的交换和汇聚IP交换单元PSUAbis

接口单元（E1Abis

）Abis

接口单元（IPAbis）由BIPI和GUP板组成BIPI单板作为接口板，通过对外以太网接口接入BTS过来的IP包，对用户面和控制面数据进行区分。如果是RTP类型，将外部IP地址转成内部IP地址后，通过用户面交换网送到UPPB进行处理，如果是RUDP类型，将外部IP地址转成内部IP地址后，通过控制面交换网送到CMP处理。IPAbis

接口业务采用按载频组包，上行方向，在GUP上需要将按载频组成的IP包的报文按信道拆分，并且搜索每个信道的20MSTRU帧（或PCU帧），再按每个信道的TRU帧（PCU帧）组成IP包送到TCU（UPU）处理。下行方向反之Abis

接口单元（IPAbis）A接口单元（AIU）语音信道DTB/SDTB和SPB板E1接入后经过本资源框UIM上的T网交换到TCU7号信令时隙原则上通过SPB板的E1接入，直接送到本SPB上的CPU完成MTP2处理，然后组成IP包通过控制面交换网送到CMP；也可以从本框上DTB/SDTB接入，再通过本资源框UIM上的T网交换到SPB上处理Gb接口单元（GIU）和PCU（包控制单元）E1接口时，采用SPB板实现，每块SPB板提供16条E1Gb口采用IP承载时（R5中增加），物理上采用BIPI（MNIC）板做IP接口单板，每个BIPI对外提供4个FE口GIU单元PCU单元E1接口时，采用SPB板+UPPB板实现从Abis口来的PCU帧通过PSU交换到PCU单元，由UPPB实现BSSGP和RLC/MAC协议的处理，由SPB实现FR协议的处理并提供E1接口。FE接口时，采用BIPI板+UPPB板实现一块SPB板处理能力为32Mbps，一块BIPI处理能力为64Mbps，相当于两块SPB板的处理能力。近端子复用单元NSMUAter口可以支持E1、STM-1、FE远端子复用单元FSMUAter口可以支持E1、STM-1、FE目录

iBSC系统概述

iBSC硬件系统构架单板原理介绍接口单元实现时钟和互连线缆

iBSC系统配置信号流图连接说明ZXG10iBSC系统的接线分为两种。内部接线：内部接线用于系统内部单板之间的信号互连。外部接线：外部接线用于连接MSC/MGW、SGSN、BTS等网元设备，以及操作维护中心iOMCR。内部连接时钟分发线缆和线路时钟提取线缆；控制面以太网线缆；用户面光纤；监控线缆。iBSC系统时钟由CLKG单板实现时钟单元功能

CLKG单板负责系统的时钟供给和外部同步功能时钟等级：三级钟通过A口提取时钟基准，经过板内同步后，驱动多路定时基准信号给各个接口框使用UIMC/U二级转发DTB、SDTB、SPB、APBE可以提取线路基准时钟分发线缆和线路时钟提取线缆控制面以太网线缆用户面光纤 对于iBSC：所有内部互连光纤采用多模光纤（橙红色），所有对外连接光纤采用单模（黄色）监控线缆

图

配电插箱前面板示意图图

配电插箱后面板示意图配电插箱面板

风扇插箱面板外部连接蓝色细实线表示E1连接，红色粗实线表示光纤连接、浅蓝色虚线表示FE连接1． A口连接方式

iBSC与MSC/MGW之间的A接口的物理承载方式有三种。（1）STM-1方式通过SDTB前面板的光口实现。（2）E1方式通过DTB的后插板RDTB的E1口实现。（3）FE方式通过BIPI后插板RMNIC的FE口实现。2． Gb口连接方式

iBSC与SGSN之间的Gb口的物理承载方式有两种。（1）E1方式通过SPB后插板RSPB的E1口实现。（2）FE方式通过BIPI后插板RMNIC的FE口实现。外部连接13． Abis口连接方式

iBSC和BTS之间的Abis口的物理承载方式有两种。（1）E1方式通过DTB板的对应后插板RDTB的E1口实现。（2）FE方式通过BIPI后插板RMNIC的FE口实现。4． 与iOMCR的连接通过OMP后插板RMPB的FE口和SVR后插板RSVB的FE口实现。外部连接2目录

iBSC系统概述

iBSC硬件系统构架单板原理介绍接口单元实现时钟和互连线缆

iBSC系统配置信号流图iBSC系统配置－性能指标两个资源框为一个基本配置单元（ResourceConfigurationBasalUnit-RCBU）机框机框类型功能控制框完成系统的全局操作维护功能、全局时钟功能、控制面处理以及控制面以太网交换功能资源框完成系统的接入，构成各种通用业务处理子系统分组交换框为系统提供大容量无阻塞的IP交换平台控制框－插板规则1OMP单板2块，固定插在11-12槽位，必须提供；CMP单板2-12块，可以插在1-8槽位和13-16槽位，数目根据配置容量可选；CLKG单板2块，固定插在13-14槽位；CHUB单板2块，固定插在15-16槽位；SVR单板1块，固定插在2-8槽位；UIMC单板2块，固定插在9-10槽位，必须提供；RUIM2单板1块，固定插在9槽位，必须提供；RUIM3单板1块，固定插在10槽位，必须提供；RMPB单板2块，固定插在11，12槽位，必须提供；RCKG1单板1块，固定插在13槽位；RCKG2单板1块，固定插在14槽位；RCHB1单板1块，固定插在15槽位；RCHB2单板1块，固定插在16槽位。控制框－插板规则2控制框－插板示意图前插单板后插单板背板操作维护处理板（OMP）MPB后插板（RMPB）控制框背板（BCTC）呼叫控制处理板（CMP）-控制面通用接口模块（UIMC）UIM后插板2（RUIM2）UIM后插板3（RUIM3）控制面互联板（CHUB）CHUB板后插板1（RCHB1）CHUB板后插板2（RCHB2）时钟产生板（CLKG）CLKG后插板1（RCKG1）CLKG后插板2（RCKG2）服务器板（SVR）SVR后插板（RSVB）BCTC背板电源接口和DIP开关（跳线冒）设置拨码开关名称用途举例S1配置机框所处的局信息4位开关S1仅使用左边3位S2使用全部4位S3仅使用左边2位S1开关全部拨“ON”：拨码读出的值为二进制数“000”；S2开关全部拨“ON”：拨码读出的值为二进制数“0000”；S3开关左边两位拨“OFF”，其余为“ON”：拨码读出的值二进制数“11”。由上可知：S1、S2、S3拨码开关分别是0、0、3，由于实际的机架号、机框号都要加1，因此该设置表示该BPSN机框所处环境是：0号局、1号机架、4号机框S2配置机框所处的机架信息S3配置机框信息现场也可能使用跳线表示机框信息。此时一路跳线表示一位数，一共有3个4路跳线块，分别对应机框所处的局信息、机框所处的机架信息和机框信息。OFF：拔掉短路块，表示为“1”；

ON：插上短路块，表示为“0”。UIMC单板2块，完成一级交换平台的控制面FE交换功能。固定插在15-16槽位，必须提供；PSN单板2块，完成线卡间数据交换功能。固定插在7-8，必须提供；GLI单板2-8块，完成GE线卡功能。可以插在1-4和11-14槽位，数目根据配置容量可选，必须成对出现；配置时从左往右增加的原则进行。相关后插板配置：RUIM2单板1块，固定插在槽位15，必须提供；RUIM3单板1块，固定插在槽位16，必须提供；分组交换框－插板规则前插单板后插单板背板分组交换网板（PSN）-分组交换网背板（BPSN）千兆线路接口板（GLI）-控制面通用接口模块（UIMC）UIM后插板2（RUIM