EPC核心網組網技術研究的論文

時間：2023-05-05 06:38:26 論文范文我要投稿

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EPC核心網組網技術研究的論文

　　1 EPC概述

EPC核心網組網技術研究的論文

　　1.1 EPC系統架構

　　隨著用戶需求的不斷提升和移動通信技術日趨成熟，更多的用戶和運營商開始關注寬帶無線接入的概念。同WiMAX和WiFi等無線接入方案的迅猛發展相比較，由3GPP所制定的WCDMA、HSUPA、HSDPA雖然在支持QOS和移動性方面有比較大的優勢，但其在傳輸時延和無線頻譜利用率等方面較有劣勢。首先，當前的數據類業務種類多而且數據量巨大，這就對空口的數據傳輸數率提出了較高的要求；其次，以OFDM技術作為核心的無線接入技術日趨成熟，空口速率的大幅提升可以變為現實。然而當前由HSDPA提供的14.4 Mbit/s，由WCDMA所提供的2 Mbit/s的峰值速率已滿足不了需求。未解決上述問題，2004年底， 3GPP決定使用現在為3G分配的頻段，利用新技術來進行網絡演進，并為此制定了長期演進（Evdo packet core，EPC-增強分組核心網）計劃LTE。EPC系統架構如圖1所示[1]。

　　1.2 基于EPC系統架構的用戶上網流程

　　用戶（手機或上網卡）上網的過程如下：Ue（終端發起附著請求-attach request通過無線網絡enodeb（4G無線）給MME（移動性管理實體））；MME通過APN（終端手機/上網卡上設置的接入點名（Access point name），例如：cmnet）找到SAE-GW，SAE-GW收到請求后會給出響應給手機分配一個IP地址，手機/上網卡獲取地址后與SAE建立連接，默認承載建立完成。用戶手機起上網業務時會發起serverce req（服務請求），通過SAE-GW到公網internet，公網DNS解析手機發起的URL對應的公網IP地址后，返回新浪服務器地址，這樣手機會和服務器建立連接，用戶上網成功。

　　1.3 EPC-LTE建網策略

　　EPC-LTE建網遵循“混合組網、同步部署”策略，TDD、FDD共享EPC核心網。4G核心網要很好地兼容現有CDMA和EVDO網絡，并與現有網絡具備良好的互操作能力，確保用戶在多種接入網絡中業務體驗的連續性；LTE和CDMA采用統一的PCC（policy control charge，計費控制策略）管控策略，PCRF同時支持DO和LTE兩種接入方式進行策略調度、分發和控制，為用戶提供統一的策略控制和業務體驗。話音業務初期選擇基于SvLTE的雙模雙待終端方案，由cdma 1x承載，待LTE網絡覆蓋完善后，適時引入VoLTE方式承接語音業務，VoLTE是基于IMS網絡上的語音業務，它解決了EPC 4G網絡語音問題。

　　1.4 EPC核心網特點

　　EPC核心網分骨干層、省份層兩級組網架構；骨干層設置兩兩互為容災備份的根DNS，同時，設置國際漫游關口iPGW、iDRA負責國際漫游信令和數據回傳；EPC核心網堅持大容量、少局所、集中化部署原則，每省新建一套EPC核心網，原則上優先考慮省會城市異局址雙節點容災備份；EPC核心網采用Pool組網方式，架構SGW/PGW合一設置，HSS基于分布式架構部署；為盡量減少對現網分組域的影響，現網分組域設備保持不變，eHRPD核心網相關網元HSGW和3GPP AAA采用新建方式，實現LTE與DO非優化切換。

　　2 EPC核心網技術方案

　　2.1 組網設計EPC-CE部分

　　EPC網元在接入EPC CE時，要求如下：優先采用靜態路由+BFD；可采用OSPF+三層交換機+VRRP；不推薦使用CE+VRRP方式接入[2]；不允許直接通過二層交換機透傳VRRP方式進行接入，具體如圖2所示。

　　EPC CE與CN2 PE/ER互聯要求如下： EPC CE按照成對方式進行新建，用來接入EPC網元； EPC CE與EPC網元放置同址機房；EPC CE成對與就近的兩臺CN2 PE進行口字型互聯； EPC CE成對與所屬核心節點的城域ER進行口字型互聯。

　　2.2 EPC核心網部分

　　EPC核心網在組網過程中，對于業務負荷分擔的組網，路由采用靜態路由+BFD模式；對于主備工作方式設備節點，組網要采用VRRP主備節點模式[2]；

　　2.3 各接口業務組網

　　1）各網元業務接口通過在MCE交換機上開啟LAN，保證二層隔離，避免同一個VLAN內的廣播風暴，和某些病毒通過二層網絡互通導致相互感染；

　　2）S1-MME/S1U/S5/S8/S11/S2a/S6b/S6d/Sgi口通過各自設備上1對SIPI板與2對MCE組網為負荷分擔模式，各接口間配置靜態路由+BFD進行數據報文轉發，快速檢測出故障并將流量切換至備份鏈路以加快網絡收斂速度，從而保證業務繼續進行，減小設備故障或鏈路故障對業務的影響、提高網絡的可用性、安全性；

　　3）HSS/SPR/AAA：容災同步兩塊SIPI單板，每塊單板出一個千兆電口到CE ，需要2個接口IP地址，HSS側采用主備路由方式，CE采用靜態路+BFD模式；信令采用兩塊SIPI單板，每塊單板出一個千兆電口到CE，HSS側采用主備路由方式， CE采用靜態路由+BFD；

　　4）PCRF：2塊SIPI信令單板，每塊單板分別出一個GE電口到CE，采用PCRF側采用主備工作模式，只需要一個接口IP， CE配置一組VRRP與PCRF對接，作為PCRF的缺省網關；

　　5）DNS/DRA：每塊DNS/DRA刀片用2個GE口交叉連接到CE，2個GE配置為Teaming方式，只需要一個接口IP，CE為每塊DNS/DRA刀片配置一組VRRP，作為網元的缺省網關；

　　2.4 計費、營賬、監聽組網

　　核心網后臺合設一對層三交換機8902，網管、計費、營帳、Gy口共用一對8902。8902配置48個電口、24個光口；8902啟用三層匯聚核心網后臺端口及路由，根據業務需求劃分VLAN；核心網與DCN之間部署一對H3C 5000C防火墻，防火墻配置12個電口、12個光口；核心網后臺接口工作在主備方式，支持靜態路由，要求后臺交換機啟用VRRP與核心網后臺接口對接；防火墻工作在主備方式，每臺防火墻下行用2個GE電口連接單臺8902，2個GE口分別承載網管、計費&營帳&在線計費，每臺防火墻上行也用2個GE口連接DCN，接口承載的業務和下行口相同；防火墻啟用層三模式，下行口、上行口分別歸屬不同的安全域，在防火墻上啟用域間策略，限制網管、計費中心對核心網的非授權訪問。

　　3 EPC核心網技術風險分析和應對策略

　　3.1 新建階段風險分析及應對策略

　　1）風險點一：IP承載網的準備情況是否滿足核心網工期的風險：主要考慮IP承載網資源到位情況不能影響核心網的進度，不然對整體工期將會造成直接影響[4]。

　　應對策略：EPC-LTE按技術進度要求提前進行IP承載網建設規劃。

　　2）風險點二：計費話單營帳接口適配開發進度是否滿足核心網工期的風險：話單和營帳系統適配是由電信召集第三方廠家開發，此開發進度直接影響話單驗證、營帳指令（HSS到營帳）驗證的進度，對工期產生直接影響。

　　應對策略： EPC-LTE通訊提供話單和營帳說明供EPC-LTE相關系統進行開發。EPC-LTE營帳和計費系統按技術進度要求完成開發、對接、測試。

　　3.2 實現3/4G互操作階段風險分析及應對策略

　　新建EPC和現網對接實現3/4G互操作階段，主要的風險和應對策略如下所示：

　　1）風險點一：現網無線側升級/改造支持eHRPD的進度將影響新建EPC和無線側對接的進度，進而影響設備上線時間。

　　應對策略：需EPC-LTE提前規劃無線升級計劃。

　　2）風險點二：無線側需支持3/4G 互操作，要求有同時支持FDD LTE和 eHRPD的雙模終端。

　　應對策略：EPC-LTE發揮跨專業跨廠家協調優勢，確保測試資源到位。