EPC核心网组网技术研究的论文

时间：2023-05-05 06:38:26 论文范文我要投稿

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EPC核心网组网技术研究的论文

　　1 EPC概述

EPC核心网组网技术研究的论文

　　1.1 EPC系统架构

　　随着用户需求的不断提升和移动通信技术日趋成熟，更多的用户和运营商开始关注宽带无线接入的概念。同WiMAX和WiFi等无线接入方案的迅猛发展相比较，由3GPP所制定的WCDMA、HSUPA、HSDPA虽然在支持QOS和移动性方面有比较大的优势，但其在传输时延和无线频谱利用率等方面较有劣势。首先，当前的数据类业务种类多而且数据量巨大，这就对空口的数据传输数率提出了较高的要求；其次，以OFDM技术作为核心的无线接入技术日趋成熟，空口速率的大幅提升可以变为现实。然而当前由HSDPA提供的14.4 Mbit/s，由WCDMA所提供的2 Mbit/s的峰值速率已满足不了需求。未解决上述问题，2004年底， 3GPP决定使用现在为3G分配的频段，利用新技术来进行网络演进，并为此制定了长期演进（Evdo packet core，EPC-增强分组核心网）计划LTE。EPC系统架构如图1所示[1]。

　　1.2 基于EPC系统架构的用户上网流程

　　用户（手机或上网卡）上网的过程如下：Ue（终端发起附着请求-attach request通过无线网络enodeb（4G无线）给MME（移动性管理实体））；MME通过APN（终端手机/上网卡上设置的接入点名（Access point name），例如：cmnet）找到SAE-GW，SAE-GW收到请求后会给出响应给手机分配一个IP地址，手机/上网卡获取地址后与SAE建立连接，默认承载建立完成。用户手机起上网业务时会发起serverce req（服务请求），通过SAE-GW到公网internet，公网DNS解析手机发起的URL对应的公网IP地址后，返回新浪服务器地址，这样手机会和服务器建立连接，用户上网成功。

　　1.3 EPC-LTE建网策略

　　EPC-LTE建网遵循“混合组网、同步部署”策略，TDD、FDD共享EPC核心网。4G核心网要很好地兼容现有CDMA和EVDO网络，并与现有网络具备良好的互操作能力，确保用户在多种接入网络中业务体验的连续性；LTE和CDMA采用统一的PCC（policy control charge，计费控制策略）管控策略，PCRF同时支持DO和LTE两种接入方式进行策略调度、分发和控制，为用户提供统一的策略控制和业务体验。话音业务初期选择基于SvLTE的双模双待终端方案，由cdma 1x承载，待LTE网络覆盖完善后，适时引入VoLTE方式承接语音业务，VoLTE是基于IMS网络上的语音业务，它解决了EPC 4G网络语音问题。

　　1.4 EPC核心网特点

　　EPC核心网分骨干层、省份层两级组网架构；骨干层设置两两互为容灾备份的根DNS，同时，设置国际漫游关口iPGW、iDRA负责国际漫游信令和数据回传；EPC核心网坚持大容量、少局所、集中化部署原则，每省新建一套EPC核心网，原则上优先考虑省会城市异局址双节点容灾备份；EPC核心网采用Pool组网方式，架构SGW/PGW合一设置，HSS基于分布式架构部署；为尽量减少对现网分组域的影响，现网分组域设备保持不变，eHRPD核心网相关网元HSGW和3GPP AAA采用新建方式，实现LTE与DO非优化切换。

　　2 EPC核心网技术方案

　　2.1 组网设计EPC-CE部分

　　EPC网元在接入EPC CE时，要求如下：优先采用静态路由+BFD；可采用OSPF+三层交换机+VRRP；不推荐使用CE+VRRP方式接入[2]；不允许直接通过二层交换机透传VRRP方式进行接入，具体如图2所示。

　　EPC CE与CN2 PE/ER互联要求如下： EPC CE按照成对方式进行新建，用来接入EPC网元； EPC CE与EPC网元放置同址机房；EPC CE成对与就近的两台CN2 PE进行口字型互联； EPC CE成对与所属核心节点的城域ER进行口字型互联。

　　2.2 EPC核心网部分

　　EPC核心网在组网过程中，对于业务负荷分担的组网，路由采用静态路由+BFD模式；对于主备工作方式设备节点，组网要采用VRRP主备节点模式[2]；

　　2.3 各接口业务组网

　　1）各网元业务接口通过在MCE交换机上开启LAN，保证二层隔离，避免同一个VLAN内的广播风暴，和某些病毒通过二层网络互通导致相互感染；

　　2）S1-MME/S1U/S5/S8/S11/S2a/S6b/S6d/Sgi口通过各自设备上1对SIPI板与2对MCE组网为负荷分担模式，各接口间配置静态路由+BFD进行数据报文转发，快速检测出故障并将流量切换至备份链路以加快网络收敛速度，从而保证业务继续进行，减小设备故障或链路故障对业务的影响、提高网络的可用性、安全性；

　　3）HSS/SPR/AAA：容灾同步两块SIPI单板，每块单板出一个千兆电口到CE ，需要2个接口IP地址，HSS侧采用主备路由方式，CE采用静态路+BFD模式；信令采用两块SIPI单板，每块单板出一个千兆电口到CE，HSS侧采用主备路由方式， CE采用静态路由+BFD；

　　4）PCRF：2块SIPI信令单板，每块单板分别出一个GE电口到CE，采用PCRF侧采用主备工作模式，只需要一个接口IP， CE配置一组VRRP与PCRF对接，作为PCRF的缺省网关；

　　5）DNS/DRA：每块DNS/DRA刀片用2个GE口交叉连接到CE，2个GE配置为Teaming方式，只需要一个接口IP，CE为每块DNS/DRA刀片配置一组VRRP，作为网元的缺省网关；

　　2.4 计费、营账、监听组网

　　核心网后台合设一对层三交换机8902，网管、计费、营帐、Gy口共用一对8902。8902配置48个电口、24个光口；8902启用三层汇聚核心网后台端口及路由，根据业务需求划分VLAN；核心网与DCN之间部署一对H3C 5000C防火墙，防火墙配置12个电口、12个光口；核心网后台接口工作在主备方式，支持静态路由，要求后台交换机启用VRRP与核心网后台接口对接；防火墙工作在主备方式，每台防火墙下行用2个GE电口连接单台8902，2个GE口分别承载网管、计费&营帐&在线计费，每台防火墙上行也用2个GE口连接DCN，接口承载的业务和下行口相同；防火墙启用层三模式，下行口、上行口分别归属不同的安全域，在防火墙上启用域间策略，限制网管、计费中心对核心网的非授权访问。

　　3 EPC核心网技术风险分析和应对策略

　　3.1 新建阶段风险分析及应对策略

　　1）风险点一：IP承载网的准备情况是否满足核心网工期的风险：主要考虑IP承载网资源到位情况不能影响核心网的进度，不然对整体工期将会造成直接影响[4]。

　　应对策略：EPC-LTE按技术进度要求提前进行IP承载网建设规划。

　　2）风险点二：计费话单营帐接口适配开发进度是否满足核心网工期的风险：话单和营帐系统适配是由电信召集第三方厂家开发，此开发进度直接影响话单验证、营帐指令（HSS到营帐）验证的进度，对工期产生直接影响。

　　应对策略： EPC-LTE通讯提供话单和营帐说明供EPC-LTE相关系统进行开发。EPC-LTE营帐和计费系统按技术进度要求完成开发、对接、测试。

　　3.2 实现3/4G互操作阶段风险分析及应对策略

　　新建EPC和现网对接实现3/4G互操作阶段，主要的风险和应对策略如下所示：

　　1）风险点一：现网无线侧升级/改造支持eHRPD的进度将影响新建EPC和无线侧对接的进度，进而影响设备上线时间。

　　应对策略：需EPC-LTE提前规划无线升级计划。

　　2）风险点二：无线侧需支持3/4G 互操作，要求有同时支持FDD LTE和 eHRPD的双模终端。

　　应对策略：EPC-LTE发挥跨专业跨厂家协调优势，确保测试资源到位。