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2 GPRS配置说明 v2


北电GPRS设备配置说明 设备配置说明 北电

GPRS 网络结构
PSTN/ISDN

VLR MSC A TCU Ater
Abis Agprs Gb Gn Gr

HLR

DNS/ DHCP
Private IP Gp backbone Gi

Internet

BSC

GGSN PCUSN SGSN Charging Gateway
Other GPRS PLMNs

GPRS Transmission Plane
BSS MS
Application IP / X.25 SNDCP IP / X.25

Um

Gb

SGSN

Gn

GGSN

Gi

SNDCP

GTP UDP / TCP IP L2 L1

GTP UDP / TCP IP L2 L1

LLC LLC Relay RLC MAC GSM RF BSSGP RL C MAC Network Services Frame Relay GSM RF L1bis

LLC BSSGP Frame Relay L1bis

Protocol stack handled by the PCUSN

Medium Access Control (MAC)
? The Medium Access Control (MAC) provides multiplexing of multiple MS' data sharing the same physical resource. It is controlled by the network which manages also priority handling on a packet based mechanism.
– On the uplink, a medium is allocated to individual users on a packet based mechanism. – On the downlink, a scheduling mechanism is used in the BSS

LLC Relay BSSGP RL C MAC Network Services Frame Relay GSM RF L1bis

Radio Link Control (RLC)
? The Radio Link Control (RLC) provides a Link Layer Physical connection between the MS and the BSS. ? RLC supports :
– Segmentation & re-assembly of LLC-PDUs into RLC Data Blocks. – Backward error correction enabling selective retransmission of uncorrectable blocks.

LLC Relay BSSGP RL C MAC Network Services Frame Relay GSM RF L1bis

BSSGP / Frame Relay
? The BSS GPRS Protocol (BSSGP) conveys LLC-PDUs (Packet Data Unit) between BSS and SGSN through a connection-less link The underlying protocol is Frame Relay ? BSSGP protocol provides :
– Downlink flow control. – Support for paging from SGSN to BSS. – Support for flushing of old messages in BSS (if MS changes of BSS).

LLC Relay RLC MAC GSM RF BSSGP Frame Relay L1bis

PCUSN HW Description
Control Processor (CP)
Control Processor Control Processor

Function Processors (FP)

PCUSP
i960 32M

E1C FP (Gb I/F)

E3C FP (Agprs I/F)

Bus Controller Bus Controller

Bus Controller Bus Controller

Bus Controller

Bus Controller

Bus Controller

Bus Controller

Bus Controller

Bus Controller

北电PCU设备配置 设备配置 北电

北电PCU 北电PCU为独立设置 PCU为独立设置 两种配置方式:PCUSN12和PCUSN24,分别可提供Agprs 两种配置方式:PCUSN12和PCUSN24,分别可提供Agprs 12 X E1 和Agprs 24 X E1 (即 分别支持1440 2880个 1440和 分别支持1440和2880个 PDCH) 其中每个Agprs 可支持30 其中每个Agprs E1 可支持30 X 4 =120 个PDCH

Gb Interface 配置 --Protocal
Control Plan User Plan APP IP Control Plan GMM SM User Plan

GMM

SM

SMS SNDCP LLC RLC Relay
RLC BSSGP

SMS SNDCP

LLC (04.64) BSSGP (08.18) NS (08.16) F.R.

MAC GSM RF

MAC GSM RF

NS F.R.

MS

Um

BSS

Gb

SGSN

? Gb - Interface between the SGSN and the BSS (also called the PCUSN), which can be over Frame relay. The Gb interface is defined in the TS 8.14/8.16/8.18 specifications

Gb Interface配置 配置
? Gb interface is dimensioned based on actual traffic load to be flowed ? Calculation of Layer 1 traffic load per PCUSN:
– Customer input of per sub applicative throughput – Consider of Protocol overhead – Number of subscribers per PCUSN – Average throughput per subscriber @ layer 1

? An engineering limit of 70% is applied (a 30% margin)
– Assume the signaling load. – One Time slot 64 kb/s is however reserved per E1 for singnaling.

Gb Interface配置 配置
Control Plan User Plan APP IP Applicative Throughput per subscriber (bit/s)

716 Kbytes (application) /PCUSN

GMM

SM

SMS SNDCP LLC RLC Relay
RLC BSSGP

796 Kbytes (Layer 1) /PCUSN
L1 Throughput per PCUSN (bit/s)

MAC GSM RF

MAC GSM RF

NS F.R.

MS

Um

BSS

Total_throughput = (#GPRS.Sub) * (mean_throughput/Sub)*overhead
Protocols headers (Bytes):
IP SNDCP LLC BSSGP Network Service control FR 24 3 9 34 4 6

Compression efficiency
File type ASCII Binary file not already compressed Binary file already compressed Header type TCP/IP V42 bis compression gain 2 1.5 1 (no gain) Header compression gain 10

Gb Interface配置 配置

? Throughput / PCUSN (bit / s ) ? ? Number of E1 on Gb / PCUSN = CEIL ? ? ? (31 - 1) * 64 kbit/s ? ?

? Numberof E1 on Gb / PCUSN? Numberof E1C cards/ PCUSN = CEIL? ? +1 4 ? ?

GGSN系统结构图 系统结构图
?SSC
用户业务处理卡 提供用户平面的处理 负荷分担冗余方式

Subscriber Service Card (SSC)
SSC- 1 SSC- 2 SSC- 3 SSC- 6

用户平面
4 x Processors & HW Encryption per SSM Field Upgradable

...
SFC

Switching Fabric Packet Switching Fabric Card (SFC)
CMC-A

?ATM交换矩阵卡 ATM交换矩阵卡 ATM SFC卡提供接口卡和处 SFC卡提供接口卡和处 理器卡之间的ATM ATM层交 理器卡之间的ATM层交 换连接。 换连接。 10Gbps 交换结构 1+1冗余配置 1+1冗余配置

Control Management Card (CMC)

1

Line Cards
?接口卡(LC) 接口卡(LC) 接口卡 –4 端 口 STM-1接口卡 接口卡 –2 端 口 STM-4接口卡 接口卡 –8 端 口 快 速 以 太 网 卡 (10M/100M) –1端口 端口Gigabit Ethernet接口卡 端口 接口卡 –1+1冗余配置 冗余配置

?CMC管理控制卡 CMC管理控制卡 CMC 提供基本的操作维护和 系统管理, 系统管理 GTP隧道控 隧道控 制, 计费和会话管理 1+1冗余配置 冗余配置

控制平面

GGSN设备配置 设备配置

SFC: 交换矩阵卡 ?10 Gbps 的无阻塞交换结构 ?1+1冗余配置 CMC:控制管理卡 控制管理卡 ?1+1冗余配置 LC: 接口卡 ?4 端 口 STM-1接口卡 ?8 端 口 快 速 以 太 网 卡 (10M/100M) ?1端口Gigabit Ethernet接口卡 ?1+1冗余配置 SSC: 用户服务卡 ?负荷分担冗余方式

?GGSN 满配置情况下支持 100万PDP上下文 万 上下文 ?每块 每块SSC 处理 处理168K 激活 激活PDP上下文 每块 上下文 ?每块 每块CMC 处理 处理100万激活 万激活PDP上下文 每块 万激活 上下文
*以上数据基于北电话务模型 以上数据基于北电话务模型

GGSN设备配置举例 设备配置举例
配置举例--配置举例 300K附着用户 附着用户/30K并发 并发PDP连接 附着用户 并发 连接 平均每用户吞吐量60bps 平均每用户吞吐量 数据吞吐量18Mbps 数据吞吐量 SSC计算: 计算: 计算 SSC =300K/168K = 2 块 考虑负荷分担冗余配置 LC计算: LC计算: 计算 CMC计算: 计算: 计算 CMC =300K/1000K = 1 块 考虑冗余 CMC = 1+1 (冗余配置 冗余配置) 冗余配置 SFC计算: 计算: 计算 10Gbps / card 考虑冗余 SFC = 1+1 (冗余配置) (冗余配置 冗余配置)

?Gn/Gi链路为 FE 物理接口:100Mbps Gn/Gi链路为 物理接口: Gn/Gi ?协议开销:Gn=12.9%,Gi=4.7% 协议开销: 协议开销 Gn=12.9%, ?信令开销:2% 信令开销: 信令开销 ?工程余量:20% 工程余量: 工程余量 ?Gn (FE) = 18 M * (1+12.9%)*(1+2%)/(100*(1-20%))=1 FE (1+12.9%)*(1+2%)/(100*(1Gn ?Gi (FE) = 18 M * (1+4.7%)*(1+2%)/(100*(1-20%))=1 FE (1+4.7%)*(1+2%)/(100*(1Gi ?8 port FE Card = 1 8 ?LC(8 port FE Card) =1 + 1 (冗余配置) (冗余配置 冗余配置) LC(8

? GGSN 吞吐量 * (1 + 应用层到物理层的协议 开销) * (1 + 信令开销 ) ? 接口数量 = ? ? 100M * (1 - 工程余量 ) ? ?

北电SGSN系统结构 系统结构 北电
MAP:负责处理在Gr接口 MAP:负责处理在Gr接口 负责处理在Gr MAP和CAP信令协议 的MAP和CAP信令协议 1+1冗余配置 1+1冗余配置 GSC:负责分组域的控制 GSC:负责分组域的控制 平面 移动性和会话管理, 移动性和会话管理,用 户和会话数据存储 N+1冗余配置 N+1冗余配置 GSD:负责处理分组域数 GSD:负责处理分组域数 据业务 承载平面,GTP ,GTP隧道管理 承载平面,GTP隧道管理 N+1冗余配置 N+1冗余配置 GTL:处理Gb接口协议 GTL:处理Gb接口协议 处理Gb 负荷分担 1+1冗余配置 1+1冗余配置
SS7/E1

SAS/LI:负责处理计费信 SAS/LI:负责处理计费信 息及合法监听 1+1冗余配置 1+1冗余配置
MAP (SS7) SAS (Billing) LI Common Functions Control Plane Bearer Plane

控制平面处理模块

用户平面处理模块

信令平面处理模块

Access Signaling

FR/E1

Ethernet 100BaseT

ATMMPE AAL5 ATM

Ethernet 1000BaseT

Common Passport Base I/O

:处理MAP(Gr)接口 处理MAP(Gr)接口I/O SIG :处理MAP(Gr)接口I/O DEPLEX冗余配置 DEPLEX冗余配置

E1UNB:处理Gb接 处理Gb MSA 32 E1UNB:处理Gb接 口I/O N+1冗余配置 N+1冗余配置

I/O接口板:外部连接Gn接口 I/O接口板:外部连接Gn接口 接口板 Gn 1+1冗余配置 1+1冗余配置

北电SGSN设备配置 设备配置 北电
?SAS/LI:负责处理计费信息及合法监听 SAS/LI:负责处理计费信息及合法监听 SAS/LI: 每SAS/LI支持400K用户 1+1冗余配置 ?MAP:负责处理在Gr接口的MAP和CAP信 MAP:负责处理在Gr接口的MAP和 MAP:负责处理在Gr接口的MAP CAP信 令协议 每MAP支持368K用户 1+1冗余配置 ?SIG :处理MAP(Gr)接口I/O 处理MAP(Gr)接口I/O SIG :处理MAP(Gr)接口 每8万用户一条64K Link DUPLEX冗余配置 ?GSC:负责分组域的控制平面 GSC:负责分组域的控制平面 GSC: 每GSC支持88K用户 N+1冗余配置
*以上数据基于北电话务模型

?GSD:负责处理分组域数据业务 GSD:负责处理分组域数据业务 GSD: 每GSD支持40K用户 N+1冗余配置 ?GTL:处理Gb接口协议 GTL:处理Gb接口协议 GTL:处理Gb 每GTL支持184K用户 1+1冗余配置 ?MSA 32 E1UNB:处理Gb接口I/O E1UNB:处理Gb接口 处理Gb接口I/O MSA 每MSA支持458K用户,44.4Mbps N+1冗余配置 ?I/O接口板:外部连接Gn接口 I/O接口板 Gn接口 I/O接口板:外部连接Gn FE接口 1+1冗余配置

SGSN设备配置举例 设备配置举例
配置举例--配置举例 300K附着用户 附着用户/30K并发 并发PDP连接 平均每用户吞吐量 连接, 数据吞吐量18Mbps 附着用户 并发 连接 平均每用户吞吐量60bps,数据吞吐量 数据吞吐量

?SAS/LI:负责处理计费信息及合法监听 SAS/LI: SAS/LI SAS/LI = 300K/400K = 1 SAS/LI = 1 + 1 (1+1冗余配置) ?MAP:负责处理在Gr接口的MAP和CAP信令协议 MAP:负责处理在Gr接口的MAP和 MAP:负责处理在Gr接口的MAP CAP信令协议 MAP = 300K/368K = 1 MAP = 1 + 1 (1+1冗余配置) ?SIG :处理MAP(Gr)接口I/O 处理MAP(Gr)接口I/O SIG :处理MAP(Gr)接口 SIG = 300K / 80K = 4 Link SIG = 4 X 64K Link (DUPLEX 冗余配置) ?GSC:负责分组域的控制平面 GSC:负责分组域的控制平面 GSC: GSC = 300K/88K = 4 GSC = 4 + 1 (N+1冗余配置)

?GSD:负责处理分组域数据业务 GSD:负责处理分组域数据业务 GSD: GSD =300K / 40K =8 GSD = 8 + 1 (N+1冗余配置) ?GTL:处理Gb接口协议 GTL:处理Gb接口协议 GTL:处理Gb GTL = 300K / 184K = 2 GTL = 2 + 2 (1+1冗余配置) ?MSA 32 E1UNB:处理Gb接口I/O E1UNB:处理Gb接口 处理Gb接口I/O MSA MSA = 300K/458K = 1; MSA = 1 + 1 (N+1冗余配置) ?I/O接口板:外部连接Gn接口 I/O接口板 Gn接口 I/O接口板:外部连接Gn Gn FE = 18 M * (1+12.9%)* (1+2%)/(100*(1-20%))=1 FE Gn FE Card = 1 + 1 (1+1冗余配置)

计费网关(CGF)概述 概述 计费网关
北电网络采用Network Mediation系统作为无线网络的计费网关功能 北电网络采用 系统作为无线网络的计费网关功能 (Charging Gateway Function)。通过结合计费网关功能的无线计费管 。 为无线网络提供整合的GPRS/WCDMA计费解决方案。 计费解决方案。 理,为无线网络提供整合的 计费解决方案

? 硬件平台
采用高性能SUN服务器平台

? 软件结构
? 统一数据采集层 (UDC) 该逻辑层主要负责从不同的网元采集原始计费数据(CDR), 支持多种不同的数据生成方式和数据传输协议。 ? 数据处理层 数据处理层(DP) 数据处理层按照需求,对计费数据进行规格化,并进行后续 处理。这些操作可以包括话单过滤,话单标签,多话单合并 输出,以便减少向下游计费中心的计费数据传输。 ? 数据发送层 数据发送层(DD) 该逻辑层主要负责对计费数据进行多种方式的符合规范的格 式化,以便下游计费组件的使用和处理。例如,下游计费中 心可能包括第三方计费系统。
GGSN SGSN

CGF的主要功能 的主要功能
话单采集
由统一的计费系统(或计费网关 )从各个主要网络节点(网元) 由统一的计费系统(或计费网关CG)从各个主要网络节点(网元)中收集 计费话单,包括SGSN,GGSN。 计费话单,包括 , 。 支持S-CDR,G-CDR等计费原始数据的采集。 , 等计费原始数据的采集。 支持 等计费原始数据的采集 支持3GPP规范的 接口。 规范的Ga接口 支持 规范的 接口。

支持向下游计费系统传送话单的可靠的接口方式,包括 等等。 支持向下游计费系统传送话单的可靠的接口方式,包括FTP等等。 等等

话单发送

支持多种向下游计费系统传送话单的多路输出。 支持多种向下游计费系统传送话单的多路输出。 支持处理Hot-Billing计费 计费 支持处理

支持话单的增强处理。主要包括:过滤,话单排序,等等。 支持话单的增强处理。主要包括:过滤,话单排序,等等。

话单增强处理

查询功能,报表功能。 查询功能,报表功能。 话单合并处理合并处理。可以基于用户定义的灵活的准则, 话单合并处理合并处理。可以基于用户定义的灵活的准则,将不同的计费 数据组整合在一起。 数据组整合在一起。等等

系统和管理

简单易用的图形用户界面。具有可靠并且灵活的机制, 简单易用的图形用户界面。具有可靠并且灵活的机制,允许通过统一的灵 活的图形用户界面按照运营商的需求进行管理和“量身定制” 活的图形用户界面按照运营商的需求进行管理和“量身定制”。 全面的管理用户安全性管理(包括鉴权等)。 全面的管理用户安全性管理(包括鉴权等)。 高可靠性的硬件平台,并提供冗余的配置能力。 高可靠性的硬件平台,并提供冗余的配置能力。

CGF设备配置 设备配置

?硬件平台 SUN Fire V440 硬件平台 ?支持200万用户 支持200万用户 支持200

GGSN

SGSN


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