eLTE系统组成与详解—2023/3/3
eSCN230是LTE无线集群系统的核心网设备。
eSCN230采用集中方式部署,在LTE无线集群系统中提供签约数据管理、鉴权管理、移动性管理、会话管理、承载管理及数字集群业务等相关功能,并通过外接调度系统实现集群系统的调度功能。对接外部数据网应用服务器,完成用户数据(包括PS数据和多媒体数据)的路由和处理。
eSCN230支持单板类型
eSCN230集成了MME子系统、GW子系统、HSS子系统、PTT子系统和PCRF子系统,具有高集成度特点,满足集中化管理需求。
eSCN230逻辑结构图
- MME子系统主要实现网络接入控制、移动管理、安全管理、承载管理以及数据流路由的拉通功能
- GW子系统主要实现用户会话管理和承载管理功能
- HSS子系统主要实现PS用户数据的存储和管理功能
- PTT子系统主要实现PTT群组基本业务处理、点对点(包含全双工点呼和半双工点呼)呼叫处理等功能
(1) SIP协议处理以及SIP会话适配功能
- PCRF子系统主要实现与业软服务器对接、业务策略管理和决策等功能
(1) QoS策略,路由,链路管理
eSCN230基本原理——内部子系统间的信令流程、数据处理流程和进程
其中:1–14为标准PS附着流程;
15–40为PTT注册流程
基本的流程描述如下:
PS附着流程
1~3:UE通过eNB530将Attach Request请求消息发到MME,MME根据终端上报信息判断发起Identify流程或Authentication流程。如果网络侧没有该用户信息则发起Identify流程;如果用户首次IMSI入网,网络鉴权打开(默认打开)则发起Authentication流程。
4:MME向HSS发送Update Location Request消息请求该用户的签约数据
5:HSS向MME回复Update Location Response消息,携带该用户的签约数据,包括MSISDN、APN、用户QOS等。
6:MM向GW发送Create Session Request,携带APN标识、签约带宽和用户信息等。
7:GW向PCRF发送CCR-I消息,携带用户信息、请求带宽和请求策略等。
8:PCRF向GW回复CCA。
9:GW为该用户创建默认承载资源后,向MME回复Create Session Response,携带该用户的网络资源信息。
10~11:MME向eNB530和UE回复Attach Accept。
12~14:UE通过eNB530将Attach Complete消息发到MME。
PTT附着流程
15~16:UE通过发送NAS消息TRUNK REGISTER REQUEST到BTUM,携带ISDN、注册类型,请求PTT注册。
17:BTUM更新ISDN等内部数据,然后通知BSIPA完成用户在eMDC的注册。
18~19:BSIPA收到BTUM的注册请求后,在用户表中保存ISDN,在发送给eMDC的SIP注册消息中携带MSISDN和终端版本信息。
20~22:在eMDC完成用户注册后,BTUM完成用户附着并通知所有BTGM,此时仅携带用户位置信息。BTGM保存用户的位置信息。
23~24:BTUM向终端回复注册成功消息。
25~28:eMDC完成注册后,发送SIP MESSAGE触发用户组信息下推。
29~32:BTUM发送GDN List到SIPU去查询每个群组所在的BTGM进程,BSIPU为每个GDN分配一个BTGM的CPUID。BTUM构造消息发送到BTGM,携带用户的签约群组GDN List发送到每个BTGM。
33~37:BTUM构造GROUP INFORMATION UPDATE COMMAND,Update Type为“01H非覆盖操作”发送到UE,启动T8021定时器。根据BTrunC R2 NAS协议,一条组信息更新NAS消息携带的最大群组数目为20个。
38~40:BTUM通过BSIPA向eMDC上报组信息更新结果。
CNPUg单板的主要功能包括:
① 实现配置管理、设备管理、性能监控、信令处理等功能。
② 实现eSCN230与eNB530之间的信息交互。
③ 支持光口和电口状态检测、故障告警和速率查询。
UPEUe的主要功能包括:
1.将-48V DC输入电源转换为eSCN230支持的+12V DC工作电源。
2.提供2路RS485信号接口和8路开关量信号接口,开关量输入只支持干接点和OC输入。
CNPUg |
必配 |
1 |
1 |
Slot6或Slot7,优先使用Slot7 |
核心网处理单元,实现配置管理、设备管理、性能监控、信令处理等功能。 |
分布式基站DBS5900的基本功能模块包括
1.基带控制单元BBU5900
2.射频拉远单元eRRU5251
DBS5900是LTE专网无线接入设备,主要完成无线接入功能,包括管理
空中接口、接入控制、移动性控制、用户资源分配等无线资源管理功能。采用灵活的分布式设计,能满足现代行业用户的无线网络建设和集群通信需求,可获取更好的覆盖和用户体验。
BBU的主要功能如下:
- 提供与传输设备、射频模块、基站信源、USBa设备、外部时钟源、LMT或U2020连接的外部接口,实现信号传输、基站软件自动升级、接收时钟以及BBU在LMT或U2020维护的功能。
- 集中管理整个基站系统,完成上下行数据的处理、信令处理、资源管理和操作维护的功能。
BBU原理图
BBU5900支持单板类型
主控传输板 |
UMPTe2, UMPTe3, UMPTg2, UMPTg3 |
基带处理板 |
UBBPe4, UBBPg1a, UBBPg2 |
星卡板 |
USCUb18, USCUb16, USCUb14, USCUb11 |
风扇模块 |
FANf |
电源模块 |
UPEUe |
环境监控单元 |
UEIUb |
- UMPT(Universal Main Processing & Transmission unit)为通用主控传输单元,包含UMPTe2和UMPTe3,集成了星卡。
UMPT单板原理图
(1) UMPTe2/UMPTe3主要功能包括:
① 完成配置管理、设备管理、性能监视、信令处理、无线资源管理、主备切换等OM功能。
② 提供基准时钟、传输接口以及与LMT或U2020连接的维护通道。
③ 基带框内各单板的低速用户面数据和控制/维护信号经过UMPT单板的IDX1交换到目标端口。
FE/GE0、FE/GE2 |
RJ45 |
2 |
FE/GE电接口。 |
XGE1、XGE3 |
SFP |
2 |
XGE光接口。 |
CI |
SFP母型 |
1 |
用于与UCIU级联的接口。 |
USB |
USB |
1 |
可以插U盘对基站进行软件升级,同时与调试网口复用。 |
CLK |
USB |
1 |
用于TOD与测试时钟复用。 |
GPS |
SMA |
1 |
UMPTe2、UMPTe3上的GPS接口用于传输天线接收的射频信息给星卡。 UMPTe3上北斗接口用于传输天线接收的射频信息给星卡。 |
RST |
– |
1 |
复位按钮。 |
(2) UBBP(Universal BaseBand Processing unit)通用基带处理板。
UBBP通用基带处理板原理图
① UBBPe6主要功能包括:
1) 提供与射频模块通信的CPRI接口。
2) 完成上下行数据的基带处理功能。
(3) UPEU(Universal Power and Environment Interface Unit)是BBU的电源模块。BBU3910仅支持配置UPEUd。
UPEU电源模块原理图
① UPEUd主要功能包括:
UPEUd将-48V DC输入电源转换为+12V直流电源,一块UPEUd输出功率为650W。
(4) UEIU(Universal Environment Interface Unit)是BBU3910的环境接口板,主要用于将环境监控设备信息和告警信息传输给主控板。
UEIU环境监控板原理图
① UEIU主要功能包括:
1) 提供2路RS485信号接口。
2) 提供8路开关量信号接口。
3) 将环境监控设备信息和告警信息传输给主控板。
一.射频拉远单元RRU(RadioRemoteUnit)–RRU5251—承担射频处理部分
是分布式基站的射频模块部分。
RRU功能结构
主要功能包括:
RRU为射频拉远单元,主要包括:高速接口模块、信号处理单元、功率放大单元、双工器单元、扩展接口和电源模块。
RRU主要功能包括:
接收BBU发送的下行基带数据,并向BBU发送上行基带数据,实现与BBU的通信。
通过天馈接收射频信号,将接收信号下变频至中频信号,并进行放大处理、模数转换(A/D转换)。发射通道完成下行信号滤波、数模转换(D/A转换)、射频信号上变频至发射频段。
提供射频通道接收信号和发射信号复用功能,可使接收信号与发射信号共用一个天线通道,并对接收信号和发射信号提供滤波功能。
1.接收或发送基带数据,实现与BBU5900的通信。
2.完成基带信号和射频信号的调制解调,数据处理、功率放大,驻波检测等功能。
3.提供射频通道接收信号和发射信号的复用和滤波功能。
典型电路有6个功能模块:
1.基带处理模块:
2.中频模块:
3.收发模块:
4.功放模块:
5.滤波模块:
6.天馈模块:
典型的RRU内部一般由4个部分组成:电源单元、收发信单元、功放单元、滤波器单元(见图)。外部接口有:电源输入端口、光纤输入/输出端口、天馈接口、电调和干接点接口等。各部分分别提供供电、收发信号处理、功率放大、发射和接收滤波等关键功能。
RRU内部构成原理图
RRU主要功能
二.基带处理单元BBU(BaseBandUnit)—-BBU5900—-承担基带处理部分——-BBU5900提供基带信号处理、操作维护控制等功能。
基带控制单元BBU5900的主要功能包括:
1.集中管理整个基站系统,包括操作维护、信令处理和系统时钟。
2.实现与传输网络的信息交互。
3.提供与eOMC910集中操作维护系统连接的维护通道。
4.完成上、下行数据基带处理功能,与射频模块进行通信。
5.接收和转发来自环境监控设备的信号。
三.eSCN230是LTE无线集群系统的核心网设备。
eSCN230采用集中方式部署,在LTE无线集群系统中提供签约数据管理、鉴权管理、移动性管理、会话管理、承载管理及数字集群业务等相关功能,并通过外接调度系统实现集群系统的调度功能。
NE8000 M6路由器板卡信息
系统控制、交叉连接和多协议处理单元 (CXP-160)
它用于NE中的通信和控制以及董事会管理。通常,它不处理服务,不连接到NMS并管理电路板。内部是高性能嵌入式CPU
1端口50G Base (QSFP28) 物理接口卡 (PIC)
在一个50GE接口上支持线路速率接收和传输,并在接口上支持QSPF28光学模块。
2端口10GE(SFP)/GE(SFP) 物理接口卡 (PIC)
支持两个10GE/GE接口上的线路速率接收和传输,并在接口上支持SFP光模块。
10端口100/1000Base-X-SFP MACsec物理接口卡 (PIC)
支持十个GE/FE接口上的线路速率接收和传输,并在接口上支持eSFP光模块。
16端口E1物理接口卡 (PIC,75欧姆/120欧姆)
支持16个E1物理接口,使用75欧姆16xE1电缆。
4端口信道化STM-1c POS-SFP物理接口卡 (PIC)
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