WNC-100-C1网元系统结构

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1、WNC_1OO_C1网元系统结构课程目标: 了解ZXWNMSCS、MGW、HLR系统工作原理 了解ZXWNMSCS、MGW、HLR硬件总体结构 了解ZXWNMSCS、MGW HLR软件件总体结构 掌握ZXWNMSCS、MGW、HLR系统组网配置 掌握ZXWNMSCS、MGW、HLR单板结构 掌握ZXWNMSCS、MGW、HLR硬件电缆配线 掌握 ZXWNHLRBOSS 接 口第 !章 MSC Server 系统工作原理11.1 系统工作原理11.2 硬件总体结构41.3 软件总体结构61.4 系统组网配置91.4.1 组网方式91.4.2 系统配置131.5.1 单板概述及组构图181.5.2

2、 ZXWN MSCS所有单板列表211.5.3 单板介绍231.6硬件电缆301.6.1 系统时钟电缆301.6.2 线路基准时钟电缆311.6.4 控制面互连电缆311.6.5 PD485 电缆311.6.6 OMC 以太网 电321.6.7 风扇监控电缆321.6.8 机柜外线缆及部件32第2章 MGW 系统原理432.1 系统工作原理432.1.1 MGW 系统背景432.1.2 遵循的标准452.1.3 MGW主要功能452.1.4 系统工作原理451.1.1 MGW硬件原理框图471.1.2 MGW子系统功能描述471.1.3 MGW各逻辑模块功能描述492.3 软件总体结构572.

3、3.1 BSP 子系统572.3.2 操作系统子系统582.3.3 数据库子系统582.3.4 承载子系统582.3.5 微码子系统582.3.6 信令子系统582.3.7 系统控制子系统592.3.8 网管子系统592.3.9 PP单板子系统592.3.10 CS用户面子系统602.4 系统组网配置602.4.1 MGW的不同组网方式602.4.2 系统配置622.4.3 实例介绍702.5 单板结构722.5.1 单板概述及结构图722.5.2 MGW所有单板列表722.6 硬件电缆882.6.1 系统时钟电缆线路882.6.2 基准时钟电缆892.6.3 1P接入电缆892.6.4 控制

4、面互连电缆902.6.5 PD485 电缆902.6.6 OMC以太网电缆902.6.8 机!柜线缆及部件91第3章HLR系统原理1013.2 硬件总体结构1033.2.1 系统总体结构1033.2.2 模块结构1083.3 软件总体结构1153.3.1 概述1153.3.2 软件环境要求1153.3.3 软件的结构1163.4 系统组网配置1223.4.1 组网方式1223.4.2 系统配置1233.5 单板结构1263.5.1 主控板 (MP) 1263.5.2 信令处理板 (SPB) 1273.5.3 IP 接口板(IPI) 1283.5.4 通用接口双 (UIM) 1303.6 硬件电

5、缆1313.6.1 机柜内部电缆131第1章MSC Server系统工作原理由知识点 本节介绍MSC Server系统工作原理。 介绍系统硬件结构及特点。 介绍系统软件结构、层次及特点。 介绍MSC SERVER的几种组网方式和典型的系统配置。 介绍模块及单板的结构;详细介绍逻辑模块CLKG、MNIC、UIM、MPX86、 SPB的功能、原理和结构。描述电缆的功能、两端连接位置、走线及信号特性。1.1 系统工作原理MSC Server （简称MSCS）是CN系统的核心,是对位于它所覆盖区域中的移动 台进行控制和完成话路交换的功能实体,也是移动通信系统与PSTN、ISDN、 PSPDN等电路交换

6、网络之间的接口。它可完成网络接口、公共信道系统和计费等 功能,还可完成RNS和CN之间的七号和辅助性的无线资源管理、移动性管理等。 另,为了建立至移动台的呼叫路由,每个MSCS还能完成关口 MSCS（GMSCS） 的功能。MSCS还具有VLR （拜访位置寄存器）的功能和对智能呼叫完成SSP （业务交换 点）的功能,并具有设计模块化、系统可靠性强、信令接口标准化等优点。VLR 是个数据库,是MSCS为了处理所管辖区域中MS的来话、去话呼叫所需检索 的信息,如用户的号码、所处位置区域的识别、向用户提供的服务等参数。SSP 是智能网络业务交换点,提供识别CAMEL OSS业务呼叫请求处理的手段,并与

7、 MSCS呼叫处理以及呼叫业务逻辑交互动作,按要求修改呼叫/连接处理功能，在 业务控制点SCP的控制下处理智能业务的请求。MSCS的工作原里如图1.1-1所示。从图中可以看出,MSCS主要由各种信令接口 板和MP池组成,接口板功能主要是同各信令网络对接，SPB板用于接入到NO.7 信令网，APB板用于接入到ATM信令网，IPI板用于接入到SIGTRAN信令网; MP池用于处理上层信令和业务。SPB板提供E1/T1接口,并处理MTP2信令,将MTP3信令包通过FE接口转发 给信令MP处理，通过SPB提供的接口，MSCS可以实现同BSC的对接，同HLR、 STP、SCP、其他的MSCS和SC的对接

8、。APB板提供STM-1接口,负责处理ATM适配，AAL5-SAR, SSCOP, SSCF等 宽带NO7下层信令,将MTP3b信令包通过FE接口转发给信令MP处理。通过 APB板提供的接口，MSCS可以实现同RNC和MGW的对接（当采用ATM作为 信令承载时）。IPI板提供FE接口,负责处理SIGTRAN底层信令接口: IP包转发,将从IP网络 中收到的SCTP包转发给信令MP处理。通过IPI板，MSCS可以实现同MGW、 其他的MSCS和SG等设备的对接,IPI板采用网络处理器做1P包的处理，可以 达到线速。同时IPI板收到路由包后,要将路由包转发给RPU,由RPU维护路由 表。CLKG板

9、是时钟板,提供2级加强钟,CLKG板能够从BITS或SPB板获取锁定 时钟信号,同时向SPB板、APB板、IPI提供8kHz/s的时钟参考信号,保证整个 设备的时钟与外部网络同步。MP池包括各种MP板，物理上都是同一种单板，逻辑上可以分为OMMP、业务 MP和信令MP,分别具有不同的功能。信令MP需要处理各种接口过来的信令:窄带 NO.7 信令:MTP3、SCCP、TCAP、TUP、ISUP；宽带 NO.7 信令：MTP3B、B-SCCP；A 口接入信令:BSSAP；lu 口接入信令：RANAP；BICC信令;H.248信令;SIGTRAN 信令:SCTP、M3UA、M2UA、STC 等。信令

10、MP从信令接口板收到信令包后,根据信令协议栈，层层进行相应处理, 最终送到应用层信令或业务MPo业务MP处理各种应用层信令:移动性管理信令、呼叫处理信令、SMS处理信令、 MAP信令、CAP信令,并具有计费、呼叫观察、统计等功能。当业务MP需要发送信令时,将信令包传送给信令MP,信令MP再根据信令协议 栈,层层向下转发，最终通过各信令接口板转发到其他网元。RPU负责维护整个网元的路由表，当各IPI接口板收到路由包时，转发给RPU处 理，RPU实时刷新自己的路由表,并根据路由表构建转发表,并将转发表同步给 各IPI板。OMMP是OMM Server的维护代理，保存设备的配置信息、版本文件等,并且

11、是 各单板设备同OMM Server的信息通道,传送各种告警信息、统计信息等。OMM Server是整个系统的维护中心,OMM Client是维护系统的客户端，采用 Client/server架构，OMM Server保存了整个设备的配置数据，具有网络配置、告 警管理、性能统计、信令跟踪、业务观察等各种维护功能。OMM Server同时提 供NEF功能，通过Q3或CORBA接口同上级网管系统对接。为了保证系统计费的可靠性,系统提供个JF Server,主要功能是收集各业务 MP和信令MP产生的CDR,并通过FTP或FTAM接口将CDR传送到计费中心 去。USI板是计费信息接口板，各MP通过US

12、I板将CDR传送给JF Server各接口板、MP、USI板都通过个高速Switch连接起来,保证相互间的信息传递。 MSCS是个分布式处理平台,具有非常强大的扩容能力。各MP和接口板都是 通过Switch连接起来的，因此整个系统的最大容量是受限于Switch的端口数， Switch是个28+2的FE交换机，一个Switch最多可以提供28个端口，当端口 数不够时,可以通过个46+2的FE Swtich级联最多11个28+2的FE Switch（每个下级FE Swtich通过4个FETrunking同上级FE Switch级联）,形成一个3 级交换网,最多提供11 X28 = 308个FE接口

13、,足够大量的MP板和接口板使用。1.2 硬件总体结构MSCS物理上主要由宽窄带信令接入单板、信令链路层处理单板、高层信令处理 MP、业务处理MP （含前台分布式数据库）及后台商用数据库（ORACLE、SQL Server）构成。MSCS承担原MSC的呼叫控制和移动性管理功能,疏通本控制域MS呼叫始呼和 终结的各种事务:呼叫事务、SMS事务、LCS事务等等，MSCS通常同VLR在 起，保存本控制域内MS的用户数据。在CS-MGW应用中，MSCS控制呼叫状态中的保持媒体信道的部分。GMSCS用于疏通移动用户同PSTN网络或其他运营商网络间的话务。（G） MSCS的接口有多个,但基本接入方式为ATM

14、、IP和E1三种，实际组网 时可根据情况灵活采用种、二种或三种。在硬件实现MSCS时，用到的机框主要是控制框BCTC。而为满足特定的组网需 求,也可能用到资源接入框BUSN。MSCS结构框图如图1.2-1所示。对于MSCS 系统,主要分成3类单元:接口单元、交换单元和处理单元。接口单元主要实现系统对外的各种接口，同时完成L2的协议处理。接口单元 般分为L1物理接口和与之相关的L2协议处理;处理单元的功能是完成上层协议的处理;交换单元的功能是接口单元和处理单元连接在起,同时实现多个机框之间的互 连。综合考虑系统的需求,MSCS对外应该能够提供如下接口:1. ATM接口:物理上可以采用E1/IMA

15、或者STM-1光口接入:2. IP接口:物理上采用百兆/千兆以太网接入:3. SS7接口：物理上采用E1/SDH接入在逻辑接口板上完成L2的协议处理, 髙层的协议采用高性能的主处理板（MPB）实现。图1.2-1 MSC Server系统硬件框图1.3软件总体结构MSCS软件系统主要9个子系统构成:BSP驱动子系统、操作系统子系统、系统 控制子系统、数据库子系统、承载子系统、微码子系统、信令子系统、业务子系 统和网管子系统,这些软件子系统之间的相互关系示意如图1.3-1所示。承载子系统微码子系统数据库子系统 系统控制子系统操作系统子系统BSP驱动子系统硬件平台图1.3-1 ZXWN MSCS软件

16、结构各软件子系统概述及其相互关系描述如下:1 . BSP子系统BSP子系统对整个系统的硬件进行自举和驱动,具体来讲有三方面的功能: Boot、CPU最小系统、硬件设备驱动。为了使操作系统以上的软件子系统 独立于硬件,BSP能够:(1)对上层软件模块屏蔽硬件设备操作细节,对硬件功能进行抽象,仅向其他 软件模块提供硬件设备的逻辑功能层面;(2)向上层软件子系统，主要是实时操作系统提供统的、经过封装的函数接 ，屏蔽对上层软件不必要的参数。(3)能够支持对硬件单板进行在线测试、离线测试，并提供必须的接口。2 .操作系统子系统操作系统工作于BSP子系统之上、所有其它子系统以下,对用户进程屏蔽 所有的设备

17、驱动接口,并提供基于单处理机的进程调度、定时器、内存管 理、文件系统、基于多处理机的进程间通信等方面的服务。3 .数据库子系统数据库子系统工作于操作系统之上，负责管理ZXWN MSCS网元的物理资 源,并管理业务、信令、协议的配置信息,同时向其它子系统提供数据库 访问接口。数据库为关系数据库，分为前台数据库、后台数据库两部分。4 .承载子系统承载子系统工作于操作系统和DataBase子系统之上,向业务子系统、信令 子系统、OAM和网管子系统提供ATM、IP、TDM等方面的承载服务。它 一方面管理网元对外的IP、ATM接口，为网元之间的IP报文、ATM信元 通信提供服务,另方面,在数据库配置数据

18、的基础上管理内部用户面通 信的接口,为网元内部各单板之间的用户面IP报文通信提供服务。5 .微码子系统微码子系统作为承载子系统的延伸,实现的功能与承载子系统相同。微码 子系统工作在网络处理器的微引擎上,不依赖于操作系统。它向承载子系 统提供接口。6 .信令子系统信令子系统工作于操作系统、DataBase子系统和承载子系统之上,实现窄 带No.7信令、宽带No.7信令、承载与呼叫控制无关控制信令（BICC）、 IP信令（SIGTRAN）,网关控制信令（H.248）,向业务处理子系统提供服 务。对于宽带、窄带No.7信令的链路层协议，MTP2、SSCOP、SSCF在 信令接口板上处理，MTP3以上

19、部分在信令处理板处理。信令处理板支持 1+1主备功能，信令的链路层实现链路级负荷分担,当系统容量大时,支 持多对信令处理板负荷分担。窄带No.7信令支持64kbps、2Mbps、nX64kbps 信令链路。支持不同信令网上的多信令点功能。7 .系统控制子系统系统控制子系统工作于操作系统和DataBase子系统之上,负责对整个系统 的监控、启动、版本下载等。核心处理板，如MP板、交换网板,必须支 持1 + 1主备,1 + 1主备的处理板通过专用的主备通道而不是控制面通道来 传递主备信息。系统控制提供监测进程执行时间的功能。8 .业务子系统业务处理子系统实现MSC Server网元提供的各种业务及

20、VLR功能,是整 个MSCS Server网元的核心,它工作于操作系统、数据库子系统、承载子 系统、信令子系统之上。业务移动用户的基本交换模块:完成移动用户寻呼接入、RAB指配、呼叫 接续、话务量控制和GMSC等功能，并提供面向固定网（PSTN, ISDN和 PSPDN）的呼叫接续功能;移动性管理和安全性管理模块:完成移动用户 位置区登记和合法性检验;重定位处理模块:完成移动用户在呼叫过程中 发生位置区变更时的业务处理:补充业务模块:用于补充业务的登记、删 除、激活、去活、询问、口令的增加与获取等;短消息处理模块:完成短 消息的发送和接收处理；完成信息交互,实现MAP的各种业务,其中会 从DB

21、模块查询获得用户的有关信息,并将用户的最新数据通知给DB模 块进行更改;移动智能业务模块实现CAMEL功能将MSC Server升级为 SSP,主要包括以下几部分功能gsmCCF模块、gsmSSF模块、gsmSRF、 smsCCF 模块9 .网管子系统网管子系统工作于所有子系统之上，操作维护人员通过网管子系统对网络 中运行的设备进行配置、分析、计费、诊断测试工作，并可获得设备的告 警、统计数据。网管子系统分为前台模块、服务器模块、客户端模块、计 费模块四部分。前台部分,驻留在各个被管理的网元上,和操作维护服务器进行提供网元 操作信息的交互。包括告警信息的收集上报，告警信息的同步,人机命令 的执

22、行,诊断命令的执行,配置管理数据的处理,性能统计数据的采集, 各种业务、信令的信息采集等。前台程序通过以太网口和网管服务器进行 通讯,响应服务器发送过来的各种指令，并回馈结果。服务器模块是操作维护子系统的核心,解析执行客户端发送来的各种操作 指令,处理执行后,发送往前台,把前台的各种反馈结果发送给客户端。 实现网络的管理功能、网络的代理功能、网元集中和适配功能、上级网管 接入功能、FTP服务器功能等，是实现性能管理、配置管理、告警管理、 网络诊断、本地维护功能的网管功能中心。满足网管的级联、集中控制、 反向操作等。客户端模块是操作维护子系统的用户接口,为客户端提供直观的接口,集 中操作控制各种

23、维护网元的接口，形成各种操作命令，发送往服务器。计费管理模块:计费管理模块实现话单的采集和传送。计费管理模块按功 能可分为前台计费原始话单收集及传送、计费原始话单采集处理及备份和 计费话单的传送三个部分。对于MSC Server来说,它本身并不能完成计费 功能,而是提供准确和详细的计费数据。1.4系统组网配置1.4.1 组网方式1.4.1.I 作为 VMSC/GMSC Sever 组网MSC网元按照控制和承载分离的原则,分离为MSCS和MGW两个网元,MSCS 负责完成业务和呼叫的控制功能，MGW负责承载控制功能。MSCS可以作为 VMSC Server,用于接入移动用户。MSCS也可以作为G

24、MSC Server,作为与其它 网络互通的网元，例如与PSTN互通。相应的MGW也可以作为MGW、GMGW 使用。作为VMSC/GMSCServer的组网模型如图141所示:图1.4-1 VMSC/GMSC SERVER 的典型组网MSCS作为VMSCServer时，与以下网元存在接口:1. 与UTRAN/BSS的Iu/A ，用于提供移动用户接入的功能。VMSCServer 与UTRAN的接口为!u ，底层承载为AAL5/ATM,走业务和呼叫相关的 控制信令。VMSC Server与BSS的接口为A 口,底层承载为TDM,走业 务和呼叫相关的控制信令。2. 与IW/GMSC+SC之间的MAP

25、接口,底层承载基于TDM,用于发送和接 收短消息相关信令。3. 与HLR之间的MAP接口,底层承载基于TDM,用于获得终呼用户的路 由信息。4. 与SCP之间的CAP接口,底层承载基于TDM,用于用户触发智能业务时, 与SCP交互。此时VMSCServer内置SSP功能。5. 与GMSC Server及其它VMSC Server之间的Nc ，底层承载可以基于 TDM/ATM/IP,用于局间呼叫、固定呼叫移动用户和移动呼叫固定用户时， 走半呼叫信令，在R4组网中，走BICC信令。6. 与MGW之间的Me ，底层承载可以基于ATM/IP,用于走标准的H248 信令。个MSCSERVER可以管理多个

26、MGW。MSCS作为GMSC Server时,与以下网元存在接口:1. 与IW/GMSC+SC之间的MAP接口,底层承载基于TDM,用于发送和接 收短消息相关信令。2. 与HLR之间的MAP接口,底层承载基于TDM,用于获得终呼用户的路 由信息。3. 与SCP之间的CAP接口,底层承载基于TDM,用于用户触发智能业务时, 与SCP交互。此时VMSC Server内置SSP功能。4. 与GMSC Server及其它VMSC Server之间的Nc ，底层承载可以基于 TDM/ATM/IP,用于固定呼叫移动用户和移动呼叫固定用户时，走半呼叫 信令，在R4组网中,走BICC信令。5. 与GMGW之间

27、的Me ，底层承载可以基于ATM/IP,用于走标准的H248 信令。6. 与PSTN之间的Ai ,底层承载基于TDM,用于传送局间的TUP/ISUP 信令。1.4.1.2 作为 TMSC Server 组网MSCS可以作为TMSC Server参与组网，在大区组网中,TMSC Server可以汇接 本地网中MSCS的信令,减少大区内MSC Server之间的信令流量,也可以转接 大区间的信令路由。作为TMSC Server的典型组网如图1.4-2所示:图!.4-2 TMSC Server的典型组网MSCS作为TMSC Server时,与以下网元存在接口:1. 与大区内的MSCS间的Nc ,底层

28、可以基于ATM/IP,用于汇接大区内 MSCS间的信令流量，大区内没有直达信令的MSCS,可以通过TMSC Server将信令路由到被叫MSCS。2. 与其它大区的TMSC Server间的Nc ,底层可以基于ATM/1P,用于转接 大区间的信令流量。1.4.1.3 大区组网方式在R4组网中，单 MSCS设备纵向分离为基于控制面的MSCS及承载面MGW 两个设备,MSCS仅负责移动网控制面的信令及业务处理,处理功能更加单一和 集中化，这使得MSCS作为独立设备的容量与集成度相对承载控制合一的MSC 有了质的提高，因此在移动组网规划中完全可能将MSCS的位置适当提高到地区 或省局网的地位，由同一

29、 MSCS来控制分布在各本地网的多个小容量MGW,实 现对各MGW关联的UTRAN接入网的接入控制。对于3G R4,最明显的差别在于MSCS的容量及组网位置已超出了本地网的界限, 并且MSCS已具备了跨地域管理或虚拟MSC的概念。在R99中一个本地网存在 个或多个MSC网元,即MSC网元仅管理一个本地网的资源,而在R4中,由 于MSCS处理能力的增加,初期组网时,个MSCS可以管理多个本地网内的资 源，如图I.4-3所示:图1.4-3大区组网示意图1.4.1.4 容灾组网方式大容量的MSCS在组网时的诸多优势,在大区组网方式已有介绍,但因此也带来 些问题,用户信息和业务控制的集中管理,使网络系

30、统的可靠性受这些集中点 的可靠性影响非常大,所以对于大容量的MSCS这种集中点,需要提高它们的可 靠性,否则个大容量的MSCS的瘫局，带来的影响是巨大的。除了提高MSCS 自身的可靠性外，也可以通过不同的组网方式，提高这些网元的可靠性。如可以 采用多个MSCS的负荷分担方式，即正常时这些网元同时工作,当个网元异常 时,由其它网元接手异常网元负责的业务。也可以采用主备方式,即正常时，由 主用网元负责业务处理,而备用网元不负责业务处理,当主用网元瘫局时，备用 网元可以立即接手主用网元的业务，将损失减少到最少，建议采用1+1备份方式, 备份时的数据同步可以采用热备份或温备份的方式。对于GMSC Se

31、rver, 一般不需要备份，因为GMSC Server一般都是成对配置。对 于TMSC Server,情况相同。对于VMSC Server来说，由于同VLR在一起，保存 有用户相关数据，并且控制区内的RNC只同本VMSC Server通信，因此一旦故 障后，会导致本VMSC Server控制区内的所有用户无法接收服务，影响很大。我 们说MSCS主备指的是VMSC Server的主备。组网如图144所示:图 1.4-4 VMSC SERVER 1 + 1 备份组网图1.4-4中,VMSC Serveri和VMSC Server2是1 + 1主备,因此各网元都同这两个 VMSC Server有连接

32、,对于SCCP信令,利用SCCP的子系统备份的方式实现主 备的切换,即将 VMSC Server2 的 SCCP SSN 配置为 VMSC Server ! 的 SCCP SSN 的备用SSN。对于BICC话务和TUP、ISUP话务,可以利用路由备份的方式，将 到VMSC Server2的中继电路配置为到VMSC Serveri的备份路由。1.4.2系统配置MSCS可以具有多种组网方式，灵活配置,具有很高的灵活性。下面分别介绍几 种典型的系统配置。1.4.2.1 各单板的配置计算方法参考3GCS用户的话务模型（参见附录）。各单板的处理容量如下:1. 业务处理单元:支持8万用户/MP；2. 信令

33、处理单元:支持6万用户/MP,或1万路中继/MP：3. 信令业务综合处理单元：支持4万用户/MP；4. SPB 板:支持 32 条 64kbps/板;(1) IPI板:支持80Mbps信令流量/板:(2) APB板:支持2Mbps信令流量/板;对于其他单板,可以根据上面各单板的数量,占用资源计算出来。具体计算方法 如下:1. VMSC网元计算方法:设支持的用户数为Nuser,各单板所需个数如表1.4-1 ：表1.4-1各单板配置数量的计算方法单板名称计算方法说明业务处理单元Ncmp = 2X (Nuser6 万)注 1当 Ncmp 做 GMSC 时,Ncmp = 2X (Nuser/ 25 万

34、)信令处理单元Nsmp = 2X (Nuser/ 12 万)注 1业务处理单元可以和信令处理单元 合并,Nump = 2X (Nuser/8 万)操作维护单元Nomm = 2 注 1OMMP数量固定为对通用接口板Nuim =机框数 2每个机框固定对UIM板SPB板Nspb = E! 数6；SPB只在需要出E1接口时需要。通常是由E1接口数量决定Nspb的 数量。但SPB数量最少为2块。APB板Napbl = NuseiVlO 万 N 叩 b2 = STM-1 数量/2APB板只在需要出ATM接口时需 要。实际数量取Napbl和N叩b2的最大 值,至少为2个。IPI板Nipil = FE 数/4

35、；Nipi2 =流量数/80MIPI板只在需要IP接口时需要。实际 数量取Nipil和Nipi2的最大值,至 少为2个。通用服务器接 口板Nusi = 2固定为2个。CLKG 板Nclkg = 2固定为2个。USI板Nusi =机框数固定为1个。路由处理单元Nrpu = 2 注 1,注 2RPU单元数量固定为对CHUB 板Nrpu = 0 或 2当机框数=3时需要CHUB板做 各框的级联注1： 2表示这个板是主备,每个MP板上有两个处理单元注2： RPU和OMMP共用个MP。一个处理单元做OMMP,另外一个处理单元做RPLL1.4.2.2 单机框典型配置MSCS可以单框成局。做VMSC Ser

36、ver时最大可以支持24万用户,如图1.45所 示:FANFANFAN123456789101112131415161700ccHuUUUUIUU1UUS$iUMMM yMMMMP1IPMMPPL KLSPPPPPPIMMIPPBBGGIPOWERPOWERMONTOR图1.4-5单机框典型配置此配置采用业务处理单元和信令处理单元合一的方式,提供1P信令接口和N0.7 信令接口。如果做GMSCServer,配置不变,最多可以支持48万用户。1.4.2.3 单机架典型配置个机架最多可以插入3个机框,因此单机架满配置如图1.4-6所示:FANFANFAN1234567891011121314151

37、6170 MM P0 1M PU MPU MPU MPU MPIPIU I MU I MIPIU MPU 1PUMPU MPC LK GC LK GU s IFANFANFAN1234567891011121314151617U MPUMPU MPU MPU MPUMP1 P IU I MU 1 MIPIU MPUM PUMPU MPU M PU MPS PBFANFANFAN1234567891011121314151617U MPUMPU MPU MPU MPU M PS PBU IMUIMs pBUMPU MPUMPUMPCHUBC HU BS PBPOWERPOWERMONTOR图1.

38、4-6单机架典型配置从图1.4-6可以看出,配置了 15对UMP,可以支持15 X 8 = 120万用户,同 时配置了 4块IPI板,提供了 16个FE,支持320M的IP信令流量。配置了 4块 SPB板，提供了 4 X 16 = 64个E1接口，最多支持16个2M信令链路或4 X 64 = 256条信令链路。1.4.2.4 实例介绍假设目前有一个20万用户的局,该局需要同时接入10万2G用户和10万3G用 户,并且50%的用户是智能用户，同时MSCS需要兼做GMSC Server。如图1.4-7所示,MSC Server需要控制同时接入RNS和BSS.MGW具有内置SGW 功能，将luCS信

39、令通过SIGTRAN转发给MSC Server,对于Ai接口的TUP、ISUP 信令也能通过SIGTRAN转发给MSC Server。对于A接口的信令,由BSC直接通过E1传送给MSC Server, MSC Server连接到STP上,疏通到其他网元间的 MAP信令和CAP信令以及B1CC信令,为了保证可靠性,需要连接到两个STP, 分别STP1和STP2,对于到本地HLR局向,由于相互交互信令流量比较大,可 以采用同HLR直连的方式对接。图1.4-7组网示意图按照上节配置分析,对MSCS设备配置如表1.4-2：表1.4-2各站点单板配置列表单板名称数量备板(BCTC)1机架1机框1CLKG

40、2USI1OMMP2UMP6SPB2IPI2该应用特点如下:1. 网络结构简单,结构清晰:2. MGW内置SG功能,使得MSCS只需要提供IP接口和TDM接口。3. MSCS的集成度很高,单机框即可实现。1.5单板结构1.5.1 单板概述及结构图MSCS主要由以下几个单元组成:T网交换单元、ATM交换单元、TC单元、MP 单元、信令处理单元（SPU）、DT单元、资源板、时钟单元、HMS单元、监控单 兀。MSCS按照用户面同控制面分离的方式设计，从用户面来看，MSCS是由一些接 口板和交换网组成,内部还有一些资源板，如图1.5-1。PSTN其它MSCISDN3G： ATM 接 口图1.5-1 M

41、SCS用户面组成接口板实现MSCS同其他节点间用户承载流的互联互通。由于MSCS可以是CN 的边缘节点（做GMSC:同PSTN, ISDN互通时;做VMSC:同UTRAN互通时）, 也可以是CN的内部节点（做TMSC使用时），因此MSCS即具有UNI侧的接口 板:中继板（用于同BSS互通），ATM接口板（用于同RNS互通），又具有NN1 侧的接口板:中继板,用于同其他MSCS、PSTN和ISDN互通。MSCS内部还有资源板ASIG,用于网络同用户的交互：包括DTMF收号,铃流, 放音等功能,实际实现时通常将ASIG板同DT板混插。为了实现电路型数据业务,MSCS需要与ISDN等分组网络互通,于

42、是需要有一 个互通单元,完成数据业务的协议转换、互通功能，由互通板IWF实现。交换网实现各接口板间用户承载流之间的任意交换,用户承载流包括语音流、数 据流和多媒体流等。由于同RNS的接口是ATM接口,因此系统有两个交换网: 窄带交换网T网和宽带交换网ATM信元交换网,两个交换网通过TC单元互通, 对于语音来说,两个交换网的承载流是不同的,ATM交换网中,用户承载流是 AMR流，T网中用户承载流是PCM流，因此TC板主要功能是完成AMR流与 PCM流的相互转换。由于AMR流通过AAL2承载，因此TC单元一端是ATM接 ，一端是PCM接口。ATM交换网完成lu接口板与TC以及SPU中BSL宽带信令

43、板间PVC连接:外 部PVC终结于ATM接口板，然后ATM接口板通过内部PVC交换到对应的TC 板。由TC单元实现码流变换功能:即AMR编码和PCM编码间的相互转换。相 应地TC单元实现luUP功能。同时对于数据业务，TC单元完成IWF的功能。T网交换网完成TC单元与资源板间TS的交换,从而实现话路间的交换。中继单 元实现外部中继TS与到T网TS的对接,TC板实现RNC的CID与到T网TS 的对接，因此再通过T网,就可以实现RNC的CID与中继板的TS的任意交换。中继板不仅实现NN1接口功能,还实现MSCS与BSC的接口功能。从用户面来 看，MSCS与BSC间传送的也是PCM码流，与NN1接口

44、时一致的。从控制面来看，MSCS由SMP和信令接口组成。信令处理单元SPU包括窄带信令链路板NSL、宽带信令链路板BSL和信令MP SMP,内部通过以太网连接，NSL和BSL对MTPL2及其以下层处理，SMP处理 MTPL3层以上信令。NSL通过E1/HW接到TNET上或信令网，任意局向上的窄 帯NO7信令链路通过TNET建立的半固定接续连接到NSL上;信令接口实现各 种标准信令,完成应用层信令的传送,我们的信令接口由信令板实现，由窄带信 令板（NSL）实现窄带MTPL2及其以下层处理，NSL板可以直接出E1,也可以 通过HW交换到DT出E1,通过E1/HW接到TNET上或信令网，任意局向上的

45、 窄带NO7信令链路通过TNET建立的半固定接续连接到NSL上;宽带信令板（BSL）实现MTPL2及其以下层处理,BSL通过STM1接到ATM 交换网上,所有lu接口上的信令链路（一般是信令PVC）通过内部PVC交换到 BSL上，由BSL完成MTPL2以下层处理。对于应用层信令，由NSL或BSL通 过内部以太网送到MP上,由MP上对应用程序处理。SMP负责与其它MP间互连互通，实现信令接入功能及局间中继资源的分配和占 用,宽、窄带兼容,运行MTP3b及以上部分的信令进程。OMMP完成系统的维护、监控、管理的功能。OMMP需要与其他每个单板、处 理节点通信,实时获取它们的信息,实现对系统的监控。

46、由于MSCS是PLMN内部的个网元，PLMN是同步网，因此还有一个时钟单元 实现时钟的同步功能。由时钟单元产生或跟踪同步时钟源，同时产生足够多的时 钟信号输送给其他相关单元，实现MSCS的时钟同步。MSCS系统的硬件逻辑结构可以用图1.5-2。ATM交换单元T 网:64KX64Klu接口A ASIGTC 1WFTC接NSP资源MPCS 域 MPSPU一 TC帆DT单元- ECDT 以太网线路 E1系列接口接BSP、亓单元-A接口、与PSTN 接 口一A 155M 或 622M 接口图1.5-2 ZXWNMSCS硬件结构图1.5.2 ZXWN MSCS所有单板列表MSCS的单板详见表1.5-1所

47、列。表1.5-1 MSCS单板列表单板 名称英文全称功能简介BSC背板Backplane of Circuit SwitchDomainBSC （电路域背板）是所有CS框单板的承载板,提供连接功能, 不对输入、输出信号做处理。BPS背 板Backplane of Packet SwitchDomainBPS （分组域背板）是所有分组域单板的承载板。背板提供连接 功能,不对输入、输出信号做处理。TCIATCU Interface of ATMTCIA（TC单元ATM接口板，主要实现STM-I的物理接口与ATM单板名称英文全称功能简介交换网的连接,提供本TCU单元和MP之间100M以太网的通 信链

48、路端口,同时还要提供约8K路AAL2的适配能力。MTCMultiRate TransCoderMTC （多速率码型变换板）和TCIA板起构成TCU单元,完 成AMR多速率码与PCM码之间的转换（3G和PSTN用户之间 互通）、AMR语音速率适配（3G和3G用户之间互通）以及电路 数据业务,从而实现3G用户与PSTN、2G用户之间的互通。MDTMuItiplicityDigitalTrunkMDT （多路数字中继板）提供了 20路E1接，可以接收20路从 其他交换局或其他模块送出的基群速率信号（2O48Kb/s）,也可 以将T网板送来的5条8M HW信号转换成20路基群速率送到 其他交换局,还可

49、以从基带信号中恢且出8K Hz时钟和8M8K的 同步帧头，作为CLK同步时钟板的时钟基准。EMDTEMDT （带回声抑制多路数字中继接口板）的主要功能是在块单 板上提供20路带回声抑制的E1接口ASIGAnalog SignalsASIG （模拟信号板）提供TONE语音发送、DTMF收发号、MFC 收发号、会议电话等功能。IWFInterWorking FunctionIWF （网络互通板）为PLMN与其他网络之间的互联提供支持, 主要是实现传输协议的转换。LVILVDS InterfaceLVI提供LVDS （低电压差分信号）接口板功能。TNET64K Time Slot Switch Ne

50、tTNET （64K时隙交换网板单板）实现64Kx64K无阻塞交换，支 持通过多级交换实现256K的交换容量。ASCATM Switching CardASC （ATM交换单元板）独立完成ATM交换功能。E1TBE1TB （E 1数字中继接口板）提供MSC与RNC之间的E1中继 连接。NSLNarrow Band Signaling LinkNSL （窄带信令处理板）处理七号信令的第二层（MTP2层）。BSLBroad Band Signaling LinkBSL （宽带信令处理板）也称!u接口协议处理板，釆用SSL板 的第三个处理模块，负责lu接口协议处理。COMACommunication

51、 AdapterCOMA （通信适配板）,块COMA板可以处理256条HDLC链 路。HMSHundred MAC SwitcherHMS （百兆以太网交换板）为38个100 M以太网口同时进行 MAC包的交换，是个大容量的交换式HUB,交换容量达到 11.6GBitoOMMPOperation and MaintenanceMain ProcessorOMMP （操作维护主处理板）对整个系统的单板版本进行管理, 以及对各业务单板、各信令单板在运行过程中上报的信息进行管 理。CSMPCircuit domain MainProcessorCSMP （电路域主处理板）与OMMP板具有相同的电路结

52、构,呼 叫、切换、位置更新等上层业务程序都在CSMP板中运行,VLR 数据库也存放在CSMP板硬盘中。单板 名称英文全称功能简介SMPSignalling Main ProcessorSMP （信令主处理板）完成上层信令的主处理功能。当容量较大 时,SMP就需要单独进行配置。容量较小时可与OMMP合.CLCKClockCLK （同步时钟板）为整个MSC系统提供16路8MHz的时钟信 号、20路频率占空比为8M8K的定位帧头。1.5.3 单板介绍1.5.3.1 时钟产生板CLKGCLKG板为MSCS系统的时钟发生板。CLKG模块提供热主备设计,主备用CLKG 锁定于同一基准,以实现平滑倒换。CL

53、KG模块采取滤除相位抖动措施,以消除 切换时时钟可能的毛刺或抖动。CLKG模块和主控单元通过RS485进行通信，同 时将来自中继板DTEC,或SPB时钟基准8kHz帧同步信号,或来自BITS系统的 2MHz/2Mbits,或来自 GPSTM 板的 8k （PP2S. 16CHIP）,或来自 UIM 模块的 8k 时钟信号，作为本地的时钟基准参考，与上级局时钟同步。对于输入的基准,CLKG 板既可提供基准丢失的告警信号，也可对基准进行降质判别。CLKG模块原理框图如图1.5-3所示。参考时钟信号入.2S收发路PP接分电PP2s信号出GPS、线路8K2MHz、 2MBits16cHiP、 PP2S

54、基准选择 基准检测锁相环频率合成电路8K、16M、32M、64M等时钟信号本地晶振CPU子系统RS485例换信,A主备倒换电路一倒换1 图1.5-3 CLKG模块原理图CLKG板具有如下功能:1 .通过485总线与控制台通信;2 . 可以后台或手动选择基准来源,包括BITS、线路（8K）、GPS、本地（二 或三级）,且手动倒换可以通过软件屏蔽;手动选择基准顺序为:2Mbits l-2Mbits2-2MHz l-2MHz28kl 8k28k3 - NULL；3 . 采用松耦合锁相系统,具有快捕（CATCH）、跟踪（TRACE）、保持（HOLD） 和自由运行（FREE）四种工作方式;4 .输出时钟

55、可为二级或三级,通过更改恒温槽晶振动及软件实现;5 . 提供 !5 路 I6.384M, 8K, PP2S 时钟给 UIM；6 .具有时钟丢失和输入基准降质判别;7 .主备倒换功能,具备命令倒换、手工倒换、故障倒换、复位倒换等方式, 并在维护性倒换的情况下对系统造成的误码影响1%。8 . 两块CLKG板之间的相位不连续性小于1/8 UI码元。9 .提供比较完善的告警功能，具备SRAM失效告警、恒温槽告警、基准和输 出时钟丢失告警，基准降质告警、基准频偏超标告警、锁相环鉴相失败告 警等。根据这些告警信息，可以快速定位时钟板当前工作状态和故障位置。10 .时钟的可维护性，VCXO提供频率调整旋钮便

56、于若干年后,由于石英晶体 老化引起中心频率偏移一定范围后，进行再调整。CLKG单板对外提供以下接口:1. 15组8k6M/PP2s系统时钟输出接口；2. 10组8k/32M/64M系统时钟输出接口;3. 12组DTEC、SPB、APBE、SDTEC等模块线路8k基准输入接口;4. 1组GPS模块8K基准输入接口;5. 1组GPS模块PP2S、16cHiP基准输入接口；6. 2组2Mbps、2MHz基准时钟输入接口。1.5.3.2 主处理板MPx86MPx86主要应用在分部式处理平台的处理器框中,MPx86实现移动性管理、MAP、 CC等子层及VLR分布式数据库。MPx86具有极强的处理性能和配

57、置大容量1G 的内存，还提供丰富的外设接口: IDE、10/100M以太网、RS485、RS232、USB等:内部通过标准PCI总线挂接各种外围器件:实现主备MP倒换功能:并有控 制寄存器和数据寄存器可由主控软件设置功能或交换状态数据。MPX86模块原理框图如图1.5-4所示。CPU子系统1BIOSPCI总线桥片2*LSB控制流以太网CPU子系统2面 板外围 存储器电源 管理逻辑时序调整、 控制管理逻辑时序调整、 控制管理以太网 接口电路_GPS 管理485 芻份RS485控制流以太网 媒体流以太网OMC以太网主备以太网_RS232 _电源管理485媒体述以网OMC以太网 主备以太网图1.5-

58、4 MP原理图以太网接口电路1_1DE_背板ID B A A C aK p L A N EPCI总线在块MPX86模块上设计了 2套CPU系统,分别称之为CPU-A、CPU-B。2套 CPU系统相互独立,其中CPU_A为主控,管理模块。除了 2套CPU系统外,模块上还有;公共电源，用于整个模块供电；MPX86模 块还提供以太网交换芯片用于对外提供控制流、媒体流、主备和OMC以太网。MPX86模块作为OMP时，对外提供两个100M的OMC以太网。MPX86模块作 为其它用途时，不对外提供接口。1.5.3.3 多功能网络接口板MNIC作为设备的网络接口单板时,MNIC为设备提供到外部分组网络（IP

59、/ATM）的物 理接口。对进入系统的分组数据，首先完成底层的协议处理,主要是ATM的AAL5 和POS接的PPP协议,恢复出IP数据包，然后进行分类。对于其中信令等控 制面的协议数据在完成底层的处理后，通过资源框的控制以太网接口交换到系统的主控单元进行处理。而对于用户面的业务流数据则根据IP数据包的目的地址路 由,通过媒体流交换以太网转发到内部相应的处理单板。此外，作为网络接口单 板时，MNIC还可能需要完成IP数据的过滤、NAT转换等协议处理，以保护设 备内部的IP通信。在作为接口单板时，MNIC至少要配置两块，采用1 + 1备份或者负荷均担的工作 模式。MNIC模块原理如图1.5-5所示。

60、千兆以太网图1.5-5 MNIC模块原理图主备以太网1000MMNIC模块包括网络处理器系统、物理接口部分、CPU系统等多部分组成。在母 板上放置网络处理器最小系统和以太网接口部分,CPU单元采用子卡的形式实现, 子卡与网络处理器系统之间通过PCI总线与内部总线进行数据传输。在网络处理器的PCI总线上外挂的器件主要包括:CPU子卡,以太网芯片,其中 协处理器以子卡标准方式连接;两片以太网芯片中一片作为数据备份通道,当CPU 子卡存在时，该数据通道不需要安装，由CPU提供，在CPU子卡不存在时,使用该通道进行主备数据备份。另外一片以太网芯片作为控制流通道与UIM通信, 还可作为调试和下载代码使用。MNIC板提供以下功能:1 . 提供IX 100M控制流以太网接口。2 . 提供1 X 100M以太网数据备份通道。3 .提供RS485备份控制通道接口。4 .支持模块的1 + 1主备逻辑控制。5 .对外部网络提供1个千兆（需要千兆光模块）或者最多4个百兆以太网接 口。MNIC模块对外部网络提供1个千兆或