华为UGW9811 V900R009 产品概述.docx
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华为UGW9811V900R009产品概述
华为UGW9811产品概述
(V900R009)
华为技术有限公司
2019年6月
1产品定位和特点
1.1产品定位
本产品概述面向HUAWEIUGW9811V900R009版本。
UGW9811是华为公司自主研发的统一分组网关,可同时应用于2.5GGPRS(GeneralPacketRadioService)系统、3GUMTS(UniversalMobileTelecommunicationsSystem)系统和EPC系统。
华为UGW9811是一款支持以GGSN(GatewayGPRSSupportNode)、S-GW、P-GW等多种网元功能形态出现的产品,在业务功能上UGW9811支持GGSN、S-GW、P-GW的任意组合,在操作维护上支持按UGW9811统一来进行维护。
1.1.1华为EPC解决方案
为适应网络架构最新演进的需求,满足多业务融合及多接入融合两大发展趋势,华为公司推出了相应的EPC解决方案,支持MME(MobilityManagementEntity)、ServingGW(ServingGateway)、PDNGW(PacketDataNetworkGateway)等多种网元功能形态。
华为UGW9811位于EPC(EvolvedPacketCore)部分,是一款支持以GGSN(GatewayGPRSSupportNode)、S-GW、P-GW等多种网元功能形态出现的产品,在业务功能上UGW9811支持GGSN、S-GW、P-GW的任意组合,在操作维护上支持按UGW9811统一来进行维护。
UGW9811应用于EPC网络的网络结构
UGW9811应用于华为EPC解决方案的网络环境如图1-1所示。
图1-1华为EPC解决方案应用的网络环境
BTS:
基站
BSC:
基站控制器
NodeB:
3G基站
RNC:
无线网络控制器
SGSN:
服务GPRS支持节点
HSS:
归属用户服务器
eNodeB:
演进的NodeB
MME:
移动性管理实体
ServingGW:
服务网关
PDNGW:
PDN网关
HSGW:
HRPD服务网关
PDSN:
分组数据服务节点
PCRF:
策略控制和计费规则功能
ServingGW也称为S-GW,全文统一使用S-GW进行介绍。
PDNGW也称为P-GW,全文统一使用P-GW进行介绍。
华为EPC解决方案的主要功能如下:
●支持3GPP标准各种无线网络(GERAN、UTRAN、E-UTRAN)融合。
●兼容2G/3G协议和业务功能。
●通过MobileIP技术支持非3GPP网络(CDMA2000HRPD)接入。
华为EPC解决方案支持3GPP23.401及3GPP23.402中多种网络架构,这里列举两种典型网络结构,如图1-2、图1-3所示。
具体支持接口及功能情况以本文中描述的为准。
图1-2EPC网络结构—3GPP接入非漫游
UE:
用户终端
E-UTRAN:
演进UMTS陆地无线接入网
MME:
移动管理实体
HSS:
归属用户服务器
UTRAN:
UMTS陆地无线接入网
GERAN:
GSM/EDGE无线接入网
CG:
计费网关
DNS:
域名服务器
AAA:
认证、授权和计费
PCRF:
策略控制和计费规则功能
图1-3EPC网络结构—非3GPP接入非漫游
PCRF:
策略控制和计费规则功能
HSS:
归属用户服务器
AAA:
认证、授权和计费
EPC网络主要分为以下几部分:
●UE(UserEquipment):
UE是移动用户设备,可以通过空中接口发起、接收呼叫。
●E-UTRAN(EvolvedUMTSTerrestrialRadioAccessNetwork):
处理所有与无线接入有关的功能。
●EPC(EvolvedPacketCore):
核心网部分,主要包括MME、S-GW、P-GW、HSS等网元,连接Internet等外部PDN(PacketDataNetwork)。
UGW9811应用于GPRS/UMTS网络的网络结构
UGW9811是华为公司生产的一款支持多逻辑产品形态的产品,为了满足运营商不同阶段、不同运营场景的多种组网需求,UGW9811可以作为GGSN网元功能应用于GPRS/UMTS网络环境。
UGW9811应用于GPRS/UMTS的网络环境如图1-4所示。
图1-1UGW9811应用于GPRS/UMTS的网络环境
1.2产品特点
UGW9811产品特点包括:
多业务形态、支持UGW9811的平滑升级、电信级平台、高可靠性、安全性、大容量和客户化的操作维护系统。
多业务形态,满足不同场景需求
UGW9811是华为公司生产的一款支持多种制式接入,多逻辑产品形态的产品,可以满足运营商不同阶段、不同运营场景的多种组网需求。
●多种制式接入:
支持GPRS、UMTS、LTE方式接入。
●多逻辑产品形态:
在业务功能上UGW9811支持GGSN、S-GW、P-GW的任意组合;在操作维护上可支持以GGSN、S-GW+P-GW、GGSN+S-GW+P-GW产品逻辑组合形态出现。
支持基于GGSN9811的平滑升级,节省CAPEX
UGW9811产品支持在华为公司GGSN9811V900R007产品硬件平台上通过软件升级至UGW9811,可以更好地适应运营商网络演进、扩充业务等多样化需求,更好地保障运营商的投资。
电信级平台,服务更灵活
硬件平台提供高可靠性和高数据吞吐量,软件平台将无线通信技术和数据通信技术无缝集成。
UGW9811的硬件平台继承自华为公司USR(UniversalSwitchingRouter),USR的设计遵循成熟的电信工业标准,结构紧凑,是电信运营商级的网络交换设备;UGW9811的软件基于华为公司VRP(VersatileRoutingPlatform)平台,既继承了VRP中集成的路由技术、IPQoS(QualityofService)技术、VPN(VirtualPrivateNetwork)技术、安全技术等数据通信重要组件,又基于无线通信的应用在功能上进行了极大的扩充和完善。
依赖于USR提供的高可靠性和高数据吞吐量的硬件平台,依赖于将无线通信技术和数据通信技术无缝集成的软件平台,UGW9811可以为网络运营商提供理想的、灵活的无线数据通信解决方案。
高可靠性,保障产品更好运行
可靠性无论对于运营商还是终端用户都具有举足轻重的作用,正是本着这一原则,UGW9811在硬件、软件和组网三个方面都进行了完善的可靠性设计,这使产品的正常运行得到有效保障。
●硬件的可靠性
采用业界先进的网络处理器技术、支持关键单板的在线插拔和热冗余备份功能、具有双路供电系统和过压/过流保护。
●软件的可靠性
具有过载控制、流量控制、资源核查、自我故障检测等多项功能,保障了系统平稳可靠的运行;特有的话单缓存功能,保障了计费的可靠性;热补丁技术,保证软件运行的可靠性。
●组网的可靠性
备份路由和路由负荷分担功能,消除了网络的单点故障,从而提供一个高可靠的网络。
Eth-Trunk功能,消除了单个端口故障对业务的影响。
安全性,保证客户利益
设计上充分考虑了客户对安全性的需求,采取了多种方案来保证客户的利益。
同可靠性一样,安全性仍然是运营商和最终用户非常关心的问题,UGW9811在设计上充分考虑了客户对安全性的需求,采取了以下方案来保证客户的利益:
●操作员身份严格确认机制。
●UGW9811支持PAP和CHAP两种验证方式。
●提供包过滤与ACL的机制,能够对每个数据包按照所定义的项目进行过滤。
●具有SGi接口重定向功能,限制同一个UGW9811内部移动用户之间的报文攻击。
●支持IPSec协议,为IP数据包提供高质量的、可互操作的、基于密码学的安全性。
2
产品架构
2.1概述
UGW9811产品采用华为N68E-22型机柜。
该型机柜结构设计符合IEC297标准、IEEE标准,采用模块化结构,便于产品扩容和维护;机柜设计时充分考虑了电磁兼容性问题,具有良好的电磁屏蔽接口。
2.2硬件结构
2.2.1机柜
UGW9811系统由机框构成。
N68E-22机柜外形如图2-1所示。
图2-1N68E-22机柜外观
2.2.2机框
机框为必配设备,此机框中插入UGW9811的单板,包括MPU、SFU、SPU和LPU板。
PGP-X16机框
PGP-X16机框结构符合IEC297标准,结构尺寸为:
1420mm(高)×442mm(宽)×650mm(深)。
1U=44.45mm,机框高度为32U。
设备外观如图2-2、图2-3所示。
图2-1PGP-X16设备外观示意图
图2-2PGP-X16设备部件示意图(正面)
1.进风口
2.ESD插孔
3.走线槽
4.把手
4.SFU单板区
6.挂耳
2.3软件结构
UGW9811的逻辑结构包括AM模块、SM模块、CM模块、PS模块、OM模块和LMT模块。
UGW9811逻辑结构如图2-4所示。
图2-1UGW9811逻辑结构
●AM(AccessManagement)
完成多角色适配、接入控制、用户的鉴权和授权、地址分配和承载管理的功能。
是UGW9811面向接入侧和核心网其它网元(SGSN、MME)的接口,是UGW9811支持多种接入方式的主要处理部件。
●SM(ServiceManagement)
完成对用户的业务数据流的策略获取功能和控制功能。
●CM(ChargingManagement)
完成计费协议处理和话单管理,与外部计费网关和计费系统配合完成相关计费功能。
●PS(PlatformService)
负责UGW9811信令报文、数据报文等的分发及处理;与相关模块配合完成计费和业务控制等相关功能;完成系统支撑、操作维护、路由特性等功能。
●OM(OperationandMaintenance)
完成设备管理、数据配置管理、告警管理等操作维护功能。
●LMT(LocalMaintenanceTerminal)
提供用户图形化界面接口。
3操作和维护
3.1概述
UGW9811操作维护简便,提供的操作维护功能包括:
支持GUI和CLI结合的LMT(LocalMaintenanceTerminal)、支持接入华为公司M2000和OMC网管并配有丰富的联机帮助。
3.2操作和维护特点
管理方式灵活多样
可根据网络构成、管理需要和投资规模灵活地构建网管网络。
采用了基于Client/Server的分布式体系结构,提供GUI客户端、集中网管维护接口、CLI(CommandLineInterface)等多种维护方式,支持近端、远端多客户的同时访问。
人性化的图形界面
发挥GUI(GraphicUserInterface)形象细致,减少记忆难度的优点;提供图形化的,真实的网络组件拓扑视图和设备面板视图,可视化操作程度高;常用操作通过便捷的菜单选择和点击即可完成,使用方便。
消息跟踪功能
完善的信令消息跟踪、数据报文跟踪、接口消息跟踪、用户消息跟踪以及消息解释功能。
支持用户定制的性能测量功能
采用列表和图形等多种方式分析显示性能测量数据;支持后台性能数据采集方式。
远程管理功能
支持在线软件补丁、在线调测、远程维护、数据动态设定。
支持实时故障管理功能
实时接收并显示网络设备故障报告,通过拓扑图、告警面板、告警箱等多种途径提供的可闻可视的实时告警监视功能;提供详细的故障通报和分级过滤的故障管理系统,使运营商可以对故障源进行快速诊断,并通过联机帮助为用户提供详细的处理建议,帮助用户迅速排除故障恢复正常业务。
提供完善的联机帮助
UGW9811为用户提供的联机帮助包括操作维护系统使用帮助、告警详细处理帮助等,使用户能迅速熟悉设备的操作和维护。
4
技术指标
4.1性能指标
介绍性能指标,如:
吞吐量、隧道数。
以下性能指标是同时开启内容计费/Gy/Gx/融合APN下的性能指标。
UGW9811(PGP-X16)性能指标如表4-1所示。
表4-1UGW9811(PGP-X16)性能指标
参数
指标
最大激活承载上下文数
220万
最大数据吞吐量
60Gbit/s
支持的最大APN数目
3,000
支持的最大eNodeB数目
100,000
4.2整机指标
UGW9811(PGP-X16)整机指标见表4-2。
表4-1UGW9811(PGP-X16)整机指标
项目
指标
机柜类型
N68E-22机柜
机柜外观尺寸
高:
2200mm
宽:
600mm
深:
800mm
整机重量
340kg(满配置)
机框外观尺寸
高:
1420mm(32U)
宽:
442mm
深:
650mm
整框重量
240kg(满配置)
机房地板承重要求
>600kg/m²
电源输入
-48V~-60VDC
机框典型功耗
5281w(满配置)
设备噪声(声功率级)
≤72dBA@23°C(实际噪声根据环境温度变化而不同)
4.3可靠性指标
UGW9811可靠性指标如表4-3所示。
表4-1UGW9811可靠性指标
项目
指标
单板年返修率
≤3%
可用度
≥99.999%
MTBF(MeanTimeBetweenFailures)
110,000h(PGP-8B)
110,000h(PGP-X16)
MTTR(MeanTimeToRecovery)
1h
年平均中断时间
<5min
单板倒换时间
<5s
单板重启时间
<5min
系统重新启动时间
<6min
系统从上电到对外服务的启动时间
<10min
4.4安全规范指标
列出安全规范所主要参考的标准。
UGW9811满足安全规范要求,主要参考以下标准:
●UL60950-1
●IEC60950-1
●EN60950-1
●GB4943
4.5EMC指标
列出EMC要求所主要参考的标准。
UGW9811满足EMC(ElectromagneticCompatibility)要求,主要参考以下标准:
●EN55022
●ETSIEN300386
●CISPR22
●IEC61000-4-2
●IEC61000-4-3
●IEC61000-4-4
●IEC61000-4-5
●IEC61000-4-6
●IEC61000-4-29
4.6环境指标
环境要求分储存环境、运输环境、运行环境三个方面。
UGW9811环境要求分储存环境、运输环境、运行环境三个方面,主要参考以下标准:
●GB4798电工电子产品应用环境条件
●ETSIEN300019通信设备环境条件和测试
●IEC60721环境条件分类
4.6.1存储环境
包括存储时的气候环境、防水要求、生物环境、空气洁净度和机械应力。
气候环境
表4-1气候环境要求
项目
范围
温度
-40℃~+70℃
温度变化率
≤1℃/min
相对湿度
10%RH~100%RH
海拔高度
≤3000m
气压
70kPa~106kPa
太阳辐射
≤1120W/s²
热辐射
≤600W/s²
风速
≤30m/s
防水要求
●客户现场设备存储要求:
一般要保证在室内存放。
−室内存放应保证存放地面没有积水,并且不会漏水到设备包装箱上。
−设备存放应避开自动消防设施、暖气等可能发生漏水的地方。
●如果必须室外存放,需要确认同时满足以下几个条件:
−包装箱是完好无损的。
−有必需的遮雨措施,雨水不会进入包装箱。
−包装箱存放地不会有积水,更不允许有积水进入包装箱。
−太阳不会直射到包装箱。
生物环境
●避免真菌、霉菌等微生物的繁殖。
●防止啮齿类动物(如老鼠等)的存在。
空气洁净度
●无爆炸、导电、导磁性及腐蚀性尘埃;
●机械活性物质的浓度符合表4-5的要求。
表4-1机械活性物质的浓度要求
机械活性物质
单位
含量
悬浮尘埃
mg/m³
≤5.00
可降尘埃
mg/m²•h
≤20.0
沙砾
mg/m³
≤300
说明
●悬浮尘埃:
直径≤75μm;
●可降尘埃:
75μm≤直径≤150μm;
●沙砾:
150μm≤直径≤1000μm。
●化学活性物质的浓度符合表4-6的要求。
表4-2化学活性物质的浓度要求
化学活性物质
单位
含量
二氧化硫SO2
mg/m³
≤0.30
硫化氢H2S
mg/m³
≤0.10
二氧化氮NO2
mg/m³
≤0.50
氨气NH3
mg/m³
≤1.00
氯气Cl2
mg/m³
≤0.10
盐酸HCl
mg/m³
≤0.10
氢氟酸HF
mg/m³
≤0.01
臭氧O3
mg/m³
≤0.05
机械应力
表4-1机械应力要求
项目
子项
范围
正弦振动
位移
≤7.0mm
-
加速度
-
≤20.0m/s²
频率范围
2Hz~9Hz
9Hz~200Hz
非稳态冲击
冲击响应谱Ⅱ
≤250m/s²
静负载
≤5kPa
说明
●冲击响应谱:
在规定冲击激励下设备产生的最大加速度响应曲线。
冲击响应谱Ⅱ表示半正弦冲击响应谱的持续时间为6ms;
●静负载:
设备带包装时按规定的堆码方式所能承受的来自上方的压力。
4.6.2运输环境
包括运输时的气候环境、防水要求、生物环境、空气洁净度和机械应力。
气候环境
表4-1气候环境要求
项目
范围
温度
-40℃~+70℃
温度变化率
≤3℃/min
相对湿度
5%~95%
海拔高度
≤3000m
气压
70kPa~106kPa
太阳辐射
≤1120W/s²
热辐射
≤600W/s²
风速
≤30m/s
防水要求
运输过程中,需同时满足以下条件:
●包装箱是完好无损的。
●运输工具有必须的遮雨措施,雨水不会进入包装箱。
●运输工具内没有积水。
生物环境
●避免真菌、霉菌等微生物的繁殖。
●防止啮齿类动物(如老鼠等)的存在。
空气洁净度
●无爆炸、导电、导磁性及腐蚀性尘埃。
●机械活性物质的浓度符合表4-9的要求。
表4-1机械活性物质的浓度要求
机械活性物质
单位
含量
悬浮尘埃
mg/m³
无要求
可降尘埃
mg/m²•h
≤3.0
沙砾
mg/m³
≤100
说明
●悬浮尘埃:
直径≤75μm;
●可降尘埃:
75μm≤直径≤150μm;
●沙砾:
150μm≤直径≤1000μm。
●化学活性物质的浓度符合表4-10的要求。
表4-2化学活性物质的浓度要求
化学活性物质
单位
含量
二氧化硫SO2
mg/m³
≤1.00
硫化氢H2S
mg/m³
≤0.50
二氧化氮NO2
mg/m³
≤1.00
氨气NH3
mg/m³
≤3.00
氯气Cl2
mg/m³
≤0.30
盐酸HCl
mg/m³
≤0.50
氢氟酸HF
mg/m³
≤0.03
臭氧O3
mg/m³
≤0.10
机械应力
表4-1机械应力要求
项目
子项
范围
正弦振动
位移
≤7.0mm
-
-
加速度
-
≤20.0m/s²
≤40.0m/s²
频率范围
2Hz~9Hz
9Hz~200Hz
200Hz~500Hz
随机振动
加速度谱密度
10m²/s³
3m²/s³
1m²/s³
频率范围
2Hz~9Hz
9Hz~200Hz
200Hz~500Hz
非稳态冲击
冲击响应谱Ⅱ
≤300m/s²
静负载
≤10kPa
说明
●冲击响应谱:
在规定冲击激励下设备产生的最大加速度响应曲线。
冲击响应谱Ⅱ表示半正弦冲击响应谱的持续时间为6ms;
●静负载:
设备带包装时按规定的堆码方式所能承受的来自上方的压力。
4.6.3运行环境
包括运行时的气候环境、防水要求、生物环境、空气洁净度和机械应力。
气候环境
表4-1温度和湿度要求
温度
相对湿度
长期
短期
长期
短期
5℃~40℃
-5℃~45℃
5%~85%
5%~90%
说明
●温度、湿度的测量点,是指在机架前后没有保护板时测量,距地板以上1.5米和距机架前方0.4米处测量的数值。
●短期工作条件是指连续不超过48小时和每年累计不超过15天。
表4-2其他气候环境要求
项目
范围
海拔高度
≤3000m
气压
70kPa~106kPa
温度变化率
≤0.5℃/min
太阳辐射
≤700W/m²
热辐射
≤600W/m²
风速
≤1m/s
生物环境
●避免真菌、霉菌等微生物的繁殖。
●防止啮齿类动物(如老鼠等)的存在。
空气洁净度
●无爆炸、导电、导磁性及腐蚀性尘埃。
●机械活性物质的浓度符合表4-14的要求。
表4-1机械活性物质的浓度要求
机械活性物质
单位
含量
灰尘粒子
粒/m³
≤3×104
(3天内桌面无可见灰尘)
说明
灰尘粒子:
直径≥5μm
●化学活性物质的浓度符合表4-15的要求。
表4-2化学活性物质的浓度要求
化学活性物质
单位
含量
二氧化硫SO2
mg/m³
≤0.30
硫化氢H2S
mg/m³
≤0.10
氨气NH3
mg/m³
≤1.00
氯气Cl2
mg/m³
≤0.10
盐酸HCl
mg/m³
≤0.10
氢氟酸HF
mg/m³
≤0.01
臭氧O3
mg/m³
≤0.05
机械应力
表4-1机械应力要求
项目
子项
范围
正弦振动
位移
≤3.5mm
-
加速度
-
≤10.0m/s²
频率范围
2Hz~9Hz
9Hz~200Hz
非稳态冲击
冲击响应谱Ⅱ
≤100m/s²
静负载
0
说明
●冲击响应谱:
在规定冲击激励下设备产生的最大加速度响应曲线。
冲击响应谱Ⅱ表示半正弦冲击响应谱的持续时间为6ms。
●静负载:
设备带包装时按规定的堆码方式所能承受的来自上方的压力。
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