华为Femto整体架构介绍

2020年1月23日星期四HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.内部公开华为Femto整体架构介绍古显耀g00130396HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage2什么是Femto,uBro,APuBro解决方案架构uBro组网方案AP接入流程介绍uBro解决方案主要特性概述目录HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage3Femto从何而来UE无法享受高速业务室内信号差功能单调FemtoCell华为uBro解决方案HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage4华为uBro解决方案介绍UMTSCoreNetworkMacroNetworkRNCNodeBHomeZoneHGWHomeAPSMZZoneePicoInternetLANUAGHUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage5运营商受益受益1，针对Home、SOHO等场景，uBro解决方案能有效解决室内覆盖问题，并且能有效增加UMTS网络容量。2，uBro解决方案的HSPA容量足够满足Home，SOHO场景下UE用户的高速率业务应用需求，为UE用户提供更好的UMTS服务体验，提高了用户忠诚度。同时运营商可以培养UE用户使用数据业务的习惯。3，AP设备小巧轻便，作为终端设备安装在Home、SOHO中，不需要运营商建机房。同时AP运输简便，安装、供电也均由AP用户自行解决，进一步降低运营商建站成本。4，AP支持自动网络规划、自动软件升级和自动数据配置等功能，不需要运营商太多的维护和干预，极大的降低了运营商的运维成本。5，uBro网络能充分利用现有网络形态，运营商不需要对现有网络进行太大的改动，就可以达到快速建网的目的。AP用户受益1，AP支持授权用户管理和准入控制，能充分避免AP资源被非授权用户UE占用，有效保护AP用户的投资。2，相比于室外宏蜂窝网络，UE用户在AP覆盖的uBro网络能获得更好的UMT网络服的体验，享受更高速率数据业务和更稳定的服务质。3，相比于室外宏蜂窝网络，UE用户在AP覆盖的uBro网络能享受更低的资费。4，AP支持即插即用，AP用户使用方便。HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage6什么是Femto,uBro,APuBro解决方案架构uBro组网方案AP接入流程介绍uBro解决方案主要特性概述目录HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage7网络架构UserAccessNetworkHomeAPHGWIPNetworkPublicNetworkSMZZoneHomeZoneePicoOfficeLANuBroCoreNetworkIPNetworkAGAHRAPMAAAIPClockServerM2000CSPSUMTSCoreNetworkSeGWHUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage8主要设备及功能SeGW：uBro核心网络的入口位置．提供标准的FireWall功能．提供IPsecVPN（IPSecurityProtocolVirtualPrivateNetwork）隧道功能．APM：位于uBro核心网络,统一管理网络中的AP设备．AP配置管理AP故障管理AP软件管理任务管理,安全管理,日志管理.AHR：AP归属服务器,位于uBro核心网络中.AP开/销户及签约数据管.AP准入控制列表集中管理.AP区域管理.AHR日志和系统管理.IPCLK：uBro核心网络中为AP提供精确的时钟源．IPCLK作为Server,AP作为Client.Server以IP包的形式AP提供同步参考时钟.AP：uBro解决方案网络接入设备．为室内为用户提UMTS无线接入服务．AP集成了NodeB和部分RNC功能，包括无线调制解调、无线资源管理、功率控制等．AG：uBro解决方案核心网络设备．Iu接口控制面信令和用户面数据包的转发功能．AP的链路控制和链路管理功能．提供精准时钟AAA：位于uBro核心网络.主要完成（U）SIM认证过程。提供无线接入提供网络安全OSS系统HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage9安全方案设备安全１，近端维护AP和远端维护AP时，AP支持基于口令方式的设备接入认证２，AP支持ACL（AccessControlList），控制UE终端的接入，防止非授权UE终端的接入网络安全１，安全域划分２，边界保护３，网络防攻击４，网络接入认证传输安全１，端到端的VLAN２，支持ACL３，支持IPsec协议４，支持IKEOM安全１，集中的设备管理２，集中的帐号和权限管理３，集中的日志管理HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage10什么是Femto,uBro,APuBro解决方案架构uBro组网方案AP接入流程介绍uBro解决方案主要特性概述目录HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage11业务组网CSHomeAPePicoAGSGSNGGSNInternetIu-PSIu-CSeIu方案原理uBro网络业务也相应的分为电路域业务和分组域业务．对于电路域业务：AP将业务数据封装为IuUP包，通过eIu接口的IP承载发送到AG．AG不对业务数据进行处理，通过Iu-CS接口把业务数据发送到核心网电路域．对于分组域的业务：其实现原理和传统的UMTS网络相同．方案特点方案容易实现，对现有UMTS网络设备改动也比较小．接入侧AG使用标准的Iu接口就可以和UMTS核心网连接．不需要进行其它接口的对接测试．HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage12接入组网HomeAPAHRAAASeGWxDSLDSLMBRASAGuBroCoreNetworkPublicIPNetworkSwitchePicoRouter方案特点充分利用了丰富的固网宽带资源,不需要单独建立专有传输网络通过网络侧QOs策略来保证AP业务的QoS。uBro解决方案采用IPsec传输方案来保证传输安全。方案原理AP通过PPPoE（PointtopointprotocoloverEthernet）或DHCP（DynamicHostConfigurationProtocol）方式完成公共IP网络的接入认证和计费。AP业务通过公共网络接入到uBro核心网的入口设备SeGW．由SeGW将数据处理后转发给AG和AAA，完成AP设备的认证．HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage13什么是Femto,uBro,APuBro解决方案架构uBro组网方案AP接入流程介绍uBro解决方案主要特性概述目录HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage14网络发现流程1）建立初始IPSec隧道2）建立初始会话3）发起Inform请求，携带HNBID、HNB位置信息4）初始HMS返回Inform响应（如果初始HMS发现HNB未开户，则返回的Inform响应中拒绝HNB进行网络发现5）初始HMS提供服务SeGW和服务HMS地址6）HNB返回响应，确认配置更新7）释放初始会话8）释放初始IPSec隧道（若初始SeGW和服务SegW是同一个物理实体，则不需要释放IPSec隧道）HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage15TR069接口的HNB注册流程1）建立服务IPSec隧道2）HNB发起到服务HMS注册，发送Inform请求，携带HNBID、HNB位置信息3）服务HMS检测HNB位置合法性4）HMS下发配置参数给HNB（TR069消息或参数文件方式）HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage16Iuh接口的HNB注册流程1）HNB和HNB-GW之间建立SCTP传输会话2）HNB向HNB-GW发送HNBREGISTERREQUEST消息，携带HNBID、HNB位置信息以及HNB的网络参数（PLMNID/RNCID/LAC等）。3）HNB-GW根据当前的负载状态对HNB进行接入控制4）AHR返回APACCESS消息，携带HNB的查询结果。如果不合法，携带失败原因值5）如果HNB合法，HNB-GW下发HNBREGISTERACCEPT消息；如果HNB不合法，则HNB-GW下发HNBREGISTERREJECT消息，包含拒绝原因。6）HNB注册成功后才可以建立小区，广播系统消息HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage17什么是Femto,uBro,APuBro解决方案架构uBro组网方案AP接入流程介绍uBro解决方案主要特性概述目录HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage18uBro主要特性无线业务主要特性HSDPA支持下行数据业务最大速率7.2Mbit/s。HSUPA支持上行数据业务最大速率1.44Mbit/s。HSPA空中接口同步IP网络同步（私有协议）IEEE1588v2时钟同步时钟同步准入控制策略配置为开放（Open）模式准入控制策略配置为封闭（Close）模式准入控制策略配置为组（Group）模式准入控制ePico间实现CS软切换,提高ePico覆盖区内CS业务的连续移动性，提高切换成功率，改善用户体验，提高ePico覆盖区的KPI指标。软切换小区频点自动配置小区扰码自动配置AP邻区自动配置导频功率自动调整自动网规HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage19uBro主要特性安全性主要特性EAP-SIM（ExtensibleAuthenticationProtocol-subscriberidentitymodule）协议EAP-AKA（ExtensibleAuthenticationProtocol-AuthenticationandKeyAgreement）协议安全认证AP建立2条不同的IPsec逻辑隧道，分别承载OM业务和其他业务网管和业务分离FTP数据传输安全AP和APManager之间采用TR069overSSL保证管理信令的安全AP与APM安全方案AP发起2次EAP认证请求获取2个私网地址。AP根据不同的目的地址，标记不同的DSCP。HGW根据DSCP映射到运营商的公网和私网地址，实现路由的分路。双IPsecHUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage20uBro主要特性无线业务主要特性APType包括HomeAP和ePico两种。通过APManager可以查看AP的类型。根据不同的APType，用户对AP进行区分管理。APTypeAP从NTPServer同步获取的绝对时间，没有时区和夏令时信息。APManager支持设置AP的时区和夏令时规则，考虑到AP数量巨大，把时区和夏令时规则作为区域参数来设置。夏令时AP支持设置APName，也叫做NodeID，并在上报的北向告警中携带APName的信息。APName作为AP的用户属性，与AP用户绑定。即同一个用户如果只更换AP而不换SIM卡，则其APName不会改变。网络侧侦测链