NOKIA MGW IPA2800硬件结构(浙江移动)_浙江移动架构内审

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NOKIA MGW IPA2800硬件结构

摘要 NOKIA Multimedia Gateway用于电路域和全IP核心网的话务传输，由各种功能单元组成，也可以根据业务需要进行不同的配置。MGW的主要功能有实现MSC Server或GCS和其它网元间传统的信令传输；连接骨干网和无线网；提供终端用户录音通知；实现用户平面的码率转换和信令处理。关键词 MGW plug-in units subracks cabinets

1．MGW 的硬件设计

MGW IPA2800系列基于ETSI 300 119-4标准和IEC 917系列标准。

Figure: Nokia Multimedia Gateway hardware layout with two cabinets

其物理结构分为三层，plug-in units, subracks 和 cabinets。MGW结构由以下部分组成：

 cabinet  subrack  连接器和线缆系统  冷却设备

1.1 Nokia MGW cabinet 浙江移动网管中心

Figure: Dimensions of cabinets and subracks IPA2800 使用 IC-186-B 机架（cabinet），宽 600 mm, 深 600 mm, 高 1800 mm(基于 ETS 300 119-2 和IEC 917-2标准)。机架电源分布设备和四个机架的冷却系统可以安装在一个机架上。一个空机架的重量约为80 kg，满配为230kg。1.1.1 Subracks Subrack 结构包括 subrack框架，底板和面板，组成满足电磁兼容性要求的电子屏蔽。Subrack高300 mm(11.8 in)，深300 mm(11.8 in)，宽500mm(19.7in)。每个 plug-in unit 槽位宽 25 mm(1.0 in)，每个subrack有19个槽位。

底板和线缆系统提供单板间的可靠连接。同时底板也提供防静电屏蔽功能。七号信令通过底板传输，其他互连信令通过线缆连接。1.1.2 Plug-in units

IPA2800 Multimedia Gateway大约由10种板子组成。单板（Plug-in units）的基本结构为印刷电路板（PCB），连接器和面板。面板包括插入/拔出杆，固定螺杆和防静电垫圈。单板的尺寸(height x depth)分别为 265 mm x 285 mm(10.4 in x 11.2 in)和115 mm x 285 mm(4.5 in x 11.2 in)两种，宽度为25 mm(1.0 in)或其倍数。

1.2 IPA2800 Cabling Cabinet 浙江移动网管中心

IPA2800 线缆机架(IC-183-B)用于灵活放置IPA2800网元背面的外部线缆，使得外部线缆和设备机架的连接物理分离，增强了IPA2800网元的可靠性和安全性。

线缆机架位于每个设备机架的右边。

Figure: MGW floor layout with default cabinet mechanics 2．Nokia MGW 功能单元

MGW的功能由各种功能单元实现。这些实体或者是软/硬件的结合或仅仅

是硬件。各单元与基于ATM的交换矩阵（SFC）相连，或直连（若该单元高通信量），或通过多路复用单元MXU连接（若该单元低通信量）。

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Switching FunctionsInterface FunctionsControl FunctionsSignal ProceingSystem FunctionsMGW Functional UnitsSTM-1/OC3NIS1ATMIWS1Iu/ATM CoreIP CorePSTNASTM-1/OC3IWFTDME1/T1/JT1IMA/ATM-EthernetIPFE/GE/GOMXUNIP1IuPSTNAIWFVANUSFUCMNIWUE1/T1/J1TDMA2SUCACUSPMUMXUMXUTCUEHUTBUESA24LANNEMUESA24OMUFDUISUControl interface towards MSSWDUWDU4©2004 Nokia.Presentation_Name.PPT / yyyy-mm-dd/ InitialsCompany Confidential

Figure: Functional units in Multimedia Gateway

2.1 计算机单元

IPA2800的分布式处理结构由基于商用微处理器的多处理器系统实现。在多处理器系统中，数据处理功能由各种计算机单元实现。基于不同的应用，计算机单元有各种冗余策略（无冗余，2n,2n+1或sn+）。专用单元（通用或特殊应用）包含专用硬件和软件。通过多计算机单元协同工作可以增强处理能力，升级计算机单元也可以获得更高的性能。

呼叫处理能力基于单元的数量。MGW的处理能力可以通过大量增加计算机控制单元和信令处理单元而加强。为保证高性能和吞吐量，系统单元的内部连接基于ATM虚连接。

CACU

1． 控制和管理计算机单元(CACU)实现ATM交换平台的控制功能，如连接控制，资源管理，地址分析和路由。2． 2N备份

3． 单板名称：CCP10 浙江移动网管中心

CM 1． 中央存储单元(CM)用作中央数据存储和文件的分发点。数字分析也位于CM。

2． 2N 备份

3． 单板名称：CCP10 ISU 1． 接口信令单元(ISU)实现核心网信令控制和BSS信令控制。实现SS7的消息传输层(MTP)和 信令连接控制层(SCCP)；控制移动和基站信令RANAP；它也实现SIGTRAN功能（SCTP，M3UA）和MEGACO/H.248协议。执行与之相连的信令的所有消息处理。2． N+1 备份

3． 单板名称： CCP10 SPMU 1． 信令处理管理单元（SPMU）负责DSP和CDSP资源的分配。若同一SPMU负责控制IW16P1单板，则需监控IW16P1单元，负责IW16P1单元的软件装载，IW16P1资源及连接的分配和管理。SPMU根据ISU信令单元的请求，实现与呼叫连接相关的功能。2． 2N 备份

3．单板名称： CCP10 OMU 1． 操作维护单元（OMU），实现基本的操作维护功能，并和NEMU一起作为MGW和网管系统的接口。OMU和NEMU一起也可以用于本地操作维护。OMU接收并处理MGW的告警，出现故障后，OMU自动激活恢复和诊断程序。2． 2N 备份

3． 单板名称：CCP10 WDU 浙江移动网管中心

2.2 网管单元 NEMU 1． 网元管理单元（NEMU）为一些实时性要求不高的应用提供一个开放和标准的计算机平台。它实现与外部Q&M接口相关的功能，如故障管理数据的后处理，性能数据的后处理及软件包的升级支持。这些功能包括到DCN的通用接口连接，特殊的应用功能如故障处理和性能管理数据，实现MGW用户接口和对配置管理的支持。这样，NEMU提供了一种连接MGW简单灵活的方式。

NEMU与NT PC一起实现。它包含自己的硬盘设备，键盘接口和显示器，一个串口，一个USB接口和一个以太网接口（100 Mbit Ethernet）。以太网用于NEMU和MGW的通信。NEMU的软件基于Windows NT操作系统。NEMU的基本服务有：

 MMI Window feature — MMI Telnet 通过NEMU集成到图形用户接口  从网元到Nokia NetAct的告警传输  Nokia NetAct的统计接口

2． 无备份

3． 单板名称：MCPC2-A WDU 2.3 转码单元 TCU 1． 转码单元（TCU），每块CDSP板有一个到MXU和HMS（硬件管理系统）的接口。CDSP包含大量数字信号处理器，其作用是用户平面上关于话务的处理。转码是一种语音编解码功能，实现语音信号在UTRAN和GSM A接口间的编码格式转换。CDSP也实现了GSM A接口和UTRAN的数据格式的转换。此外还实现RTP/RTCP，回声抑制和一致性校验，MRF，录音通知和DTMF功能。

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2． SN备份(所有单元负荷分担)3． 单板名称：CDSP-C 2.4 外部硬件告警单元

EHU 1．外部硬件告警单元（EHU）包含外部告警输入和控制输出（控制告警面板，机架告警灯和其他外部设备）。2． 无备份

3．单板名称：EHAT 2.5 交换单元

IPA2800 MGW的交换和多路复用功能基于ATM技术。

SFU 1．ATM交换单元提供了ATM交换功能。支持点对点和点对多点的连接，并区分各种不同的ATM服务类型。高性能的网络接口单元和ATM多路复用单元与SFU相连。3． 2N备份 4． 单板名称：SF10 MXU 1．ATM多路复用单元实现低比特流的网络接口单元和计算机单元与交换网络的连接，从而有效地利用交换资源。也包含部分ATM层处理功能，如，如监控，统计O&M，缓冲管理和工作预定。中央控制计算机单元，低比特流网络接口单元和信令处理单元通过MXU单元与ATM交换网络相连。2． 2N备份

3．单板名称：MX622 浙江移动网管中心

A2SU

目前尚未使用

1． AAL Type 2 交换单元实现迷你包交换。AAL type 2包用于lu接口的传输路由，其目的是为了减少传输带宽和用户平面的信令传输延迟。2． SN+1备份 3． 单板名称：AL2S TBU 1．时钟和硬件管理总线单元实现网元同步，时钟信号的分布和硬件管理系统中的消息传输功能。

3． 2N备份（每个SUBRACK 一块TBUF一块TSS3）4． 单板名称：TBUF

无外部时钟信号输入功能

TSS3 有外部时钟信号输入功能 各个SUBRACK的TBUF和TSS3交叉串联。

2.6 网络接口单元

Figure: IP backbone with Gigabit Ethernet NIS0

目前尚未使用

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1．提供SDH STM-0（光口）接口，用于MGW和RNC互连。4个物理SDH STM-0（光口）接口，每个带宽51.84Mbit/s。2．无备份

3．单板名称：NI4S0

NIS1

目前尚未使用

1．提供SDH STM-1（光口）接口，用于MGW和RNC互连。4个物理SDH STM-1（光口）接口，每个带宽155.52Mbit/s。2．无备份

3．单板名称：NI4S1-B NIP1 目前尚未使用

1．提供E1/T1/JT1接口，用于MGW和RNC互连。1个NIP1提供16个E1/T1/JT1接口。2．无备份

3．单板名称：NI16P1A

NIWU 1．提供16个TDM PDH E1/T1/JT1接口。MGW和其它MSC或PSTN之间的话务信道通过2Mbit/s E1,1.5 Mbit/s,1.5Mbit/s T1或JT1中继线以TDM格式互连。IW16P1板负责TDM和MGW内部ATM的转换。TDM线路也用于到 2G BSC 的A接口。2．无备份

4． 单板名称：IW16P1 IWS1 目前尚未使用

1． 提供SDH STM-1（光口）接口，用于MGW和其他MSC或PSTN话务信道的互连。2． 无备份 3． 单板名称：

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IPGEP

1．千兆以太网口单元（IP NIU：IP Network interface unit）的一种，用于MGW之间的互连。两个交换机的IPFGE可以通过外接SWITCH互连，也可以直连。2．2N备份

3．单板名称：IPFGE

2.7 其他单元 VANU

1．录音通知单元，实现录音通知功能。2．无备份

3．单板名称：CCP10

ESA24（非功能单元）

1．以太网交换机，汇接ISU及OMU单元的网络接口，与其他网元（如MSS SERVER）连接。2．无备份

3．单板名称：ESA24

PD20（非功能单元）

1．电源板。2．无备份

3．单板名称：PD20 每个机架一块

WDU(Hard Disk Drive Unit)FDU(Floppy Disk Unit)结论

MGW硬件结构和MSC相比有了较大变化，给日常维护工作带来了新的挑战，其硬件性能也有待进一步观察，需要在实践中摸索和熟悉。

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附录：

Operation and Maintenance Unit(OMU)

实现基本的系统维护功能，并和NEMU一起作为MGW和网管系统的接口。Control and Administrative Computer Unit(CACU)

实现ATM交换平台的控制功能，如连接控制，资源管理，地址分析和路由。Central Memory(CM)用作中央数据存储和文件的分发点。七号信令的部分层（如数字分析）也位于CM。Interface Signalling Unit(ISU)实现MGW信令相关的任务。ISU 实现SS7的消息传输层(MTP)和 信令连接控制层(SCCP)。它也实现SIGTRAN功能（SCTP，M3UA）和MEGACO/H.248协议。Voice Announcement Unit(VANU)

实现录音通知功能。

Signal Proceing Management Unit(SPMU)

负责TCU单元中DSP和RISC处理器资源的分配。Transcoder Unit(TCU)

实现用户平面上话务信道相关的任务，如RTP/RTCP，编码，回声抑制和一致性校验。同时实现MRF功能，录音通知和DTMF。AAL Type 2 Switching Unit(A2SU)

实现外部接口和信令单元之间AAL type 2 packets 的mini包交换。AAL type 2用于保证ATM网络的传输质量，减少传输延迟。ESA24

为以太网交换机，聚集ISU和OMU单元的网络接口，与其他网元连接。Timing and Hardware Management Bus Unit(TBU)

实现网元时钟和同步功能，并管理硬件管理系统的消息传输。External Hardware Alarm Unit(EHU)

将外部告警通过OMU送到告警处理系统。还驱动外部告警面板。WDU(Hard Disk Drive Unit)FDU(Floppy Disk Unit)

Network Interface Units-NIWU, NIP1 IPNIU(IPFE/GE/GO), NIS1, IWS1 各种网络接口单元处理MGW不同的物理接口。网络接口单元提供外部接口并实现物理层，IP层和ATM层功能，如监控，统计，OAM，缓存管理等。网络接口将ATM cells映射到SDH或PDH传输帧结构。一个NIU可以包含一个或多个物理接口。Switching Fabric Unit(SFU)

MGW的主交换单元。ATM Multiplexer(MXU)

提供到SFC的低速接口的连接。MXU 实现到ATM交换单元的多路复用和解多路复用功能，并实现ATM层管理和处理功能。

Compact NEMU(Network Element Management Unit)

提供Q&M应用服务的通用平台和各种管理应用工具。

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