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    一種可用于智慧社區(qū)快速部署4G網絡的方案

    2016-05-30 14:11:32董曉丹鄭雪芳蔡友宏
    科技風 2016年20期
    關鍵詞:智慧社區(qū)

    董曉丹 鄭雪芳 蔡友宏

    摘 要:智慧社區(qū)的構建,需要有底層網絡的保障。4G網絡具有更高速率、可移動性、更好的覆蓋、頻譜靈活性等優(yōu)點,作為智慧社區(qū)的最佳選擇。本文提出的LTE網絡部署方案,充分利用了運營商xPON等接入設備、LTE承載網PTN等設備、LTE核心網設備,只需要增加AP、安全網關等設備可快速部署4G網絡。此種方案具有的低成本、易部署、自配置、自優(yōu)化、可控制、與宏網絡緊耦合等特點,適合智慧社區(qū)的快速部署。

    關鍵詞:智慧社區(qū);底層網絡;LTE;AP;安全網關

    中圖分類號:TN929.5 文獻標識碼:A

    城市社區(qū)作為大多數居民生活的基本依托,日益成為基層社會事務管理和服務的中心,服務于居民群眾等方面具有舉足輕重的作用。智慧社區(qū)的建設可提升每個社區(qū)居民的生活質量、提供社區(qū)管理者科學決策的數據支撐、優(yōu)化社區(qū)周邊商家的經營。

    通信網絡是智慧社區(qū)的重要的基礎設施,結合三大運營商4G網絡的部署,充分利用運營商原有通信設備,滿足智慧社區(qū)信息發(fā)布、數據采集、視頻共享等的需求,需要一種具有全覆蓋、高速率、低成本等特點的快速部署方案。

    一種快速的LTE部署方案,需要增加接入的無線設備AP(小基站)、接入的安全網關SFGW和接入網關AGW,配合運營商已經部署好的xPON網絡、LTE承載網的PTN設備、LTE核心網設備來構建。

    一、網絡構成

    與普通的LTE組網相比,本部署方案增加了兩個主要設備,安全網關SFGW和接入網關AGW,而AP即所謂的小基站,作用類似于普通的eNB,如圖1所示。

    (一)外網部分

    AP通過運營商的寬帶網絡的ONU設備接入,經OLT和城域網到達BAS服務器,其中AP需要分配公網的IP地址,此IP地址與BAS服務器的接口IP地址在同一網段。

    BAS服務器與內部網絡相連接的時候,為加強網絡的安全性能,可以添加防火墻FW設備,設置防火墻兩段IP地址為不同網段的IP地址。設置SFGW與防火墻FW相連的接口地址,設置SFGW對AP暴露的公網地址,此地址也是作為AP的網關地址,由于這個IP地址不是真實存在的,需要防火墻FW配置NAT,安全網關對AP暴露的公網IP轉換為安全網關公網局向的接口IP地址。

    (二)內網部分

    內網部分包含了SFGW、AGW、層三PTN、LTE核心網、層三交換機組成,其中SFGW、AGW和層三PTN通過層三交換機相連,層三PTN連接至LTE核心網。

    安全網關SFGW的主要功能是為外網的AP設備提供內網的IP地址,確保了內部和外部網絡的隔離,加強了網絡的安全性能。將安全網關SFGW需為AP配置內網IP地址池,地址池的數量可以隨著AP數量的增加而增加。

    接入網關AGW的主要功能:

    1)相對于AP來說,AGW就相當于普通LTE組網的MME/SGW設備;

    2)相對于MME/SGW來說,AGW就相當于普通的eNB。這樣做的好處是AGW可以管理多個AP設備,而對于MME/SGW來說一個AG設備相當于普通的一個eNB。

    AGW需要配置兩個偶聯(lián)地址和兩個用戶面地址,分別為AP局向的偶聯(lián)地址和CN局向的偶聯(lián)地址,對應設置AP局向的用戶面地址為和CN局向的用戶面地址。

    二、數據流程

    (一)AP至MME/SGW

    AP將數據信息通過ONU、OLT、城域網、BAS服務器發(fā)送至防火墻FW,防火墻FW查看IP包中的目的IP地址,通過NAT轉換將其轉換成安全網關公網局向的IP地址,接著為其分配內網IP地址,并與源地址有一對一的映射關系,同時安全網關將此數據包的目的IP地址設置為AGW的AP局向偶聯(lián)地址(如是控制信息)或AGW的AP局向用戶面地址(如是業(yè)務信息)。安全網關發(fā)送的信息經層三交換機至接入網關AGW設備,接入網關AGW設備匯接多個AP設備發(fā)送過來的數據包后,將所有數據包發(fā)送至核心網MME/SGW設備,完成單向的數據或控制信息的傳送。

    (二)MME/SGW至AP

    MME/SGW下發(fā)數據信息至接入網關AGW,AGW根據信息可識別出此數據包的目的AP,并將數據包轉發(fā)至安全網關SFGW,SFGW通過AP內網地址和AP公網地址的一對一的映射關系,可告知防火墻FW將目的地址轉換成公網的IP地址,最后通過BAS服務器、OLT、ONU發(fā)送至AP設備。

    三、總結

    此種借助于原有網絡部署的4G方案,符合我國建設智慧社區(qū)提出的節(jié)約型建設需求,也在一定程度上解決了無線流量室內室外不均衡的情況。結合其快速部署的特點,在加快智慧社區(qū)的基礎設施建設和改造,最終為實現智慧社區(qū)的通信保障。

    參考文獻:

    [1] 李富強.無線接入網小區(qū)中斷補償方法[D].北京郵電大學,2012.

    [2] 劉曉峰.LTE組網技術及測試簡析[J].現代電信科技,2015(11).

    [3] 孫鵬,劉險峰.移動無線接入網的LTE組網思考[J].電子制作,2015(11).

    基金項目:

    江蘇省高校品牌專業(yè)建設工程資助項目(PPZY2015B190),無錫市科協(xié)軟科學研究資助課題(KX16-A-03),院品牌專業(yè)建設。

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