新一代通讯网络图像小册子(2017)

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    移动核心网软件 (EPC)

  • 应科院开发的 EPC 遵循 3GPP 标准的演进分组核心软件。 EPC是LTE 网络中的核心网络组件。该创新的LTE核心网架构在部署和扩展中具高度灵活性,能部署在很多不同的应用场景,包括未来向网络虚拟化演进的 LTE 网络。

    主要功能及优

    移动管理单元(MME

    • 终端(UE )移动性和会话管理、NAS 安全、认证、跟踪区域列表管理、移动切换(S1、X2)、寻呼等
    • 嵌入 HSS/PCRF(若打开计费功能,则无此功能)
    • 冗余备份:N+1

    数据包网关(SGW PGW)

    • 移动性锚点、用户数据包过滤、数据包转发、专用数据承载通道、带宽控制(AMBR、MBR)、计费(用量记录)、能支援 IPv4、IPv6、IPv4/v6 等
    • 配置选项:通过配置,可以将 SGW 和 PGW 合并(用于小型网络)或分开部署
    • 冗余备份:1+1

    系统管理

    • CLI/Telnet 管理主控台
    • HTTP Web 介面
    • 硬体系统管理、刀片、机架、冗余备份管理等
    • LTE EPC 软件业务管理、网络配置等

    控制平面处理器

    • 基于 Intel x86
    • 操作系统:Redhat Linux 或 运营商级 Windriver Linux

    数据平面处理器

    • 基于 Cavium 58xx/68xx
    • 操作系统:Cavium Simple Executable + Cavium Linux/Carrier Grade Windriver Linux

    物联网设备管理和应用平台

  • 该计划项目专注于研究开发物联网(IoT)管理平台和解决方案的架构及应用。对于只发生,或在原型阶段缺乏的质量,如缺乏可靠性,扩展性及安全性,MAP能提供有效的解决方案

    每一个路灯都是一个独立单元,有自己的太阳能电池板和蓄电池(没有任何连线),无法远程监控。采用WSN技术后,所有的太阳能路灯就能组成一个局域传感器网络,再加上一个IoT网关设备和无线宽带接入网如LTE,太阳能路灯就能被IoT管理平台远程管理并控制.IoT管理平台带来的直接好处是能监视路灯组件(如太阳能电池板,蓄电池,电流等)状态,并可以远程控制路灯(如开/关,调光等)。

    另外,IoT解决方案还能带来多方面的好处,如节能,环保,降低维护费用等。事实上,这个项目结束后,只要找到感兴趣的行业合作伙伴,类似性质的应用视频监控,河道管理,水质监控等)可以很快开发出来。

    项目成果包括:

    1) 一个商业级的IoT管理平台,能灵活并可靠地管理不同类型的IoT设备;

    2)基于IoT管理平台之上的太阳能/风能设备管理应用(太阳能路灯管理,绿色能源设备组件管理)。

    FastGate网络通信协议栈

  • 高性能数据包处理软件和SDN转发平面解决方案

    行业挑战

    随著 WiFi、3G 和 LTE 的发展,无线数据流量也需求激增。这对无线接入网络基础设备(如 WiFi 接入控制器、LTE EPC)的 性能提出了严峻的要求,因为设备在对数据包进行复杂的协议处理(L2/L3 隧道、包分类、IPsec、QoS 控制等)的同时,还必须不断提高吞吐能力。

    网络设备供应商面临的主要挑战包括更高的数据吞吐率以及扩容能力。然而,目前市场上很难找到这样一个高性价比的网络通信协议栈软件平台,既具备高性能和可扩展性,又满足定制不同网络基础设备的需求。

    FastGate简介

    FastGate 是精心设计的网络流程框架,包含可用于构建高性能网络设备的软件模块。FastGate 的独特性包括∶

    基于多核的可扩展性
    FastGate 框架支持无锁的并行包处理,在多核处理器上可实现线性扩展能力。多核通信(MCC)可实现核间的可靠通信和无锁同步。

    可二次开发
    FastGate 框架包含标准的二 / 三层包处理模块,可轻松地以分离方式支持定制包处理模块。FastGate 能够大大的降低研发成本,缩短产品发布周期。

    性能优越
    FastGate可以极低的延迟实现线速包处理(”介面的物理限制”)并能线性扩展,充分使用硬件的介面和包处理能力。FastGate至少可达10倍于Linux内核协议栈的性能,且更可靠更具可扩展性。

    技术创新
    FastGate 核心实现包含诸多创新的设计和技术,以此为基础,达到了高性能、可扩展性和可配置性的最佳平衡。

    硬件平台无关
    FastGate 不仅可支持各种网络硬件平台,供应商定制功能如 Cavium POW 常被使用,但 FastGate 使其更简单。 FastGate还可与Linux 兼容。

    FastGate应用案例

    FastGate 已经被大量网络设备用作数据平面,将来会得到更广泛的应用。

    无线基础设备
    LTE EPC、WiMAX ASN-GW 以及 WiFi 接入控制器,这类接入 / 核心网关设备都要对用户数据包进行复杂的处理(如连接 QoS、移动、隧道)。应科院 的 LTE EPC、WiMAX ASN-GW 和 WiFi+4G 融合网关全部是基于 FastGate 架构开发出来的。

    安全设备
    运营级安全网关 / 防火墙,可支持超过 50万用户。应科院的 IPsec 安全网关就是一个实例。

    交换路由设备
    FastGate 的二层 / 三层快速路径协议可支持诸如 VLAN、干线、桥接和路由等功能的线速包转发。

    软件定义网络(SDN)/ 网络虚拟化
    网络虚拟化(如 SDN/OpenFlow)已经成为数据中心网络架构的趋势,FastGate软件架构非常适合应用在基于 SDN 的网络设备研发。

    FastGate架构

    • 快速路径(FastPath)- 专注于数据包处理转发, 以达到最高性能
    • 慢速路径(SlowPath)- 管理协议状态、运行管理
    • 核间通信(MCC)- 实现核间、快 / 慢路径间及Linux 内核间的无锁和可靠通信
    FastGate high level architecture
    应科院 FastGate 架构

    软硬件平台

    • 数据平面处理器
      • Cavium 58xx/68xx 系列
      • 操作系统∶Cavium Simple Executable + Cavium Linux/Carrier Grade Windriver Linux
    • 硬件平台
      • Radisys ATCA 7220, 7240(Cavium 58XX/68XX)

    授权

    应科院 FastGate 提供了两种授权方案∶
    • OEM 授权∶仅提供二进制 + 技术支持 / 版本升级
    • 源代码授权∶提供完整源代码包

    智能室内和室外地理信息系统

  • 物联网(IoT)是移动互联网之后互联网的下一个演变。虽然蓝牙低功耗BLE(或下一代通信技术,如Lora / NB-IoT)和GPS是构建物联网应用和系统的理想技术,但集成的室内和室外GIS系统对于实现物联网的潜力至关重要。这将对社会有重大影响,并带来下一波创新和经济活动。

    GIS系统的一个主要挑战是在大规模部署时的可扩展性。系统软件将需要应对由数百万设备和移动用户触发的巨大网络流量。Message Queue技术可用于解决云在大规模加载时可扩展性的问题。此外,它还可以用于增加IoT数据的网络带宽效率。

    为了使GIS系统在物联网环境中尽量发挥作用,以无缝的方式整合室内和室外信息至为重要。这些信息来自各种不同来源:如室外信息来自GPS或A-GPS,而室内信息通常来自BLE,Wi-Fi和磁测量。

    这系统使用GIS提供无缝室内和室外地图服务。将BLE安装在室内就可估计室内定位,然后投影到与室外定位中使用的相同地理空间。以这种方式,跨越室内和室外空间的跟踪就可以是无缝了。此外,这系统还具有其他第三方大数据分析平台(如Hadoop)的接口。

    这系统能够管理多站点地理位置、大量用户和物联网设备、以及实时接近和物联网传感器数据。系统中也齐备了相关安全和权限控制。

    最后,这系统将在「九龙东」部署试验,以展示已发展的技术。而可扩展的室内和室外GIS领域的技术也将转移到相关政府部门。