LTE核心网介绍与常见故障分析.ppt

lte核心网介绍与常见故障分析 广东公司网络管理中心2014年2月 提纲 lte核心网介绍lte核心网全省网络现状lte核心网语音方案csfblte核心网维护省市分工lte核心网故障和投诉典型案例介绍 lte核心网介绍 拓扑 mme lte接入下的控制面网元 负责移动性管理功能s4sgsn 2g 3g接入下的控制面网元 相当于接入2g 3g的mme 进行移动性管理和会话管理s gw sae网络用户面接入服务网关 相当于传统gnsgsn的用户面功能p gw sae网络的边界网关 提供承载控制 计费 地址分配和非3gpp接入等功能 相当于传统的ggsn 除了2g 3g lte接入外 epc同时支持wlan wimax cdma等接入方式 hss sae网络用户数据管理网元 提供鉴权和签约等功能pcrf 策略控制服务器 根据用户特点和业务需求提供数据业务资源管控af 业务策略提供点enodeb 负责无线资源管理 集成了部分类似2g td基站和基站控制器的功能 sgsn 2g td lte hss bts bsc pcu nodeb rnc enodeb s1 u s6a gx gb iu s1 mme s11 sgi mme pcrf s9 internetpsservice servinggw pdngw s5 8 saegw s6d s10 boss cg s4 s3 af rx 终端 e utran epc eps lte核心网介绍 主要接口 s1 mme e utran和mme间控制平面协议参考点s1 u e utran和s gw间每个承载的用户平面隧道参考点s5 提供s gw和p gw之间用户平面隧道效应和隧道管理 只用于s gw和p gw属于同一个plmns6a 为鉴别确认用户接入eps系统 在mme和hss之间传输签约数据 gx 为pcrf和p gw中的pcef policyandchargingenforcementfunction 提供qos准则和计费标准的传输 s10 mme间的接口 为mme和mme之间信息的传输 s11 提供mme和s gw之间的相关控制和移动性管理sgi p gw和分组数据网络之间的接口 分组数据网可以是外部公共或私人数据网 也可以是内部分组数据网 例如为ims提供服务 rx节点位于af和pcrf之间 具体pcc部分描述 lte核心网介绍 主要流程 attach附着终端初始接入网络 此时接入的mme没有任何终端的上下文数据终端之前非法关机或者某些错误 此时终端有有效的临时用户标识 guti p tmsi 网络中的移动管理实体 mme sgsn 有终端的上下文 当前接入的mme需要去之前的移动管理实体获取上下文 并且删除之前的无效承载和hss的位置信息终端开机终端从无服务区回到有服务区开关飞行模式tau跟踪区更新终端从2 3g网络移动到4g网络终端进入一个新的ta 其id不在tailist中周期性跟踪区更新定时器超时rrc连接释放消息中原因值为 loadre balancingtaurequired 终端的核心网能力发生变化 比如5s从关闭4g功能到打开4g功能 lte核心网介绍 主要标识 guti在大多数终端和mme的交互信令中标识终端 由mme分配全球唯一临时标识 globallyuniq终端temporary终端identity 类似rai p tmsi 追踪区标识tai和tailisttai用于标识跟踪区域 表示用户位置信息 类似2g 3g位置区lai或路由区rai tailist由mme分配 终端在tailist中的ta间移动的时候 不需要发起tautac lb tac hb tac epc mnc mcc 3gppnetwork org例子 tac lbc2 tac hb28 tac epc mnc000 mcc460 3gppnetwork org paging寻呼的范围在talist lte核心网介绍 主要标识2 mme的域名标识mmec mmegi mme epc mnc mcc 3gppnetwork org其它网元标识构造时 其后缀遵循标准构造方式 node epc mnc mcc 3gppnetwork org node必须保留 其前可跟随gw hss等 gzmme1201bermmec90 mmegi0365 mme epc mnc000 mcc460 3gppnetwork orgzjimme201bermmec8e mmegi036f mme epc mnc000 mcc460 3gppnetwork orgjimmme501bermmece6 mmegi036d mme epc mnc000 mcc460 3gppnetwork orgfosmme701bermmec70 mmegi0364 mme epc mnc000 mcc460 3gppnetwork orgszhmme101bermmec62 mmegi0367 mme epc mnc000 mcc460 3gppnetwork orgapn oi格式apn的域名格式为 cmnet mnc mcc gprs 2 3g cmnet mnc000 mcc460 gprs apn epc mnc mcc 3gppnetwork org 4g cmnet apn epc mnc000 mcc460 3gppnetwork org lte核心网介绍 mme选择sgw dns enodeb s1 u gx s1 mme s11 sgi mme pcrf s9 servinggw pdngw s5 8 saegw s gw选择 用户建立pdn连接时 mme选择s gw根据tai信息通过dns进行选择tac lb tac hb tac epc mnc mcc 3gppnetwork org如果s gw和p gw合设 优先选择和p gw合设的s gw 查询目标 tac24a846000 dns db tac gztac lba8 tac hb25 tacinnaptr100100 s x 3gpp sgw x s5 gtp x s8 gtp x s11 topon sgw nansha gz gd nodetac lba8 tac hb25 tacinnaptr300999 a x 3gpp mme x s10 x gn mmec92 mmegi8365 mmetopon sgw nansha1301 gz gd nodeinsrv1001002123topon sgw s5s8 gzsaegw1301 gz gd node apntopon sgw nansha1201 gz gd nodeinsrv1001002123topon sgw s5s8 gzsaegw1201 gz gd node apntopon sgw s5s8 gzsaegw1301 gz gd node apnina221 177 92 145topon sgw s5s8 gzsaegw1201 gz gd node apnina221 177 227 161 lte核心网全省网络现状 目前用于试商用放号的epc核心网为广州中兴 深圳华为两套 每套1个mme 1个saegw 1个hss 集团已批复广东的epc一期工程中已经建设完成8套mme 12套saegw 分布于广东8大区域中心 目前已经全部割接入网 并把省内体验基站和高校迎新基站回割到各自片区epc核心网 lte核心网全省网络现状 lan内组网拓扑 广州中兴epc lte核心网语音方案csfb 当需要拨打电话或接收来电时 被触发回落到与lte网络重叠的2g 3g网络电路域当通话结束后重新接入lte并继续之前的ps业务 lte gsm 3g s1 u e uu abis iub s1 mme s11 sgs a iucs s3 gb iups s4 nc nb sgi csfbphone csfb终端发起联合附着 combinedattach ta mme处理联合附着请求 然后根据ta la映射表 找到对应的msc 通过sgs接口发起cs域的lau位置区更新 locationupdate la 终端在msc上处于csfb附着状态 lte核心网语音方案csfb 当需要拨打电话或接收来电时 lte gsm 3g s1 u e uu abis iub um uu s1 mme s11 sgs a iucs s3 gb iups s4 ratchange nc nb sgi b 呼入来话 被叫用户目前处于lte的csfb附着状态 通过sgs口寻呼 终端回落到2g 终端响应寻呼并建立2g的通道 mme通过lte网络寻呼并通知用户释放链路 离开lte网络进行csfb被叫 paging paging 终端reselectsanltecellaftercallcompletion timestayingingsm wcdmaisimplementationdependent终端完成呼叫后进行小区重选或者fr快速返回4g网络 enodeb基站要求终端释放链路资源 离开lte网络 直接通过rrcconnectionrelease消息下带的频点回到2g paging 2g典型cs域呼叫建立流程 csfb呼叫建立流程 cellchange readsi page page extendedservicereq终端st release pageresponse page page pageresponse msc 终端 gsm msc 终端 mme gsm page lte release 指示网络建立连接到终端 并发送释放指令 进行回落 csfb涉及更多的接口及信令流程 因此延长了呼叫建立时间 lte核心网语音方案csfb lte核心网省市分工 userplane controlplane 省级dns enodeb s1 u gx s1 mme s11 sgi mme pcrf s9 servinggw pdngw s5 8 saegw ptn路由配置 省公司网管中心 epc核心网元 mme saegw pcrf cg dns 软件功能 配置 性能方面工作epc核心网数通设备 交换机 防火墙 gom交换机 软件功能 配置 性能方面工作lte基站业务割接方案审核epc核心网业务割接方案审核市公司网管中心epc核心网元 mme saegw pcrf cg dns 硬件维护工作epc核心网数通设备 交换机 防火墙 gom交换机 硬件维护 配置 性能方面工作epc核心网元 mme涉及ta方面的配置 包括对应sgs接口功能并对接pool内csfb的msc全省ta la映射关系 以及每个lac对应的pool内的2个mscptn基站回程路由配置epc核心网元 saegw涉及ta方面的配置 ptn基站回程路由配置epc核心网元 dns配置 4g的tac解析记录lte基站业务割接方案定制核心网业务割接和调整申请 方案制定 需省公司审核 省公司 市公司 省公司 市公司 省公司 市公司 省公司 省公司 lte核心网常见投诉和典型案例介绍 1 典型案例 临时方案用户预换卡不能使用2 3g业务 故障现象 临时方案的用户 在更换usim卡但未开通4g业务的情况下 在4g网络的覆盖下 用4g手机终端可能无法正常使用2 3g业务 只能在4g手机上设置 2 3gonly 才能恢复正常使用 故障分析 临时方案的用户 在更换usim卡但未开通4g业务的情况下 当前boss系统只是将用户的imsi鉴权信息通过boss指令存储到中兴hss 并未建立imsi和msisdn的关联 即未放号为签约用户的任何2 3g的分组域 电路域和4g业务的签约信息 这种场景下hss给mme返回diameter error user unknown的错误码 mme收到hss的diameter error user unknown码后 给终端返回 8 epsservicesandnon epsservicesnotallowed 的nas原因值 终端收到 epsservicesandnon epsservicesnotallowed 的nas值后 不再尝试重新选网 lte核心网常见投诉和典型案例介绍 故障解决 针对这种临时方案的用户 如果只更换usim卡不签约4g业务 根据测试 mme给终端返回 7 epsservicesnotallowed 的nas值能够使终端较快地重选到2 3g网络 根据协议中定义的映射规则 hss需要给mme返回diameter error unknown eps subscription 5420 witherrordiagnosticofno gprs data subscribed的错误原因值 对应到中兴hss上 需要boss在用户进行更换usim卡时 不管用户签不签约4g业务时 都要向中兴hss发送放号的boss指令 如果用户不签约4g业务 则通过设置4g apn模板为0来关闭用户的4g功能 启示 网络侧把问题归类后 通过nas值反馈给终端 终端针对不同的nas值会有不同的响应行为 在定位此类问题的时候 需要抓取信令 观察s1 mme接口上附着失败或者tau失败的原因值 lte核心网常见投诉和典型案例介绍 2 典型案例 国际漫游用户漫入到广州mme下无法使用 故障现象 韩国 香港等国际漫游用户在广州中兴mme下无法附着使用4g业务 而国内用户在同一地点正常使用4g业务 故障分析 进行信令跟踪 发现国际漫游用户附着时 mme回了pdnconnectivityreject 原因值为网络失败 lte核心网常见投诉和典型案例介绍 故障分析 mme失败观察报tac的dns解析失败 lte核心网常见投诉和典型案例介绍 showdnscache apnname tac lbea tac hb24 tac epc mnc000 mcc460 3gppnetwork org module 20 信息查询结果有效项数 操作成功2 记录数1信息dns服务器地址次序优选标志服务正则表达式替换 221 177 78 246100999ax 3gpp sgw x s5 gtptopoff sgw s5 sgw30 node epc mnc000 mcc460 3gppnetwork org221 177 78 246300999ax 3gpp mme x s10 x gnmmec9d mmegi0360 mme epc mnc000 mcc460 3gppnetwork org 记录数2命令执行成功 耗时0 094秒 故障分析 mme上检查对tac的域名解析缓存 发现只有x s5 gtp服务 而国际漫游用户需要使用x s8 gtp服务 lte核心网常见投诉和典型案例介绍 故障解决 在dns上修改tac域名解析数据 增加对x s8 gtp的解析结果 增加完毕后 再次检查mme上收到的dns返回结果 发现支持x x8 gtp 再次测试 国际漫游用户使用4g业务正常 lte核心网常见投诉和典型案例介绍 3 典型案例 过渡方案4g用户终端有4g信号但附着失败 驻留2 3g 故障现象 过渡方案4g用户终端有4g信号 但是附着失败 只能驻留在2 3g网络 更换位置后重新有4g标志 尝试附着仍然失败 故障分析 进行信令跟踪 发现用户在2 3g下无附着4g的请求上来 要求4g用户更换位置 能触发附着请求 查看信令发现拒绝原因值是 15nosuitablecellsintrackingarea 同时在中兴mme上抓包发现hss返回的鉴权有错误 错误码是diameter authorization rejected 检查hlr该用户签约数据 发现有2 3g签约 但4g被关闭 obepc 1 因此爱立信hss返回diameter authorization rejected 根据集团规范 mme会回复 15 nosuitablecellsintrackingarea 导致终端不断重复4g附着 最后因失败该ta被终端记录下来作为不被允许的ta 不再尝试附着 但是更换了位置后 不同的ta下可以重新附着4g网络 但是因为hlr中停止了4g功能 附着4g网络仍然失败 故障解决 查看集团nas值规范 针对4g被停机的情况 建议爱立信hss返回unknown eps subscription 这样mme回复 7epsnotallowed 只影响4g业务 不影响2 3g lte核心网常见投诉和典型案例介绍 故障现象 在测试4g用户从中兴mme覆盖下切换到爱立信mme覆盖范围 发现4g用户切换失败 出现4g业务中断的情况 故障分析 经过在mme侧抓包分析 从爱立信mme覆盖范围移动到中兴mme覆盖范围内 会由原mme发起forwardrelocationrequest 并nas层加密算法选定eea2 0010 usednascipher 128 eea2 0 x02 但是在其后对中兴mme发起的tau中 中兴mme发起了到hss的鉴权请求 并选定000 typeofcipheringalgorithm epsencryptionalgorithm128 eea0 cipheringnotused 0 x00 eea0作为加密算法 并向基站发起uecontextmodificationreqeust 要求基站修改nas层加密算法 但是被基站拒绝 究其原因 是因为爱立信基站不支持tau过程中的ue上下文修改 故障解决 通过爱立信mme的加密算法优先级 选定eea0作为最高优先级 使得切换过程无需修改ue上下文 规避此问题 但是最终需要爱立信基站增强该部分功能 4 典型案例 爱立信mme到中兴mme切换出现4g业务断流 lte核心网常见投诉和典型案例介绍 5 典型案例 韶关csfb呼叫失败原因 故障现象 韶关5s用户可以上4g进行数据业务 但是进行csfb呼叫失败 故障分析 经过mme以及msc的联合调测发现 该用户在联合附着中 ps域附着成功 但cs域附着失败 初步怀疑是ta la映射表的msc指向错误 核查该mscpool中开了sgs口的msc正确 最后在sgs口抓取信令 发现原因是mme通过sgs口发向msc的locationupdate的过程中 msc拒绝了 因为msc上配置的mmeid是mmec92 mmegi8365 mme epc mnc000 mcc460 3gppnetwork org 但msc上配置的mmeid是mmec92 mmegi0365 mme epc mnc000 mcc460 3gppnetwork org 因此msc拒绝了cs域的附着请求 故障解决 究其原因 是因为爱立信设备的一个限制 按照集团mmegi的规划 该台mme的mmegi应该是0365 但是实际由于爱立信设备的问题只能配置mmegi为8365 因此造成这个差别 在msc上按照mmeid是mmec92 mmegi8365 mme epc mnc000 mcc460 3gppnetwork org后 用户拨测csfb呼叫正常 短信发送接收正常 问题解决 lte核心网常见投诉和典型案例介绍 故障现象 阳江用iphone5s在关闭4g功能的情况下附着在3g网络 正常发起业务 但是打开4g开关 出现20多秒无服务 最后附着在3g 只能通过重启终端附着上4g 故障分析 5s关闭4g网络 pdp激活到ggsn 5s关闭4g网络后 终端不上报4g能力 sgsn的ue能力识别为非4g终端 引导选用到ggsn 当5s开启4g网络 会发起combinedtau到mme 此时返回taureject 原因值为cc 17 networkfailure 原因是mme上有pgw选择的校验 发现sgsn回复的sgscontextresponse消息中携带了ggsn的地址 包含在privateextension部分 终端收到 17的网络故障原因值后 会重复以上tau过程5次 都被拒绝 所以就出现了十几秒后重选回3g网络的现象 只有重启手机 才能正常返回4g 究其原因 苹果5s的关闭4g功能 不上报终端4g能力 导致网络侧没有正常引导业务到pgw上 导致互操作失败 故障解决 通过关闭sgsn的privateextension消息体的回复 规避mme的pgw校验 使得tau流程能在mme继续进行 最后因为创建承载失败而tau拒绝 此时返回的nas原因值不再是 17 因此苹果5s可以重新发起一次附着 从而返回4g网络 6 典型案例 阳江公司5s用户开启 7 典型案例 排除用户原因的附着成功率低 lte核心网常见投诉和典型案例介绍 故障现象 某天全省的排除用户原因的附着成功率从90 以上 下降到60 左右 故障分