E2E LTE Network Demo System

fishecologistΚινητά – Ασύρματες Τεχνολογίες

12 Δεκ 2013 (πριν από 3 χρόνια και 6 μήνες)

78 εμφανίσεις

 
     
 
   
ASTRI LTE Evolved Packet Core
 
E2E LTE Network Demo System 
Version 0.2 
 
(26‐February‐2013 HKT)
 
 
ASTRI Proprietary  2 
 
Executive Summary 
 
This  document  describes  ASTRI’s  LTE  FDD/TDD  end‐to‐end  Network  Demo  system  setup  in  the 
lab  environment.  ASTRI  has  developed  LTE  Evolved  Packet  Core  (EPC)  product.  This  system 
demonstrates  and  verifies  ASTRI’s  EPC  features  and  interoperability  with  commercial  LTE  base 
stations and LTE user equipments (UEs). 
 
Document Control 
 
Draft/ 
Version 
Date  Author(s)  Reviewer(s)  Change/Comments  Status 
Version 0.1  27‐February‐
2012 
James S. FAN
Hua SHEN 
Creation Draft
Version 0.2  28‐February‐
2012 
  Ou Jia Dong,      
Mui Ka Ho Alex, 
Jesse Y. AI 
Revised
 
 
Document References 
Document Title  Version  Date   Remark 
LTE EPC CP Configuration Guide  0.5 2013‐02‐05   
 
 
ASTRI Proprietary  3 
 
 
Table of Contents 
Table of Contents ............................................................................................................................ 3 
1  Introduction ............................................................................................................................. 4 
2  ASTRI’s End‐to‐End LTE Network Demo System ..................................................................... 4 
2.1  ASTRI’s EPC .................................................................................................................... 5 
2.2  LTE FDD Pico Base Station (eNB) ................................................................................... 8 
2.3  LTE TDD (TD‐LTE) Small Cell (Enterprise eNB) ............................................................... 8 
2.4  LTE FDD UE .................................................................................................................... 9 
2.5  LTE TDD (TD‐LTE) UE ...................................................................................................... 9 
2.6  Embedded HSS .............................................................................................................. 9 
2.7  Packet Processing Router (FastGate) ............................................................................ 9 
3  Application Demo Scenarios .................................................................................................... 9 
3.1  LTE HD Video Streaming (FDD, TDD) ........................................................................... 10 
3.2  LTE HD Video Surveillance (FDD) ................................................................................. 10 
3.3  Skype between LTE FDD UE and TD‐LTE UE ................................................................ 11 
3.4  Internet Access ............................................................................................................ 12 
3.5  FTP File Downloading .................................................................................................. 12 
 
 
 
ASTRI Proprietary  4 
 
 
1 Introduction  
ASTRI  has  developed  LTE  Evolved  Packet  Core  (EPC)  product.  We  have  set  up  an  LTE  FDD/TDD 
end‐to‐end network demo system in the lab for interoperability testing of ASTRI EPC with other 
network equipments including LTE base stations, HSS, PCRF, etc. 
− An end‐to‐end LTE network environment for interoperability testing 
− LTE FDD network and EPC interworking 
− TD‐LTE network and EPC interworking 
− LTE FDD and TD‐LTE network interworking 
− New features to support LTE Femto GW (SeGW, FGW, HeMS) networking (Planned) 
− New features to support WiFi/LTE networking – WiFi/LTE Convergence Gateway 
(Planned)  
2 ASTRI’s End‐to‐End LTE Network Demo System  
ASTRI’s end‐to‐end LTE network demo setup is depicted in Figure 2‐1.  
ASTRI End-to-End LTE Demo System
Base station Core Network InternetUser Equipment
Innofidei
Dongle
Huawei
Dongle
Samsung
Galaxy
Vendor-A
Small Cell (TDD)
Vendor-B
Small Cell (FDD)
ASTRI
Evolved Packet
Core (EPC)
HD Surveillance
Camera
Surveillance
Monitor
HDTV
TDD
HD Video
Server
FTP
Server
HSS
P-GW
MME
ASTRI
embedded
HSS
S-GW
Video /
VoIP
Huawei
Dongle
ASTRI
technology
inside
ASTRI
Product
HD Video
Streaming
HD Video
Streaming
Video /
VoIP
FDD
ASTRI
technology
inside
Fastgate
router
HDTV
HDTV
Data
RTM
Data
RTM
Control
Control
Data
RTM
Data
RTM
Switch
RTM
RTM
Switch
RTM
RTM
Internet
ASTRI
technology
inside
Figure 2‐1 ASTRI LTE E2E LTE EPC Demo Setup 
 
 
ASTRI Proprietary  5 
 
The demo system consists of three parts: 
(1) Core network 
(2) LTE FDD RAN 
(3) LTE TDD (TD‐LTE) RAN 
The network equipments used in each part are listed in Table 1. 
Table 1 List of equipment in the demo system 
 
Network Segment 
Equipment 
(1)  Core Network 
• ASTRI’s EPC 
(2)  LTE FDD Radio Access 
Network (RAN) 
• 3
rd
 Party’s commercial LTE FDD Small Cell 
• Commercial LTE FDD user equipments (UEs) 
(1) Huawei LTE FDD USB Dongle (E392)  
(2) Huawei LTE FDD USB Dongle (E398)  
(3) Samsung 4G/LTE FDD Smartphone (Galaxy S III LTE 
i9305) 
(3)  LTE FDD Radio Access 
Network (RAN) 
• 3
rd
 party’s TD‐LTE Small Cell 
• Innofidei LTE TDD USB Dongle  
  Others 
• ASTRI’s packet processing router (FastGate) for network 
connectivity 
• HSS: ASTRI’s EPC support embedded HSS for the demo 
• Application Servers: HD video server, and FTP server 
 
2.1 ASTRI’s EPC 
System Features 
 3GPP Release 9 Compliant   
 Support green‐field LTE (FDD/TDD independent) 
 MME/SGW/PGW in single chassis 
 CLI, SSH, HTTP management 
Hardware Platform: 
Option1:  Radisys ATCA 40G 13U/14‐slot chassis  
Option 2:  Radisys Micro‐TCA 10G 5U/6‐slot chassis  
 
 
ASTRI Proprietary  6 
 
 
ASTRI EPC consists of 3 modules: 
 MME module:    RadiSys ATCA‐4500 blade (Intel Processor, Xeon/ or above) 
 S‐GW module:     Radisys ATCA‐7220 or A7240 blade (Cavium Processor) 
 P‐GW module:     Radisys ATCA‐7220 or A7240 blade (Cavium Processor) 
S‐GW/P‐GW Module: 
 OS: Cavium Simple Executive + Windriver CGL 
 Main functions: mobility anchor, per‐user packet filtering, packet forwarding, dedicated 
bearers,  rate  enforcement  (AMBR,  MBR),  accounting  (usage  records),  IPv4,  IPv6, 
IPv4/v6… 
 Redundancy: 1 + 1 (max: 3 active + 3 standby in ATCA chassis) 
 S‐GW and P‐GW configuration:  
− Option 1: S‐GW module and P‐GW module on a single blade (total 1 blade) 
− Option 2: S‐GW module and P‐GW module on separate blades (total 2 blades) 
MME Module: 
 OS: WindRiver Carrier Grade Linux (CGL) 
 Main  functions:    UE  mobility  and  session  management,  NAS  security,  authentication, 
tracking area list mgmt, handover (S1, X2), paging… 
 Embedded HSS/PCRF (N/A if billing enabled)  
 Redundancy: N+1(max: 2 active + 1 standby in ATCA) 
 Blade capacity:  
– Online subscribers: 100K 
– >40 calls per second 
 
 
ASTRI Proprietary  7 
 
ASTRI’s EPC (ATCA, 13U)
Data
RTM
Data
RTM
Control
Control
Data
RTM
Data
RTM
eNB
S1‐MME
/SCTP
S1‐U
/GTP‐U
HSS
S6a/
DIAMETER
PCRF
Gx/
DIAMETER
(Optional)
Billing
Billing
(Requires 
Customization)
Switch
RTM
RTM
Switch
RTM
RTM
 
Figure 2‐2 ASTRI EPC (ATCA, 13U) 
ASTRI  EPC  is  using  ATCA  chassis  hardware,  and  can  be  configured  to  support  different  system 
capacities. Table 2 provides three EPC hardware configurations: 
Table 2 ASTRI EPC (ATCA, 13U) Configuration 
Capacity  
per‐blade  
<10Gbps 
50K subs  
10‐20Gbps 
50‐100K subs  
20+Gbps 
100K+ subs  
Configuration 
Radisys A7220,  
SGW+PGW: 1 blade  
Radisys A7220 
SGW: 1 blade  
PGW: 1 blade  
Radisys A7240 
SGW: 1 blade + 
PGW: 1 blade  
Performance  
10Gbps  
20Gbps  
40Gbps (single) 
80Gbps (separated) 
 
 
 
 
ASTRI Proprietary  8 
 
 
Figure 2‐3 ASTRI’s EPC Hardware mounted on the rack 
2.2 LTE FDD Pico Base Station (eNB) 
One  FDD  Pico  Base  Station  from  vendor‐B  is  deployed  in  the  demo  site.  The  base  station 
operates at LTE band 2.6GHz supporting 20MHz channel bandwidth and 1x1 SISO. 
2.3 LTE TDD (TD‐LTE) Small Cell (Enterprise eNB) 
One  TD‐LTE  enterprise  eNB  (small  cell)  from  vendor‐A  is  deployed  in  the  demo  site.  The  small 
cell operates at LTE band 2.3GHz supporting 20MHz channel bandwidth and 2x2 MIMO. 
ASTRI EPC 
 
 
ASTRI Proprietary  9 
 
2.4 LTE FDD UE 
• 1x Huawei E392 LTE USB Dongle with AT command interface 
• 1x Huawei E398 LTE USB Dongle with AT command interface 
• 1x Samsung Smartphone: Galaxy S3 LTE (i9305) 
2.5 LTE TDD (TD‐LTE) UE 
USB dongle with AT command interface from Innofidei. 
2.6 Embedded HSS 
An embedded HSS has been developed in EPC and performed the basic functions of commercial 
HSS server, such as authentication and data integrity, and user subscription data management. 
EPC  can  be  configured  either  using  its  embedded  HSS  or  external  commercial  HSS  server.  The 
current lab demo setup, it is configured to use its embedded HSS. 
2.7 Packet Processing Router (FastGate) 
An  ASTRI  FastGate  technology  based  router  enables  Internet  connectivity  for  the  EPC  core 
network.  FastGate  is  a  high  performance  packet  processing  solution  which  supports  industry 
standard  multicore  platforms  and  has  built‐in  Layer2/3  networking  features  (L2  switching,  L3 
routing, VLAN, Link aggregation, NAT, IPsec, QoS, etc.) 
An overall ASTRI’s EPC demo system in the lab is shown below. 
 
Figure 2‐4 ASTRI’s LTE EPC Lab 
3 Application Demo Scenarios 
Demo application scenarios include: 
1. LTE HD Video streaming 
2. LTE FDD HD Video surveillance 
3. Skype between LTE FDD UE and TD‐LTE UE 
4. Internet Access (e.g. YouTube video, and web browsing) 
 
 
ASTRI Proprietary  10 
 
5. FTP file downloading 
Each scenario is described in the following sub‐sections. 
3.1 LTE HD Video Streaming (FDD, TDD) 
 
Network Configuration: 
(1) HD video streaming from HD Video Server to Innofidei USB Dongle. 
(2) HD video streaming from HD Video Server Huawei USB Dongle. 
 
Scenario 1: HD Video Streaming (FDD, TDD)
Base station Core Network InternetUser Equipment
Innofidei
Dongle
Huawei
Dongle
Samsung 
Galaxy
Vendor‐A
Small Cell (TDD)
Vendor‐B 
Small Cell (FDD)
HD Surveillance 
Camera
Surveillance
Monitor
HDTV
TDD
HD Video
Server
FTP
Server
HSS
P-GW
MME
ASTRI 
embedded 
HSS
S-GW
Video / 
VoIP
Huawei
Dongle
ASTRI 
technology 
inside
ASTRI Product
HD Video 
Streaming
HD Video 
Streaming
Video / 
VoIP
FDD
ASTRI 
technology 
inside
Fastgate
Switch
HDTV
HDTV
Data
RTM
Data
RTM
Control
Control
Data
RTM
Data
RTM
Switch
RTM
RTM
Switch
RTM
RTM
Internet
ASTRI 
technology 
inside
ASTRI 
Evolved Packet 
Core (EPC)
 
Figure 3‐1 Application scenario 1: HD video streaming (FDD, TDD) 
Performance: (to be provided per request) 
3.2 LTE HD Video Surveillance (FDD) 
Network Configuration: 
Huawei USB Dongle E392 video surveillance: Video up streaming from the HD Video Surveillance 
Camera to the Huawei USB Dongle to the Video Surveillance Monitor via the EPC network. 
 
 
ASTRI Proprietary  11 
 
Scenario 2: HD Video Surveillance (FDD)
Base station Core Network InternetUser Equipment
Innofidei
Dongle
Huawei
Dongle
Samsung 
Galaxy
Vendor‐A
Small Cell (TDD)
Vendor‐B
Small Cell (FDD)
HD Surveillance 
Camera
Surveillance
Monitor
HDTV
TDD
HD Video
Server
FTP
Server
HSS
P-GW
MME
ASTRI 
embedded 
HSS
S-GW
Video / 
VoIP
Huawei
Dongle
ASTRI 
technology 
inside
ASTRI Product
HD Video 
Streaming
HD Video 
Streaming
Video / 
VoIP
FDD
ASTRI 
technology 
inside
Fastgate
Switch
HDTV
HDTV
Data
RTM
Data
RTM
Control
Control
Data
RTM
Data
RTM
Switch
RTM
RTM
Switch
RTM
RTM
Internet
ASTRI 
technology 
inside
ASTRI 
Evolved Packet 
Core (EPC)
 
Figure 3‐2 Application demo scenario 2: HD video surveillance (FDD)  
Performance: (to be provided per request) 
3.3  Skype between LTE FDD UE and TD‐LTE UE 
Network Configuration: 
(1) Skype between the Innofidei TD‐LTE USB dongle and Samsung LTE FDD Smartphone 
(Figure 3‐3). 
(2) Skype between the Innofidei TD‐LTE USB dongle and Huawei LTE FDD USB Dongle. 
 
Performance: (to be provided per request) 
 
 
 
ASTRI Proprietary  12 
 
Scenario 3: Skype (FDD and TDD Interworking)
Base station Core Network InternetUser Equipment
Innofidei
Dongle
Huawei
Dongle
Samsung 
Galaxy
Vendor‐A
Small Cell (TDD)
Vendor‐B 
Small Cell (FDD)
HD Surveillance 
Camera
Surveillance
Monitor
HDTV
HD Video
Server
FTP
Server
HSS
P-GW
MME
ASTRI 
embedded 
HSS
S-GW
ASTRI 
technology 
inside
ASTRI Product
HD Video 
Streaming
HD Video 
Streaming
FDD
ASTRI 
technology 
inside
Fastgate
Switch
HDTV
HDTV
Data
RTM
Data
RTM
Control
Control
Data
RTM
Data
RTM
Switch
RTM
RTM
Switch
RTM
RTM
Internet
ASTRI 
technology 
inside
Video / 
VoIP
Huawei
Dongle
Video / 
VoIP
TDD
ASTRI 
Evolved Packet 
Core (EPC)
 
Figure 3‐3 Application demo scenario 3: Skype between an LTE FDD UE and an TD‐LTE UE  
Performance: (to be provided per request) 
3.4 Internet Access 
Network Configuration: 
(1) Using Samsung LTE FDD Smartphone for internet access to watch www.youtube.com
 
and to perform web browsing. 
(2) Using Innofidei TD‐LTE USB dongle for internet access to watch www.youtube.com
 and 
to perform web browsing. 
 
Performance: (to be provided per request) 
3.5 FTP File Downloading 
 
Network Configuration: 
(1) Using Innofidei USB Dongle to perform multiple FTP files downloading.  
(2) Using Huawei USB Dongle to perform multiple FTP files downloading. 
Performance: (to be provided per request)