核心网技术课件.pptx
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1、2022/11/30,核心网技术交流,中兴通讯股份有限公司移动产品事业部3G产品部,2022/11/30,WCDMA核心网技术,第三代移动通信标准简介,WCDMA核心网结构及协议,GSM向WCDMA的演进,WCDMA网络安全,WCDMA与GSM/GPRS核心网比较,2022/11/30,1985年,提出FPLMTS概念,1996年更名为IMT20001992年,WRC-92为IMT2000在2GHz分配230MHz的带宽1997年,在世界范围内征求RTT技术候选方案1998年,已提交RTT技术候选方案的技术性能评估1999年,确定IMT-2000的关键技术和参数、完成IMT-2000无线接口技
2、术规范的建议1999年11月,成立ITU-R WP 8F工作组,研究IMT-2000及后续系统的技术、频谱和推广等,IMT-2000标准化发展历程,第三代移动通信标准简介,2022/11/30,IMT-2000的标准化分为核心网和无线接入网两部分;ITU最初的愿望:制定一个统一的无线接口标准,制定一个公共的网络标准。因种种原因,网络部分提出“家族概念”,基于现有的第二代两大网络,即GSM MAP和IS-41核心网。无线接口部分 形成多个无线技术标准,在不断融合和演进中。,第三代移动通信标准简介,IMT-2000标准化发展历程,2022/11/30,10个地面RTT方案,第三代移动通信标准简介,
3、2022/11/30,核心网(CN),无线接入网(RAN) 2G 3G,GSM,IS-41核心网(CDMA网络),GSM核心网,IS-95 CDMA,cdma2000-1x、3x,W-CDMA,无线接口后向兼容,核心网络后向兼容,新的无线接口,NNI,TD-CDMA/TD-SCDMA,第三代移动通信标准简介,2022/11/30,ITU、3GPP、3GPP2的关系,第三代移动通信标准简介,ITUIMT-2000,3GPP,3GPP2,ETSISMG,ARIB,TTC,TTA,ITU-RWP 8F,CWTS,T1P1,TIA,Europe,North America,Asia,ITU-T WP
4、3/11、SG2、SG13、SG16,2022/11/30,制定WCDMA标准的 3GPP,StandardOrganizationsi.e. ITU,RegionalMarkets,ThirdGenerationPartnershipProject,ARIBJapan,Standards,ETSIEurope,TTCJapan,ANSI T1USA,TTAKorea,Specs,CWTSChina,Work,第三代移动通信标准简介,2022/11/30,3GPP,3GPP2,ETSI,ARIB,TTC,TTA,CWTS,T1P1,TIA,ARIB,TTC,TTA,CWTS,第三代移动通信标准
5、简介,2022/11/30,WCDMA核心网技术,第三代移动通信标准简介,WCDMA核心网结构及协议,GSM向WCDMA的演进,WCDMA网络安全,WCDMA与GSM/GPRS核心网比较,2022/11/30,网络结构相关协议,WCDMA 网络总体结构定义在3GPP TS 23.002中(2001-06) R993GPP TS 23.002 V3.4.0 R4 3GPP TS 23.002 V4.3.0 R53GPP TS 23.002 V5.3.0,WCDMA核心网结构及协议,2022/11/30,R99的网络结构图,HLR,Gn,SGSN,GGSN,MSC/VLR,Gr,Gs,Node B
6、,Iub,Iub,GMSC,IuCS,IuPS,Internet,PSTN/ISDN,C,D,Gi,UE,RNC,Iur,IuCS,IuPS,CN,RNS,Iub,RNC,Node B,Node B,BTS,BSC,A,Gb,Abis,Gc,2022/11/30,基于ALL IP(R4)网络结构,RNC,BSC,MGW,IP over AnyingBackbone,GGSN,Iu-PS,Iu-CS,Mc,Nc,D,C,Mc,Nb,Gb,A,Gr,Node B,BTS,ExternalIP networks,Other PLMN,PSTN/ISDN,2G NET,2022/11/30,主要包括M
7、SC的呼叫控制和移动控制部分,负责处理信令.,是CN和UTRAN在Iu口上的接口实体;对一定义网络来说,是PSTN/PLMN的传输终点;实体负责处理用户数据.,R99,MSC的变化,R4/5.,2022/11/30,实体变化,连接3G CN与传统PSTN/PLMN的信令网关,用于转换与呼叫有关的信令,完成IP地址与PSTN/PLMN地址的映射转换,完成2G与3G的电路/分组交换网之间的漫游信令的转换。即执行在传输级转换信令的工作,不处理MAP或CAP,但必须处理SCCP.,WCDMA核心网结构及协议,2022/11/30,实体变化,Mh,SGSN,Location,information,Su
8、bscription,information,HSS (HLR / UMS),.,WCDMA核心网结构及协议,GGSN,R-SGW,CSCF,2022/11/30,UE,Node B,(LMU,Type B),HLR,Gateway,MLC,External,LCS client,Le,Lg,Lg,Lh,Gateway,MLC,Other PLMN,LMU,Type A,Uu,Iu,Iub,gsmSCF,Lc,CBC,Iu,BC,3G-,SGSN,3G-,MSC/VLR,RNC,Node B,(LMU,Type B),Iur,Iub,SRNC,(SMLC,functio-,nality),SM
9、LC,SMLC,Lp,UMTS PLMN 的LCS配置,2022/11/30,MSC,GMSC,HLR,C,D,VLR,B,gsmSCF,gsmSSF,gsmSSF,gsmSRF,CAMEL实体的配置,gprsSSF,SGSN,Gr,2022/11/30,CBS实体的配置,UE,IuBC,BSS,Abis,BSC,BTS,BTS,RNS,Iub,RNC,Node B,Node B,CN,Note 1,CBC,2022/11/30,基于ALL IP(R5)网络结构,RNC,BSC,MGW,IP over AnyingBackbone,GGSN,Iu-PS,Iu-CS,Mc,Nc,D,C,Mc,N
10、b,Gb,A,Gr,Node B,BTS,PSTN/ISDN,2G NET,Cx,IP Multimedia Networks,Iu-CS,Iu-PS,2022/11/30,IM 子系统实体配置,IM Subsystem,CSCF,MGCF,HSS,Cx,MGW,T-SGW,R-SGW,PSTN,Mc,Mh,Mg,Mm,MRF,Mr,CSCF,Mw,Ms,(IP Multimedia),WCDMA核心网结构及协议,2022/11/30,CSCF(Call State Control Function),SPD (Serving Profile Database),是全IP网络中的新概念,作用类
11、似与MSC。在全IP网络中完成呼叫接续与控制等,通过与HSS交互,得到配置信息.,AH(Address Handing),ICGW(Incoming call gateway),CCF (Call Control Function),WCDMA核心网结构及协议,2022/11/30,RNS,RNC,RNS,RNC,核心网络(CN),Node B,Node B,Node B,Node B,Iu,Iu,Iur,Iub,Iub,Iub,Iub,UE,Uu,Uu,UE,WCDMA系统组成,2022/11/30,Iu 接口结构,WCDMA核心网结构及协议,Core Network (CN),UTRAN,
12、Node B,Node B,Node B,Node B,RNC,Iu Interface,“Iu-BC”,“Iu-CS”,BC Domain,CS Domain,PS Domain,“Iu-PS”,RNC,2022/11/30,Physical Layer,Q.2150.1,Q.2630.1,Iu UP Protocol,Layer,Transport,Network,Layer,Control Plane,User Plane,Control Plane,Radio,Network,Layer,SSCOP,AAL5,SSCOP,SSCF-NNI,AAL2,MTP3b,MTP3b,SSCF-N
13、NI,AAL5,User Plane,User Plane,Iu_CS 接口协议栈,WCDMA核心网结构及协议,2022/11/30,WCDMA核心网结构及协议,CN,UTRAN,ATM接口,Iu接口底层承载,2022/11/30,ATM信元长度较小,保证实时业务的短时延。 ATM综合了电路交换(支持实时业务、数据透明传输、端到端)和分组交换(支持可变比特率、业务统计复用)的优点。,IP技术适合于实时性要求不高的业务,它无法克服自身延迟的缺点。,为什么引入ATM技术,而不是IP技术?,2022/11/30,应用协议,数据流,ALCAP(s),物理层,信令承载,传输,用户,网络,平面,控制平面,
14、用户平面,传输网络,控制平面,无线网络层,Iu接口协议模型,信令承载,数据承载,传输网络层,传输,用户,网络,平面,WCDMA核心网结构及协议,2022/11/30,“层面分离”的思想是什么?,层:无线网络层(RNL)和传输网络层(TNL) 面:控制面Control Plane和用户面User Plane,2022/11/30,高层,ATM 层 I.361,物理层,用户面,控制面,管理面,面 管 理,高层,层 管 理,ATM 适配层 I.362/363,WCDMA核心网结构及协议,ATM 网络协议参考模型,2022/11/30,Iu_CS 接口协议栈,Physical Layer,Q.2150
15、.1,Q.2630.1,Iu UP Protocol,Layer,Transport,Network,Layer,Control Plane,User Plane,Control Plane,Radio,Network,Layer,SSCOP,AAL5,SSCOP,SSCF-NNI,AAL2,MTP3b,MTP3b,SSCF-NNI,AAL5,User Plane,User Plane,AAL2用于承载CS域的用户平面数据流。,AAL5适用于非实时、VBR数据流。,2022/11/30,Iu-CS接口协议栈,Physical Layer,Q.2150.1,Q.2630.1,Iu UP Prot
16、ocol,Layer,Transport,Network,Layer,Control Plane,User Plane,Control Plane,Radio,Network,Layer,SSCOP,AAL5,SSCOP,SSCF-NNI,AAL2,MTP3b,MTP3b,SSCF-NNI,AAL5,User Plane,User Plane,2022/11/30,RAB:Radio Access Bearer,UE,CN,Access Stratum,Non-Access Stratum,Radio,(Uu),Iu,Iu UP,Radio,Iu UP,Transport,Layer,NAS
17、Data,Streams,NAS Data,Streams,Radio,protocols,User planeData BearersProtocols,User planeData BearersProtocols,protocols,承载能力的描述,WCDMA核心网结构及协议,2022/11/30,RANAP,从消息传递方式上,分面向连接和无连接型,在应答方式上,分有响应、无响应和多响应,负责Iu接口CN和RNC之间的信令交互,封装和承载高层协议,RANAP应用分析举例(1),WCDMA核心网结构及协议,2022/11/30,UTRAN,UTRAN,Core Network,Iu,Aft
18、er SRNS Relocation,UE,Core Network,Iur,UE,Before SRNS Relocation,Cells,Iu,RANAP应用分析举例(2),WCDMA核心网结构及协议,2022/11/30,RANAP应用分析举例(3),SRNS Relocation and Routeing Area Update,Before,After,WCDMA核心网结构及协议,2022/11/30,由UE发起的到PSTN的呼叫的建立,WCDMA核心网结构及协议,VLR,3G MSC,RNC,UE,2022/11/30,3G-MSC/VLR,RNC,Node B,UE,AAL- 2
19、,AMR,Iu UP,ATM,Time Slot,PCM,Iu-cs,ATM,AAL-2,UP FP,L1 RF,Physical Channels,L1 RF,Physical Channels,RLC,MAC,AMR,AAL- 2,Iu UP,ATM,AAL-2,RLC,MAC,UP FP,Uu,Iub,User data,3GUTRAN3GMSCPSTN 的话音信息流向,WCDMA核心网结构及协议,2022/11/30,WCDMA和GSM语音业务的区别,编码方式不一样 GSM语音编码方案为REPLTP(规则脉冲激励长期预测) 编码速率为13Kbps WCDMA语音编码方案为AMR(自适应
20、可变速率编码),可提 供8种编码速率(4.7512.2kbit/s)。,最重要的是3G可以根据网络资源的当前状况为用户分 配合适的带宽资源。,2022/11/30,SSCF-NNI,SSCOP,AAL5,IP,SCTP,SCCP,SSCF-NNI,MTP3-B,M3UA,RANAP,Iu UP Protocol,Layer,Transport,Network,Layer,Physical Layer,Control Plane,User Plane,User Plane,Control Plane,Radio,Network,Layer,ATM,AAL5,IP,GTP-U,Physical L
21、ayer,ATM,User Plane,Iu_PS协议结构,WCDMA核心网结构及协议,UDP,2022/11/30,分组数据包传输过程,WCDMA核心网结构及协议,Gn子网,SGSN,GGSN,Firewall,Router,Gn,Gn,Gn,Gi,用户IP地址池,DNS,Internet,RNS,Iu-PS,2022/11/30,数据在各层进行的处理,源IP地址是GGSN分配给PDP上下文的IP目的IP地址是应用服务器的地址,源和目的IP地址是RNC、SGSN和GGSN的IP,WCDMA核心网结构及协议,2022/11/30,Iu UP Protocol,Layer,User Plane,
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