3G核心网原理.ppt

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1、3G核心网基础培训,2,1、3G核心网技术发展概述2、WCDMA核心网技术3、WCDM核心网规划简介,3,3G核心网技术发展,IMT-2000体系（ITU）,(International Mobile Telephony-2000),4,WCDMA和TD-SCDMA对应GSM MAP核心网CDMA2000对应ANSI-41核心网随着核心网的IP分组化及软交换技术的应用，核心网趋于统一,3G核心网技术发展,5,2000.3,2001.3,2002.6,功能冻结时间点,n,研究,IMS,与,PLMN/PSTN/ISDN,的电,路交换的互操作,n,MBMS,mutimedia broadcastin

2、g/multicast service,n,框架结构的研究,WCDMA版本演进,3G核心网技术发展,6,MGW,MGW,MGW,CS,GGSN,SGSN,PS,MSC server,GMSC server,R99,R4,R5,核心网基于演进的GSM和GPRS网络,电路域引入软交换电路域实现IP传输,核心网和无线接入网均采用IP传输,3G网络向全IP的演进符合下一代网络的发展趋势,3G核心网技术发展,7,1、3G核心网技术发展概述2、WCDMA核心网技术3、WCDM核心网规划简介,8,R99核心网组网技术R4核心网组网技术R5核心网组网技术核心网技术的选择,WCDMA核心网络技术,9,R99核心

3、网络技术,核心网（CN）,无线接入网（RAN）,WCDMA网络结构R99,10,R99核心网电路域结构,R99核心网技术,端局,汇接局T1,汇接局T2,11,分组域网络架构,核心网规划组网,12,NO.7信令网架构,核心网规划组网,13,R99核心网技术R4核心网技术R5核心网技术核心网技术的选择,WCDMA核心网络技术,14,R4核心网技术,WCDMA网络结构R4,15,R4与R99核心网比较,PS域：与R99相比，R4在PS域组网结构无变化，仍由SGSN和GGSN组成，但R4对部分协议进行了更改以支持增强的业务能力。CS域：与R99相比，R4在CS域基于呼叫控制和承载分离的思想，将MSC分

4、为MSC Server和MGW。MSC Server位于控制层，MGW为传输层。承载网络：可以采用IP、ATM和TDM等多种技术，承载网络扁平化无线网络：支持TD-SCDMA技术业务架构：引入了OSA(Open Service Architecture)技术，开放业务接口,R4核心网技术,16,MSC服务器（MSC Server）完成呼叫控制、移动性管理、用户业务数据和CAMEL相关数据的管理（VLR功能）等信令处理功能。媒体网关（MGW）与MSC Server、GMSC Server配合完成核心网络资源的配置（即承载信道的控制）。同时完成回声消除、（多媒体数字）信号的编解码以及通知音的播放等

5、功能。信令网关（SG）完成信令转换工作。即完成SS7信令传送层MTP与SIGTRAN的传送层SCTP/IP之间的转换。高层信令MAP和CAP不进行转换。,R4核心网技术,功能实体,17,R4核心网技术,R4网络接口协议,18,Mc接口该接口是MSC Server和MGW之间的标准接口，提供MSC Server对MGW的控制、维护、管理功能，采用扩展的H.248协议。Nc接口该接口是MSC Server之间的标准接口，提供独立于用户面承载技术及控制面信令传输技术的局间呼叫控制能力。采用ITU-T制定的承载无关呼叫控制协议（BICC）协议，该协议可以为Nb接口的控制平面信息提供隧传功能。Nb接口该

6、接口是MGW间的标准接口，用于承载用户业务流，并以承载控制信令管理业务流连接的建立、释放、维护。,R4核心网技术,系统接口,19,R4核心网技术,系统接口协议,20,SIGTRAN协议,SIGTRAN本身不是一个协议而是一个协议簇，包含有传输协议（SCTP）和适配协议（M2UA、M3UA）。SIGTRAN（Signaling Transport）协议栈支持通过IP网络传输传统电路交换网SCN（Switched Circuit Network）信令。SIGTRAN协议栈担负信令网关和媒体网关控制器间的通信，有两个主要功能：适配和传输,R4核心网关键技术,21,自适应多速率语音编解码Adaptiv

7、e Multirate（AMR）,RNC,MSC/VLRServer,RANAP,AMR,MGWF,TRAU,TRAU:Transcoder UnitEFR:Enhanced Fullrate,Q.AAL2,通过动态调整AMR语音的速率，以UE的通话质量来换取网络的容量和覆盖。,R4核心网关键技术,22,AMR、VAD及TrFO技术的应用,R4阶段，话音可以在ATM/IP分组网络上承载，码率无需恒定，可以采用AMR（Adaptive Multirate）以及VAD技术，节省传输带宽。开放TrFO（Transcoder Free Operation）功能，使得3G用户间的通话可以不必经过语音编解

8、码变换器的有损变换处理，最终语音质量得以提高。,R4核心网关键技术,23,R4核心网技术,承载与控制分离的优势：业务和控制集中在MSC Server，新业务的提供主要通过升级MSC Server实现，和传送层、接入层MGW没有关系，业务升级方便，加快新业务提供周期；MSC Server可采用大容量集中设置方式，便于网络容量的升级扩容，网络维护管理方便；MGW可采用分布式，多点设置方式，根据网络建设的需要灵活设置，节约投资成本；话路路由灵活，非常适合大型组网。统一分组传输的优势：由于采用了统计复用的传送方式，相对于64K静态电路方式，传输效率提高，对网络资源占有率降低；利用现有分组网的结构，取消

9、电路多级网络设置，简化网络规划、配置；充分利用中国电信数据网的带宽优势。,R4与R99核心网比较,24,业务种类从目前标准上看R4和R99在业务种类上没有差别。业务提供能力R4控制承载的分离结构，带来了一定的灵活性，业务提供能力强。业务提供速度R99中控制和承载合一，业务提供方式复杂。R4中业务和MGW是松耦合，业务提供主要在MSC Server进行。R4中与业务控制相关的网元数量减少，有利于业务的快速实施。,R4核心网技术,目前R4和R99在业务种类方面差别不显著，但R4的网络特点使其在业务提供速度、业务提供能力，特别是在提供个性化、第三方业务能力方面与R99相比具有显著潜力。,R4与R99

10、核心网比较,25,IP R4基本网络架构,MGW,PSTN,本地网2,IP骨干网,SGW,NO.7,本地网1,全国骨干网,BICC,BICC,SGW,PSTN,R4核心网技术,话路网扁平化信令网层次化,26,网络集中管理与维护,R4核心网技术,27,QoS和安全问题R99的QoS和安全机制成熟R4网络QoS和安全性受限于IP承载网络 稳定性与成熟性R99设备早已稳定、成熟R4处于大规模商用阶段，应用前景优于R99版本,R4核心网技术,R4的QoS和安全性依赖于承载网络，与R99相比，存在一定风险性。理论上分析，CN2可以为C3以上的R4话音质量提供一定的保证，但能否保证信令的传送有待进一步论证

11、。城域网内的R4话音质量仍需要IP专网才能保证。,R99与R4核心网比较分析,28,R99核心网技术R4核心网技术R5核心网技术核心网技术的选择,WCDMA核心网络技术,29,-R5主要增加IMS域，基于SIP协议，提供IP多媒体业务的控制。-IMS与电路域的接口主要完成互通，IMS与R4或R99电路域都能互通。-IMS与分组域的接口用于业务接入，分组域是R5业务的承载。IMS的部署可独立于R99/R4等版本的选择,R5核心网技术,30,MGW,MSC Server,MGW,SGSN,UTRAN,T-SGW,MGCF,R-SGW,MRFP,PSTN Legacy/External,GMSC S

12、erver,HSS,R-SGW,CSCF,Cx,Ms,Mw,Mg,Mr,Gi,Gi,IMS-MGW,Mc,Mc,Mc,C,D,Mh,Mh,T-SGW,PS域,IP多媒体域,CS域,Iu,Gr,Gi,HSS,CSCF,GGSN,IMS域组网技术,R5核心网技术,31,需要在原R4节点升级的网元 IMS新增的主要网元,IMS域组网技术,R5核心网技术,CSCF（呼叫状态控制功能）MGCF（媒体网关控制功能）和MGW（媒体网关）MRFC（媒体资源功能控制）和MRFP（媒体资源功能处理）BGCF（网关控制功能）HSS（归属用户服务器）,32,User data,Control,PSTN/PLMN,IP

13、,RNC,SDH/PDH/DWDM,SS7,MSC Server,InternetIntranets,HLR,SCP,IP,MGW,MGW,SGSN,GGSN,IMS Server,R5核心网技术,R5组网结构全IP、整体化,33,R99核心网技术R4核心网技术R5核心网技术核心网技术选择,WCDMA核心网络技术,34,2G向3G网络演进各版本的主要技术内容,核心网技术选择,35,UMTS不同子系统可分别选择关键技术、各自演进,无线接入网、核心网电路域、核心网分组域相互间具有一定的独立性，可根据业务发展的需要分别选择技术路线，各自演进,核心网技术选择,36,交流内容,1、3G核心网技术发展概述

14、2、WCDMA核心网技术3、WCDM核心网规划简介,37,达到容量覆盖范围通话质量,电路域分组域信令网规划,城域传送网,网管BOSS,3G业务平台业务管理平台,3G网络规划内容,38,3G核心网络规划,计算模型的确定：包括话务模型、分组流量模型、业务模型等；网络容量的确定：包括用户数、业务流量等的确定；网络建设原则：包括建网策略、网络结构、网元设置原则等方面的内容；组网原则：网络拓扑结构、业务分区汇接等；路由原则和信令寻址原则：号码分配、号码分析、IP地址分配、信令分析方式等；同步方式、计费原则等。,工作范围,39,3G核心网络规划流程,规划流程,资料准备阶段 规划目标确认阶段 预测阶段 确定

15、网络发展策略阶段 网元设置、组网方案确认阶段 话路、带宽、信令链路计算配置阶段 网管、同步以及其他支撑系统组网确定 编号、路由方式确定阶段 局址选择、配套设施规划设计阶段 投资估算与经济评价阶段,40,3G核心网络规划流程,41,3G核心网络规划流程,42,3G核心网络规划流程,43,核心网规划原则,最优投资原则：综合考虑设备投资、运营成本、维护成本、投资保护，选择最优的建网方案；采用“大容量、少局所”理念可考虑重用现有网络系统资源统一规划分步建设原则：避免割接，保持网络业务稳定保证服务质量原则网络平滑演进原则网络结构安全可靠保证网络的可扩展性组网层次清晰，且网络组织灵活易调整：网络容量和能力

16、适度超前，以适应未来3G网络市场发展,核心网规划方法,44,核心网规划的重要问题,考虑到牌照发放的不确定性，以及电信运营商的重新分拆组合，需要充分考虑新建3G网络和原有2G网络的互连互通问题；作为中国电信而言，必须实现固网和移动网业务融合才能体现自身优势，应加强固网和移动网融合的研究，重点考虑建设IMS域；采用R4版本组网符合电信网络演进的方向，应着重考虑R4组网中存在的问题：IP承载网的QoS和安全问题；信令的承载和组网方式（Sigtran或者利旧SS7）。充分重视核心网组网的高可靠性、高安全性设计。,核心网规划方法,45,3G核心网的演进趋势 核心网的网元以及网络结构核心网R99/R4/R5各版本的技术特点和比较 核心网的规划内容和流程核心网的规划总体原则和重点问题,内容回顾,46,THE ENDTHANK YOU ALL!,