WCDMA核心网络结构与演进.ppt

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1、,WCDMA核心网络结构与演进,课程内容,第一章 核心网络定义及不同发展阶段第二章 R99核心网络第三章 R4核心网络第四章 R5核心网络,核心网络的定义,核心网络：由一系列完成用户位置管理、网络功能和业务控制等功能的物理实体组成，物理实体包括（G）MSC、HLR、SCP、SMC、GSN等。核心网络又分为归属网络、拜访网络和传送网络3类。（参见3GPP规范23.101）,WCDMA协议版本的演进,继承2G（GSM和GPRS）所有的业务和功能核心网分CS电路域和PS分组域接入网引入WCDMA UTRAN核心网和接入网之间的Iu接口基于ATM,继承WCDMA R99所有的业务和功能电路域结构的变化

2、：控制和承载相分离，MSC可以用合一或SERVER、MGW分离结构实现电路域引入分组话音，支持多种传输技术：TDM，ATM，IP,继承WCDMA R4所有的业务和功能核心网增加IM（IP多媒体域）RAN向IP方向发展增强的IP QoS能力，支持端到端的IP多媒体业务,2000,2001,2002,规范完成时间,课程内容,第一章 核心网络定义及不同发展阶段第二章 R99核心网络第三章 R4核心网络第四章 R5核心网络,第二章 R99核心网络,第一节 R99基本网络结构第二节 LCS网络结构 第三节 智能网网络结构,R99基本网络结构,R99基本网络结构,GSM/GPRS BSS,BTS,BSC,

3、NodeB,RNC,PCU,UTRAN,SS7,SCP,SMS,SCE,PSTNISDN,Internet,Intranet,MSC/VLR,GMSC,HLR/AUC,SGSN,CG,BG,GGSN,RAN,CN,Other PLMN,R99核心网络特色及核心技术（1）,核心网络分为CS域和PS域。CS域以原有的GSM网络为基础，PS域以原有的GPRS网络为基础。CS域：用于向用户提供电路型业务的连接，实现方式包括TDM方式和ATM方式。它包括MSC/VLR、GMSC等交换实体以及用于与其它网络互通的IWF实体等。PS域：用于向用户提供分组型业务的连接，实现方式为IP包分组方式。它包括SGSN

4、、GGSN以及与其它PLMN互连的BG等网络实体。,R99基本网络各功能实体的功能,CS域和PS域共用的功能实体HLR：完成移动用户的数据管理（MSISDN、IMSI、PDP ADDRESS、LUM INDICATOR、签约的电信业务和补充业务及其业务的的适用范围）和位置信息管理（MSRN、MSC号码、VLR号码、SGSN号码、GMLC等）VLR：处理当前用户的各种数据信息AUC：存储用户的鉴权信息（密钥）EIR：存储用户的IMEI信息SMSGMSC和SMS IMSC：SMSGMSC用于保证短消息正确的由SC发送至移动用户。SMS IMSC用于保证短消息正确的由用户发送至SC。,R99基本网络

5、各功能实体的功能,CS域功能实体MSC：完成电路交换型业务的交换功能和信令控制功能。GMSC：在某一个网络中完成移动用户路由寻址功能的MSC。GSMC可以与MSC合设，也可分设。IWF：与MSC紧密相关的一个功能实体。完成PLMN网络与ISDN、PSTN、PDN网络之间的互通（主要完成信令转换功能），其具体功能可以根据业务和网络种类的不同进行规定。,R99基本网络各功能实体的功能,PS域功能实体GSN（SGSN、GGSN）：完成分组业务用户的分组包的传送。存储用户的签约信息（IMSI、PDP ADDRESS）和位置信息（SGSN：VLR号码、CELL或ROUTING AREA；GGSN：SGS

6、N号码）。BG：完成两个GPRS网络之间的互通，保证网络互通的安全性。,R99基本网络接口,基本网络核心网络与接入网络间接口A接口：完成BSS管理、移动性管理和呼叫控制功能。（08系列）Gb接口：完成分组数据传输和移动性管理功能。（08.14、08.16、08.18）Iu-cs接口：完成RNS管理、移动性管理和呼叫控制功能。（25.41系列）Iu-ps接口：同Iu-cs接口。（25.41系列）,R99基本网络网络接口,基本网络核心网络内部接口CS域MSC与VLR之间的B接口：完成用户的移动性管理、位置更新和补充业务的激活等功能。此接口为内部接口，标准不规范。MSC与HLR之间的C接口：获取用户

7、的MSRN和与智能业务相关的用户状态、用户位置等信息。（29.002、23.078）VLR与HLR之间的D接口：获取用户的MSRN和与智能业务相关的用户状态、用户位置等信息。（29.002、23.078）MSC之间的E接口：用于两个MSC之间的切换过程。同时，若一个MSC兼作SC，当向一个用户发送或接受短消息时，也需在此接口传送信息。（29.002）MSC与EIR之间的F接口：交换相关信息，用于EIR验证用户的IMSI状态信息。VLR之间的G接口：当用户从一个VLR移动至另一个VLR时，用于交换用户的IMSI和鉴权参数信息。（29.002）,R99基本网络网络接口,基本网络核心网络内部接口PS

8、域SGSN与HLR之间的Gr接口：完成用户位置信息的交换和用户签约信息的管理。同C接口功能相似。（29.002）SGSN与GGSN之间的Gn、Gp接口：采用GTP协议，在GSN设备间建立隧道，传送数据包。（29.060）GGSN与HLR之间Gc的接口：可选接口。SGSN与EIR之间的Gf接口：GGSN与外部网络之间的Gi接口：CS域、PS域共用的接口MSC/VLR与SGSN之间的Gs接口：用于MSC与SGSN之间的联合位置更新。（29.016、29018）HLR与AUC之间的H接口：用于鉴权和加密。内部接口，不规范。,第二章 R99核心网络,第一节 R99基本网络结构第二节 LCS网络结构 第

9、三节 智能网网络结构,LCS网络结构,LCS网络结构,LCS网络各功能实体的功能,SMLC：在3G中，SMLC与SRNC合设。一个SMLC可以控制多个LMU，SMLC从LMU处获得无线数据的测量方法，以此来确定移动用户的位置。GMLC：是外界“位置应用服务器”与PLMN为了之间的接口。对使用业务的用户进行登记鉴权，并从HLC获取用户的路由信息。同时支持与SCP的Lc接口。LMU：获取多个无线测量参数，支持多种测量方法，与SMLC配合得出用户的位置信息。有A类和B类两种LMU。A类LMU通过Um/Uu空中接口与网络相连，B类LMU通过有线方式的Iub接口与RNC相连。,第二章 R99核心网络,第

10、一节 R99基本网络结构第二节 LCS网络结构 第三节 智能网网络结构,智能网网络结构,智能网网络结构,CAMEL网络各功能实体功能,包括gsmSCF、gsmSSF和gsmSRF功能实体，作用及其设置原则与GSM移动智能网一样。新增gprsSSF功能实体，作用与gsmSSF类似，与gsmSCF配合完成对GPRS用户智能业务的控制。目前CAMEL3已冻结，CAMEL4正在制定。CAMEL3中新增大量消息，一方面用于实现短消息智能业务和GPRS智能业务，一方面增强智能业务的灵活性。,第二章 R99核心网络,第一节 R99基本网络结构第二节 LCS网络结构 第三节 智能网网络结构,课程内容,第一章

11、核心网络定义及不同发展阶段第二章 R99核心网络第三章 R4核心网络第四章 R5核心网络,第三章 R4核心网络,第一节 R4核心网络介绍第二节 R4产品及接口协议第三节 R4特色介绍,R4阶段承载与控制分离,MSC Server,MGW,控制面,承载面,MSC,H.248,业务管理,网络控制,核心交换,边缘接入,SoftSwitch,3G Access,AMG,IAD,Broadband Access,PSTN,TMG,SG,PLMN,分组核心网,UMG,UMG,App Server,Policy Server,iOSS,IN,SoftSwitch,MRS,承载面控制面接入三种承载促进三网合一

12、,承载面控制面接入三种承载促进三网合一(续),第三章 R4核心网络,第一节 R4核心网络介绍第二节 R4产品及接口协议第三节 R4特色介绍,R4核心网络功能实体,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。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功能。SG：完成信令转换工作。即完成SS7的传送层MTP与SIGTRAN的传送层SCTP/IP之间的转换，同时实现在SS7和IP 之间MAP_E和MAP_G的

13、信令互通。高层信令MAP、CAP不进行转换。,R4核心网络接口协议,R4核心网络接口协议（续）,（G）MSC Server与MGW之间的Mc接口：支持多种呼叫模式、多种媒体的灵活的连接处理。使用IETF MEGACO（即H.248）协议。MSC Server与（G）MSC Server之间的Nc接口：完成局间的呼叫控制。使用基于ISUP的BICC呼叫控制协议。MGW之间的Nb接口：完成承载方式的控制和用户信息（语音、数据、图象、多媒体）的传送，完成不同媒体帧格式之间的转换。可以使用RTP/UDP/IP或AAL2/ATM协议。,第三章 R4核心网络,第一节 R4核心网络介绍第二节 R4产品及接口

14、协议第三节 R4特色介绍,更多选择、更低成本,MSC,MSC SERVER,MGW,11,5,7,业务控制更加集中,传统网络,下一代网络,新的业务,业务与MSC存在耦合很多业务需要全网MSC进行升级交换机分布于各本地网，升级困难,业务与MGW不存在耦合业务升级重点在Server层面Server集中设置和管理，升级方便,分布式网络，组网更加灵活,传统的网络互连模型,分布式组网的优势：话路路由最佳,网络性能最佳十分适合地域广阔的运营商,分布式网络互连模型,网络集中管理与维护,ISUP,IN,NMS,AppServer,SG,PSTN,switch,MGW,MGW,MSC Server,Route/

15、Policy Service,MSC Server,核心网的维护工作重点在于信令的分析工作 R4网络的业务和控制集中在MSC Server，是集中管理的网络，更加利于维护与管理,MGW,MGW,MGW,MGW,MGW,B本地网,A本地网,省局集中维护中心,虚拟媒体网关(VMGW),Msc/GMsc Server,SoftSwitch,Msc/GMsc Server,双归属,.,iTellin/ESN,H.248,CAP/OSA API,NetEngine,MGW,LCS,H.248,OSA,MGW,IP/ATMBackbone,MAP/ISUP,ISUP,Radio Access Networ

16、k,SoftSwitch,3rd party,Signalling Channel for MSOFTX3000,Signalling Channel for MSOFTX3000,Bearer Channel,Dynamic Data Backup Channel,MSOFTX3000,MSOFTX3000,TrFO功能,TFO与TrFO的区别TFO通过带内信令建立免编解码器的连接，仍需要编解码器单元继续工作（用于监视TFO消息中的信令）。TrFO通过带外信令建立免编解码器的连接，建立后完全不需要编解码器。提供TFO和TrFO的优势改善语音质量话音编码器对话音编码是有损压缩，每经过一次编解码会降低话音质量能减少话音的传输时延节省网络设备功率采用TrFO时，编解码功能被旁路，节省网络设备功率,课程内容,第一章 核心网络定义及不同发展阶段第二章 R99核心网络第三章 R4核心网络第四章 R5核心网络,3GPP-R5网络结构,R5核心网络特色,ALL IP网络的出现：不但在核心网络实现IP，在无线接入部分也引入IP。使用IPV6协议作为基本的IP承载协议。为适应IP多媒体业务的出现，新增IPM子域。引入大量新的功能实体。可连接多种无线接入技术（UTRAN、ERAN）。智能业务的控制更加灵活，CAMEL4完成。,