核心网概述.ppt

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1、核心网概述,一、核心网络的定义及核心网络的不同阶段二、R99核心网络三、R4核心网络四、R5核心网络五、核心网络的平滑演进,主要内容,一、核心网络的定义及其核心网络的不同阶段二、R99核心网络三、R4核心网络四、R5核心网络五、核心网络的平滑演进,主要内容,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）,3G核心网络的不同阶段,R99：1999年4月3GPP完成第一个版本，之后对内容不断进行增补和修改，2001年3月最

2、终冻结。但2000年12月之后的版本变动不大。主要变化体现在新的无线技术的引入，核心网络无根本性改变。,3G核心网络的不同阶段,R4：2001年3月完成第一个版本。主要变化无线接口：TDSCDMA无线技术的基本完成核心网络：MSC被拆分为MSC Server和MGW两部分，开始实施向ALL IP网络的过渡,3G核心网络的不同阶段,R5（又称ALL IP网络）预计2001年12月完成第一个版本。主要变化体现在无线接口：IP技术成为无线接入网络的承载技术核心网络：大量新的功能实体的增加，改变了原有的呼叫流程。IP技术成为所有信令消息的承载技术。,一、核心网络的定义及其核心网络的不同阶段二、R99核

3、心网络三、R4核心网络四、R5核心网络五、核心网络的平滑演进,R99核心网络,R99核心网络结构基本结构CAMEL网络结构核心网络的功能实体核心网络的接口协议,基本概念,移动性管理状态：每个UE在CS和PS域分别有三个不同的状态，存在SGSN和VLR/MSC内Detached状态网络内没有UE的位置信息，不进行路由区、位置区更新。如关机、没插SIM卡等时。Idle状态核心网(MSC/SGSN)内有UE的位置信息，可对UE进行寻呼，进行路由区、位置区更新。Connected状态UE和RNC之间有信令连接。,R99核心网络结构（1）,基本结构,R99核心网络结构（2）,智能网网络结构,R99核心网

4、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。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包计划方式。它包括SGSN、GGSN以及与其它PLMN互连的BG等网络实体。,R99核心网络特色及核心技术（2）,MSC与SGSN两个功能实体可以合设也可独立设置。呼叫控制部分的信令增强了对多媒体业务的支持。移动性管理仍沿用MAP信令，只是由于对CAMEL、GPRS等功能的增强而对MAP信令做了相应的补充。,

5、R99核心网络基本网络（各功能实体的功能）（1）,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核心网络基本网络（各功能实体的功能）（2）

6、,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核心网络基本网络（各功能实体的功能）（3）,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：SG

7、SN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核心网络基本网络（网络接口）（1）,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核心网络基本网络（网络接口）（2）,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

8、规范。MSC与HLR之间的C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）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核心

9、网络基本网络（网络接口）（3）,基本网络核心网络内部接口PS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。,接口协议,Iu接

10、口:MSC/SGSN和RNC之间的接口Gn接口:SGSN和GGSN之间的接口Ga接口:SGSN和CG之间的接口CAP接口:MSC、SGSN和SCP之间的接口D接口:MSC和HLR之间的接口Gr接口:SGSN和HLR之间接口E接口:MSC与SMC/GMSC之间的接口Gd接口:SGSN与SMC之间的接口Gs接口:MSG和SGSN之间的接口(可选)Gi接口:GGSN与INTERNET之间的接口,接口协议,同一PLMN内GSN之间通过Gn接口进行通信，不同PLMN之间中的SGSN和GGSN之间通过Gp接口通信通过Gi接口外部分组数据网相连GGSN和HLR之间的Gc接口为可选接口SGSN和MSC/VLR

11、之间为Gs接口为可选接口,接口协议,用户面协议栈(MS-GGSN),接口协议,控制面协议栈(MS-SGSN),接口协议,GSN之间控制面协议栈,接口协议,MAP接口B、C、D、E、G、J、Gr、Gd、Gc等传递MAP消息的接口统称为MAP接口，因其协议结构相同，统一描述这类接口。相关的网络实体包括MSC、VLR、SGSN、EIR、HLR和SCP。,接口协议,MAP接口协议,R99核心网络CAMEL网络（各功能实体的功能）,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GP

12、RS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。,R99核心网络CAMEL网络（新增功能）,新功能的增加体现在多种CSI（CAMEL签约信息）的出现DCSI：用户通过设定的电话号码触发智能业务。GPRSCSI：GPRS用户触发智能业务。SMSCSI：短消息用户作主叫时触发智能业务。MCSI：用户可以在位置更新时（如开机引起的位置更新、通话过程中的周期性位置更新以及局间切换引起的位置更新）触发智能业务。VTCSI：用户在VMSC处触发智能业务。如被叫用户忙、被叫用户寻呼不

13、到时均可触发智能业务。以上CSI信息均定义在HLR中。NCSI：由拜访网络运营商定义的号码触发智能业务。,R99核心网络CAMEL网络（网络接口）,CAMEL网络MSC与gsmSSF（内部接口）、GMSC与gsmSSF（内部接口）、gsmSSF与gsmSCF、gsmSCF与HLR、MSC与gsmSCF之间的接口：与CAMEL2阶段相同，只是增加了部分消息和参数。SGSN与gprsSSF（内部接口）、gprsSSF与gsmSCF与之间的接口：CAMEL3新增接口，完成GPRS用户的智能业务的触发和智能业务的交互。,核心网络的定义及其核心网络的不同阶段R99核心网络R4核心网络R5核心网络核心网络

14、的平滑演进,R4核心网络网络结构,R4核心网络特色,将MSC拆分为MSC Server和MGW，在CS域首先向ALL IP网络迈进一步。PS域没有变化。新增TSGW和RSGW功能实体，为IM(IP Multimedia)域的引入进行准备。,3G R4 MSC SREVER功能,继承了R99 MSC的所有电路域控制面功能，不在其内部实现承载面的交换功能（由MGW以多种承载方式实现）；对外提供纯粹的信令接口；集成了R99 VLR功能，以处理移动用户业务数据及CAMEL相关数据；对电路域基本业务及补充业务涉及的MGW中承载终端及媒体流的控制，是通过3G扩展的H.248协议来实现的；与其他MSC se

15、rver间通过BICC信令实现承载无关的局间呼叫控制；支持MGW及自身的登记及故障恢复操作，并可要求MGW主动上报其终端特性,3G R4 GMSC SREVER功能,由GMSC的呼叫控制和移动控制组成，只完成GMSC的信令处理功能。具有查询位置信息的功能。如MS被呼时，网络如不能查询该用户所属的HLR，则需要通过GMSC server查询，然后将呼叫转接到目前登记的MSC server中。通过H.248协议控制MGW中媒体通道的接续。支持BICC与ISUP的协议互通；,3GR4 MGW功能,MGW是3G R4核心网的用户承载面的网关交换设备，位于3G CS核心网通往无线接入网（UTRAN/BS

16、S）及传统固定网（PSTN/ISDN）的边界处；是Iu接口、PSTN/PLMN接口的承载通道，以及分组网媒体流（如RTP流）的终结点。MGW不负责任何移动用户相关的业务逻辑处理。MGW 可以支持媒体转换、承载控制及业务交换等功能，如GSM/UMTS各类语音编解码器，回音消除器，IWF，接入网与核心网侧终端媒体流的交换，会议桥、放音收号资源等。MGW可通过H.248信令，接受来自 MSC server及 GMSC server的资源控制命令。支持电路域业务在多种传输媒基介（基于AAL2/ATM,TDM，或于RTP/UDP/IP)上的实现，提供必要的承载控制。,3GR4 SG功能,信令网关（SG）

17、在基于TDM的窄带SS7信令网络与基于IP的宽带信令网络之间，完成MTP3用户的传输层信令协议栈的双向转换(SIGTRAN M3UA/SCTP/IP SS7 MTP3/2/1)。SG在物理实现上可与(G)MSC server或MGW合一,R4核心网络接口协议,（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

18、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。HSS(HLR)与RSGW之间的Mh接口：完成用户移动性管理信息、业务签约信息在不同网络（R99、R4、R5）之间的交换。,核心网络的定义及其核心网络的不同阶段R99核心网络R4核心网络R5核心网络核心网络的平滑演进,R5核心网络网络结构,R5核心网络网络结构,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）。

19、智能业务的控制更加灵活，CAMEL4完成。,R5核心网络功能实体（1）,呼叫状态控制功能(Call State Control Function,CSCF)入呼叫网关功能(Incoming call gateway,ICGW)是入呼叫的第一个入口点，完成入呼叫的选路 入呼叫业务触发（如呼叫屏蔽，无条件呼叫前转）查询地址处理 与HSS进行通信,R5核心网络功能实体（2）,-呼叫控制功能(Call Control Function,CCF)呼叫建立/终结，以及状态/事件管理 与MRF交互，以便支持多方会话和其他业务 计费、审计、拦截等事件或其他事件的报告 接收和处理应用层注册 查询地址处理 向应用

20、和业务网络提供业务触发机制（业务能力特性）提供与网络有关的位置服务 检查对于当前的预约登记，是否允许进行所请求的呼出通信,R5核心网络功能实体（3）,服务概要数据库功能(Serving Profile Database,SPD)与归属地的HSS进行交互，接收Release 2000 全IP网络用户的概要信息，也可以依据与归属域达成的服务级别协定，存储这些信息通知归属域用户的接入信息(包括CSCF信令传送地址，用户ID等)缓存与用户接入有关的信息-地址处理功能(Address Handling,AH)对地址进行分析、翻译修改(如果要求的话),地址携带，别名地址映射可以向网络间选路提供临时地址处理

21、,R5核心网络功能实体（4）,归属用户服务器(Home Subscriber Server,HSS)HLR的功能：存储用户的标识、业务数据、位置数据等信息。AUC/AAA的功能：对用户进行认证。传送信令网关(Transport Signalling Gateway，T-SGW)：是PSTN/PLMN网络的终结点，包括下列功能：在IP层上对来自PSTN/PLMN的与呼叫有关的信令进行映射，然后将它发送给MGCF；或者接收来自于MGCF的与呼叫有关的信令，然后在IP层上对其进行映射，再将它发送给PSTN/PLMN提供PSTN/PLMN与IP传输层之间的地址映射,R5核心网络功能实体（5）,媒体网关

22、控制功能(Media Gateway Control Function,MGCF)：对一个特定网络而言，媒体网关控制功能是PSTN/PLMN网络的终结点。它包括下列功能：呼叫状态的控制，即对与MGW中的媒体信道连接有关的部分进行控制 与CSCF进行通信 对于来自传统网络的入呼叫，MGCF依据它们的路由号选择相应的CSCF 实现传统网络呼叫控制协议(如ISUP,R1/R2)和R00网络呼叫控制协议之间的转换MGCF可以接收带外信息，然后将它发送给CSCF/MGW,R5核心网络功能实体（6）,多媒体资源功能(Multimedia Resource Function，MRF)提供多方呼叫和多媒体会议

23、功能。它与H.323网络中的多点控制单元(MCU)的功能相同。在多方/多媒体会议中，与GGSN和MGW共同负责承载业务控制。可以与CSCF进行通信，对多方/多媒体会话进行业务认证(validation),R5核心网络接口协议（1）,Cx 参考点(HSS CSCF)与分配服务CSCF有关的信息与从HSS至CSCF的选路信息检索有关的信息 UE-HSS信息（以隧道方式通过CSCF）Gm 参考点(CSCF UE)向CSCF注册 发起与接收呼叫 控制补充业务Gi 参考点(GGSN 多媒体IP 网络)Mg 参考点(MGCF CSCF)：采用IETF的 SIP协议。,R5核心网络接口协议（2）,Mm 参考点(CSCF 多媒体IP 网络)：接收来自于另一个VoIP呼叫控制服务器或者终端的呼叫请求。Mr 参考点(CSCF-MRF)：支持CSCF控制MRF中的资源。Ms 参考点(CSCF R-SGW)Mw 参考点(CSCF CSCF),核心网络的定义及其核心网络的不同阶段R99核心网络R4核心网络R5核心网络核心网络的平滑演进,核心网络的平滑演进,什麽是平滑演进：在保证向用户继续提供原有业务的前提下，采用新的技术，为用户提供丰富业务、提供优质服务，同时提高设备利用率，降低运营成本。平滑演进应考虑的因素标准的成熟性设备的成熟性市场发展的需要保证网络一定的稳定期,谢谢大家！,