中国联通GPRS核心网建设总体方案介绍.ppt

2020年1月10日 中国联通GPRS核心网总体建设方案介绍 研究设计院 2 讲解内容 GPRS网络简介 1 3 2 话务模型 工程概述 5 网络组织方案 4 网元设置原则及设备要求 6 数据配置 7 路由计划及其它 3 工程前期准备工作 相关规范 中国联通GPRS交换子系统设备规范 中国联通回归属地接入测试方案 中国联通内容计费测试方案 中国联通GPRS设备入网要求 建设指导意见及方案 中国联通GPRS建设指导意见 中国联通GPRS技术体制 中国联通GPRS网络总体建设方案 4 工程前期准备工作 为了验证厂家的设备的兼容性及联通新功能支持情况 在5月 7月份 针对以下功能对八个厂家 华为 中兴 爱立信 西门子 诺基亚 北电 摩托 贝尔 设备进行了以下功能测试 内容计费功能国内漫游回归属地GGSN接入测试国际漫游回归属地GGSN接入测试工作 西门子 华为 摩托罗拉 中兴 5 目前工程建设情况 去年年底建成北京 上海 广州 深圳 珠海 东莞等城市的GPRS网络 并顺利开通GPRS国际漫游业务 支持附着用户数共计24万 根据GRPS业务发展规划 今年年底要求完成65个城市的建设 明年1月底完成129个城市中剩余的65个城市的建设 业务开通模式采用默认开通的方式对后付费 预付费用户均开通 6 现网调整情况 主要下发了两个文件 8月份 中国联通GPRS核心网现网数据调整方案 9月份 关于GPRS建设中相关设备数据配置的要求 地址的调整GI接口地址的调整 DNS BG地址的调整防火墙NAT转换设备的调整北京增加根DNS GGSN代理网关广州增加根DNS NTP BG GGSN代理网关 7 建设完成情况 在总部领导的关心和各部门 尤其是运维部 的大力支持配合下 通过分公司相关人员的努力 各项工作进展顺利 全网本机的调测工作已完成HLR与无线的升级工作全部完成全国共用设备已安装配置到位PE设备已到货 版本测试通过后进行入网割接增值业务网关的建设已有26个省完成 全国网关及平台的建设完成全网联调的条件基本具备 8 建设中相关问题说明 HLR容量配置设备方面西门子HLR因APN数量增加容量减少 BELL不支持CC字段GGSN只在省会城市设置一套GPRS初步设计质量差 加强对设计的审查数据预付费方案尚未最后确定 9 加快现有GPRS建设进度 HLR容量配置加快65个城市HLR及无线的升级加快计费接口的测试国际漫游的测试全网联调工作加强初设的审查 10 开放的业务 开放的业务 根据增值业务部及集团客户部的需求 1 本期开放全网增值业务 WAP 彩信 JAVA等 2 各省的本地业务 如低速企业VPN业务等 3 互联网接入 根据市场部门的要求 本期暂不开放 11 建设规模和业务覆盖范围 1 本期建设覆盖省会和部分发达城市 今年12底开通65个城市 2 各省的建设覆盖范围以总部计划部的GPRS发展规划为准 要求核心网设备的附着用户数按照2007年年底GPRS业务发展要求 12 建设规模和业务覆盖范围 13 建设规模和业务覆盖范围 14 工程分工 2 除PE设备的扩容由总部解决外 电源配套及其它设备资源由省内解决 1 本方案仅涉及GPRS的核心网相关网元设备及相应网络设备的建设 3 为了顺利开通业务 各省需要对现网的无线网络 计费系统 HLR进行升级改造以支持GPRS的相关业务属性 15 讲解内容 GPRS网络简介 1 3 2 话务模型 工程概述 5 网络组织方案 4 网元设置原则及设备要求 6 数据配置 7 路由计划及其它 16 基本网络结构图 接口 17 基本网络结构图 网络 18 GPRS网元功能 设备总体功能要求要求GPRS设备支持3GR4标准的功能 并根据联通未来业务的需求 增加了相应新功能的要求 必须符合 中国联通GPRS交换子系统设备规范 中国联通GPRS技术体制 及相关要求 必须通过前期联通组织的GGSN内容计费功能 回归属地GGSN接入功能的测试 对联通特殊要求的主要功能如不满足需在入网前进行修改 并经中国联通测试通过 为保证未来3G网络能与2G设备共用GPRS核心设备 必须支持3GR4标准 19 GPRS网元功能 分组控制单元 PCU 主要用于完成RLC MAC功能和与Gb接口的转换服务GPRS节点 SGSN 主要完成移动性管理应支持中国联通回归属地接入的要求 即 为保证国内用户出国漫游后能回到归属地省份接入 要求国际GGSN具有代理转发的功能 即 能够根据用户号段将接入请求转发回归属省份GGSN接入 其后的数据路由不经国际GGSN代理 直接在国外拜访地SGSN与国内归属省的GGSN之间传递 SGSN主动分离非活动用户的功能 为节省网络资源 对于附着在GPRS网上 长时间没有使用GPRS业务的数据用户 要求SGSN可以监测用户行为 对在网一定时间却不使用业务的用户主动发起分离 使用户不再附着在GPRS网上 2G 3G互操作中AC鉴权版本要求 当SGSN未开启3G五元组鉴权功能时 同时未启用五元组到三元组的转换功能 发起的鉴权请求的AC版本必须填写2 为保证2G 3G的互操作 要求SGSN支持AC的v3版本 同时应能打开五元组到三元组的转换功能 可选 20 GPRS及GGSN代理的功能 网关GPRS支持节点 GGSN 负责提供GPRSPLMN与外部分组数据网的接口 联通GGSN设备新增以下功能 支持实时扣费接口的相关功能 即 支持DIAMETERCC协议为方便数据配置减少资源占用 要求GGSN把 UNIWAP 和 CMWAP 或 UNINET 和 CMNET 当作同一个APN来处理 共用同一地址池 可防止IP地址的浪费 支持内容计费GGSN代理当漫游到其他运营商的用户使用本网APN提供的业务时 GGSN代理负责向其它运营商的SGSN解析出该用户归属的GGSN的地址 21 GPRS网元功能 边界网关 BG 通过与GRX的连接 达到与其他运营商GPRS网的互连具有安全功能根据运营商之间的漫游协定增加相关功能计费网关 CG 计费网关通过Ga接口与GPRS网络中的计费实体通信 用于收集计费数据记录并进行计费要求CG设备支持与计费营帐系统统一接口的功能 22 GPRS网元功能 域名服务器 DNS 负责提供GPRS网内部SGSN GGSN等网络节点的域名解析以及APN的解析根DNS负责省间漫游及国际漫游时的GGSN地址解析NTP服务器负责为全网GPRS设备提供基准时间 23 讲解内容 话务模型 1 3 2 GPRS网络简介 工程概述 5 网络组织方案 4 网元设置原则及设备要求 6 数据配置 7 路由计划及其它 24 话务模型 1 参照其它运营商数据和C网数据模型 2 按照默认开通和申请开通两种模式分别给出话务模型 25 话务模型 26 带宽及信令计算公式 1 传输电路的广域网带宽和局域网带宽利用率分别按照70 和50 考虑 2 初期 按照每个SGSN配置16条64K信令链路或者高速信令链路考虑 27 带宽及信令计算公式 Gi接口带宽 Gi接口总带宽 出帐用户数x忙时平均每用户的数据吞吐速率其中 Gi接口上行带宽和下行带宽分别占上述Gi接口总带宽的1 7和6 7Gi接口上行带宽 出帐用户数x忙时平均每用户的数据吞吐速率x1 7Gi接口下行带宽 出帐用户数x忙时平均每用户的数据吞吐速率x6 7 28 带宽及信令计算公式 Gn接口带宽 Gn接口数据是在Gi接口数据报的基础上封装了GTP的报头 在计算时 Gn接口带宽按照Gi接口的1 4倍考虑 进出SGSN GGSN的Gn接口的总带宽 出帐用户数x忙时平均每用户的数据吞吐速率x1 4其中 Gn接口上行带宽和下行带宽分别按上述Gn接口总带宽的1 7和6 7 29 带宽及信令计算公式 GnCE路由器带宽 进出GnCE路由器的Gn接口总带宽 2x进出SGSN GGSN的Gn接口的总带宽 10 2x出帐用户数x忙时平均每用户的数据吞吐速率x1 4 10其中 上行和下行各占一半 30 带宽及信令计算公式 Gb接口带宽 Gb接口是在用户数据数据报的基础上封装了帧中继的报头 在计算时 Gb接口带宽按照Gi接口的1 3倍考虑 进出SGSNGb接口的总带宽 出帐用户数x忙时平均每用户的数据吞吐速率x1 3其中 Gb接口上行带宽和下行带宽分别按上述Gb接口总带宽的1 7和6 7计算 31 带宽及信令计算公式 对传输带宽的要求上述计算中 都是有效带宽 对相关传输链路提要求时 对于广域网链路应考虑70 的带宽利用率 对于内部局域网 应该考虑50 的链路利用率实际的广域网带宽需求 广域网有效带宽需求 0 7实际的局域网带宽需求 局域网有效带宽需求 0 5 32 讲解内容 话务模型 1 3 2 GPRS网络简介 工程概述 5 网络组织方案 4 网元设置原则及设备要求 6 数据配置 7 路由计划及其它 33 网元设置原则 全网共用设备的范围GPRS全网共用设备包括BG GGSN代理 DNS NTP等全网共用设备由所在省公司负责建设 即在北京和广州建设 PE设备由总部统一扩容全网共用设备建设方案BG 北京现有一套BG设备 本期在广州新建一套BG 负责提供联通GPRS用户与其它PLMNGPRS网的互联以实现网间漫游GGSN代理 需要北京和广州分别建设一套GGSN代理设备 用于出国用户回归属地GGSN接入业务网DNS 北京现有的DNS改造为省级DNS 并在北京新建一套根DNS 在广州新建根DNSNTP 北京已建NTP服务器 需在广州新建一套NTP服务器 34 网元设置原则 省网网元建设为保证网络安全 设备需有备份或冗余配置 主要网元和设置要求 SGSN的设置 本期每省设置的SGSN GGSN 集中设置在省会城市 要求各省初期尽量采用同一厂家的设备 DNS的设置 需设置两个省级DNS 配置为负荷分担 互为备份的方式CG的设置 省会集中设置一套 采用1 1备份方式网管 需设备GPRS核心网网管 并需支持 中国联通GPRS北向接口规范 35 网元设备要求 SGSN GGSN设备的性能 考虑本期的设备将是3G共用设备 为满足未来大带宽和高容量的要求 要求设备性能要有良好的扩展性 所提供单个设备的性能指标至少满足以下要求 SGSN附着用户数 60万GGSN激活用户数 100万 GGSN数据吞吐量不低于1Gbps分组处理能力 50万PPS 平均包长200bytes 20万PPS 平均包长500bytes Gb接口能力 能够同时支持50个E1话单处理能力不低于200万的CDR处理能力 800个CDR 秒当启用内容计费功能时 GGSN的激活用户数及处理能力应不小于未开启内容计费时的80 36 网络设备要求 GPRS局域网设备CE路由器 核心交换机 防火墙 GI路由器要求 设备要满足网络2 5G向3G演进的需求 具有高可靠性 高安全性 易维护的特点 同时入网设备必须是联通已批准入围的产品 一 CE路由器的要求 整机处理能力不小于3Mpps 业务槽位不小于4 关键部件 如 中央控制板 交换网板 电源 风扇等 冗余备份至少支持GE FE POS ATM E1等接口支持BGP4 BGP4 IS IS IS ISv6 OSPFV2 V3等常用路由协议支持L3MPLSVPN L2MPLSVPN平滑支持IPV6要求CE路由器双备份配置 37 网络设备要求 二 核心交换机要求 核心交换机交换容量不小于80G 二 三层包交换吞吐率不低于50Mbps核心交换机采用全分布式交换体系结构 保证核心交换机的转发性能 不会出现系统资源争用的情况 同时在任何网络状况及业务状况下都能提供线速的转发能力关键部件 如 中央控制板 交换网板 电源 风扇等 冗余备份能提供高密度FE GE接口 可选支持10GE接口三层交换机支持静态路由 OSPF ISIS路由协议 可平滑升级到IPv6 38 网络设备要求 三 防火墙设备要求整机吞吐量不小于800Mbps 会话连接数不小于500 000个防火墙支持L2透明模式 L3路由模式 支持NAT模式至少支持4个以上10 100 1000以太网接口至少支持3个以上GE接口提供的防火墙应具有虚拟专用网 VPN 功能 支持IPSEC L2TP等协议 应支持多种主流的加密算法和验证算法 抗DoS DDoS攻击 应该能抵御SynFlood pingofdeath land teardrop pingflood smurf ICMPFlood udpflood攻击 39 讲解内容 话务模型 1 3 2 GPRS网络简介 工程概述 5 网络组织方案 4 网元设置原则及设备要求 6 数据配置 7 路由计划及其它 40 网络组织方案 用虚线框起来的设备表示需要根据各省具体情况设置 虚线表示的连接是逻辑连接 41 网络组织方案 用虚线框起来的设备表示需要根据各省具体情况设置 虚线表示的连接是逻辑连接 42 Gn承载方案 同一节点的SGSN GGSN DNS NTP等设备之间通过局域网连接 利用MPLSVPN技术在现有的165网上划分出GPRS的Gn承载网 用来承载不同节点之间SGSN GGSN DNS NTP BG等GPRS内部网元之间的业务数据 今后 条件成熟时 可割接到IP专用承载网上 43 GPRS与外部数据网的连接 GGSN的Gi接口通过防火墙接入省内汇接节点1 全网增值业务利用MPLSVPN技术在现有的165网上划分出中国联通增值业务的承载网在逻辑上 GGSN的Gi接口通过GRE隧道连接到本省的WAP网关的前置路由器 由WAP网关前置路由器连接到165网PE路由器 从而连接到中国联通的增值业务VPN网 2 本地专网接入业务可以选择专线连接 也可以选择通过公网上的隧道方式连接 3 全网互联网接入业务目前暂时不开放该业务 但在网络建设时 应该实现Gi接口与165省网连接 为开放其他业务提供条件 44 增值业务接入方式图 45 Gb接口网络组织 有多种PCU与SGSN连接的方案 各省应结合本省情况 充分利用现有资源 选用经济合理的连接方式利用原有A接口的空余容量 通过MSC的半永久连接通过专用2Mbit sE1PCM链路实现在BSC侧传输机房设置DXC PCU侧Gb接口经过DXC交叉复用后通过传输与SGSN连接核心网机房设置DXC PCUGb接口直接通过传输电路到核心网机房DXC 经DXC交叉复用后与SGSN连接 46 Gb接口网络组织 47 Gr接口 Ga接口网络组织 Gr接口网络组织SGSN作为GSMNO 7信令网的一个信令点 接入到STP点上每个SGSN与本地一对LSTP或者HSTP LSTP相连Ga接口 网管接口网络组织分别通过单独的VLAN连接 48 Gp接口网络组织 Gp接口网络组织在北京和广州各设置一台BG设备BG设备通过IPsec隧道或者专线与GRX组织的路由器连接 从而实现与其它移动运营商的连接 49 北京目前BG连接方式 50 本期工程北京广州BG工作方式选择 出 入网流量控制把广州节点作为主要出 入出口 北京节点作为备份出 入口 当连接正常时 所有的流量均从主要出口流出 出现异常时 流量从备份出口流出 考虑到广州的地理位置以及可能在广州采用专线连接的方式 若采用方案三时 建议选用广州节点的BG作为主要出口 选择北京节点的BG作为辅助出口 需要对BG及GRX路由设备之间的E BGP路由协议进行属性设置 如通过MED属性 AS PASS属性等 具体采用如何设置需要GRX组织协商确定 另外 在对两地BG设备进行配置时 需启用路由过滤功能 使BG仅接收GRX事先告知的路由 并根据GRX的路由改变进行调整 51 GGSN与WAP网关的连接方案 原下发的连接方案是 GGSN与PE路由器通过GRE隧道连接 并且连接到联通增值业务网络 后来随着增值业务部启动全网WAP网关和MMSC的建设 各省均出现了增值业务系统 因此方案修改为 WAP网关 移动多媒体业务中心及GGSN在本省内部通过CE路由器连接 并通过CE路由器连接到本省的PE路由器上 52 讲解内容 话务模型 1 3 2 GPRS网络简介 工程概述 5 网络组织方案 4 网元设置原则及设备要求 6 数据配置 7 路由计划及其它 53 IP地址分配 IP地址分配原则为保证网络安全的运行 同时考虑网络未来发展的需要 对全网设备地址和用户地址进行了统一规划 54 Gn GpIP地址分配 Gn GpIP地址分配使用公有IP地址范围 220 206 128 0 220 206 159 25531个省每个省一个C 全网预留一个C 55 Gi接口IP地址分配 Gi接口IP地址分配接入增值业务网时 接口IP地址的分配隧道端点PE的公有地址由所在省自行分配 隧道私有地址由总部统一分配GGSN的私网地址由总部分配专线接入省公司或者对端企业分配互联网接入对北京 广州 深圳 海口 上海 苏州 昆明等几个已经建设了GPRS网络的城市 采用总部已经分配的公有地址 其它新建GPRS网络的省份 要求由省公司分配互联的165地址 每个省1 8个C 56 设备IP地址分配 BG设备IP地址分配与GPRS内部网络之间的接口处于Gn接口层面 由总部统一分配与GRX组织的连接的隧道端点地址由总部和GRX组织协商分配设备内部IP地址分配原则对于仅在设备内部使用 不需要公布其路由的IP地址 由厂家自行分配 要求确保不与局域网内部其它地址发生冲突 Ga接口和网管接口IP地址分配由各省根据现有计费及网管网络情况理分配 57 用户IP地址分配 用户地址增值业务IP地址与CDMA用户及设备地址统一分配采用10 0 0 0 8网段的地址每个省1 4个B不等调整地址后 PE路由器上需要做相应的数据配置企业专网IP地址由企业决定互联网接入IP地址在GGSN的地址池内配置私有IP地址在防火墙上分配部分公有IP地址 并做NAT转换 58 信令点编码和GT编码 信令点编码仅需为SGSN分配信令点编码 GGSN不分配信令点编码根据 中国联通900 1800MHz数字蜂窝移动通信网技术体制 修订稿 分配GSN的信令点范围为 150 159GT编码编码的格式是8613000M1M2M3 8613090M1M2M3 8613200M1M2M3 13254M1M2M3各分公司根据空余号码资源进行分配 结果在总部备案 59 APN的设置及自治域号 APN的设置同 中国联通GPRS网络建设指导意见 初期设置UNIWAP UNINETAPN 同时兼容CMWAP CMNET 自治域号需要由GRX组织给BG分配一个保留自治域号已经申请了保留AS号码 60 关于在局域网交换机上启动路由功能的问题 只有在局域网交换机启用三层功能时 才需要在上面设置缺省路由 对于与Gn的连接可如下设置 若采用局域网交换机与PE路由器直连 则Gn的缺省网关设置为PE路由器的接口地址即可 若局域网交换机通过传输路由器与PE路由器直连 则交换机上的Gn的缺省网关设置为传输路由器的接口地址 对于与Gi的连接可如下设置 若采用局域网交换机与省网路由器直连 则Gi的缺省网关设置为省网路由器的接口地址即可 若局域网交换机通过传输路由器与省网路由器直连 则交换机上的Gi的缺省网关设置为传输路由器的接口地址 61 建设方案中关于Gn接口的说明 方案中所说的Gn接口是广义上的Gn接口 是指GPRS内部网元之间业务通信时 所使用的接口及地址 如 SGSN GGSN的Gn接口IP地址 DNS NTP设备接口地址等 SGSN GGSN之间GTP隧道端点地址等 它们之间通信时需要使用的地址均采用总部分配的Gn接口地址段 因为上述业务流量涉及到不同省份及节点之间的通信 并在漫游时需要用到 因此由总部统一分配 62 UniNet CmNetAPNIP地址配置的问题 原实施意见为初期为用户在GGSN中配置公有IP地址池 用户使用公网IP地址上互联网 在今后IP地址紧张时 再启用私网IP地址 考虑到目前该APN暂时不开放业务 并且今后用户量大时 对公有IP地址的消耗量很大 因此 将原方案调整如下 对于该APN 在GGSN的地址池中为用户配置私网IP地址 在防火墙上配置一定数量的公有IP地址 用户上互联网时 通过防火墙的NAT功能使用互联网业务 由于不同的局域网中的上述IP地址池可以重复使用 为了数据配置方便 建议每个GPRS局域网内的GGSN的UniNet CmNetAPN地址池启用 172 16 0 0 172 31 255 255的私有IP地址段 局域网中的每个GGSN启用其中的一段地址 并在防火墙和GGSN之间设置相关的路由 防火墙的地址池中 配置一定数量的公网IP地址 用来进行NAT 做互联网访问 防火墙上的公有IP地址的数量 可按照如下原则配置 按照GPRS出帐用户数为基础 每20000出帐用户配置一个公有IP地址 63 UniNet CmNetAPN的DNS的配置问题 在GPRS网络内 有两类DNS需要配置一类是GPRS网络内部使用的DNS 主要用于SGSN向DNS查询APN所对应GGSN的IP地址以及切换时的SGSN的地址 该DNS已经要求在工程建设时同GPRS核心网元一同建设 另外一类是用户使用业务时 外部数据网的DNS 这类DNS由外部数据网进行建设 在GPRS数据配置时 只需要将它们的地址配置在相应的GGSN对应的APN中即可 例如 各省配置UniNetAPN时 GGSN的DNS可以配置为各省UniNet网的省级DNS 64 UniNet CmNetAPN的DNS的配置问题 GPRS的DNS的配置省级DNS送到根DNS的APN号段位数与根DNS上局数据配置的各省APN号段位数应该是7位 例如 用户的MSISDN为8613XH0H1H2H3ABCD SGSN以及省级DNS发送的请求中的APN的号段应该为 13XH0H1H2H3 是上述MSISDN的第三位至第9位的数字 其中 H0H1H2H3各省只配置本省的数据 当省级DNS没有相应数据时 向根DNS发起查询 根DNS上应配置全国的H0H1H2H3数据 并配置GRX组织的DNS地址 当发现其它运营商的用户漫游入 并要求使用它本网的APN时 根DNS向GRX组织发送相关请求 另外 为了实现跨区切换 省级DNS应配置SGSN的相关位置信息 65 DNS配置及备份方案 需要DNS解析的的数据 APN所对应的GGSN的IP地址的解析 路由区的解析 要求DNS配置为递归查询方式 请求返回给发起请求的SGSN 初期根DNS设置在北京和广州 各地设置两台服务器 采用负荷分担的工作方式 66 GPRS网内DNS域名配置 GPRS内部DNS系统域名命名规则 目前 北京根DNS的域名为 和北京省级DNS的命名为 和建议广州新建的根DNS的域名如下 和其它省级DNS的命名规则参照上例 67 讲解内容 话务模型 1 3 2 GPRS网络简介 工程概述 5 网络组织方案 4 网元设置原则及设备要求 6 数据配置 7 路由计划及其它 68 路由计划 信令路由方式 信令路由方式原则上省内用DPC SSN寻址 省间用GT寻址 使用WAPAPN时 采用Radius消息的信令路由方式要求GGSN采用带内通信的方式 69 路由计划 GPRS网内 Gn接口之间的路由计划 通用APN接入地SGSN 承载网VPN 归属地GGSN专用APN接入地SGSN 承载网VPN 提供业务的GGSN 70 路由计划 GP