3G核心网基础讲座-曾睿.ppt

走近3G 3G核心网简介 2006年1月 曾睿规划设计engrui 中国移动3G技术发展策略概况 3G战略目标 坚持服务与业务领先 继续保持中国移动在移动通信领域的主导地位 努力争创世界一流通信企业3G发展的技术策略 紧紧围绕 技术领先 网络覆盖及网络质量保持优势 的目标3G发展的特色 2G和3G长期共存 3G技术的发展策略始终紧扣 2G 3G一张网 的原则注 以下所涉及的核心网功能 协议 网络组织均为集团公司选定的方案 提纲 一 WCDMAR4核心网概述二 WCDMAR4核心网电路域网元功能三 WCDMAR4核心网电路域接口及协议四 WCDMAR4核心网分组域网元功能五 WCDMAR4核心网分组域接口及协议 WCDMA核心网概述 版本演进 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 WCDMAR4核心网概述 核心网架构 控制和承载相分离MSC VLR SSP MSCserver VLR SSP MGW引入IP承载按需拉TDM E1 IP承载网 天然的网状网基础TrFO功能引入无线子系统侧TC 核心网MGW 网络边缘 WCDMAR4核心网概述 R4核心网特点 R4网络的特点 承载控制分离 IPATM 软交换 SS7 MGW MGW IPATM H 248 MGCP H 248 MGCP R4软交换模型 TDM TDM 分组网 扩展业务 管理系统 计费系统 将传统交换机的功能模块分离成为独立的网络部件 各个部件可以按相应的功能划分各自独立发展承载和控制的分离使核心网组网的概念发生根本的改变 IPCore CSCF 3GRAN MSC SERVER MGCF 固定SIP终端 CALLSERVER GCF AG TG IAD 固定非SIP终端 SGSN GGSN MGW HSS SIP SIP SIP SIP SIP GCP H 248 MAP DIAMETER 控制层 边缘接入 R4在核心网电路域引入IP宽带承载 从传统电路交换向分组数据交换转变 形成以IPcore为基础的电信网络新框架 R4网络的特点 IP承载的引入 核心交换层 端到端采用TrFO 避免语音编解码操作对于语音质量的损伤 有利于 提高语音质量 免除核心网语音编解码操作对语音质量的影响减少TC设备 降低设备投资成本 降低语音传输带宽 TC TC AMR AMR PCM AMR 传统的语音传送模式 TrFO模式 R4网络的特点 TrFO的引入 提纲 一 WCDMAR4核心网概述二 WCDMAR4核心网电路域网元功能MSC ServerMGWSG三 WCDMAR4核心网电路域接口及协议四 WCDMAR4核心网分组域网元功能五 WCDMAR4核心网分组域接口及协议 Mc Mc Nb Nc MSCServer MSCServer MGW MGW R99 GSM PSTN 继承R99MSC的所有电路域控制面功能 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R99VLR功能 以处理移动用户业务及CAMEL相关数据 对MGW进行控制 是通过3G扩展的H 248协议来实现的 与其他MSCserver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 NO 7 电路域网元功能 MSC Server 电路域网元功能 MSC Server 根据网络中的应用 MSCServer分类为以下几类 TMSCServer 汇接移动软交换机 在中国移动软交换汇接网中已有实际用 MSCServer 端局软交换机 IW MSCServer 互通软交换机 CMN 呼叫协调节点 CMN CallMediationNode的简称 中文名称 呼叫协调节点 主要完成MSCServer之间的信令链路汇聚和被叫号码分析功能 实现BICC消息在MSCServer之间的传递 电路域网元功能 MSC Server Mc Mc Nb Nc MSCServer MSCServer MGW MGW R99 GSM PSTN NO 7 是R4核心网承载面的网关设备 位于CS核心网通往无线接入网 UTRAN BSS 及传统固定网 PSTN ISDN 的边界处 是Iu 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 而是通过H 248信令 接受来自MSCserver的控制命令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 放音收号资源等支持电路域业务在多种传输媒介 基于AAL2 ATM TDM 或基于RTP UDP IP 上的实现 提供必要的承载控制 电路域网元功能 MGW 语音处理功能 MGW应具有语音信号的编解码功能 支持G 711G 729G 723 1G 726 可选 UMTS AMR AMR2分组语音编解码之间的转换和互通 TDM网络侧PCM码流与IP网络侧语音编解码的相互转换 语音活动检测功能 静音压缩功能 产生舒适噪声功能 抖动消除 丢包补偿 提供DTMF信号的检测和发送能力 电路域网元功能 MGW 承载媒体资源转换功能R4MGW应支持在TDM网络和IP网络之间提供承载媒体转换功能 R4MGW也应支持在TDM交换网络之间提供PCM话路交换功能 承载通道处理功能MGW应能根据软交换设备的命令对它所连接的呼叫进行控制 MGW应有在软交换机控制下建立IP TDM承载任意组合的承载通道的能力 MGW应能通过TDM方式完成与VMSC GMSC及TMSC等设备的话路连接及话路交换功能 应支持如下协议栈 支持H 248 SCTP IP 支持RTP RTCP协议 支持ASN 1和文本方式 可选 两种编码格式 资源管理功能对系统中的各种资源进行管理 如资源的分配 释放和控制等 IPQoS管理功能MGW设备的IP端口上支持DiffServ中的流分类功能 可将信令流和媒体流分为不同的类别 电路域网元功能 MGW 根据网络中的具体应用可分为以下几类 TMG 即中继媒体网关 在中国移动软交换汇接网中已有应用 MGW 即端局媒体网关 IW MGW 即互通媒体网关 电路域网元功能 MGW 信令网关SG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 SIGTRANM3UA SCTP IPSS7MTP3 2 1 SG在物理实现上可与MSCserver或MGW合一 Mc Mc Nb Nc MSCServer MSCServer MGW MGW R99 GSM PSTN NO 7 电路域网元功能 SG 网元引入原则 MSCserver MGW设备以新建为主所有软交换机均兼有VLR以及SSP功能与TDM网络互通的IW MSCserver IW MGW建议与MSCserver MGW设备合设 初期不单独设置与GSM共用GMSC实现与其它运营商网络的互通 现网GMSC不需升级即可支持HLR设备以升级为主 3G 2G共用 电路域核心网 网络组织 原则以省为单位进行网络建设 确保不同网络之间的互通 切换质量以及高质量业务的提供 确保网络的平滑演进 3G电路域核心网整体划分为多个层面进行组织承载层MGW IW MGW采用IP承载 采用全网扁平化一级组网模式控制层MSCserver IW MSCserver CMN采用IP承载目标网引入CMN节点 根据建设情况 分阶段实施信令网3G初期 与2G共用7号信令网 进行CAP MAP信令的传递 电路域核心网 网络组织 承载层采用全网扁平化一级组网模式主要物理功能实体为各省所属的媒体网关MGW设备3G网络内省内以及省际之间的媒体流 均由底层IP专用承载网直接在主叫所归属的媒体网关和被叫所归属的媒体网关之间直接疏通 不再进行转接 控制层负责呼叫控制处理 完成BICC信令的传送 控制层网络省内部分采用平面组网方式 不再设CMN节点进行转接 控制层网络省际部分 在目标网方案下 引入CMN节点进行省际BICC信令的转接 3G网络初期 可根据实际工程需求分阶段实施 提纲 一 WCDMAR4核心网概述二 WCDMAR4核心网电路域网元功能三 WCDMAR4核心网电路域接口及协议Mc H 248Nc BICCNb RTP四 WCDMAR4核心网分组域网元功能五 WCDMAR4核心网分组域接口及协议 R4核心网络接口协议 电路域协议 BICC BICC是基于N ISUP的信令协议 在不影响现有网的接口和端到端的业务的情况下在宽带网上支持窄带ISDN业务 BICC协议是在窄带ISUP协议的基础上发展来的 可以认为是将窄带ISUP协议去掉具体的电路控制部分改编而成 但它不能与ISUP对等兼容 ISUP同时携带呼叫控制和承载控制信息 用CIC标识物理承载电路 BICC把呼叫控制和承载控制分离 BICC信令的传送独立于承载控制信令的传送 或者说承载传送透明于BICC信令协议 BICC并不知道具体的承载技术 BICC可以和任何承载互操作 如ATM IP TDM 理论上 BICC协议可部署在各种各样的信号传输协议栈之上 提供与具体业务承载无关的呼叫控制 目前比较成熟的可承载BICC协议的传输协议是 MTP3 MTP3b M3UA和SCTP等 电路域协议 BICC BICC承载建立方式前向承载建立方式 ForwardBearerSetup 快速隧道方式 FastTunnel 延迟隧道方式 DelayedForwardTunnel 后向承载建立方式 BackwardBearerSetup 延迟隧道方式 DelayedBackwardTunnel 电路域协议 BICC 前向快速隧道承载建立流程 BICC呼叫控制提供的隧道机制 进行交互承载控制信息 这种方式一般用于IP承载网 利用会话数据协议 SDP 描述IP承载控制的媒体流源 目的地的流媒体特性 端口号 IP地址 完成承载的连接建立 电路域协议 H 248 在R4网络连接模型中 MGW内可被MSCserver所控制的实体或对象 主要是通过 上下文 和 终端 2个抽象概念来描述的 终端 Termination 一个终端是MGW中媒体 控制流的起源或终结点 上下文 Context 一个上下文是一组终端的关联的抽象 H 248包括以下下八类命令 提纲 一 WCDMAR4核心网概述二 WCDMAR4核心网电路域网元功能三 WCDMAR4核心网电路域接口及协议四 WCDMAR4核心网分组域网元功能SGSNGGSNCG五 WCDMAR4核心网分组域接口及协议 分组域网元功能 MSC Server IP Iu PS Gn Gn Gp Gi CG BillingCenter Ga HLR MSC GGSN GMSC SGSN Gb Internet 提纲 一 WCDMAR4核心网概述二 WCDMAR4核心网电路域网元功能三 WCDMAR4核心网电路域接口及协议四 WCDMAR4核心网分组域网元功能五 WCDMAR4核心网分组域接口及协议 分组域主要接口及协议 HLR RNC GGSN CG PDN BSC MAPGc MAPGr GTPGn Gi GTP Ga GTP Ga RANAP IUUPIu PS BSSGP Gb SGSN MSCServer VLR BSSA