核心网基础知识.ppt

核心网基础知识,1,新员工培训课程2011年03月,1、什么是核心网，核心网主要功能是什么？2、核心网有哪些网元组成，各起什么作用？3、话务流程是什么样子的？4、核心网的新技术,通过本课程，你将了解,培训提纲,核心网简介,移动发展史,话务流程,东莞核心网基本情况,核心网新技术,中国移动通信发展史回顾,1987年,第一个模拟蜂窝移动电话建成并投入商用,广东首先开通了数字移动电话网,中国移动第1000万个移动电话客户诞生,东莞移动用户超1000万,1994年,1997年,2007年,中国移动通信标准演进历史回顾,TACS,电路交换，语音业务,GSM，电路交换，语音业务,GPRS分组交换，数据业务,EDGE分组交换，过渡技术,共核心网，新建了接入网,培训提纲,核心网简介,移动发展史,话务流程,东莞核心网基本情况,核心网新技术,一、GSMNetwork,GSM网络基本结构,交换网络子系统,操作维护子系统,无线基站子系统,GSM网络模型,MSC、VLR、HLR、BSC是？在GSM网中起何作用？,移动交换中心完成移动用户的寻呼接入、信道分配、呼叫接续、计费、基站管理等；,归属位置寄存器本地用户信息,访问位置寄存器来访用户信息,鉴权中心产生参数组进行鉴权,基站控制器信道管理、呼叫和链路的建立和拆除,无线基站无线传输、无线信道处理,GSM网络基本结构,二、移动网元简介(1),MSC：移动业务交换中心MobileservicesSwitchingCenterVLR：拜访位置寄存器VisitorLocationRegisterHLR：归属位置寄存器HomeLocationRegisterAUC：鉴权中心AuthenticationCenterEIR：设备识别寄存器EquipmentIdentityRegisterBSC：基站控制器BaseStationControllerOMC：操作维护中心OperationandMaintenanceCenterBTS：基站收发信站BaseTransceiverStationMS：移动台MobileStation,二、移动网元简介(2),GSM网络基本结构,MSC是整个网络的核心，协调与控制整个GSM网络中BSS、OSS的各个功能实体.接口管理支持一系列业务：电信业务，承载业务和补充业务支持位置登记、越区切换和自动漫游等其它网络功能.,MSC的功能,二、移动网元简介(3),GSM网络基本结构,访问用户位置寄存器(VLR)是服务于其控制区域内移动用户的.它存储着进入其控制区域内已登记的移动用户相关信息，为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件.,VLR的功能,二、移动网元简介(4),GSM网络基本结构,归属用户位置寄存器(HLR)是GSM系统的中央数据库，存储该HLR控制的所有存在的移动用户的相关信息.所有移动用户的重要数据都存储在HLR中.包括用户识别号码，访问能力、用户类别和补充业务等数据，HLR也存储部分漫游移动用户所在MSC区域的有关动态数据.,HLR的功能,二、移动网元简介(5),GSM网络基本结构,AUC属于HLR的一个功能单元部分，专用于GSM系统的安全性管理.,鉴权中心(AUC)存储着鉴权信息和加密密钥，防止无权用户接入系统和防止无线接口中数据被窃.,向HLR提供出于安全原因而使用的鉴权参数和密钥。即三参数组（Kc+RAND+SRES）,AUC的功能,二、移动网元简介(6),GSM网络基本结构,移动设备识别寄存器(EIR)存储着移动设备的国际移动设备识别码(IMEI)，通过核查三种表格（白名单、灰名单、黑名单）使得网络具有防止无权用户接入、监视故障设备的运行和保障网络运行安全的功能.在三种表格中分别列出了准许使用的、出现故障需监视的、失窃不准使用的移动设备的IMEI识别码.,EIR的功能,BTS：提供的无线设备能实现小区内业务的传送与接受，并控制无线链路上的信令。（一台基站收发信机）,二、移动网元简介(4),BSC：控制一组基站，其任务是管理无线网络，即管理无线小区及其无线信道，并提供基站至MSC之间的接口。无线设备的操作和维护，移动台的业务过程。,MS：包括移动终端（如手机）和SIM卡。,GSM网络基本结构,浏览WAP信息和internet,轻松下载铃声、图片,收发E-mail,移动在线聊天,在线炒股,GPRS,彩信,GPRS网络基本概念（一）:GPRS业务,理论最高速率,GPRS,GSM,GPRS基本概念（二）:GPRS和EDGE,GPRS：GeneralPacketRadioService，通用分组无线业务。是一种叠加在GSM网络上，用分组交换传输数据的高效率方式。EDGE：增强数据速率的GSM业务。,384kbps,171.2kbps,57.6kbps,三类手机,GPRS基本概念（三）:两类业务和三类手机,两类业务,数据业务,GPRS网络架构（一）：CS域网络和PS域网络,GGSN,SGSN,Internet,PS域网络,语音业务,CS域网络,GPRS网络架构（二）：SGSN和GGSN,HLR,Gb,Gr,Gn,Gn,Gi,Gi,MS,SGSN,GGSN,X.25网络,骨干网IP,短信中心,SGSN：GPRS服务支持节点。类似语音网络中的MSC/VLR，用于存储本SGSN服务区内的用户的信息。GGSN：GPRS网关支持节点。功能类似与语音网中的GMSC，好比到其他外部IP网的门，有分配IP地址的功能。,网络接口介绍,网络接口介绍,东莞现网网络结构,Intranet/Internet,分组交换域,电路交换域,BTS,BSC,nodeb,RNC,用户A,GMSCServer,Server,BTS,BSC,用户B,无线接入网,无线接入网,核心交换网,RNC,nodeb,传输设备,传输设备,传输网,传输网,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，包括MSC、GMSC、TMSC、SGSN、GGSN等,1.移动台国际身份号码（MSISDN）即我们用的手机号码,是在公用交换电话网编号计划中唯一识别移动电话的鉴约号码。格式为:MSISDN=CC+NDC+SN(E.164编码方式),CC：国家代码（CountryCode），中国为86NDC：国内目的地码，即网路接入号（NationalDestinationCode）中国移动为134、135139、159中国联通为130132、133、153SN：客户号码（SubscriberNumber）,例如：一个MSISDN号码：8613922980001：86是国家码CC，139是NDC网号，后面8位为SN用户号，前4位（H0H1H2H3）2298用于识别归属区。,号码识别,2.国际移动客户识别码（IMSI）为了在无线路径和整个GSM移动通信网上正确地识别某个移动客户，就必须给移动客户分配一个特定的识别码，这个识别码称为国际移动客户识别码（IMSI），存储在客户识别模块（SIM）卡、HLR、MSC/VLR。格式为：IMSI=MCC+MNC+MSIN(E.212编码方式),号码识别,3.移动客户漫游号码（MSRN）移动用户的特性决定它的位置是不断变动的，仅靠MSISDN还不足以在PLMN网内把一个呼叫送达目标用户，它只指出了用户所归属的HLR。MSRN是由被叫移动用户所处的MSC/VLR分配给它的一个临时ISDN号码，通过HLR查询送给主叫的MSC/VLR，使主叫MSC可以建立起一条至被叫MSC/VLR的通道，将呼叫送达。因此，MSRN和MSISDN采用相同的编码方式。格式为：MSRN=CC+NDC+SN(E.164编码方式),CC：国家代码（CountryCode），中国为86NDC：国内目的地码，即网路接入号（NationalDestinationCode）用于识别MSC/VLRSN：客户号码（SubscriberNumber）,MSRN在每次开始呼叫时分配给目标用户，用于一次呼叫的路由选择，包含有被叫手机所在MSC/VLR的地址信息，呼叫完成后立刻释，放提供给其他用户使用。,号码识别,4.临时移动用户识别码（TMSI）为了保护用户在空中的话务及信令通道的隐私，在无线信道上用TMSI替代IMSI作为临时的移动用户标识。它是由VLR分配给在其覆盖区内漫游的移动用户的标识码，和用户的IMSI相对应，只在本地VLR内有效，TMSI可以用作位置更新、切换、呼叫、寻呼等操作。其结构可由运营商自行选择，长度不超过4个字节。,号码识别,5国际移动台设备识别码（IMEI）是唯一用来识别移动台终端设备的号码，称作系列号。格式为：IMEITACFACSNRSP,TAC：型号认证码，由GSM一个核心部门来定FAC：最终装配码，识别厂商SNR：序号，一个六位数字的排序号码，用以唯一的识别每个TAC和FAC中的某个设备SP：备用，将来使用,一般TAC为6位数字，FAC为2位数字，SNR为6位数字，SP为1位数字,号码识别,6.位置区识别码（LAI）LAI代表MSC业务区的不同位置区，用于移动用户的位置更新。格式为：LAI=MCC+MNC+LAC,MCC：移动国家号码，中国为460MNC：移动网号，中国移动为00、02（用于134号段），中国联通为01LAC：位置区号码，识别一个GSM网中的位置区，最大长度是16bit，可最多定义65536个位置区,号码识别,7.全球小区识别码（CGI）用于识别一个位置内的小区，它是在LAI后面加上一个小区识别码（CI）组成的格式为：CGI=MCC+MNC+LAC+CI,MCC：移动国家号码，中国为460MNC：移动网号，中国移动为00、02（用于134号段），中国联通为01LAC：位置区号码，识别一个GSM网中的位置区，最大长度是16bit，可最多定义65536个位置区CI：小区识别代码,号码识别,P,L,M,N,服,务,区,M,S,C,V,L,R,服,务,区,位,置,区,小,区,区域关系,东莞(SP),新加坡,宁波(SP),北京,信令,信令的基本概念,信令,STP,LINK,LINK,信令点（SP）：信令点(SignalingPoint)是在信令网络中的一个节点，其可能发起或接收信令信息，或从一个信令点到另一个传输信令信息。（城市）,信令转接点（STP）：用于进行信令汇聚、转发的节点。（中转站）,信令链路（LINK）：两个信令点（包括SSP，SCP和STP）之间由链路连接起来，信令链路是用于传送信令信息的通道。（公路）,话务：就是我们听到的声音信号。（货物）,信令：信令实际上就是一种用于控制的信号。它们按照既定的通讯协议工作,保证将应用信息安全、可靠、高效地传送到目的地。（司机）,信令网的基本概念,培训提纲,核心网简介,移动发展史,话务流程,东莞核心网基本情况,核心网新技术,1.MS的几个状态MS关机:detach-分离MS开机:空闲:1attach-附着2locationupdating忙:通话切换,话务流程,2.位置更新（locationupdate）和切换（HANDOVER）位置更新：用户在空闲时，从一个位置区移动到另一个位置区，MS会把用户重新登记在新的位置区下，这个过程叫位置更新。切换：如果MS在通话过程不停移动，网络会根据MS所处环境的信道质量情况，将MS的通话转到质量好的业务信道中，这种情况就是切换。,1:Intra-BSCHandoverBSC内部切换2:Inter-BSCHandoverBSC间外部切换3:Inter-MSCHandoverMSC间越局切换,话务流程,区别,3.一般的话务流程（1）以下是固话拨打一个移动用户的呼叫接续过程：,话务流程,3.一般的话务流程（2）,话务流程,1、GMSC接受来自固网的呼叫。2、GMSC分析被叫号码，得出被叫所在的HLR，向HLR请求MSRN。3、HLR得知MS所在的地址信息，向MSC请求MSRN。4、MSC/VLR返回MSRN给HLR。5、HLR返回MSRN给GMSC。6、GMSC分析MSRN，接至MSC/VLR。7、MSC/VLR通过MSRN找到对应的IMSI后，释放MSRN。8、MSC根据IMSI得出MS所在的LA，并在LA内寻呼MS。9、MS返回响应并请求TCH。10、系统给MS分配TCH，建立话务连接，通话接通。,3.一般的话务流程（3）,话务流程,培训提纲,核心网基本结构,移动发展史,话务流程,东莞核心网基本情况,核心网新技术,软交换技术,MSCServer,MGW,控制面,承载面,MSC,H.248,承载与控制分离,从交换机到软交换是核心网，实现了控制与承载的分离,传统交换机,呼叫控制,基本话音及补充业务,媒体服务器,信令和媒体网关,软交换,呼叫控制,基本话音及补充业务,媒体服务器,信令和媒体网关,软交换技术,软交换技术的基本概念是把呼叫控制功能从传输层(媒体网关)中分出来,也就是控制和承载相分离。软交换网络的中心思想是承载与控制相分离，把传统交换机的功能实体分散布置于软交换网络之中，更好的适应IP技术的应用和通信带宽的需求。,MSCServer：控制面实体，主要完成MM(移动性管理)、CM（呼叫控制）、MGC（媒体网关控制）等功能；MGW：承载面实体，主要完成语音及媒体流的交换，以及提供各种资源，比如TC、EC、放音、收号能资源；,功能实体,软交换技术,MGW,Mc,Mc,Nb,Nc,MSCServer,MGW,GMSCServer,软交换技术,现阶段软交换网络结构,连接层,控制层,应用层,集中业务控制：,软交换技术,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,软交换技术,软交换的典型呼叫流程,软交换技术,二、MSCPOOL技术起源,1、MSCPool的核心技术由Nortel1997年提出，99年进入3GPP协议(23.913)；在23.913基础上，于2001年演进到23.236(基于R99架构)；2、该技术本质上是移动性管理的增强，通过在接入层设备（BSC/RNC）和核心网设备（MSC/VLR）之间部署路由功能实体，达到终端到指定核心网节点设备的消息寻址能力；3、在R4架构下，MSCPool的组网技术进一步完善，包括E接口重定向和A接口电路共享能力；,MSCINPOOL技术,MSC,MSC3,在传统组网络中，一个RNC/BSC只能与一个MSC相连，而在MSCPool组网中，一个RNC/BSC与多个MSC逻辑相连。A-Flex、IuFlex及MSCPool都遵循3GPP23.236协议，区别在于MSCPool特性应用于核心网CS域，无线侧常称呼为A-Flex/Iu-Flex。,MSC2,MSC1,三、MSCPOOL组网架构和技术优势,MSCINPOOL技术,PoolArea池区特性：一个移动台一旦进入后，无需改变归属MSC而进行漫游，直到离开该池区。一个pool区是被一个或多个核心网节点并行服务的。,三、MSCPOOL组网架构和技术优势,MSCINPOOL技术,这个演示，你发现了MSCPOOL什么技术优势？,MSCINPOOL技术,无缝地理容灾（安全）实现核心网元级别的容灾，组pool主要目的降低负荷、平衡话务（容量）在Pool内没有HLR位置更新和MSC间切换，降低核心网负荷；通过集中效应“削峰平谷”，降低潮汐效应和话务不均衡对网络的影响网络维护高效（效率）整体规划，集中维护，改变了过去逐点规划逐点配置的方式；SS数据统一配置提升客户感受（质量）减少网络变动带来的质量波动；减少切换保证通话质量,MSCINPOOL技术,两个关键概念：NRI:网络资源标识（NetworkResourceIdentifier），位于TMSI的第23bit14bit，用于标识POOL内的MS与MSC节点的关系。1）一个NRI值在MSCPool内唯一定义一个MSC，2）一个MSC分配多个NRI，3）同一个MSCPool内的所有NRI的长度必须相同，3）相邻POOL使用不同组的NRI。NNSF代理(定义按照一定比例来选择池内的server)NASNodeSelectionFunction非接入层节点选择功能；主要用于MS/UE进入POOL时候根据一定原则选择池内的SS，可以在BSC或MGW上实现。,NNSF功能实现,导引员：根据房屋定员数量决定分流人员去哪个房子。等同于NNSF节点：根据MSC-S容量负荷分配用户,房