01CDMA核心网基础和基本呼叫流程

CDMACDMACDMACDMA核心网基础和基本呼叫流程核心网基础和基本呼叫流程核心网基础和基本呼叫流程核心网基础和基本呼叫流程 中兴通讯中兴通讯中兴通讯中兴通讯 2008年年年年5月月月月 讨论提纲讨论提纲讨论提纲讨论提纲 传统传统传统传统cdma核心网网络架构核心网网络架构核心网网络架构核心网网络架构 cdma软交换核心网基本知识软交换核心网基本知识软交换核心网基本知识软交换核心网基本知识 cdma核心网网络演进核心网网络演进核心网网络演进核心网网络演进 cdma软交换组网方案软交换组网方案软交换组网方案软交换组网方案 cdma软交换基本呼叫流程软交换基本呼叫流程软交换基本呼叫流程软交换基本呼叫流程 内部公开 传统传统传统传统CDMA整体网络结构整体网络结构整体网络结构整体网络结构 MS Internet PSTN PDS/PHR PDSN/AAA MSC/VLR PDC PCF BSC HLR/AUC SC Other MSC OMC BTS DAS SCP DSS系统 调度台 管理台 C E Ai T1 T2 QAAbisUm N PLMN E A10/A11 A10d/A11d CDMA2000 1x蜂窝移动通信系统结构图 内部公开 功能实体功能实体功能实体功能实体MSC/VLR MSC功能功能功能功能MSC MSC功能功能功能功能功能功能功能功能 ? MSC (Mobile Switching Center)是CDMA网络的核心，对位于它所覆 盖区域中的移动台进行控制和完成话路接续的功能，也是CDMA和其 他网络之间的接口。它完成通话接续，计费，BSS和MSC之间的切 换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等功能。 VLR功能功能功能功能VLR VLR功能功能功能功能功能功能功能功能 ? VLR (Visitor Location Register)是一个动态用户数据库，存储MSC所 管辖区域中的移动台（称拜访客户）的相关用户数据，包括：用户号 码、移动台的位置区信息、用户状态和用户可获得的服务等参数。 内部公开 功能实体功能实体功能实体功能实体HLR/AUC HLR功能功能功能功能HLR HLR功能功能功能功能功能功能功能功能 ? HLR (Home Location Register)是一个静态数据库，它主要存储两类 信息：一是有关移动用户的参数，包括移动用户识别号码、访问能力、 用户类别和补充业务等数据；一是有关移动用户目前所处位置的信 息，以便建立至移动台的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等。 AUC功能功能功能功能AUC AUC功能功能功能功能功能功能功能功能 ? AUC (Authentication Center)是一个管理与移动台相关的鉴权信息的 功能实体。完成对移动用户的鉴权，存储移动用户的鉴权参数，并能 根据MSC/VLR的请求产生、传送相应的鉴权参数。 内部公开 功能实体功能实体功能实体功能实体PDSN PDSN功能功能功能功能PDSN PDSN功能功能功能功能功能功能功能功能 ? PDSN（Packet Data Serving Node）分组数据服务节点，是 承接无线网络和分组数据网络的无线分组数据接入网关，提 供Simple IP和Mobile IP接入方式，为CDMA2000移动台提 供访问Internet或Intranet的服务。 内部公开 功能实体功能实体功能实体功能实体AAA AAA功能功能功能功能AAA AAA功能功能功能功能功能功能功能功能 ? AAA（Authentication，Accounting，Authorization Server） 鉴权、授权与计账服务器，目前采用RADIUS服务器方式实 现。AAA对用户的脚本文件信息进行鉴权认证，完成数据业 务的授权和计费功能。同时，AAA完成用户的数据业务开户 管理功能。 内部公开 功能实体功能实体功能实体功能实体PDS PDS功能功能功能功能PDS PDS功能功能功能功能功能功能功能功能 ? PDS (PTT Dispatching Server)是PTT调度服务器，是集群呼 叫的总控制点，完成集群调度呼叫的处理，包括鉴别集群用 户、建立各种集群呼叫如私密呼叫和群组呼叫、集群PTT通 话权管理等。PDS作为调度服务器，还负责报文分发，接收 反向链路来的集群语音数据，根据呼叫的性质再分发到对应 的前向链路。 内部公开 功能实体功能实体功能实体功能实体PHR PHR功能功能功能功能PHR PHR功能功能功能功能功能功能功能功能 ? PHR (PTT Home Register) 是PTT归属寄存器，完成用户的 PTT业务鉴权、授权、计费、位置更新和动态群组管理功 能，并为集群用户提供PTT群组、用户的业务受理。 内部公开 功能实体功能实体功能实体功能实体DAS DAS功能功能功能功能DAS DAS功能功能功能功能功能功能功能功能 ? DAS (Dispatching Agent Server)是调度台服务器，是集团用 户的调度台客户端执行调度操作的门户网站，为不同集团用 户提供PTT虚拟调度专网业务。 讨论提纲讨论提纲讨论提纲讨论提纲 传统传统传统传统cdma核心网网络架构核心网网络架构核心网网络架构核心网网络架构 cdma软交换核心网基本知识软交换核心网基本知识软交换核心网基本知识软交换核心网基本知识 cdma核心网网络演进核心网网络演进核心网网络演进核心网网络演进 cdma软交换组网方案软交换组网方案软交换组网方案软交换组网方案 cdma软交换基本呼叫流程软交换基本呼叫流程软交换基本呼叫流程软交换基本呼叫流程 内部公开 CDMA2000核心网标准演进核心网标准演进核心网标准演进核心网标准演进 内部公开 CDMA 核心网演进核心网演进核心网演进核心网演进 Phase2 Phase2 Phase 0/1Phase 0/1Phase3 Phase3 MSCe MGW IM-MGW MRFP MGCF CSCF MRFC MSC/VLR IP 软交换软交换软交换软交换/LMSDIMS传统电路交换传统电路交换传统电路交换传统电路交换 HLR/AUC HLRe HSS AAA AAA PDSN PDSNAGW 内部公开 CDMA 电路交换结构电路交换结构电路交换结构电路交换结构 PSTN/ISDN Radio Access Network Interworked Network IS95A/B/1x Base Station System BTSBSC/PCF PSTN/ISDN Circuit Switched (CS) domain A1/A2/A5 SCPHLR A10/A11 IP backbone Network Packet Switched (PS) domain HA Internet Intranet MSC- VLR PDSN G-MSC MAP MAP MAP SMS SC Pi other PLMN 内部公开 CDMA软交换软交换软交换软交换(LMSD) 结构结构结构结构 IP transport Access Network Interworked Network PSTN/ISDN other PLMN SCPeHLRe Core Network MSCe BTSBSC ALL-IP 基站系统基站系统基站系统基站系统 A1p MSCe SIP-I MAP MAP MGW MGW H.248H.248 传统基站系统传统基站系统传统基站系统传统基站系统 BTSBSCA1 A2p A2 Circuit Switched (CS) domain ? 产业链成熟产业链成熟产业链成熟产业链成熟，语音质量具有优势语音质量具有优势语音质量具有优势语音质量具有优势 ? 现有现有现有现有CDMA无线接入设备可软交换组网无线接入设备可软交换组网无线接入设备可软交换组网无线接入设备可软交换组网，无线接入部分不需要增加投资无线接入部分不需要增加投资无线接入部分不需要增加投资无线接入部分不需要增加投资 ? 部分运营商部分运营商部分运营商部分运营商(包括中国移动包括中国移动包括中国移动包括中国移动、印度印度印度印度RELIANCE)已经建设或开始建设软交换网已经建设或开始建设软交换网已经建设或开始建设软交换网已经建设或开始建设软交换网 络络络络，同时着手同时着手同时着手同时着手IMS试验试验试验试验 网网网网 内部公开 MMD(IMS)结构结构结构结构 Internet Access Network Interworked Network PSTN/ISDN services ?网络设备的依赖关系: ?PS网络作为IMS网络的一种接入承载; ?CS网络作为IMS网络的对等网络，实现互联互通 ?CS和IMS长期共存 ?软交换和IMS部分设备可以共用和演进: ?软交换控制设备与MGCF可共用同一物理设备 ?软交换媒体网关与IM-MGW可共用同一物理设备 ?软交换设备在未来IMS网络中可以得到重用 ?CS/PS/IMS分别满足信息领域的三类不同需求： ?CS域提供的是第一类通讯交流服务； ?PS域提供的是第二类信息获取服务； ?IMS域提供的是第三类消费类增值服务业务。 ?三种业务满足用户不同的需要，三者可以同时共存的。 ?VCC标准成熟以后，用户可以在IMS与LMSD网络间切换 ?采用IMS作为整个呼叫的控制层，CS变为承载层，实现全业务融合的方案在业界 处于概念提出阶段，还没有进入标准讨论阶段，商用时间为时尚早。 可以考虑删掉 讨论提纲讨论提纲讨论提纲讨论提纲 传统传统传统传统cdma核心网网络架构核心网网络架构核心网网络架构核心网网络架构 cdma软交换核心网基本知识软交换核心网基本知识软交换核心网基本知识软交换核心网基本知识 cdma核心网网络演进核心网网络演进核心网网络演进核心网网络演进 cdma软交换组网方案软交换组网方案软交换组网方案软交换组网方案 cdma软交换基本呼叫流程软交换基本呼叫流程软交换基本呼叫流程软交换基本呼叫流程 内部公开 LMSD域与传统电路域网络的变化域与传统电路域网络的变化域与传统电路域网络的变化域与传统电路域网络的变化 BSCBSCBSC SCPHLR MSCMSC TUP/ISUP TDM WIN MAP Over TDM MAP Over TDM BSCBSC HLReSCPe MSCeMSCe MGW BSC MAP Over TDM/IP WIN MAP Over TDM/IP TUP/ISUP/SIP TDM/IP TDM/IP MGW H.248 Over IP H.248 Over IP BSSAP Over TDM/IP RTP/IP or G.711/TDM 注：LMSD阶段PS域保持不变 内部公开 LMSD软交换体系结构软交换体系结构软交换体系结构软交换体系结构 内部公开 LMSD域新增的组件域新增的组件域新增的组件域新增的组件MSCe 39/XX39/XX YY ZZ MSC eGMSCe MGWMGW RAN Other PLMN / PSTN SGW NO.7 ?继承传统MSC的所有电路域控制面功 能，而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VLR功能，以处理移动用户业务数 据及WIN相关数据； ?通过扩展的H.248协议实现对电路域基 本业务及补充业务涉及的MGW中承载终 端及媒体流的控制； ?与其他MSCe间通过SIP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 MSC仿真（MSCe）：多种逻辑功能实体的集合，支持移动性管理，提供呼叫控制、连接、VLR及部分 业务功能，是实时语音/数据业务的呼叫、控制、业务提供的核心设备。 内部公开 LMSD域新增的组件域新增的组件域新增的组件域新增的组件MGW 39/XX39/XX YY ZZ MSC e MSCe MGW MGW RAN Other PLMN / PSTN SGW NO.7 ?是LMSD域承载面的网关设备，位于CS 核心网通往无线接入网（RAN）及传统固 定网（PSTN/ISDN）的边界处；A2/A2p、 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 (G)MSCe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CDMA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, TDM，或基于RTP/UDP/IP)上的实现，提 供必要的承载控制 媒体网关（MGW）：为核心网中的分组环境和PSTN网络中的电路交换环境提供承载业务支持，提供话 音编解码的声码器功能，提供调制解调器MODEM/IWF功能（在电路音频modem音和数字音频字节流之 间相互转换），也提供终结PPP连接的能力。 内部公开 LMSD域新增的组件域新增的组件域新增的组件域新增的组件SGW 39/XX39/XX YY ZZ MSC e MSCe MGWMGW RAN Other PLMN / PSTN SGW NO.7 ?SGW在核心网中完成SS7的 信令传输（SS7 MTP）和基 于IP的信令传输（SIGTRAN SCTP/IP）之间的转换，为不 同网络之间的业务融合提供了 有效的保障。 ?SGW在物理实现上可与 (G)MSCe或MGW合一 内部公开 LMSD软交换接口软交换接口软交换接口软交换接口 39/XX 39/XX 内部公开 局内控制接口局内控制接口局内控制接口局内控制接口39/XX接口接口接口接口 RAN 39/XX39/XX MSCe GMSCe MGWMGW Other PLMN / PSTN ?遵循的协议标准遵循的协议标准遵循的协议标准遵循的协议标准 ?ITU_T及IETF联合制定的H.248协议， 如H.248(RFC3015)和ITU-T的Q.1950 （CBC） ?针对3GPP2特殊需求的H.248扩展事务 （Transaction）及包（Package）定义 ?H.248消息编码方式消息编码方式消息编码方式消息编码方式： 采用ASN.1BER或文本方式； ?H.248功能功能功能功能: ?相当于MSC的控制模块对中继模块的内 部控制信令 ?是MSCe控制MGW建立呼叫的信令 ?注册/监视、控制、状态和事件上报 ?H.248底层传输机制底层传输机制底层传输机制底层传输机制： ?IP/SCTP ?IP/SCTP/M3UA 内部公开 局间接口局间接口局间接口局间接口ZZ接口接口接口接口 ?ZZ接口接口接口接口 ?相当于MSC之间的信令部分 ?是MSCe之间的呼叫控制信令 接口 ?除了支持IP承载上的SIP信 令，ZZ接口也支持传统的 TUP/ISUP信令 SIP-T/SIP-I TCP SCTP UDP IP RAN MSCe GMSCe MGWMGW ZZ Other PLMN / PSTN Physical Layer UDP/TCP/SCTP Link Layer IP SIP/SIP-T SIP SIP 协议桟协议桟协议桟协议桟协议桟协议桟协议桟协议桟 内部公开 媒体传输接口媒体传输接口媒体传输接口媒体传输接口YY接口接口接口接口 RAN MSC e MGWMGW RTP 语音帧 UDP/IP PCM YY Other PLMN / PSTN ?接口功能接口功能接口功能接口功能： 相当于传统MSC之间的中继电路部分，用 来在LMSD域内承载用户的话音媒体流， 并以承载控制信令管理媒体流连接的建立、 释放与维护； ?承载方式承载方式承载方式承载方式 IP/TDM承载 MSC e 内部公开 YY接口接口接口接口底层传输底层传输底层传输底层传输 G.711 PCM RTP IP/UDP 物理物理物理物理 链路链路链路链路 IP RAN MGWMGW YY PLMN / PSTN G.711 PCM TDM /IP/TDM G.711 PCM TDM A/ApAi TDM IP RTP IP/UDP 物理物理物理物理 链路链路链路链路 内部公开 SIGTRAN协议介绍协议介绍协议介绍协议介绍 IP SCTP IUA Q931/QSIG M2UA/ M2PA MTP3 M3UA SCCP TCAP ISUPTUP SUA TCAP V5UA V5.2 IP层 信令传送层 信令适配层 信令应用层 内部公开 SIGTRAN工作方式分析工作方式分析工作方式分析工作方式分析 M3UA / SCTP / IPM3UA / SCTP / IP M3UA / SCTP / IP MTP3 / M2UA / SCTP / IPMTP3 / M2UA / SCTP / IP MTP3 / M2UA / SCTP / IP MTP3 / M2PA / SCTP / IPMTP3 / M2PA / SCTP / IP MTP3 / M2PA / SCTP / IP ? M3UA适配传输用户信令，简洁高效，适用于点到点的No.7信令消息传输。 ? 缺乏信令网络管理功能，不利于大规模建网。 ? M3UA适配传输用户信令，简洁高效，适用于点到点的No.7信令消息传输。 ? 缺乏信令网络管理功能，不利于大规模建网。 ? 与MTP3结合使用，只替换底层承载，保持原有No.7信令结构，即能完成信令 互通，又可使用完善的信令管理网机制，这是目前其他Sigtran协议都无法很好 解决的难题。 ? 当前国标发布，IETF虽未完成正式规范，但草案已经稳定，业内设备支持情况 一般。 ? 与MTP3结合使用，只替换底层承载，保持原有No.7信令结构，即能完成信令 互通，又可使用完善的信令管理网机制，这是目前其他Sigtran协议都无法很好 解决的难题。 ? 当前国标发布，IETF虽未完成正式规范，但草案已经稳定，业内设备支持情况 一般。 ? M2UA用于IP SP与No.7 SP的互通，可以使用IP SP集中管理，简化SG。 ? 不对称结构，只能用于No.7信令网与IP信令网之间的互通。 ? M2UA用于IP SP与No.7 SP的互通，可以使用IP SP集中管理，简化SG。 ? 不对称结构，只能用于No.7信令网与IP信令网之间的互通。 讨论提纲讨论提纲讨论提纲讨论提纲 传统传统传统传统cdma核心网网络架构核心网网络架构核心网网络架构核心网网络架构 cdma软交换核心网基本知识软交换核心网基本知识软交换核心网基本知识软交换核心网基本知识 cdma核心网网络演进核心网网络演进核心网网络演进核心网网络演进 cdma软交换组网方案软交换组网方案软交换组网方案软交换组网方案 cdma软交换基本呼叫流程软交换基本呼叫流程软交换基本呼叫流程软交换基本呼叫流程 内部公开 传统传统传统传统MSC组网面临的问题组网面临的问题组网面临的问题组网面临的问题 传统的MSC无法解决复杂组网和话路迂回的矛盾 在低话务的区域需要很大的设备投资在低话务的区域需要很大的设备投资在低话务的区域需要很大的设备投资在低话务的区域需要很大的设备投资 小城镇小城镇小城镇小城镇 旅游景点旅游景点旅游景点旅游景点 岛屿岛屿岛屿岛屿 山区山区山区山区 BSC PSTN BSC MSC 小城市小城市小城市小城市大城市大城市大城市大城市 由于路由的迂回由于路由的迂回由于路由的迂回由于路由的迂回，需要大量的长途传输需要大量的长途传输需要大量的长途传输需要大量的长途传输 MSCMSC MSCMSC MSCMSC MSCMSC CDMA networkCDMA network 内部公开 软交换组网方案软交换组网方案软交换组网方案软交换组网方案 BSS IP Network H.248 IP MGWA MGW B A1p/A2p 接口接口接口接口 MSCe PSTN PSTN BSS MGW 接入到本地接入到本地接入到本地接入到本地PSTN H.248 ?“MSCe集中设置，MGW分散部署”，控制和承载分 离 ?局间SIP-I互通，MSCe通过H.248控制MGW ?统一的业务提供，方便新业务的部署 ?媒体面IP互通，减少话路迂回 内部公开 什么是什么是什么是什么是TrFO/RTO ? TrFO（Transcoder Free Operation，免编解码操作免编解码操作免编解码操作免编解码操作） TrFO是一种带外协商免编解码操作，可以提高话音质量，降低核心网话音业务带宽占用（适用 于分组语音承载）。如果核心网内部全部为IP承载类型，则可以由呼叫通路上所有MSCe完成语 音编解码器类型协商后，在MSCe的指示下，呼叫通路上所有经过的MGW均采用相同的语音速 率类型，则可以在整个呼叫通路上建立免编解码器的承载连接，不执行码型转换，进行语音透 传。 ?RTO(Remote Transcoder Operation，远端编解码操作远端编解码操作远端编解码操作远端编解码操作) RTO是一种带外协商远端编解码操作，如两端协商话音编码格式不同，MGW启用RTO操作，即 远端声码转换操作，在入端执行一次码型转换，节省码型转换次数，降低时延和呼损。 内部公开 TrFO/RTO 提高语音质量提高语音质量提高语音质量提高语音质量,降低降低降低降低CAPEX ?TrFO (Transcoder Free Operation) /RTO减少语音编码次数减少语音编码次数减少语音编码次数减少语音编码次数,节约声码器资源节约声码器资源节约声码器资源节约声码器资源,节约节约节约节约IP带宽带宽带宽带宽66%; ?提高话音质量提高话音质量提高话音质量提高话音质量,减少语音延迟减少语音延迟减少语音延迟减少语音延迟RTD（Round Trip Delays） EVRC Voice EVRC Voice EVRC Voice BSC MSCeMSCeMSCe IP Network BSC MSCeMSCeMSCe SIP-TSIPSIP- -T T BTS PSTN TrFO RTO G.711 Voice G.711/E1 BTS BTS 1# Vocoder MSC BSC MSC BSC 2# Vocoder EVRC Voice EVRC Voice TDM网络网络网络网络 软交换网络软交换网络软交换网络软交换网络 内部公开 中兴中兴中兴中兴CDMA TrFO/RTO功能功能功能功能 ? TrFO/RTO 节省节省节省节省IP传输资源传输资源传输资源传输资源 ? 通过减少编码和解码的次数通过减少编码和解码的次数通过减少编码和解码的次数通过减少编码和解码的次数，提高语音质量提高语音质量提高语音质量提高语音质量 ? 减少语音传输时延减少语音传输时延减少语音传输时延减少语音传输时延 内部公开 TFO、TrFO的技术比较说明的技术比较说明的技术比较说明的技术比较说明 TFO与与与与TrFO的区别的区别的区别的区别 ?TFO通过带内信令建立免通过带内信令建立免通过带内信令建立免通过带内信令建立免 编解码的连接编解码的连接编解码的连接编解码的连接，但仍需要编但仍需要编但仍需要编但仍需要编 解码器单元解码器单元解码器单元解码器单元（TC）继续工作继续工作继续工作继续工作。 ?TrFO通过带外信令建立免通过带外信令建立免通过带外信令建立免通过带外信令建立免 编解码的连接编解码的连接编解码的连接编解码的连接，建立后完全建立后完全建立后完全建立后完全 不需要不需要不需要不需要TC存在存在存在存在。 TFO与与与与TrFO的优势的优势的优势的优势 ? 改善语音质量改善语音质量改善语音质量改善语音质量 减少编解码次数减少编解码次数减少编解码次数减少编解码次数（因因因因 为每次编解码都是有损为每次编解码都是有损为每次编解码都是有损为每次编解码都是有损 的的的的） 减少时延减少时延减少时延减少时延（环路时延环路时延环路时延环路时延 短短短短，MOS高高高高） ? 节省网络设备投资节省网络设备投资节省网络设备投资节省网络设备投资 节省传输资源节省传输资源节省传输资源节省传输资源 节省昂贵的节省昂贵的节省昂贵的节省昂贵的TC（达到达到达到达到 30%-40%或更多或更多或更多或更多） 讨论提纲讨论提纲讨论提纲讨论提纲 传统传统传统传统cdma核心网网络架构核心网网络架构核心网网络架构核心网网络架构 cdma软交换核心网基本知识软交换核心网基本知识软交换核心网基本知识软交换核心网基本