核心网培训资料1CS域介绍

1、2009年8月,移动核心网培训（CS域）,3,核心网电路域网络架构,2,4,基础网元简介,1,典型业务流程,核心网电路域发展和演进趋势,Page 2,核心网的基本概念,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MSC、HLR等（3GPP 23.101）,电路域，负责话务及短信业务的实现。,分组域，宽带分组业务的实现。,Page 3,Page 4,GSM/UMTS核心网演进,MSC/VLR,GMSC,BSC,SGSN,GGSN,A,Gb,HLR,PSTN,MGW,GMGW,RNC,SGSN,GGSN,Iu-CS,Iu-PS,HLR,PSTN,GMSC Serv

2、er,MSC Server,MGW,MGW,RNC,SGSN,GGSN,Iu-CS,Iu-PS,HSS,PSTN,MSC Server/ MGCF,MSC Server,CSCF,MRF,IMS,GSM/ 3GPP R99,3GPP R4,3GPP R5/R6/R7,RNC,Iu-CS,Iu-PS,HLR提供用户数据管理、移动性管理、支持呼叫相关处理、鉴权中心等功能,MSC Server提供BSS/UTRAN的接入，负责完成CS域的移动性管理、安全性管理、切换处理、信令处理、呼叫处理、用户业务数据管理（VLR功能）等控制功能,MGW是PSTN/PLMN的传输终结点，负责完成媒体转换、承载控制、

3、数字信号编解码、回声抑制、会议桥接等功能,GMSC Server充当移动关口局，与PSTN、NGN、ISDN或其他PLMN网络进行信令互通，承担路由分析、网间接续、网间结算等功能。,Page 5,MS,BTS,EIR,BSC,MSC,VLR,MSC,VLR,HLR/AUC,Um,A,Abis,F,C,B,G,D,E,GSM核心网电路域主要接口,A接口：核心网与无线网的接口，传递的信息包括移动台管理、基站管理、移动性管理、接续管理等，接口协议为BSSAP,E接口：交换机之间的接口，采用MAP协议，用于切换过程中交换有关切换信息以启动和完成切换,B接口：内部接口，用于移动业务交换中心（MSC）向访

4、问用户位置寄存器（VLR）询问有关移动台（MS）当前位置信息或者通知访问用户位置寄存器（VLR）有关移动台（MS）的位置更新信息等,G接口：用于向分配临时移动用户识别码（TMSI）的访问用户位置寄存器（VLR）询问此移动用户的国际移动用户识别码（IMSI）的信息,D接口：用于交换有关移动台位置和用户管理的信息，为移动用户提供的主要服务是保证移动台在整个服务区内能建立和接收呼叫,C接口：用于传递路由选择和管理信息,F接口：用于交换相关的国际移动设备识别码管理信息，国内较少使用,Page 6,MGW,GMGW,NodeB,RNC,Iu-cs,HLR,PSTN,GMSC Server,MSC Ser

5、ver,BTS,CN,C/D,Nc,Mc,Mc,BSC,A,Nb,Nb接口：分为NbCP和NbUP，即控制面和媒体面，承载控制接口和承载业务接口,Mc接口：媒体网关控制接口，MSC Server控制MGW的资源等。,Nc接口：呼叫控制接口，与具体承载相独立,R4核心网电路域主要接口,3,核心网电路域网络架构,2,4,基础网元简介,1,典型业务流程,核心网电路域发展和演进趋势,Page 7,Page 8,VMSC,本地,省内,省际,A省,B省,LSTP1/2,HSTP1/2,HSTP1/2,TMSC1-1/2,HLR,HLR,LSTP1/2,全TDM承载移动网络典型结构,TMSC1-1/2,GM

6、SC,TMSC2-1/2,TMSC2-1/2,GMSC,VMSC,VMSC,VMSC,信令,TDM语音,Page 9,MGW,VMSC,TMGW,TMSS/CMN,本地,省内,省际,GMSS,MSS,信令,TDM语音,GMGW,TMGW,TMSS/CMN,MSS,GMSS,MGW,VMSC,GMGW,MGW,本地网1,本地网2,LSTP,HSTP,HSTP,TMSC1,TMSC2,HLR,HLR,他网,他网,LSTP,引入软交换后移动网络典型架构,IP承载网,TMSC1,TMSC2,IP语音,Page 10,MGW,VMSC,TMGW,TMSS/CMN,本地,省内,省际,GMSS,信令,TDM

7、语音,GMGW,TMGW,TMSS/CMN,GMSS,VMSC,GMGW,本地网1,本地网2,LSTP,HSTP,HSTP,TMSC1,TMSC2,HLR,HLR,SCP,SCP,他网,他网,LSTP,端局组网方式,IP承载网,TMSC1,TMSC2,IP语音,通常将MSC Server 集中放置在省会城市，MGW与BSC/RNC放置在各本地网内,Page 11,MGW,VMSC,TMGW,TMSS/CMN,本地,省内,省际,GMSS,MSS,信令,TDM语音,GMGW,TMGW,TMSS/CMN,MSS,GMSS,MGW,VMSC,GMGW,MGW,本地网1,本地网2,LSTP,HSTP,H

8、STP,TMSC1,TMSC2,HLR,HLR,SCP,SCP,他网,他网,LSTP,关口局网络结构,IP承载网,TMSC1,TMSC2,IP语音,Page 12,MGW,VMSC,TMGW,TMSS/CMN,本地,省内,省际,GMSS,MSS,信令,TDM语音,GMGW,TMGW,TMSS/CMN,MSS,GMSS,MGW,VMSC,GMGW,MGW,本地网1,本地网2,LSTP,HSTP,HSTP,TMSC1,TMSC2,HLR,HLR,SCP,SCP,他网,他网,LSTP,HLR网络结构,IP承载网,TMSC1,TMSC2,IP语音,Page 13,MGW,VMSC,TMGW,TMSS/

9、CMN,本地,省内,省际,GMSS,信令,TDM语音,GMGW,TMGW,TMSS/CMN,GMSS,VMSC,GMGW,本地网1,本地网2,LSTP,HSTP,HSTP,TMSC1,TMSC2,HLR,HLR,SCP,SCP,他网,他网,LSTP,信令网分级分层结构,IP承载网,TMSC1,TMSC2,IP语音,静态组网总结,Page 14,静态组网总结(续),Page 15,3,核心网电路域网络架构,2,4,基础网元简介,1,典型业务流程,核心网电路域发展和演进趋势,Page 16,移动用户呼移动用户流程,移动台完成了信道请求，业务请求，鉴权请求，信道指配等步骤以后，发MSISDN. MS

10、Ca向HLR/AUC要MSRN，HLR/AUC向VLRb转发该消息 VLRb 提供MSRN并回送至MSCa MSCa与MSCb建立了连接 MSCb向BSSb发出寻呼请求并找到MSb.,呼叫建立,取路由,建连,通话,主叫方,被叫方,Page 17,PSTN用户呼移动用户流程,主叫固定用户发起呼叫，发IAM 网关GMSC向被叫所在的HLR/AUC请求MSRN号，HLR到被叫所在的VLR请求MSRN. VLR回送GMSC漫游号 MSRN GMSC与被叫所在的MSC建立连接. MSC向BSS发寻呼请求，找到被叫移动台. 被叫移动台通过BSS向MSC发寻呼响应. MSC连接证实（CON-CONF） MS

11、C完成被叫MS的鉴权、加密、呼叫建立等过程. MSC向主叫PSTN呼叫响应发回地址全消息（ACM）和应答消息（ANC）.,PSTN,鉴权加密,取路由,建连,通话,呼叫建立,Page 18,鉴权,通过鉴权，系统可以为合法的用户提供服务，对不合法的用户拒绝服务 当用户要进行呼叫，位置更新等操作时，先需对其鉴权 AUC不断地为每个用户提供一组参数（包括随即数RAND、符号响应SRES 和密匙KC等三个参数）,Page 19,鉴权流程,主叫用户发出IMSI号到VLR MSC/VLR判断该IMSI是否为新.如为新卡，则向 AUC申请五个三数组；如为旧卡，则调用VLR中的一个三数组. VLR发请求三数组消

12、息到AUC AUC送回五个三数组 VLR使用一个三数组进行鉴权，其余四组待用 MSC/VLR通过BSS向MS发RAND. MS在SIM卡进行计算，得到SRES和KC值 MS将SRES和KC送回MSC/VLR进行核对 若两个SRES一致，则鉴权成功，向MS返回接受消息：TMIS、CKSN等,鉴权计算,选择三元组,IMSI判断,取信息,鉴权,鉴权结果,Page 20,位置更新,位置更新 改变位置区及位置区的确认过程则称为位置更新 分类 常规位置更新 IMSI附着 IMSI分离 强迫登记（周期性位置更新） 隐式分离,Page 21,位置更新流程常规位置更新,以TMSI为标识，发位置更新请求 向原VL

13、R取IMSI和鉴权数据 鉴权 发送位置更新请求 存储VLR号码 取消原VLR的位置信息 插入用户数据 位置更新完成,MS,新MSC/VLR,请求,处理,证实,（5）存储VLR号码,（3）鉴权,Page 22,切换,切换的依据是MS对周邻的BTS信号强度的测量报告和BTS对MS发射信号及通话质量.BSS统一评价后决定是否进行切换. 切换的决定主要由BSS作出，当BSS对当前BSS与移动用户的无线连接质量不满意，BSS根据现场情况发起不同的切换要求，也可由NSS根据话务信息要求MS开始切换流程,BSC/MSC,在MS通话阶段中MS小区的改变引起的系统相应操作，包括： 小区内切换 同基站内小区间切换

14、 同BSC内基站间切换 同MSC内基站间切换 同PLMN不同MSC之间切换,Page 23,切换流程,旧BSC把切换目标小区标志和切换请求发至旧MSC 旧MSC判断出小区属另一MSC管辖 新MSC分配一个切换号（路由呼叫用），并向新BSC发送切换请求 新BSC激活BTS的一个TCH 新MSC收到BSC回送信息并与切换号一起转至旧MSC 在MSC间建立连接（也许会通过PSTN网） 旧MSC通过旧BSC向MS发送切换命令，其中包含频率，时隙和发射功率 MS在新频率上发一接入突发脉冲（通过FACCH） 新BTS收到后，回送时间提前量信息（通过FACCH） MS通过新BSC和新MSC向旧MSC发送切换

15、成功信息,请求,响应,证实,源业务区,目的业务区,Page 24,Page 25,移动始发短消息流程,Page 26,移动终结短消息流程,Page 27,VMSC,TMGW,TMSS/CMN,GMSS,MSS,GMGW,TMGW,TMSS/CMN,GMSS,VMSC,GMGW,MGW,本地网1,本地网2,LSTP,HSTP,HSTP,TMSC1,TMSC2,HLR,SCP,SCP,他网,他网,LSTP,IP承载网,TMSC1,TMSC2,本地,省内,省际,本地话务路由组织：网内呼叫1,MGW,MGW,MSS,HLR,场景1：MGW兼作SG MAP信令： MSSMGW（兼作SG） HLR 话路：

16、MGW IP直达 MGWMGW,Page 28,VMSC,TMGW,TMSS/CMN,GMSS,MSS,GMGW,TMGW,TMSS/CMN,GMSS,VMSC,GMGW,MGW,本地网1,本地网2,LSTP,HSTP,HSTP,TMSC1,TMSC2,HLR,SCP,SCP,他网,他网,IP承载网,TMSC1,TMSC2,本地,省内,省际,本地话务路由组织：网内呼叫2,MGW,MGW,MSS,HLR,LSTP,场景2：MSS/HLR通过STP连接 MAP信令 MSSLSTP HLR 话路：MGW IP直达 MGWMGW,Page 29,他网,LSTP,TMGW,TMSS/CMN,MSS,TM

17、GW,TMSS/CMN,GMSS,VMSC,GMGW,MGW,本地网1,本地网2,LSTP,HSTP,HSTP,TMSC1,TMSC2,HLR,SCP,SCP,他网,IP承载网,TMSC1,TMSC2,本地,省内,省际,本地话务路由组织：IPTDM,MGW,HLR,MGW,MSS,GMGW,GMSS,互通网元 优先选择IP化关口局兼作 也可以由一级汇接局兼作,VMSC,信令 MSS(BICC)GMSS(ISUP)VMSC 话路 MGW(IP)GMGW(TDM) VMSC,Page 30,LSTP,VMSC,TMGW,TMSS/CMN,MSS,TMGW,TMSS/CMN,GMSS,VMSC,GM

18、GW,MGW,本地网1,本地网2,LSTP,HSTP,HSTP,TMSC1,TMSC2,HLR,SCP,SCP,他网,IP承载网,TMSC1,TMSC2,本地,省内,省际,本地话务路由组织：本地他网本网IP,MGW,HLR,MGW,MSS,他网,GMGW,GMSS,信令 他网(ISUP)GMSS(BICC)MSS 话路 他网(TDM)GMGW(IP)MGW,Page 31,他网,TMGW,TMGW,GMSS,VMSC,GMGW,本地网1,本地网2,TMSC1,TMSC2,HLR,SCP,SCP,他网,IP承载网,TMSC1,TMSC2,本地,省内,省际,省际长途话务路由组织：IPIP,MGW,

19、GMSS,VMSC,GMGW,HLR,LSTP,LSTP,HSTP,HSTP,MGW,MSS,TMSS/CMN,TMSS/CMN,MGW,MSS,信令：ISUP路由 MSS(BICC)CMN1(BICC) CMN2(BICC)MSS 话路：通过IP承载网直达 MGW(IP)MGW,Page 32,他网,GMSS,VMSC,GMGW,本地网1,本地网2,TMSC1,TMSC2,HLR,SCP,SCP,他网,IP承载网,TMSC1,TMSC2,本地,省内,省际,省际长途话务路由组织：IPTDM,MGW,GMSS,GMGW,MSS,MGW,TMGW,HLR,LSTP,LSTP,HSTP,HSTP,T

20、MSS/CMN,TMSS/CMN,MSS,MGW,TMGW,VMSC,信令 MSSCMN1(BICC) TMSS2(BICC)TMGW(ISUP)VMSC 话路 MGW(IP)TMGW(TDM)MGW,Page 33,HLR,TMGW,TMGW,GMSS,VMSC,GMGW,本地网1,本地网2,TMSC1,TMSC2,HLR,SCP,SCP,他网,IP承载网,TMSC1,TMSC2,本地,省内,省际,省际长途话务路由组织：本网他网,MGW,VMSC,MSS,MGW,LSTP,LSTP,HSTP,HSTP,TMSS/CMN,TMSS/CMN,MGW,MSS,GMGW,GMSS,他网,信令 MSS

21、(BICC)CMN1(BICC) CMN2(BICC)GMSS(ISUP)他网 话路 MGW(IP)GMGW(TDM)他网,总结,移动话音网络基本结构 移动网络相对于固定网络主要引入了HLR/VLR，解决MS移动性的问题 扁平化是网络发展的趋势，IP化是网络扁平化的重要手段 随着IP化的深入，移动核心网经历了传统MSC到软交换的演进 移动话音网络静态组织 与固定网络类似，移动话音网络也是分层组织，关口局负责与他网互通 关口局和汇接局的组网以传统的双网双平面为主 端局除单网元组网外，新增了N+1和Pool等新方式 HLR多按本地网设置，多数采用N+1容灾的方式，分布式HLR已经部署 信令网按照双

22、网双平面组网，HSTP层面全互联,Page 34,总结（续）,移动话音网络动态路由组织 端局Nb口的IP承载语音 IP化关口局兼作互通网元 就近入IP，就远出IP 长途话路在本网,Page 35,3,核心网电路域网络架构,2,4,基础网元简介,1,典型业务流程,核心网电路域发展和演进趋势,Page 36,核心网发展趋势,核心网演进,绿色化,融合化,IP化,POOL化,Page 37,POOL化：提高资源利用率,降低潮汐效 应产生的 设备冗余,利用设备安 全配置进行 网元容灾,降低C/D 流量减少 信令负荷,利用用户接 入选择机制 平滑升级扩容,综合考虑设备和配套因素，组Pool后可节省投资10%,非POOL,POOL,Pool内设备负荷分担,Pool,价值分析（300万用户，40%流动性）,VS,Page 38,M2000,双机备份,POOL化：全面的网络容灾体系,实现MSC Server、MGW、GGSN、SGSN、HLR、M2000等所有核心网网元的容灾 N+1容灾提供业务实时接管，快速恢复能力 容灾的技术是伴随着IP化的进展逐步演进 Pool是发展和演进方向,Page 39,Page 40