1-软交换核心网原理及关键技术-50.ppt

1、联通一汇专题培训,软交换核心网原理及关键技术V0505,中兴通讯学院 3G课程团队,课程内容,WCDMA网络结构 核心网的演变 WCDMA与GSM/GPRS的比较 业务流程介绍 R4关键技术介绍,Iu-CS,Iu-PS,Gb,A,H,CS域,PS域,3G CN,GMSC,MSC/VLR,PSTN/其他运营商,HLR,GGSN,SGSN,GSM无线接入,WCDMA无线接入,C,MSC/VLR,C/D,E,Gc,Gr,Gn,Gi,Gs,WCDMA R99系统基本结构,MSC主要功能,呼叫处理,呼叫处理、号码存储和译码、路由选择 回声抑制、AMR话音编解码、数据传输,安全保密,鉴权和加密功能、完整性

2、保护 TMSI的分配,TMSC1,TMSC1,STP,HLR,TMSC1,TMSC1,VMSC,IW/GMSC,VMSC,VMSC,GMSC,TMSC2,TMSC2,ZXWN-MSC可以同时承担VMSC、TMSC、GMSC、短消息互通网关IW/GMSC以及STP的功能，满足运营商在3G网络建设初期快速建网的需求。,ZXWN-MSC组网应用,用户信息 业务信息 签约信息 位置信息,基本用户数据管理,CAMEL业务管理,CAMEL签约数据管理,用户鉴 权数据管理,鉴权信息管理,位置更新 切换 路由区更新等,移动性 管理,HLR/AuC主要功能,R99核心网电路域各接口信令,RNS,RNS,MSC,

3、NO.7,MSC,HLR,SMC,SCP,RANAP,RANAP,TUP/ISUP,MAP,CAP,MAP,R99核心网电路域各接口话音编码,GMSC,MSC,PSTN,TDM,RNS,AMR,G.711,G.711,MSC需要完成AMR编码到64K的转换工作,IP,Iu-PS,Gn,Gn,Gp,Gi,CG,Billing Center,Ga,HLR,MSC,GGSN,GMSC,SGSN,Gb,Internet,分组域网元在移动网络中的位置,SGSN主要功能,路由选择转发,支持对PDP PDU的封装和去封装功能,移动性管理,附着、分离、位置管理、清除、业务请求,GPRS寻呼、Gs联合寻呼、RN

4、C无线资源管理,无线资源管理,GGSN主要功能,路由选择与转发、地址翻译和映射 封装和隧道传输 用户数据管理 会话管理、互通功能 IP地址管理 计费信息收集,R99核心网分组域各接口信令,SMC,GGSN,SGSN,RNS,NO.7,HLR,MSC,GPRS backbone,RANAP,MAP,MAP,GTP-C,CG OMM Server,CG OMM Client,CG OMM Client,CG网络结构图,GGSN,Backbone Network,CG处理的话单,Iu-CS,Iu-PS,Gb,A,H,CS域,PS域,UMTS CN,MSC Server,GMGW,PSTN/ISDN,

5、HLR,GGSN,SGSN,GSM无线接入,WCDMA无线接入,MGW,GMSC Server,2G NET,R-SGW,T-SGW,WCDMA R4系统基本结构,R4网络特征,R4的网络结构采用NGN的分层 架构，在控制层、传送层、接入层 实现了分离，是移动和固定NGN 融合的起点 实现业务和控制的分离 考虑到IP网络的一些固有问题， TDM技术成为可选的话音承载方式,SCP,业务网络,HLR,ATM/IP Backbone,H.248,UTRAN,H.248,PSTN/GSM,WCDMA R4网络的特点,WCDMA网络在向全IP演进的过程中是逐步演进的，首先实现电路域的IP传输，然后再考虑

6、实现WCDMA整个网络的IP传输； R4网络和R99相比，主要的变化在CS域，PS域没有任何变化； R4 CS域基于呼叫控制与承载分离的思想，将MSC分为MGW和MSC Server； R4核心网内部的信令采用IP传输；为了实现和PSTN以及其它非IP的PLMN之间的信令互通，增加了T-SGW（传输信令网关）和R-MGW（漫游信令网关）；T-SGW和R-MGW是逻辑的功能实体，在物理上，两者可能是合一的； R4新增的接口和协议： Mc：MSC ServerMGW，H.248协议； Nb：MGWMGW之间，协议取决于承载， 若采用ATM承载，则采用AAL2承载AMR码流； 若采用IP承载，则采用

7、RTP承载AMR码流。 Nc：MSC ServerMSC Server之间，采用BICC协议,MSC SERVER功能介绍,Mc,Mc,Nb,Nc,MSC Server,MGW,MGW,R99/GSM / PSTN,NO.7,继承R99 MSC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R99 VLR功能，以处理移动用户业务及CAMEL相关数据； 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，是通过3G扩展的H.248协议来实现的； 与其他MSC server间通过BICC信令实现承载无关的局间呼叫控制； 支持MGW及

8、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,GMSC Server,GMSC SERVER功能介绍,Mc,Mc,Nb,Nc,MSC Server,GMSC Server,MGW,MGW,R99/GSM / PSTN,NO.7,由GMSC的呼叫控制和移动控制组成，只完成GMSC的信令处理功能。 具有查询位置信息的功能。如MS被呼时，网络如不能查询该用户所属的HLR，则需要通过GMSC server查询，然后将呼叫转接到目前登记的MSC server中。 通过H.248协议控制MGW中媒体通道的接续。 支持BICC与TUP/ISUP的协议互通。,MGW 功能介绍,Mc,Mc,Nb,

9、Nc,MSC Server,GMSC Server,MGW,MGW,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(G)MSC server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AA

10、L2/ATM, TDM，或基于RTP/UDP/IP)上的实现，提供必要的承载控制,R99/GSM / PSTN,SGW 功能介绍,信令网关SGW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 (SIGTRAN M3UA /SCTP/IP SS7 MTP3/2/1)。 SGW在物理实现上可与(G)MSC server或MGW合一,Mc,Mc,Nb,Nc,MSC Server,GMSC Server,MGW,MGW,R99/GSM / PSTN,NO.7,R4核心网信令系统,RNS,BSS,接入侧信令,网关控制信令/承载控制信令,BSSA

11、P,RANAP,承载控制信令,BICC/TUP/ISUP,H.248,H.248,ALCAP,局间信令,MAP,MAP,CAP,移动性管理和业务,MSC server,MGW,MSC server,MGW,HLR,SMC,SCP,CS域,PS域,MSC Server,GMGW,HSS,GGSN,SGSN,WCDMA无线接入,MGW,GMSC Server,IMS域,IMS-MGW,SGW,MGCF,CSCF,PSTN,No.7,WCDMA R5系统基本结构,WCDMA各版本以及和2G的比较,课程内容,WCDMA网络结构 核心网的演变 WCDMA与GSM/GPRS的比较 业务流程介绍 R4关键技

12、术介绍,Iu-CS,Iu-PS,UMTS CN,GMSC,MSC,PSTN/其他运营商,HLR,GGSN,SGSN,WCDMA无线接入,SCP,核心网没有采用分层结构，控制和承载没有分离。,电路域骨干传输仍是基于TDM的技术,支持CAMEL3，兼容CAMEL2,无线接入网Iu、Iur、Iub接口均引入了ATM技术,WCDMA向NGN的演进R99阶段,R99技术分析,R99是网络发展的一个过渡结构，为了满足向下兼容和网络建设的快捷方便，就形成一些固有的缺陷。 没有从根本上解决网络后续发展的问题，从而在一定程度上会造成新的投资浪费。,网络结构采用NGN的分层架构,H,CS域,PS域,UMTS CN

13、,MSC Server,GMGW,PSTN/其他运营商,HLR,GGSN,SGSN,WCDMA无线接入,MGW,GMSC Server,MGW可分布于不同的本地网，采用分散接入的方式。,可集中在省会城市，采用集中控制的方式。,MSC Server实现呼叫控制、业务控制、用户数据库管理等功能；,MGW实现UTRAN到ATM/IP，以及PSTN的媒体流转换。,WCDMA向NGN的演进R4阶段,R4技术分析,R99/R4核心网电路域的区别,RNS,RNS,RNS,SCP,HLR,MSC,MSC,TUP/ISUP TDM,CAP Over TDM,MAP Over TDM,RNS,RNS,HLR,SC

14、P,MSC Server,MSC Server,MGW,RNS,MAP Over TDM/IP,CAP Over TDM/IP,TUP/ISUP/BICC TDM/ATM/IP,TDM/ATM/IP,MGW,H.248 Over ATM/IP,H.248 Over ATM/IP,SCP,未来真正的全IP网络，实现端到端的IP业务；呼叫控制、承载控制、媒体网关的分离以及在IP网络上的多业务融合体现了NGN的思想,IM-MGW,SIP AS,OSA/ Parlay,SGSN,GGSN,HSS,MGCF,CSCF,H.248,MAP,IP,IP,SIP,Diameter,SIP,IP,TDM,Web

15、 server,App. Server,SIP,R5增加了IMS系统，并实现了会话控制实体CSCF和承载控制实体MGCF在物理上的分离,MGCF完成媒体网关的连接控制以及ISUP和IMS呼叫控制协议之间的转换等功能,CSCF完成IP多媒体业务的呼叫控制、会话管理等功能,IMS,PS域,External IP Network,IP,R99/GSM / PSTN,WCDMA向NGN的演进R5阶段,课程内容,WCDMA网络结构 核心网的演变 WCDMA与GSM/GPRS的比较 业务流程介绍 R4关键技术介绍,WCDMA和GSM接口比较,Iu和A/Gb差别,接口名称,控制信令/用户数据的传输,信令承载

16、方式,Physical Layer,MTP,SCCP,BSSAP,MTP,SCCP,BSSOMAP,A,Gb,GMM/SM,LLC,BSSGP,L1bis,Network,Service,L1,RRC,MAC,ATM,RANAP,AAL5,Relay,Uu,RLC,Signalling,Bearer,SCCP,ATM,AAL5,Iu-Ps,SCCP,Signaling,Bearer,RANAP,GMM,SM/SMS,3G-SGSN,RNS,从信令承载方式上的比较.,A/Gb/Iu接口控制面的比较,WCDMA和GSM语音业务的区别,编码方式不一样 GSM语音编码方案为RPELTP（规则脉冲激励长

17、期预测）每语音信道的编码速率是恒定的13kbps WCDMA语音编码方案为AMR（自适应可变速率编码），可提供8种编码速率（4.7512.2kbit/s）。 最重要的是3G可以根据网络资源的当前状况为用户分 配合适的带宽资源。,GSM/GPRS使用三元组,3G使用五元组AV,GSM/GPRS只有网络对用户的接入认证,3G实现了网络和用户之间的双向认证,3G与2G的安全比较,GSM/GPRS加密分别在BTS/SGSN实现,3G增加了信令的完整性保护，以及同步消息认证机制,3G的加密和完整性保护在RNC中实现,3G与2G的安全比较,随机发生器,算法,?,算法,MS,Network,SRES,RAN

18、D,SRES,Ki,Ki,符合响应？,GSM使用的是鉴权三元组 （RAND、SRES、Kc),2G鉴权流程,WCDMA鉴权流程/AKA过程,课程内容,WCDMA网络结构 核心网的演变 WCDMA与GSM/GPRS的比较 业务流程介绍 R4关键技术介绍,A地,MSC Server,MGW,UE,MGW,MSC Server,NO.7,UE,B地,HLR,HLR,H.248,H.248,BICC,MAP,MAP,R4呼叫流程示例3G用户呼叫3G用户,分组数据业务流程,PDP上下文激活请求（NSAPI，type , APN等）,DNS_query (APN)和DNS Response（IP Of GGSN）,Create_PDP_Req（Type of PDP,APN）和Res（IP of MS),SGSN,DNS,GGSN,Backbone,课程内容,WCDMA网络结构 核心网的演变 WCDMA与GSM/GPRS的比较 业务流程介绍 R4关键技术介绍,MGW,PSTN,本地网2,本地网1,PSTN,IP骨干网,MGW,SGW,NO.7,某本地网,PSTN,NO.7,本地网n