《移动网络结构》PPT课件.ppt
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1、2010年1月19日1.GSM网络结构简介网络结构简介2.GSM核心网到核心网到3G的演进的演进3.TD-SCDMA网络结构简介网络结构简介4.四川移动话务、信令网结构四川移动话务、信令网结构5.成都移动话务、信令网结构成都移动话务、信令网结构内容介绍内容介绍GSM系统产生背景与需求系统产生背景与需求八十年代初期,人们认识到欧洲各国正在使用的诸八十年代初期,人们认识到欧洲各国正在使用的诸多移动电话系统各自不同且互不兼容,同时对电信多移动电话系统各自不同且互不兼容,同时对电信服务的需求亦日益增加。为此,欧洲邮电管理会议服务的需求亦日益增加。为此,欧洲邮电管理会议CEPT专门成立一个小组为西欧规划
2、一个公共移动专门成立一个小组为西欧规划一个公共移动系统。该小组被命名为系统。该小组被命名为“移动通信特别小组移动通信特别小组”“Groupe Speciale Mobile”,为此系统也被称为,为此系统也被称为 GSM,表示全球移动通信系统,表示全球移动通信系统(Global System for Mobile communications)。GSM网络结构模型网络结构模型GSM网络被分成三个子系统:网络交换子系统(NSS)基站子系统(BSS)网络管理子系统(NMS)或者操作维护子系统(OMC)GSM网络子系统-NSS功能:主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的 数据库功能呼
3、叫控制:识别用户,建立呼叫,通话结束后释放连接计费:收集有关呼叫的计费信息移动性管理:保持用户的位置信息和其它网络、基站相关的命令用户数据处理用户定位AirAO&MVLRMSCVLRMSCHLRGSM网络子系统NSS-MSC的功能GSM网络子系统NSS-VLR的功能GSM网络子系统NSS-HLR的功能GSM网络子系统NSS-AUC的功能GSM网络子系统NSS-EIR的功能GSM网络子系统-BSS组件:基站控制器(BSC),基站收发器(BTS),码型转换器(TC)功能:无线信道控制,BTS和TC控制Air 和 A 接口信令,MS-NSS连接确立移动性管理,语音代码转换统计数据收集BTSTCBSC
4、BSCTCBTSBTSGSM网络子系统 BSS-BSC的功能 GSM网络子系统 BSS-BTS的功能GSM网络子系统-NMSBSCHLR/AC/EIRTCSMMSC/VLRUnixWorkstationsDatabase andCommunicationsServersNMS/2000GSM Network功能:对GSM系统的各个功能实体进行管理维护测试功能障碍检测及处理功能系统状态监视功能系统实时控制功能局数据修改告警、话务、统计功能移动台MS功能GSM接口-NSS内部接口GSM接口-BSS侧接口GSM接口-BSS侧接口-A接口GSM接口-BSS侧接口-Abis接口GSM接口-BSS侧接口-
5、Um接口1.GSM网络结构简介网络结构简介2.GSM核心网到核心网到3G的演进的演进3.TD-SCDMA网络结构简介网络结构简介4.四川移动话务、信令网结构四川移动话务、信令网结构5.成都移动话务、信令网结构成都移动话务、信令网结构内容介绍内容介绍BTSBSCSGSNGGSNIntranetGGSNInternetCG计费系统路由器服务器局域网企业GPRS IP骨干网BGInterPLMN网络LIGGPRS网络结构SGSN=服务GPRS 支持节点GGSN=网关GPRS支持节点NMS=网络管理系统BG=边界网关CG=计费网关FW=防火墙LIG=合法拦截网关FWFWNMSDNSMSC/VLRSS7
6、HLRAuCEIRSMS-GMSCSMS-IWMSCGPRS网络nGPRS-General Packet Radio Service:通用无线分组业务l 基于GSM系统的无线分组交换技术,提供端到端的、广域的无线IP连接。l GPRS是一项高速数据处理的技术,数据以“分组”的形式传送到用户手上。l 用户通过GPRS可以在移动状态下使用各种高速数据业务,包括收发E-mail、进行 Internet浏览等nEDGE-Enhanced Data Rate for GSM Evolution:增强型数据速率GSM演进技术 l采用现有的GSM频率,同时还利用了大部分现有的GSM设备,只需对网络软件及硬件
7、做一些较小的改动,l提供诸如互联网浏览、视频电话会议和高速电子邮件传输等无线多媒体服务。l由于EDGE是一种介于现有的第二代移动网络与第三代移动网络之间的过渡技术,比二代半技术GPRS更加优良,因此也有人称它为2.75代技术 GSM 和 GPRS 网络Control planeGateway planeMobility CoreSDH/PDH/DWDMPSTN2GSGSNGGSNGSM/EDGEFiberADM/TMQoS-awareIP backboneInternetMSCHLR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,物理实体包括(G)MSC、HLR、S
8、CP、SMC、GSN等。Control planeGateway planeMobility CoreGGSNADM/TMInternetMSC*IP over any L2/L2.5=PoS,IPoverATM,Ethernet,Gigabit Ethernet,MPLS 3GPP Release 992GSGSN3GMSCPSTNGSM/EDGE/WCDMASDH/PDH/DWDMQoS-awareIP backbone*New elementUpgraded element3GMSC3GSGSN3GHLRR99 核心网络1999年4月3GPP完成第一个版本,之后对内容不断进行增补和修改,
9、2001年3月最终冻结。但2000年12月之后的版本变动不大。核心网络分为CS域和PS域。CS域以原有的GSM网络为基础,PS域以原有的GPRS网络为基础。CS域:用于向用户提供电路型业务的连接,实现方式包括TDM方式和ATM方式。它包括MSC/VLR、GMSC等交换实体以及用于与其它网络互通的IWF实体等。PS域:用于向用户提供分组型业务的连接,实现方式为IP包分组方式。它包括SGSN、GGSN以及与其它PLMN互连的BG等网络实体。主要变化体现在新的无线技术新的无线技术的引入,核心网络无根本性改变核心网络无根本性改变。呼叫控制部分的信令增强了对多媒体业务的支持。移动性管理仍沿用MAP信令,
10、只是由于对CAMEL、GPRS等功能的增强而对MAP信令做了相应的补充。R99 核心网络-功能实体(1)CS域和PS域共用的功能实体HLR:完成移动用户的数据管理(MSISDN、IMSI、PDP ADDRESS、LUM INDICATOR、签约的电信业务和补充业务及其业务的的适用范围)和位置信息管理(MSRN、MSC号码、VLR号码、SGSN号码、GMLC等)VLR:处理当前用户的各种数据信息AUC:存储用户的鉴权信息(密钥)EIR:存储用户的IMEI信息SMSGMSC和SMS IMSC:SMSGMSC用于保证短消息正确的由SC发送至移动用户。SMS IMSC用于保证短消息正确的由用户发送至S
11、C。R99 核心网络-功能实体(2)CS域功能实体MSC:完成电路交换型业务的交换功能和信令控制功能。GMSC:在某一个网络中完成移动用户路由寻址功能的MSC。GSMC可以与MSC合设,也可分设。IWF:与MSC紧密相关的一个功能实体。完成PLMN网络与ISDN、PSTN、PDN网络之间的互通(主要完成信令转换功能),其具体功能可以根据业务和网络种类的不同进行规定。PS域功能实体GSN(SGSN、GGSN):完成分组业务用户的分组包的传送。存储用户的签约信息(IMSI、PDP ADDRESS)和位置信息(SGSN:VLR号码、CELL或ROUTING AREA;GGSN:SGSN号码)。BG:
12、完成两个GPRS网络之间的互通,保证网络互通的安全性。R99 核心网络-接口(1)核心网络与接入网络间接口A接口:完成BSS管理、移动性管理和呼叫控制功能。Gb接口:完成分组数据传输和移动性管理功能。Iu-cs接口:完成RNS管理、移动性管理和呼叫控制功能。Iu-ps接口:同Iu-cs接口。核心网络内部接口CS域MSC与VLR之间的B接口:完成用户的移动性管理、位置更新和补充业务的激活等功能。此接口为内部接口,标准不规范。MSC与HLR之间的C接口:获取用户的MSRN和与智能业务相关的用户状态、用户位置等信息。VLR与HLR之间的D接口:获取用户的MSRN和与智能业务相关的用户状态、用户位置等
13、信息。MSC之间的E接口:用于两个MSC之间的切换过程。同时,若一个MSC兼作SC,当向一个用户发送或接受短消息时,也需在此接口传送信息。MSC与EIR之间的F接口:交换相关信息,用于EIR验证用户的IMSI状态信息。VLR之间的G接口:当用户从一个VLR移动至另一个VLR时,用于交换用户的IMSI和鉴权参数信息。R99 核心网络-接口(2)核心网络内部接口PS域SGSN与HLR之间的Gr接口:完成用户位置信息的交换和用户签约信息的管理。同C接口功能相似。SGSN与GGSN之间的Gn、Gp接口:采用GTP协议,在GSN设备间建立隧道,传送数据包。GGSN与HLR之间Gc的接口:可选接口。SGS
14、N与EIR之间的Gf接口:GGSN与外部网络之间的Gi接口:CS域、PS域共用的接口MSC/VLR与SGSN之间的Gs接口:用于MSC与SGSN之间的联合位置更新。HLR与AUC之间的H接口:用于鉴权和加密。内部接口,不规范。Control planeGateway planeMobility CorePSTNMSCGGSNADM/TMInternetMSCNew elementUpgraded element3GMSC2GSGSN引入软交换MSS:3GPP Release 4 3GSGSNMSSQoS-awareIP backbone orIP+ATMGSM/EDGE/WCDMASDH/PD
15、H/DWDMHLRMGWGCSMGW3GPP R4 的结构控制面(MSS)和用户面(MGW)的分离+承载多样化用户面用户面控制面控制面PSTNInternet3GMSCBSCIu-CS RANAPBSSAPMcH.248NbNcBICC,(SIP-T)MAP业务CAPHLRSIGTRANIPTDM,IP,ATMIu-PS RANAPSGSNGGSNGb,GnGTPBSCMSCMSCServerMSCMSCServerMGWMGWRNCRNC话务信令R4引入基于引入基于NGN的核心网框架的核心网框架3GPP R4核心网络R4:2001年3月完成第一个版本。主要变化无线接口:TDSCDMA无线技术
16、的基本完成核心网络:核心网络:MSC被拆分为被拆分为MSC Server和和MGW两部分,两部分,在CS域首先向ALL IP网络迈进一步。PS域没有变化新增TSGW和RSGW功能实体,为IM(IP Multimedia)域的引入进行准备R4核心网络-功能实体MSC Server:完成呼叫控制、移动性管理、用户业务数据和CAMEL相关数据的管理(VLR功能)等信令处理功能。MGW:与MSC Server、GMSC Server配合完成核心网络资源的配置(即承载信道的控制)。同时完成回声消除、(多媒体数字)信号的编解码以及通知音的播放等功能。R-SGW:完成信令转换工作。即完成SS7的传送层MTP
17、与SIGTRAN的传送层SCTP/IP之间的转换,同时实现在SS7和IP 之间MAP_E和MAP_G的信令互通。高层信令MAP、CAP不进行转换。T-SGW:未定Iu-CSRNCMSSAAL2ATMTDMH.248IPGCSMcMGWNcNbMcSigtranIPATM/IP:BICCTDM:ISUPMc:MSS-MGW之间的接口,通过H.248协议实现MSS对MGW的控制Nc:MSS/GCS-MSS/GCS之间的接口,呼叫控制协议为BICC或ISUPNb:MGW-MGW之间的接口,承载可以为IP,ATM或TDMSigtran:实现了现有SS7信令在IP网上的传输HLR SCEMAPCAPMG
18、W PSTNRANAPAAL5/ATMSS7SigtranIPH.248IP3GPP R4 网络中的接口和协议IP,ATM,TDMR4核心网络-接口(G)MSC Server与MGW之间的Mc接口:支持多种呼叫模式、多种媒体的灵活的连接处理。使用IETF MEGACO(即H.248)协议。MSC Server与(G)MSC Server之间的Nc接口:完成局间的呼叫控制。使用基于ISUP的BICC呼叫控制协议。MGW之间的Nb接口:完成承载方式的控制和用户信息(语音、数据、图象、多媒体)的传送,完成不同媒体帧格式之间的转换。可以使用RTP/UDP/IP或AAL2/ATM协议。HSS(HLR)与
19、RSGW之间的Mh接口:完成用户移动性管理信息、业务签约信息在不同网络(R99、R4、R5)之间的交换。Control planeGateway planeIPv6 Mobility CoreIP/MPLSSGSNSDH/PDHInternetGGSNMGWMSSPSTN全IP网络的第一步:3GPP Release 5 GSM/EDGEWCDMACPSCPSandandIMRIMR3GSGSNMGWNew elementHLRControl planeGateway planeMobility CorePSTNMSCADM/TMInternetHLR3GMSC全IP网络MGWHSSEDGE/W
20、CDMASDH/PDH/DWDMQoS-awareIP backboneHSSCPSGGSNNew elementUpgraded elementGCS3GSGSN3GPP R5核心网络R5主要变化体现在无线接口:IP技术成为无线接入网络的承载技术核心网络:大量新的功能实体的增加,改变了原有的呼叫流程。核心网络:大量新的功能实体的增加,改变了原有的呼叫流程。IP技术成为所有信令消息的承载技术。技术成为所有信令消息的承载技术。ALL IP网络的出现:不但在核心网络实现IP,在无线接入部分也引入IP。使用IPV6协议作为基本的IP承载协议。为适应IP多媒体业务的出现,新增IPM子域。引入大量新的功
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