《GPRS基本原理和相关业务运用》内训师_陈鹏XXXX110

2012年6月中国移动通信集团江苏有限公司网络部GPRS基本原理和相关业务运用132GPRS系统体系结构GPRS网络接口GPRS地址、编号和标识通过GPRS接入外部IP网GPRS移动性管理GPRS会话管理GPRS应用业务4567VLR原有GSM网络MSBSCBTSMSCEIRGMSCHLRAUCPSTN2VLR在GSM网络拨号上网过程BSCBTSMSCEIRGMSCHLRAUCPSTNISP163数据网163...3Billing瓶颈•速度!!!!!!只有9.6kb/s•收费!!!!!!(0.4/分钟+数据费+漫游）•怎么办?????????????????????•GPRS•GeneralPacketRadioService（通用无线数据分组服务）45GPRS节点GPRS的概念利用现存的GSM网络,如图所示增添两个节点以提供以下功能：数据打包转发与外部数据网络接口VLRBSCBTSMSCGMSCHLRPSTNISP163数据网数据打包转发与外部数据网络接口6GPRS节点GPRS网络中引入两个新节点为SGSN和GGSNServingGPRSSupportNode(SGSN)数据打包转发（请比较MSC+VLR）GatewayGPRSSupportNode(GGSN)与外部数据网络接口(请比较GMSC)什么是GPRS？•GPRS（通用分组无线业务GeneralPacketRadioService）是在GSM技术的基础上提供的一种端到端分组交换业务–在核心网的分组交换–在基站子系统的存储转发–在Um接口的按需分配•GPRS最大限度复用现存的GSM基站基础设施，引入可平滑过渡到3G的分组核心网•GPRS按需分配无线资源，大幅度提高无线资源利用率，为按流量计费提供了基础•GPRS提供高达21.4×8＝171.2Kbps的无线接入速率*GPRS提供“永远在线”特性•GPRS系统基于标准的开放接口GPRS-EDGE-TD-SCDMA速率比较•GPRS最高速率(CS-4)：21.4*4=85.6Kbps•EDGE最高速率(MCS9)：59.2*4=236.8Kbps•TD最大速率:单时隙理论速率可以达562.8kbpsTD载频总共只有6个业务时隙上、下行时隙1:5配置时，最大理论速率：562.8k×5＝2.814Mbps目前江苏上下行时隙是2:4配置，即562.8k*4=2.251Mbps注：这是理论上，不同厂家，很多因素，单时隙根本无法达到562.8kbps，所以很多地方把1.6Ｍbps作为目前TD的极限速率FREIRHLRSMS-GMSCSMS-IWMSCMSC/VLRBSSBSSMSMSSGSNSGSNGGSNBGGGSNCGTETEOtherPLMNInternetX.25SS7ATMDDNISDNEthernet.etcGPRSBackboneGsGdGrGfGcGbGbUmUmGpGiGiGnGnFRGaGaGPRS体系结构图RouterSGSNPCUBSCBTSSS7GGSNDNSCGRouterSGSNPCUBSCBTSSS7省网管GGSNCGRouterSGSNPCUBSCBTSSS7A省InternetGGSNDNSCGRouterSGSNPCUBSCBTSSS7省网管其它本地网BSSC省CMnet省网节点GGSNDNSCGRouterSGSNPCUBSCBTSSS7省网管中国移动互联网骨干网CMnet广州节点北京节点BGA省节点全国网管DNSRouterBG全国网管DNS上海节点其它PLMNRouterBGC省节点B省C省B省节点中国移动GPRS网络体系结构GPRSMS•A类–可同时进行分组交换业务和电路交换业务•B类–可同时附着在GPRS网络和GSM网络上，但不能同时进行电路交换和分组交换业务，自动选择业务•C类–或者只支持GPRS；或者不能同时附着在GPRS网络和GSM网络上•射频处理功能•无线接口物理层功能–信道编解码及其调整–分组逻辑信道映射–时间提前量自适应调整–上行链路测量–下行功率控制执行•G-Abis接口处理功能–RLC/MAC控制块和数据块的传输–与PCU的TDMA块同步机制–上行测量报告–传输校验–其它带内信令功能BTS的分组处理功能GPRSBSS的功能•分组无线资源管理功能(RLC/MAC协议功能)–系统消息广播–分组寻呼处理–无线信道配置–无线资源分配–无线链路监控–功率控制–信道编解码控制–小区重选控制–上行流量控制(无线QoS保证)•Gb接口处理功能–数据包在无线接口和Gb接口上的中继–移动性管理(小区更新规程)–下行流量控制(无线QoS保证)•分组无线资源管理功能(RLC/MAC协议功能)–GPRSBSS的大部分分组无线资源管理功能–电路寻呼协调•Gb接口处理功能–数据包在无线接口和Gb接口上的中继–移动性管理(小区更新规程)–下行流量控制(无线QoS保证)•G-Abis接口处理功能–与GPRSBTS的相应功能•Pb接口处理功能–BSC与PCU之间的LAPD链路–BSC与PCU之间的层三信令•操作维护•无线资源管理•呼叫控制独立PCU的功能采用独立PCU的情形BSC的分组处理功能•分组无线资源管理功能–分组信道配置–小区未配置PBCCH时的TBF建立规程–电路寻呼协调•G-Abis接口处理功能–G-Ais接口物理层交换•Pb接口处理功能–与PCU的相应功能类同GGSN的功能•网络接入控制（外部PDN侧）–消息过滤–计费信息收集•会话管理•路由选择与转发–存储转发–路由选择–地址翻译和映射–封装和隧道传输•动态分配IP地址FWSGSNGGSNFWBSSMSGPRS骨干网Internet应用服务器目标/源私有IP地址GTP隧道GRE/IPSec隧道GGSN/FW公有IP地址封装和隧道传输SGSN的功能(一)•网络接入控制（MS侧）：–鉴权–计费信息收集–IMEI检查•逻辑链路管理–SGSN-MS之间逻辑链路的管理–支持确认/不确认传输•路径管理–SGSN-BSS之间数据传输路径管理–移动性管理和会话管理SGSN的功能(二)•路由和隧道传输–用户数据的存储转发–路由选择：围绕PDP上下文来进行–地址翻译和映射：包括DNS、由APN推导出GGSN地址等–封装与隧道传输–压缩与解压–加密与解密CG的功能•实时采集GPRS话单•临时存储和缓冲GPRS话单•GPRS话单预处理•向计费中心传送GPRS话单BG的功能•BG实现与其它运营商互通必须的协议转化–安全性协议：推荐使用IPSec和防火墙–路由协议：推荐使用BGP–计费协议：运营商协商确定，也许需要BG收集计费信息•一般基于路由器•可与GGSN合设HLR/AUC的功能•保存和更新GPRS用户签约数据•用户鉴权•提供移动性管理和路由选择所需的位置/路由信息及相关处理，如–保存和更新用户服务SGSN号码和地址–GPRS用户位置删除指示–MS是否可及标志•用户跟踪(可选)域描述IMSI用户标识MSISDN用户基本的MSISDNSGSNNumber用户登记的SGSN的SS7号码（8613743625）SGSNAddress用户登记的SGSN的IP地址（221.177.142.2）SMSParameters短消息有关的用户签约数据MSPurgedforGPRS用户GPRS清除标志MNRG用户GPRS不可及标志GGSN-list列表，每一项包含某一GGSN的SS7号码和IP地址PDPContextIdentifierPDP上下文索引PDPTypePDP类型PDPAddressPDP地址QosProfileSubscribed用户登记的Qos过滤VPLMNAddressAllowed是否允许用户使用VPLMN的APNAccessPointName外部分组数据网接入点HLRGPRS用户信息用于连接GPRS各节点－SGNS、GGSN、CG、BG、DNS、router等一期GPRS工程GPRS骨干网物理上由CMNet承载，逻辑上和CMNet其他部分划分开来江苏省内已实现Gn承载网互通随着CMNet省网的建设，省内GPRS组网更加灵活GPRS骨干网GPRS骨干网SGSNGGSN(A)BSSMSGPRS骨干网ISPA在PDP激活时，解析手机接入IP网络所用的接入点名（APN），以确定本次激活所用的GGSNSGSN之间路由区更新过程中，解析旧SGSN的IP地址ISPBInternet/IntranetGGSN(B)DNSSGSN在PDP激活的时候，将APN翻译为与外部网络连接的GGSN的IP地址DNS功能告警台GGSNSGSN主用DNSGnGb各地的BSSGnGiCMNet备用DNSLANSwitch路由器省网路由器主用CG备用CGOMCServer维护台计费中心Gn业务平面Gi业务平面网管平面计费平面GPRS网络GPRS骨干网组网－同址局域网连接GGSNSGSN主用DNSGb各地的BSSGnGiCMNet备用DNSLANSwitch路由器1GPRS网络省网路由器主用CG备用CG维护台计费中心路由器2LANSwitchSGSN备用CG主用CGBSSGn业务平面Gi业务平面网管平面计费平面OMCServer告警台GPRS骨干网组网－异址专线连接（一）告警台GGSNSGSN主用DNSGnGb各地的BSSGnGiCMNet备用DNSLANSwitch路由器1GPRS网络省网路由器主用CG备用CGOMCServer维护台计费中心路由器2LANSwitch合一的GSN备用CG主用CGBSS城市A城市BGn业务平面Gi业务平面网管平面计费平面GPRS骨干网组网－异址专线连接（二）132GPRS系统体系结构GPRS网络接口GPRS地址、编号和标识通过GPRS接入外部IP网GPRS移动性管理GPRS会话管理GPRS应用业务4567GPRS骨干网SGSNSGSNGGSNGn/Ga分组类(IP、FR)接口七号信令类接口BSSMSCSMS-GMSCUmPDPnetwork(IP/X.25)GiTEMTMSHLRGsGrGdGcGbCGBG其他PLMNGp网络接口类型物理层：无线编解码、信道复用与映射、无线链路控制和无线测量。RLC/MAC：无线接口的媒体接入和链路控制功能。LLC：在MS与SGSN之间提供一条可靠的逻辑链路用于数据传输。LLC协议可同时支持有确认和无确认两种模式，支持加密和不加密两种方式。SNDCP：层三传输协议，作为网络层与子网层的过渡，对IP/X.25用户数据进行分段/组装、压缩/解压缩等处理。GMM/SM：层三信令协议Um接口Gb接口L1bis：物理传输层，基于E1或T1NS：基于帧中继，用于传送上层的BSSGPPDUBSSGP：在传输平台上，该协议用于在BSS与SGSN之间提供一条无连接的链路进行无确认的数据传送；信令平台上用来传送与无线相关的QoS、路由等信息，处理寻呼请求，对数据传输实现流量控制。Gn&Gp接口L1/L2：底层传输网络相关的协议，底层传输网络可以是ATM、以太网、DDN、ISDN、帧中继等；IP：用于骨干网内的路由选择。UDP/TCP：UDP提供差错保护，用于承载不要求可靠传输的PDU；TCP提供流量控制以及丢失和差错保护，用于承载要求可靠传输的PDU。用户数据的传输可以采用UDP也可采用TCP，信令传输采用UDP。Gi接口•对应不同的外部PDN，Gi接口也有所不同•最常见的外部网是IP网络（LAN、Intranet或Internet），其它的外部网如X.25分组交换网•基本上应具有安全功能、与外部PDN的相关网络协议相适配的功能•对应于外部IP网络的的Gi接口可以视为一个TCP(UDP)/IP协议栈使用GTP’协议，该协议相对于GTP有如下增强功能：Ga接口•SGSN/GGSN和CG之间的CDR传输机制•检测CDR处理实体（SGSN、GGSN或CG）之间的通信故障•通报对端CDR处理实体自己的CDR传输能力（如在故障恢复时）•防止由于冗余措施造成的重复CDR的能力基于MAP+的七号信令接口Gr