GSM-R系统介绍

GSM-R系统介绍GSM-R系统简介一、GSM-R系统结构二、GSM-R系统功能三、GSM-R系统承载的业务GSM-R系统介绍•基础传送网：提供透明传输通道•业务网：面向用户、提供通信服务•支撑网：支撑网络正常运行基础传送网（传输：DWDM、SDH）业务网（固定电话网PSTN）（移动电话网GSM-R）支撑网（信令）（网管）（同步）GSM-R在通信网中的地位与作用一、GSM-R系统结构GSM-R系统介绍1、网络子系统（NSS）（1）移动交换子系统（SSS）（2）移动智能网（IN）子系统（3）通用分组无线业务（GPRS）子系统2、基站子系统（BSS）（1）基站（2）弱场（直放站＋漏泄电缆）3、运行与支持子系统（OSS）（1）网管（2）SIM卡管理系统（3）监测系统4、终端设备GSM-R系统的基本组成GSM-R系统介绍SIM卡管理各子系统网管服务BuilderINSCP智能网设备交换机（MSC）服务BuilderINSGSNGPRS设备GGSN外部数据网BTSADMADMADMADMBTSBTSADMBTSRRRBTSBSCTRAUBTSADMBTSADMADM网络子系统基站子系统运营支持子系统计费、结算、营帐终端GSM-R系统组成示意图GSM-R系统介绍IPGbGnSMSCACBSCBTS电路域数字应用系统调度交换机调度台车载台车站台手持台OMC用户管理系统铁路应用系统OSSGPRSBSSINSSSCBCBTSSGSNGGSNPCUGRISTRAU其他通信网无线固定台MSC/VLR/GCR/IWFHLR/AuCSMPSMAPSCPSSPGMSCTCP/IPUmAbisAC/DMSC/VLRDSS1DSS1E/GNo.7LNo.7SCEPNo.7有线终端无线终端GbGnGrAterGiGSM-R系统介绍SSS主要完成GSM-R系统的基本交换功能、呼叫接续功能以及用户数据管理和移动性管理。提供的业务：基本话音呼叫业务；电路域数据传输。话音呼叫：点对点话音呼叫（MS之间，MS与有线FT之间）；组呼、广播呼叫、多方通信、公众紧急呼叫。电路域数据传输：提供透明传输通道。如与列控RBC节点、机车同步操控地面节点之间进行互联，实现车～地、车～车之间数据信息传送。组成：由MSC、HLR、VLR、GCR、AC、SMSC等组成。1、网络子系统（1）移动交换子系统GSM-R系统介绍MSC移动业务交换中心呼叫处理功能(类似固定网的交换机)移动通信特定的功能•NSS的核心•服务几个BSS(BSC)•建立并交换用户话务和信令•与VLR合设于同一物理实体•与HLR/AuC可合设，也可分设•网关MSC（GMSC）：到外网的关口，可与MSC合设，也可分设•来访MSC:服务MS的MSCGSM-R系统介绍呼叫处理功能(类似固定网的交换机)•信令/用户话务连接的建立•信令分析确定目的地•连接路径选择•不正常信令信息的处理•支持补充业务•呼叫监视•话务监视和测量•预防过负荷•计费•优先控制(例如:紧急呼叫)•支持操作维护O&M功能移动特定的功能•和BSC,MS&NSS数据库之间交换信令•处理移动特定的业务•移动性管理例如:寻呼,MSC之间的切换,位置更新,...•过负荷处理,例如:OACSU•数据业务的交互功能•移动特定的录音通知MSC移动业务交换中心GSM-R系统介绍动态数据库，负责管理漫游用户的动态数据信息，存储、更新漫游入用户的数据。存储信息包括：移动用户IMSI，MSISDN，位置区等，支持寻呼功能。用户漫游入该控制区时，VLR从HLR获取上述信息；用户漫游出该控制区时，VLR删除上述信息。VLR与MSC之间交互数据量大，为了提高移动管理和呼叫建立的速度，VLR与MSC一般合适于同一物理实体。拜访位置寄存器（VLR）注：位置区划分由人为规定，1个MSC划分为若干个位置区。需要综合平衡位置更新频率和寻呼系统的寻呼能力来确定。GSM-R系统介绍VLR来访位置寄存器任务:•MSC区域中的用户管理•与MSC联合在一起•协调鉴权•启动加密用户数据:•来自于HLR的用户数据(MSISDN,IMSI,业务(BS,TS,SS),业务限制,..)•临时用户信息(LMSI,TMSI,LAI,IMSIattach/detach,MSRN,HON,三参数组,...)这些数据一直有效直到重新登记到其它VLR!MSC移动业务交换中心GSM-R系统介绍AuC鉴权中心任务:•储存安全数据(Ki)（鉴权算法和加密信息）•产生三参数组(VLR请求)，负责对IMSI号进行鉴权•与HLR一一对应关系，采用合设方式，通过HLR与其他实体通信数据/算法:•Ki,IMSI,A3,A8GSM-R系统介绍HLR归属位置寄存器任务:管理移动用户的数据，实现呼叫管理、位置更新、漫游区域的管理、鉴权设备的管理，协助完成呼叫和业务操作。•用户数据的集中储存/管理•传送数据给VLR•查询MTC的路由信息•与AuC联合在一起•可以和MSC合设，也可以分设用户数据:•半永久数据:MSISDN,IMSI,业务,业务限制,...•临时用户信息:VLR地址,LMSI,MSRN,SMS标志,...GSM-R系统介绍MSC移动业务交换中心IWF互联功能单元应用系统设备任务:•负责GSM-R网络与其他网络之间的协议转换和速率适配•可以和MSC合设，也可以分设GSM-R系统介绍组呼寄存器(GCR)MSCMSCGCR最多可定义100000个组区(00000–99999)最多可定义1000个组号(000–999)组呼获取区号和组号寻呼和呼叫完成任务:•储存语音组呼相关数据：包括组呼参考（组ID和组呼区域）、组呼相关的用户列表、MSC控制的小区列表。•与MSC合设于同一物理实体GSM-R系统介绍短消息服务中心（SMSC）提供短消息的存储与转发功能。短消息业务是信令承载业务，建网初期用户数少，应集中设置。SMSC应能与全网MSC相互寻址。设置地点应方便接入全网。确认中心（AC）MSC将终端用户发起或接受高优先级呼叫或紧急呼叫的相关呼叫信息，传送到AC进行记录。AC对接收到的相关信息进行记录、存储，为事后分析提供数据依据。GSM-R系统介绍确认中心（AC）MSCBSS呼叫建立语音/数据确认记录呼叫的详细信息：时间、发起者、接听者等确认中心ACGSM-R系统介绍•移动业务交换中心（MSC）：负责用户的移动性管理和呼叫控制；•拜访位置寄存器（VLR）：负责存储进入该区域内已登记用户的信息；•归属位置寄存器（HLR）：是一个负责管理移动用户的数据库。HLR存储本归属区的所有移动用户数据，如识别标志、位置信息、签约业务等；•鉴权中心（AuC）：是存储用户鉴权算法和加密密钥的实体，AuC只通过HLR和其他网络实体通信；•互连功能单元（IWF）：与固定网络的数据终端之间提供速率和协议的转换；•组呼寄存器（GCR）：用于存储移动用户的组ID；•短消息服务中心（SMSC）：负责向MSC传送短消息信息；•确认中心（AC）：记录、存储铁路紧急呼叫相关信息。小结GSM-R系统介绍（2）智能网子系统功能：是在交换子系统中引入的智能网功能实体，实现对呼叫的智能控制。主要目的是实现操作的便捷程度和智能程度。例如：短号码呼叫：列车司机用1200呼叫调度员，1300呼叫车站值班员。功能号呼叫：车次号呼叫机车号呼叫GSM-R系统介绍交换网实现铁路基本电信业务MSC1TMSC1TMSCnSCP1HLR1SCP2HLRnMSC2MSC3MSCnTMSC2HLR3HLR2TCP/IPFNFN实时地同步数据信息用户平面控制平面智能网实现铁路运营业务智能网在GSM-R网中的地位和作用GSM-R系统介绍CAPCAPMAPMAPMAP调度交换机MSC/VLR/gsmSSP/IPSGSN/gprsSSPSMSCHLRSCPSMPSMAPSCEP外部数据库有线终端无线终端无线终端表示话路表示No.7信令链路表示数据链路智能网（IN）子系统构成GSM-R系统介绍业务控制点（SCP）：呼叫控制和处理功能业务交换点（gsmSSPgprsSSP）：检出智能业务请求，并与SCP通信，对SCP的指示作出响应，允许SCP的业务逻辑影响呼叫处理。业务管理点（SMP）：业务配置、业务逻辑管理、用户业务数据的增删、修改、业务运行控制功能、账单、业务监视功能。业务管理接入点（SMAP）：为业务管理员提供接入到SMP的能力智能外设（IP）及业务生成环境点（SCEP）主要功能实体GSM-R系统介绍•每增加一种新业务就需要在网络中所有交换机中增加相应的软件，新业务的引入周期较长、灵活性较低且成本很高。•基于这种方式要实现两种新业务，若两种业务的业务特征存在有许多相同点，但也必须分别实现，且当交换机更换后，这两种新业务还只能重新开发。•新业务生成对具体的交换机有很大的依赖性。采用全新的“控制与交换相分离”的思想，新业务的提供、修改以及管理等功能全部集中于智能网，交换机则提供交换基本功能，而与业务提供无直接关联。对业务的提供采用基于与业务无关的模块（SIB）来实现的，SIB是一种与具体的业务和实现业务的技术无关的模块，可重复使用。SIB的各种不同组合可组成不同的新业务，新业务的实现和修改均很方便，大大节省了新业务的投入费用和时间。传统方式智能网方式GSM-R系统介绍传统方式：交换机设备既有业务处理功能，还有基本呼叫处理功能传统业务提供方式GSM-R系统介绍智能网方式：交换设备只具有基本呼叫处理功能业务处理功能集中在几个节点上智能网业务提供方式GSM-R系统介绍GSM-R智能网提供的业务基本业务功能号注册、注销与管理。功能寻址。位置寻址。精确位置寻址。基于MSISDN呼叫限制。扩展业务基于位置呼叫限制。短信智能业务。GSM-R系统介绍GPRS子系统：负责为无线用户提供分组数据承载业务。GPRS核心层：由SGSN、GGSN、DNS、RADIUS等功能实体组成；GPRS无线接入层：由PCU(分组控制单元）、基站、终端等组成。GPRS无线接入层组网应充分利用GSM-R系统的设备资源，保护投资；与GSM-R系统共用频率资源；利用GSM-R系统的基站实现无线覆盖，不单独增加GPRS系统基站。(3)GPRS子系统GSM-R系统介绍SGSN设备(ServingGPRSSupportNode)SGSN是移动终端提供业务的节点，激活GPRS业务时，SGSN建立一个移动性管理的环境。SGSN主要负责移动台当前位置信息的登记，负责移动台和网络之间完成移动分组数据的存储与转发：移动性管理会话管理用户数据管理安全性计费GSM-R系统介绍网关功能会话管理IP地址分配安全性计费GGSN设备(GatewayGPRSSupportNode)GSM-R系统介绍DNS：负责域名解析，将网元域名转换成为实际IP的地址。如哈局的列尾主机：LWZJ．车次号．HEB．MS．GPRS铁路GPRS网的域名解析主要有四个用途：在PDP上下文激活过程中，SGSN将APN提交给DNS进行解析，获得用户所使用的GGSN的IP地址。在SGSN间路由区更新过程中，新的SGSN通过域名解析查找原SGSN的IP地址。实现系统各网元之间通信时网元域名至网元IP地址间的解析。机车台、列尾主机等车载GPRS设备的域名至其IP地址的解析。DNSGSM-R系统介绍RADIUS服务器：负责存储用户身份信息，对用户认证请求（用户名、密码）进行确认，给用户分配权限，完成用户的认证和鉴权功能。存储所有机车号、车次号与IP地址的映射表。PCU：负责数据分组、无线信道的管理、错误发送检测和自动重发。GSM-R系统介绍SGSN:服务GPRS支持节点,移动性管理、寻路等功能。GGSN:网关GPRS支持节点,为GPRS网与外部数据网络相连的网关。DNS:域名服务器，负责提供GPRS网内部SGSN、GGSN等网络节点的域名解析等。RADIUS:认证服务器,负责存储用户的身份信息，并完