移动通信3G核心网原理

河南移动通信有限责任公司3G项目组WCDMA核心网原理河南移动通信有限责任公司3G项目组课程目的1、了解WCDMA核心网的演进过程2、掌握R4核心网设备功能3、了解核心网设备引入原则4、掌握核心网组网方案和路由原则5、了解WCDMA核心网新增号码河南移动通信有限责任公司3G项目组课程大纲一、WCDMA核心网的演进1、核心网定义2、核心网结构特点3、核心网演进路线二、WCDMAR4网络原理1、R4网络特点2、设备功能三、核心网接口与协议栈1、核心网接口介绍2、基于IP的七号信令网3、信令网关4、接口和协议介绍四、核心网设备引入1、核心网设备引入应考虑的因素2、电路域设备引入3、分组域设备引入4、3G和2G共用的网络设备五、核心网的组网原则和路由计划1、核心网组网总体原则2、本地网路由3、国内路由4、国际路由六、核心网编号方案1、新引入号码2、共用号码3、MSISDN和IMSI号码对应关系河南移动通信有限责任公司3G项目组WCDMA核心网原理一、WCDMA核心网的演进河南移动通信有限责任公司3G项目组1、核心网定义无线接入网核心网用户终端核心网络：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。包括MSC、HLR、SGSN、GGSN等网元。河南移动通信有限责任公司3G项目组RNCRNCGSMBSCBSCWCDMAExternalIPnetworksIPBackbonePSTN/ISDNOtherPLMNHLRGGSNR99网络结构电路域分组域2、核心网结构特点TransmitMSC3GMSCSGSNATM河南移动通信有限责任公司3G项目组核心网络逻辑上分为CS电路域和PS分组域CS由GSM技术演进，PS由GPRS技术演进CS电路域仍然采用传统的电路交换技术PS电路域无重大改进核心网和接入网的Iu接口基于ATM技术GSMGPRSCS电路域PS分组域3G核心网2G核心网R99核心网特点河南移动通信有限责任公司3G项目组SGSNRNCGSMBSCWCDMAMGWExternalIPnetworksIP/ATM/TDMBackboneMGWPSTN/ISDNOtherPLMNHLRGGSNHLR分组域无重大改进电路域采用承载与控制相分离的软交换方式组网MSSMSSR4网络结构IPIP河南移动通信有限责任公司3G项目组电路域采用承载与控制相分离的软交换结构分组域无重大改进电路域引入IP承载方式,分组域和电路域能够共用IP骨干网支持基于IP承载的NO.7信令支持TrFO(免编解码操作)技术R4核心网特点MSCMSSMGW2G核心网3G核心网我是新成员河南移动通信有限责任公司3G项目组R5网络结构和特点电路域分组域接入网核心网电路域无变化核心网分组域引入IP多媒体子系统IMSHLR升级为HSSIMSHLR升级而来IMS:IPMultimediaSubsystemIP多媒体子系统HSS：HLRSubscriberServer归属用户服务器河南移动通信有限责任公司3G项目组3、WCDMA核心网的演进路线电路域分组域2GR99R4R5GSM技术GPRS技术引入CS的概念，仍采用传统的电路交换方式引入PS的概念，无重大改进采用承载与控制相分离的软交换方式组网无重大改进无重大改进引入了IP多媒体子系统电路域承载与控制相分离使核心网发生了革命性变化河南移动通信有限责任公司3G项目组4、中国移动的选择中国移动3G网络将以3GPPR4版本以及R5中的HSDPA为基础，对于IMS等其他功能将在条件成熟时引入Whichoneisourchoice？？?河南移动通信有限责任公司3G项目组本章小结本章主要讲解了WCDMA核心网的演进路线，简要阐述了WCDMA各个版本核心网的特点。请思考：WCDMA核心网发生根本性的变化的原因是什么？河南移动通信有限责任公司3G项目组WCDMA核心网原理二、WCDMAR4核心网原理河南移动通信有限责任公司3G项目组1、R4核心网特点1、电路域：控制与承载相分离的软交换方式组网2、电路域：IP承载骨干网3、采用ATM承载和接入网相连接4、基于IP承载的NO.7信令5、电路域：TrFO(免编解码操作)新功能河南移动通信有限责任公司3G项目组BEARER(承载)UENodeBRNCCN承载的概念什么是承载？可以穿过不同的网元在不同的接口上传送的隧道称为承载逻辑上类似于2G的电路河南移动通信有限责任公司3G项目组承载和控制相分离是指什么？IP/ATM/TDMBackboneMGWMGWGSMWCDMA信令承载指控制面的信令和用户面的承载分别由独立的网元负责升级方便，便于开展新业务MSS集中管理，提高维护效率组网灵活性强MSCMSCMSSMSS河南移动通信有限责任公司3G项目组SGSNMGWIP骨干网MGWGGSNH.248H.248引入IP承载MGW之间支持多种承载方式ATM/IP/TDM，中移动选择IP承载电路域和分组域可以共用骨干网统计复用，提高带宽利用率话路不需要分级汇接全IP是发展目标缺少大规模IP骨干网的商用经验MSSMSS河南移动通信有限责任公司3G项目组ATM承载SGSNRNCWCDMAMGWIP/ATM/TDMBackboneMGWGGSNIP核心网和接入网之间采用ATM承载服务质量有保证提高带宽的利用率但目前ATM网络不如TDM和IP网络成熟，管理复杂与RNC相连的设备都是ATM交换机MSSMSSATMATMATM河南移动通信有限责任公司3G项目组TrFO功能UETCTCUEAMRAMRG.711UEUEAMR传统的语音传送模式TrFO模式避免TC对语音质量的损伤，有利于提高语音质量节省TC开销，降低设备投资成本节省传输带宽TrFO=TranscoderFreeOperation免编解码操作河南移动通信有限责任公司3G项目组2、R4核心网设备功能1、MSS的功能2、MGW的功能3、CMN的功能4、IW-MSS/IW-MGW的功能河南移动通信有限责任公司3G项目组MSS的功能呼叫控制、计费、移动性管理、智能SSF功能、支持ISUP协议新增加媒体资源控制功能只提供信令接口支持BICC信令支持MGW的故障恢复和登记MSS指MSCSERVER,移动软交换网中端局呼叫控制节点河南移动通信有限责任公司3G项目组MGW的功能MGW：MediaGateway，即媒体网关MGW完成MGW两侧通路的承载控制语音处理功能承载媒体资源转换功能播放录音通知回声抑制IPQOS功能：将媒体流和信令流分开MSS河南移动通信有限责任公司3G项目组CMN：CallMediationNode,即呼叫协调节点MGW负责传递MSS之间的呼叫控制信令被叫号码分析功能3G初期，CMN可以由软交换的SERVER来兼作CMN的功能MGWMSSMSSCMN呼叫控制信令河南移动通信有限责任公司3G项目组IW-MSS/IW-MGW的功能主要负责辖区内TDM网“就远出R4网、就近入R4网”话务与R4软交换机之间的互通3G初期，当端局MGW与TDM交换机之间不具备直达TDM电路时，也通过IW-MSS/IW-MGW实现互通MGWIW-MGWMSSIW-MSS2GMSC或GMSCTDM网络媒体路由河南移动通信有限责任公司3G项目组本章小结本章主要讲解了R4核心网的特点和设备功能请思考:R4核心网有哪些特点？并分别描述河南移动通信有限责任公司3G项目组WCDMA核心网原理三、WCDMA核心网接口与协议河南移动通信有限责任公司3G项目组RNCBSCMGWIW－MGWHLRSCPSGSNTDM交换机NODEBBTSIu-csAMcNbMcNcJJC/DGsEAIu-psGGSNGn1、R4核心网网络接口图CGGaINTERNETGiGrIu接口Mc接口Nc接口Nb接口Gn接口Gs接口RANAPRANAPGTP’GTPRTPH.248H.248BICCCAPCAPMAPMAPBSSAP+BSSAPMAPIW-MSSMSS河南移动通信有限责任公司3G项目组SGSNMGWHLRGGSNSIGTRAN什么是SIGTRAN?SIGTRANSIGTRANSIGTRANSIGTRANSIGTRANIPIPIPIPIPSignallingTransferoverIP的缩写，是NO.7信令消息在IP网络传送的适配协议的总称M3UASCTPIPSIGTRAN协议适配消息传输M3UA=MTP3UserAdaptationMTP3用户适配层SCTP=StreamControlTransmissionPart流控制传输协议2、基于IP的NO.7信令MGWMSSMSS河南移动通信有限责任公司3G项目组信令网关：英文Signallinggateway，缩写为SG转接NO.7信令网和IP信令网之间的信令消息中移动在3G初期引入MGW内置的信令网关RNCBSCMGWIW－MGWBTSIu-csAMcNbMcNcARANAPRTPH.248H.248BICCBSSAPBSSAPSGPSTNSG123RANAP:ATM/IPBSSAP:TDM/IPISUP:TDM/IP3、信令网关河南移动通信有限责任公司3G项目组MAPCAPINAPTCAPBSSAPRANAPSCCPBICCISUPM3UAH.248SIPSCTPTCPUDPIPv4,IPv6Ethernet4、MSS协议栈新增协议河南移动通信有限责任公司3G项目组RNC和CS域之间的接口，采用ATM承载，控制层采用AAL5适配，用户平面采用AAL2适配无线资源管理、移动性管理、安全功能、Iu口链路管理和用户平面管理RNCSGATMAAL5SCCPbSSCF-NNISSCOPMTP3bSCTPIPM3UASCCPbATMATMAAL5SCCPbSSCF-NNISSCOPMTP3bRANAPSCTPM3UASCCPbRANAPIPIPL1L1MGWATMIPIu-CS接口控制平面信令协议栈Iu-CS5、Iu_CS接口MSS河南移动通信有限责任公司3G项目组Iu_CS接口用户平面信令协议栈RNCMGWATM/AAL5ATMAAL5SSCF-NNISSCOPMTP3bATMATMAAL5AAL2SIGSSCF-NNISSCOPMTP3bAAL2SIGRNCMGWATM/AAL2ATMAAL2ATMATMAAL2用户平面协议用户平面协议Iu_CS接口用户平面协议栈什么是AAL2SIG?AAL2SIG是用户平面的控制信令协议通过一系列携带AAL2链路的ATMVCC来建立、释放、维护AAL2端到端的连接的信令Iu-CS接口：用户平面河南移动通信有限责任公司3G项目组RNCATMSGSNATMAAL5SCCPbSSCF-NNISSCOPMTP3bRANAPATMAAL5SCCPbSSCF-NNISSCOPMTP3bRANAPATMIu-PSIu_PS接口控制平面信令协议栈Iu-PS:RNC和SGSN之间的接口，采用ATM承载,控制平面和用户平面都采用AAL5适配控制平面采用RANAP协议移动性管理、安全管理、安全资源管理、Iu口链路管理和用户平面管理6、Iu_PS接口：控制平面河南移动通信有限责任公司3G项目组RNCATMIu-PSSGSNAAL5ATMIP/UDPGTP-UAAL5ATMIP/UDPGTP-UATM用户平面采用GTP-U（GPRSTunnelProtocol）协议传送用户数据Iu_PS接口：用户平面GTP：GPRSTunnelProtocolGPRS隧道协议河南移动通信有限责任公司3G项目组7、R4软交换引入的新接口MGWMGWMcNbNcMcBICCRTPH.248H.248R4软交换架构引入了Mc、Nc、Nb三个接口MSSMSS河南移动通信有限责任公司3G项目组MGWIW-MGWMcNbNcMcBICCRTPH.248H.248MSS和MGW之间的接口，基于IP承载，应用层采用H.248协议MSS通过该接口在呼叫过程中控制MGW的静态及动态资源MSS通过该接口进行MGW的状态维护和管理8、Mc接口MSSIW-MSSMSS和MGW，IW-