WCDMA核心网络结构与演进

HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTDHUAWEI Confidential Security Level:内部公开WG000001 WCDMA核心网络结构与演进ISSUE2.2HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 2参考资料l3GPP 23.101lGSM 0302HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 3学习完此课程，您将会：了解WCDMA网络组成及核心网和接入网的概念掌握WCDMA版本演进过程及各版本特点掌握WCDMA各网元功能及网元间协议接口掌握MSC Server及MGW的功能HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 4第一章第一章 WCDMAWCDMA网络组成及演进概述网络组成及演进概述第二章第二章 R99R99核心网络核心网络第三章第三章 R4R4核心网络核心网络第四章第四章 R5R5核心网络核心网络HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 5WCDMA网络组成pWCDMA网络=用户设备域+基础设施域p基础设施域=接入网域接入网域+核心网域核心网域User EquipmentDomainAccessNetworkDomainCoreNetworkDomainInfrastructureDomainCuMobileEquipmentDomainUSIMDomainHomeNetworkDomainTransitNetworkDomainUuIuZuYuServingNetworkDomainHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 6接入网及核心网定义p接入网络：由一系列提供接入网络资源管理，并且能够提供用户接入机制的设备组成p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HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 7WCDMA协议版本的演进R4R5R99l继承2G（GSM和GPRS）所有的业务和功能；l核心网分CS电路域和PS分组域；l接入网引入WCDMA UTRAN；l核心网和接入网之间的Iu接口基于ATM。l继承WCDMA R99所有的业务和功能；l电路域结构的变化：控制和承载相分离，MSC可以用合一或MSC SERVER、MGW分离结构实现；组网形成类似NGN的四层结构；l电路域引入分组话音，支持多种传输技术：TDM，ATM，IP。l继承WCDMA R4所有的业务和功能；l核心网增加IM（IP多媒体域）；lRAN向IP方向发展；l增强的IP QoS能力，支持端到端的IP多媒体业务。200020012002规范完成时间HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 8思考题l核心网的功能有哪些？lWCDMA 第一个版本是哪个版本，这个版本有什么特点？lWCDMA 在哪个版本实现了承载与控制分离，是在哪个域实现的？lMSC Server及MGW的功能是什么？lWCDMA R5版本有哪些特点？HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 9第一章第一章 核心网络定义及不同发展阶段核心网络定义及不同发展阶段第二章第二章 R99R99核心网络核心网络第三章第三章 R4R4核心网络核心网络第四章第四章 R5R5核心网络核心网络HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 10第二章 概述l第二节第二节 R99R99网络结构介绍网络结构介绍HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 11GSM网络结构OMCHLR/AUC/EIRMSCOMCMSGGSNInternetInternetInternetInternet计费中心SCP数据通信网SGSNPCUPSTNBTS/BSC其他MSC/VLRHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 12GSM系统结构与功能uMSCMSC是整个网络的核心，协调与控制是整个网络的核心，协调与控制整个整个GSMGSM网络中网络中BSSBSS、OSSOSS的各个功的各个功能实体能实体.u接口接口管理管理u支持一系列业务：电信业务，承载支持一系列业务：电信业务，承载业业务和补充业务务和补充业务u支持位置登记、越区切换和自动漫游支持位置登记、越区切换和自动漫游等其它网络功能等其它网络功能.uMSCMSC的功能的功能 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 13u访问用户位置寄存器访问用户位置寄存器(VLR)(VLR)是服务于其是服务于其控制区域内移动用户的控制区域内移动用户的.u它存储着进入其控制区域内已登记的它存储着进入其控制区域内已登记的移动用户相关信息，为已登记的移动移动用户相关信息，为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件用户提供建立呼叫接续的必要条件.uVLRVLR的功能的功能 GSM系统结构与功能HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 14u归属用户位置寄存器归属用户位置寄存器(HLR)(HLR)是是GSMGSM系统的中央数系统的中央数据库，存储该据库，存储该HLRHLR控制的所有存在的移动用户的控制的所有存在的移动用户的相关信息相关信息.u所有移动用户的重要数据都存储在所有移动用户的重要数据都存储在HLRHLR中中.包括用包括用户识别号码，访问能力、用户类别和补充业务等户识别号码，访问能力、用户类别和补充业务等数据，数据，HLRHLR也存储部分漫游移动用户所在也存储部分漫游移动用户所在MSCMSC区区域的有关动态数据域的有关动态数据.uHLRHLR的功能的功能 GSM系统结构与功能HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 15uAUCAUC属于属于HLRHLR的一个功能单元部分，专用于的一个功能单元部分，专用于GSMGSM系统系统的安全性管理的安全性管理.u鉴权中心鉴权中心(AUC)(AUC)存储着存储着鉴权信息和加密密钥鉴权信息和加密密钥，防止无权，防止无权用户接入系统和防止无线接口中数据被窃用户接入系统和防止无线接口中数据被窃.GSM系统结构与功能HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 16u移动设备识别寄存器(EIR)存储着移动设备的国际移动设备识别码(IMEI)，通过核查三种表格（白名单、灰名单、黑名单）使得网络具有防止无权用户接入、监视故障设备的运行和保障网络运行安全的功能.u在三种表格中分别列出了准许使用的、出现故障需监视的、失窃不准使用的移动设备的IMEI识别码.GSM系统结构与功能HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 17GSM MSC对外接口接口名连接实体信令与协议主要功能AMSCBSCBSSAP完成BSS管理、移动性管理和呼叫控制功能BMSCVLR内部协议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CMSCHLRMAP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DVLRHLRMAP获取用户的签约信息EMSCMSCMAP、TUP/ISUP用于两个MSC之间的切换过程FMSCEIRMAP交换相关信息，用于EIR验证用户的IMSI状态信息GVLRVLRMAP当用户从一个VLR移动至另一个VLR时，用于交换用户的IMSI和鉴权参数信息无MSCPSTN/ISDN/PSPDNTUP/ISUP/局间呼叫控制LMSCSCPCAP支持智能呼叫处理流程 GsMSCSGSNBSSAP+用于MSC与SGSN之间的联合位置更新PRIMSCISDN用户DSS1支持PRI接口类型为30B+D 数据通信OMCMSCWS内部协议操作维护相关功能计费接口iGWB计费中心FTAM、FTP话单文件的可靠传输HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 18GSM系统的业务-GSM电信业务teleservices基本语音/数据电信业务：TelephonyTelephony 电话业务允许PLMN网与PSTN等他网之间的 语音信息传送 业务号：TS11Emergency callEmergency call 紧急呼叫业务用于建立移动台与紧急呼叫 中心的连接 业务号：TS12HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 19GSM系统的业务-GSM电信业务teleservicesuShort message servicesShort message services 短消息业务属于数据业务，允许移动台收发 其他移动用户的短消息 业务号：移动接受TS21，移动始发TS22uAutomatic telefaxAutomatic telefax 传真业务属于数据业务 业务号：TS62uAlternative speech and telefaxAlternative speech and telefax 传真/语音交替业务允许语音和传真业务中 交替传送 业务号：TS61HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 20第二章 概述l第一节第一节 GSMGSM网络结构介绍网络结构介绍HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 21R99网络结构BSSBSCRNSRNCCNNode BNode BAIuPSIurIubMSUuMSCSGSNGsGGSNGMSCGnHLRGrGcCDEAuCHEIRFGfGiPSTNIuCSGbVLRBGpVLRGBTSBTSUmRNCAbisMSCBPSTNcellPCUUEHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 22R99网络结构GSM/GPRS BSSBTSBSCNodeBRNCPCU UTRAN SCPSMSSCEPSTNISDNInternet,IntranetMSC/VLRGMSCHLR/AUCSGSNCGBGGGSNGPRS骨干网/Other PLMNSS7HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 23R99核心网络特色及技术l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；lCS域：用于向用户提供电路型业务，组网方式包括TDM组网、ATM组网、IP组网。网络实体包括MSC/VLR、GMSC等交换实体以及用于与其它网络互通的IWF实体等；lPS域：用于向用户提供分组型业务，组网方式为IP组网。网络实体包括SGSN、GGSN、CG以及与其它PLMN互连的BG等网络实体。HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 24R99核心网络功能实体（一）lCS域和域和PS域共用的功能实体：域共用的功能实体：HLR：完成移动用户的数据管理和位置信息管理；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；SMS：短消息中心。HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 25R99核心网络功能实体（二）lCS域功能实体：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：完成移动用户在不同网络之间的路由寻址功能的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。HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 26R99核心网络功能实体（三）lPS域功能实体：域功能实体：SGSN：完成分组交换型业务的交换功能、信令控制功能、路由功能；GGSN：完成PS域和外部数据网络之间的互通功能；CG：完成分组域的计费功能；BG：完成两个GPRS网络之间的互通，保证网络互通的安全性。HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 27R99核心网络网络接口（一）l核心网络与接入网络间接口：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：基本功能类似Iu-CS接口。HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 28R99核心网络网络接口（二）l核心网络内部接口核心网络内部接口CS域域: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：获取用户的签约信息；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。HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 29R99核心网络网络接口（三）l核心网络内部接口核心网络内部接口PS域：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；SGSN与EIR之间的Gf接口；GGSN与外部网络之间的Gi接口。lCS域、域、PS域共用的接口域共用的接口: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。HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 30思考题l请描述R99核心网络各网元功能；l请描述R99核心网络各网元间的接口名称及 其接口功能。HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 31第一章第一章 核心网络定义及不同发展阶段核心网络定义及不同发展阶段第二章第二章 R99核心网络核心网络第三章第三章 R4核心网络核心网络第四章第四章 R5核心网络核心网络HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 32第三章第三章 R4核心网络核心网络第第1节节 R4组网及接口协议组网及接口协议第第2节节 R4网络特色网络特色HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 33R4阶段承载与控制分离控控制制面面承承载载面面MSCH.248HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 34R4网络结构HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 35R4核心网络功能实体lMSC Server：控制面实体，主要完成MM(移动性管理)、CM（呼叫控制）、MGC（媒体网关控制）等功能；lMGW：承载面实体，主要完成语音及媒体流的交换，以及提供各种资源，比如TC、EC、放音、收号能资源；HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 36R4核心网络功能实体lSG：完成信令转换工作，即完成SS7的传送层MTP与SIGTRAN 的传送层SCTP/IP之间的转换。PCM时隙IP包SGTDM承载IP承载信令消息HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 37MGWMcMcNbNcMSC ServerMGWGMSC ServerRTPAAL2语 音 帧UDP/IPATMPCM H.248SCTPUDPMTP3B IPSSCF/SSCOP/AAL5R4核心网络接口协议HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 38R4核心网络接口协议（续）接口名连接实体信令与协议主要功能McMSC ServerMGWH.248完成媒体网关控制NcMSC ServerMSC ServerBICC完成局间的呼叫控制NbMGWMGWRTP/AAL2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HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 39第三章第三章 R4核心网络核心网络第第1节节 R4组网及接口协议组网及接口协议第第2节节 R4网络特色网络特色HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 40四层组网架构及网络融合业务管理业务管理网络控制网络控制核心交换核心交换边缘接入边缘接入SoftSwitch3G AccessAMGIADBroadband AccessPSTNTMGSGPLMN分组核心网分组核心网UMGUMGApp ServerPolicy ServeriOSSINSoftSwitchMRSS S S SR R R RHUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 41内置SG功能节省传输链路HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 42集中业务控制新的业务新的业务MGW分组交换分组交换ServerMGWMGWMGW MGWMGWMGW下一代网络下一代网络 业务与MGW不存在耦合业务升级重点在Server层面Server集中设置和管理，升级方便传统网络传统网络 业务与MSC存在耦合很多业务需要全网MSC进行升级交换机分布于各本地网，升级困难HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 43分布式网络，组网更加灵活 传统的网络互连模型传统的网络互连模型p分布式组网的优势：分布式组网的优势：话路路由最佳,网络性能最佳；十分适合地域广阔的运营商。分布式网络互连模型分布式网络互连模型HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 44利用TFO及TrFO技术提高语音质量lTFO与与TrFO的区别：的区别：TFO通过带内信令建立免编解码器的连接，仍需要编解码器单元继续工作（用于监视TFO消息中的信令）；TrFO通过带外信令建立免编解码器的连接，建立后完全不需要编解码器。l提供提供TFO和和TrFO的优势：的优势：改善语音质量：改善语音质量：话音编码器对话音编码是有损压缩，每经过一次编解码会降低话音质量；能减少话音的传输时延。节省网络设备功率：节省网络设备功率：采用TrFO时，编解码功能被旁路，节省网络设备功率。HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 45思考题lMSC SERVER和MGW之间的接口是（）接口，应用协议是（）协议，MSC SERVER之间的接口是（）接口，应用协议是（）；lMGW内置SG功能优势在哪里？l请描述R4组网的有点或者优势？l请描述TFO及TrFO的功能及区别。HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 46第一章第一章 核心网络定义及不同发展阶段核心网络定义及不同发展阶段第二章第二章 R99核心网络核心网络第三章第三章 R4核心网络核心网络第四章第四章 R5核心网络核心网络HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 47R5版本特征l3GPP R5版本特征：继承WCDMA R4所有的业务和功能；核心网在CS域和PS域外，在PS域基础上叠加IMS（IP多媒体）子系统，CS域网络结构和R4基本保持一致；RAN组网向IP方向发展，所以Iu接口可选择使用ATM或IP；IP QoS方面的增强；业务方面的增强，如OSA，Push Service。lR5版本初步实现了3GPP最初提出的ALL IP网络IP技术成为所有信令消息的承载技术，改变了原有的呼叫流程。HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 48R5网络结构GSM/GPRS BSSBTSBSCNodeBRNCPCUUTRAN SCPSMSSCEPSTN/PLMNInternet,IntranetHLR/AUC/HSSSGSNCGBGGGSNGPRSbackboneVMSC ServerGMSC ServerIP/ATM BackboneCS domainPS domainIu-CSIu-PSIP backboneIMS domainP-CSCFS-CSCFMGCFMRFCSS7HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Page 49思考题lR5版本主要特征是什么？谢谢