核心网知识培训课件

1/130核心网知核心网知识培培训20082008年年年年0606月月月月浪潮通信有限公司2010/9/25核心网知识培训2008年06月浪潮通信有限公司2010/9/2/130目目录一、交换网基础知识二、交换网常见拓扑结构三、交换网常见设备四、模型关系介绍目录一、交换网基础知识二、交换网常见拓扑结构三、交换网常见设备四、模型关系介绍五、交换基础知识拓展目录 一、GSM基础知识2010/9/25目录一、交换网基础知识目录一、交换网基础知识目录一、GSM3/130一、一、GSM基基础知知识2010/9/25传统GSM系统示意图一、GSM基础知识2010/9/25传统GSM系统示意图4/130一、一、GSM基基础知知识2010/9/25UMTSR99阶段电路域核心网组网一、GSM基础知识2010/9/25UMTSR99阶段电路5/130一、一、GSM基基础知知识R4组网示意图一、GSM基础知识R4组网示意图6/130一、一、GSM基基础知知识传统系统组网图一、GSM基础知识传统系统组网图7/130系系统构成构成*操作维护子系统(OSS)*网络子系统(NSS)MSC VLR HLR AUC EIR*基站子系统(BSS)BSC BTS*移动台系统(MS)SIM卡 裸机GSM运营者用户外部网络OSSNSSBSSMS系统构成*操作维护子系统(OSS)GSM运营者用户外部OS8/130交交换网网络子系子系统(NSS)移移动业务交交换中心中心(MSC):是网络的核心部分。主要管理GSM移动用户之间及GSM移动用户与其他通信网用户之间的通信，并提供面向系统其它功能实体和面向固定网（PSTN、ISDN等）的接口功能。作为网络的核心，MSC与网络其他部件协同工作，完成移动用户位置登记、越区切换和自动漫游、合法性检验及频道转接等功能。MSC处理用户呼叫所需的数据三个数据库.(HLR、VLR、AUC)。MSC根据用户当前位置和状态信息更新数据库。NSS主要完成交换功能，管理用户数据及移动性管理所需的数据库。交换网络子系统(NSS)移动业务交换中心(MSC):是网络的9/130交交换网网络子系子系统(NSS)拜拜访位置寄存器位置寄存器(VLR):(VLR):存储所有进入覆盖区的移动用户的信息。允许MSC去建立呼叫.可把它看成动态用户数据库。VLR从移动用户的归属位置寄存器（HLR）处获取并存储必要的数据，一旦移动用户离开该VLR的控制区域，则重新在另一个VLR登记，原VLR将取消临时记录的该移动用户数据。VLR的功能用户数据的检索IMSI附着/分离位置登记鉴权MSRN的分配切换号码分配TMSI的分配交换网络子系统(NSS)拜访位置寄存器(VLR):存储所有进10/130交交换网网络子系子系统(NSS)归属位置寄存器属位置寄存器(HLR):存储与移动用户有关的数据。所有移动用户都在这数据库中存储相关的数据(静态数据)。一个HLR能够控制若干个移动交换区域或整个移动通信网，所有用户的重要的静态数据都存贮在HLR中，包括移动用户识别号码(IMSI)、访问能力、用户类别和补充业务等数据。HLR还存储且为MSC提供移动台实际漫游所在的MSC区域的信息（动态数据）-移动台当前的位置信息，这样就使任何入局呼叫立即按选择的路径送往被叫用户。交换网络子系统(NSS)归属位置寄存器(HLR):存储与移动11/130无无线基站子系基站子系统(BSS)基站子系统BSS在GSM网络的固定部分和无线部分之间提供中继：一方面BSS通过无线接口直接与移动台实现通信连接，另一方面BSS又连接到网络端的移动交换机。BSS可分为两部分。通过无线接口与移动台相连的基基站站收收发信信台台（BTS）和另一侧与交换机相连的基基站站控控制制器器（BSC）。BTS负责无线传输，BSC负责控制与管理。BSS是由一个BSC与一个或多个BTS组成的，一个基站控制器根据话务量需要可以控制数十个BTS。BTS可以直接与BSC相连，也可通过基站接口设备BIE与远端的BSC相连。基站子系统还应包括码型变换器（TC）和子复用设备（SM）BSS系统是在一定的无线覆盖区中由MSC控制,与MS进行通信的系统设备,它主要完成无线发送接受和无线资源管理等功能.当BTS与BSC为远端配置方式时，则需采用Abis接口，这时，BTS与BSC两侧都需配置BIE设备；而当BSC与BTS之间的间隔不超过10米时，可将BSC与BTS直接相连，采用内部BS接口，不需要接口设备BIE。无线基站子系统(BSS)基站子系统BSS在GSM网络的固定部12/130无无线基站子系基站子系统(BSS)基站收基站收发信机信机(BTS):(BTS):无线接口设备,它完全由BSC控制,主要负责无线传输,完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能.BTS包括无线收发信机和天线，此外还有与无线接口相关的信号处理电路。信号处理电路将实现多址复用所需的帧和时隙的形成和管理，以及为改善无线传输所需的信道编、解码和加密、解密，速率适配等功能。BTS主要分为基带单元、载频单元及控制单元三大部分。u基基带单元元，主要用于必要的话音和数据的速率适配以及信道编码等u载频单元元，主要用于调制/解调与发射机/接收机之间的耦合u公共控制公共控制单元元，主要用于BTS的操作与维护。无线基站子系统(BSS)基站收发信机(BTS):无线接口设备13/130无无线基站子系基站子系统(BSS)基站控制器基站控制器(BSC):(BSC):具有对一个或多个BTS进行控制的功能,位于MSC与BTS之间，是基站子系统（BSS）的控制和管理部分，负责完成无线网络管理、无线资源管理及无线基站的监视管理，控制移动台与BTS无线连接的建立、接续和拆除等管理，控制完成移动台的定位、切换及寻呼，是个很强的业务控制点.BSC主要由下列部分构成：u系统控制功能(SystemControlFunction)模块u交换网络功能(DigitalSwitchingNetworkFunction)模块uAbis接口功能(AbisInterfaceFunction)模块uA接口功能(AInterfaceFunction)u模块子复用功能(Sub-multiplexFunction)模块无线基站子系统(BSS)基站控制器(BSC):具有对一个或多14/130一、GSM基础知识二、交换网常见拓扑结构三、交换网常见设备四、模型关系介绍五、交换知识拓展目录目目录二、交换网常见拓扑结构2010/9/25一、GSM基础知识目录目录二、交换网常见拓扑结构2010/15/130二、交二、交换网常网常见拓扑拓扑结构构因为目前国内的交换网络大多演变成软交换为核心的交换网络，因此下面就软交换模式下的拓扑结构进行描述。Mobilesoftswitch独立网络本地网长途网信令网2010/9/25二、交换网常见拓扑结构因为目前国内的交换网络大多演变成软交换16/130传统交交换网网络结构构TMSC2MSCBSCBTSBTSBTSBTSBTSBSCBTSBTSAA省内汇接局省内汇接局大区中心汇接局大区中心汇接局BTSBTSMSCBSCATMSC2MSC各各GSM本地网本地网TMSC1TMSC1切换被最大限度的限制在BSC内部，使得切换成功率、切换速度大大提高，网络接通率也得以大大的提高。同时也大大的减少了由于切换而给MSC增加的额外负荷，相当于增加了网络容量、改善了网络的可靠性，同时为今后增加新业务、新功能奠定了基础。传统交换网络结构TMSC2MSCBSCBTSBTSBTSBT17/130软交交换业务承承载网网组网网图2010/9/25软交换业务承载网组网图2010/9/2518/130本地网组网方案本地网组网方案11本地网方案集中的本地网方案集中的MSC-S和分布的和分布的MGW(200万用万用户户)MSC-S集中放置,MGW分布放置(放置在PSTN/PLMN接口位置)节省O&M成本,及机房成本提高传输效率城市城市A城市城市B城市城市A城市城市C城市城市E城市城市F城市城市G城市城市BPSTN城市城市BPSTN城市城市APSTN城市城市CMGwMGwMGwMGw城市城市DMGwMGwMGwMSC-SMSC-SMSC-SMSC-SPSTN城市城市FMGw2010/9/25本地网组网方案1本地网方案集中的MSC-S和分布的MGW19/130某个RNC归属某个MSC-SMGW与MSC-S和RNC没有一一对应关系,而是M:N关系,MSC-S可任选MGW(根据目的地,或MGW负荷)多个MGW以POOL的形式工作将来MSC-S也可以POOL的形式工作(Iu Flex),即几个RNC同时受控于多个MSC-S本地区内 MGW 成网状网互连,节点多则采用中转方式(如AAL2交换 或 RTP/IP)MGwMGwMGwMGwMGwMSC-SRNCMSC-SMSC-SRNCRNCRNCRNCMGW池,负荷平均分担 RANAP 物理上物理上经过经过MGw本地网方案本地网方案2 22010/9/25某个RNC归属某个MSC-SMGwMGwMGwMGwMGwM20/130本地网方案本地网方案3MSC-S in pool 的的优点优点减少核心网络的负荷Pool的概念提供了极大的服务区，意味着业务区间的位置更新和MSC间的切换的减少简化网络规划Pool的引入，使话务在所有节点中平均分配，实现了无线接入网络和核心网络的互不影响优化网络的容量可以按照容量需求进行扩容，减少了节点容量的浪费网络层面的备份假如网络中某一节点故障，Pool内的其他节点可以自动接替它的工作,此方式比双归属方式节省网络资源。平均网络按时段的话务高峰：工作区和住宅区2010/9/25本地网方案3MSC-Sinpool的优点减少核心网21/130长途网方案长途网方案经经CMN或或TSC-S在采用软交换架构的WCDMA R4版本技术组建全国大网时，不同省份MSC Server之间需要进行BICC信令互通，完成控制平面的局间寻址及路由分析，如果大量MSC Server完全扁平化连接将会浪费大量长途链路（TDM承载）或建立大量SCTP连接（IP承载），影响网络的可扩展性和易维护性。因此引入CMN（Call Media Node（call mediation Node Erisson），呼叫协调节点），主要完成MSC Server之间的信令链路汇聚和被叫号码分析功能，以实现BICC信令在MSC Server之间的传递。CMN不需要负责任何承载面媒体网关的资源控制。CMN一般会采用分级汇接的方式来构建，具体设置方案与3G网络的规模以及MSC Server的设置有关。2010/9/25长途网方案经CMN或TSC-S在采用软交换架构的WCDM22/130长途网方案长途网方案经经CMN或或TSC-SMSC-S A 呼叫 MSC-S B 的路径 经过 TSC-S/CMN分析MSRNTSC-STSC-SBICC,GCPBICC,路径路径2010/9/25长途网方案经CMN或TSC-SMSC-SA呼叫MS23/130话务长途汇接网方案话务长途汇接网方案11CMN(callmediationnodeCMN 起MSC-S的汇聚和转接作用CMN 负责BICC分析和转发CMN 无须控制MGW,即CMN不需支持GCP协议2010/9/25话务长途汇接网方案1CMN(callmediation24/130MGwMSC-SGCPBICC/SigtranCMNCMNMGwMSC-SGCPNb/RTP/IPBICCSigtranCMN汇接网结构汇接网结构callmediationnode,ITU-T标准标准IP transportBJGZ2010/9/25MGwMSC-SGCPBICC/SigtranCMNCMNM25/130话务长途汇接网方案话务长途汇接网方案22T-MSC-S+T-MGW方案方案传统GSM网络结构直观信令和话务连接级数长2010/9/25话务长途汇接网方案2T-MSC-S+T-MGW方案26/130TMGwMGwLTSC-SMSC-SRNCGCPGCPIuNbBICCTMGwHTSC-STMGwHTSC-STMGwLTSC-SMGwMSC-SRNCGCPIuNbBICCGCPGCPGCP两级汇接网结构两级汇接网结构LTSCMSC/GSMHTSCHTSCLTSCMSC/GSMISUPISUPGSM 汇接网络结构汇接网络结构WCDMA 分层汇接网络结构分层汇接网络结构2010/9/25TMGwMGwLTSC-SMSC-SRNCGCPGCPIuN27/130话务长途汇接网方案话务长途汇接网方案 T-MSC-S方案方案不设专用T-MGW节省T-MGW投资节省信令开销简化网络2010/9/25话务长途汇接网方案T-MSC-S方案不设专用T-MGW28/130MGwTSC-SMSC-SGCPBICCTSC-SMGwMSC-SGCPNbBICCGCPGCPBICCBICC话务长途汇接网方案话务长途汇接网方案T-MSC-S方案方案TSC-S2010/9/25MGwTSC-SMSC-SGCPBICCTSC-SMGwMS29/130PBNM-MGWMSCServerTSC ServerTSC ServerTSC ServerMSCServerM-MGWMSCServerM-MGWM-MGWM-MGW话务长途汇接网方案话务长途汇接网方案T-MSC-S方案方案没有专门的没有专门的“”2010/9/25PBNM-MGWMSCServerTSCServerTSC30/130话务长途汇接网话务长途汇接网方案比较方案比较作为大网的汇接层,(1)CMN 方式最好,(2)T-MSC-S 方式其次,(3)传统T-MSC-S+T-MGW方式可操作,但T-MGW 的引入引起额外的投资和额外的信令开销组网时,一定要有汇聚点(CMN点或T-MSC-S 点)起BICC的汇聚功能.2010/9/25话务长途汇接网方案比较作为大网的汇接层,(1)CMN方式31/130信令网信令网组网方案网方案核心网电路域信令栈核心网电路域信令栈2010/9/25信令网组网方案核心网电路域信令栈2010/9/2532/130信令网方案信令网方案-1-1M3UA/SCTP/IP的SIGTRAN是3GPP和CWTS标准建议方案,建议采用此方案.BICC,GCP,RANAP(RANAP经过SGW/MGW转换)等可直接采用SIGTRAN(M3UA/SCTP/IP)承载.MAP可采用SIGTRAN(M3UA/SCTP/IP)承载.也可采用TDM承载:在此情况下,GSMHLR可不经改造为WCDMA所用2010/9/25信令网方案-1M3UA/SCTP/IP的SIGTRAN是33/130Physical LayerSCCPN-ISUPBICCGCPTCAPBSSAPRANAPMAPCAPINAPTCP/UDPIPSIPDiameterSS7IPIPTCP/UDPSCTPM3UASIGTRAN Protocol SuiteIP also to transport SS7 protocolsTCP/UDP do not fulfill signaling requirements UDP:unreliable,connection-lessTCP:sensitive to disruptions,delay and sequence violationSCTP to provide reliable,connection-oriented transportM3UA required to hide the IP transport from the SS7 Applicationlayer protocols(avoid transport awareness and application impacts)Remark:mid term SIP will use TCP2010/9/25PhysicalLayerSCCPN-ISUPBICCGC34/130信令网方案信令网方案-1-1aMAP（移动应用部分），采用TDM,BICC,GCPOverIP*现有GSMHLR,MSCHW不必改动*2GMSC-3GHLR或3GMSC-S-2GHLR的MAP通信要经信令网关.MSC-SMSC-SMSCMSCMSCMSCMGWMGWMGWMGWHLRHLRHLRHLRSTPSTPSTPSTPIP backboneLocal PSTN/PLMNMSC-SMSC-SCMNCMNCMNCMNSRPSRPSRPSRPHLRHLRSGSGSGSGHLRHLR2010/9/25信令网方案-1aMAP（移动应用部分），采用TDM35/130MAP/TDM,GCP,BICC,RANAPoverIPMSC-SMSC-SMSCMSCMSCMSCMGWMGWMGWMGWHLRHLRHLRHLRSTPSTPSTPSTPIP backboneLocal PSTN/PLMNMSC-SMSC-SCMNCMNCMNCMNSRPSRPSRPSRPHLRHLRSGSGSGSGHLRHLRSG建议由MGW兼做,即SG与MGW合设MSC-STP-STP-HLR(R4)MSC-STP-STP-SG-HLR(R4)MSC-S-STP-STP-HLR(R99)MSC-S-SG-STP-STP-HLR (R99)2010/9/25MAP/TDM,GCP,BICC,RANAPover36/130信令网方案信令网方案-1-1b全IP解决方案(MAP,BICC,GCP,RANAP/M3UA/SCTP/IP)*新IPHLR,IPMSC直接接入IP网*原有HLR,MSC(即GSMHLR,MSC)接入IP网要么经过SGW要么升级软硬件支持IP信令，过渡期实行双接入（TDM和IP接入）MGW/SGWMSC-SSEPHLRSEPMAP,BICC,ISUP,GCP,RANAP/Sigtran/IPMPLS networkMGW/SGWMSC-SSEP SGHLRSEPLocal PSTN/PLMNISUP/TDMLocal PSTN/PLMNISUP/TDMSRPSEPSRPSEPHLRSGWHLRTSC-STSC-SBICC,GCPMSC2010/9/25信令网方案-1b全IP解决方案(MAP,BICC,GCP,37/130信令网方案信令网方案-2-2长途汇接方案长途汇接方案IP信令网不需要IPSTP,即形成平面SIGTRAN网络.MSC-SA靠MSRN(来自HLR)分析出下一个MSC-SB或T-MSC-S，或CMN的DPC,从而路由到下一节点,不需要IPSTP.这与GSMTDM网中的概念一样(ISUPMSRN不需要STP).但IP信令网需要SRP(SCCPRELAYPOINT),SRP(SCCPRELAY功能）要做SCCP翻译（MGT翻译）以隔离省间的信令数据2010/9/25信令网方案-2长途汇接方案IP信令网不需要IPSTP,38/130信令网长途汇接方案信令网长途汇接方案:SRP(orL4SCCP)隔离省间的信令数据隔离省间的信令数据MSC-SSRPSRPMSC-SHLRHLRBJGZSTPSTPHLRHLRMSCMSCSGSGSGSGTDMIPIPIPMSC-S-SRP-SRP-HLR(SEP)MSC-STP-STP-HLRMSC-S-SG-STP-STP-HLRMSC-SG-SRP-SRP-HLR（SEP2010/9/25信令网长途汇接方案:SRP(orL4SCCP)隔离省39/130简单协议示意示意图MSCServerRNCIP Connectivity NetworkMSCServerM-MGWTM-MGWTBICCGCPGCPRANAPRANAPAMR CodecIP/MPLSAAL2/ATM or IPRNCAMR CodecAAL2/ATM or IPNbIuIuIPBCPHLRMAPMAP2010/9/25简单协议示意图MSCServerRNCIPConnecti40/130一、GSM基础知识二、交换网常见拓扑结构三、交换网常见设备四、模型关系介绍五、交换基础知识拓展目录目目录 三、软交换常见设备介绍2010/9/25一、GSM基础知识目录目录三、软交换常见设备介绍2010/41/130MSCServer移动交换中心服务器：对应于软交换结构中的CallServer是UMTS移动通信系统中电路交换网向分组交换方式演进的核心设备它独立于底层承载协议主要完成呼叫控制、媒体网关接入控制、移动性管理、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等功能向用户提供3GPPR4阶段的电路域核心网所能提供的业务，以及配合智能SCP提供多样化的第三方业务2010/9/25MSCServer移动交换中心服务器：对应于软交换结构中的42/130移移动软交交换与固网与固网软交交换的比的比较移动软交换：v即MSCserver，继承了3GVMSC及GMSC所有的业务控制层的业务处理及信令接口功能v并在业务流程中根据需要调用经过移动扩展的H.248协议控制移动接入或中继媒体网关完成媒体流的汇聚、映射及交换v接入侧支持协议：RANAP、BSSAP固定软交换：v提供继承传统C4固定端局及C5长途局交换机的所有业务处理及信令接口功能v并通过MGCP/H.248协议控制固定接入网关或中继网关完成媒体流的汇聚、映射及交换功能v接入侧支持协议：vH.248、MGCP：POTS用用户接入接入vIUA：ISDN用用户接入接入vV5UA：接入网用：接入网用户接入接入2010/9/25移动软交换与固网软交换的比较移动软交换：2010/9/2543/130MSCServer的构成和的构成和实现MSCServer主要由GSM/UMTSMSC的呼叫控制和移动性管理部分组成MSCServer处理用户与网络之间的信令，并将呼叫控制相关的消息转换成Nc接口上的信令MSCServer负责处理媒体流的控制，也接收MGW的Mc接口信令。MSCServer控制呼叫状态模型中用于在MGW中控制媒体信道连接的部分MSCServer还包含BICC模型中的呼叫控制功能2010/9/25MSCServer的构成和实现MSCServer主要由G44/130MGW媒体网关将一种网络中的媒体转换成另一种网络所要求的媒体格式。例如：媒体网关能够在电路交换网的承载通道和分组网的媒体流之间进行转换，可以处理音频、视频等，能够进行全双工的媒体翻译，可以演示视频/音频消息，实现其它IVR功能，也可以进行媒体会议等。MGW包含承载终结点和媒体处理设备(例如，编解码器、回声消除器或信号音发送器)。它可以执行媒体转换和组帧协议转换。2010/9/25MGW媒体网关将一种网络中的媒体转换成另一种网络所要求的媒体45/130MGW的位置的位置MGW处于端局v位于无线子系统和核心网之间，负责把3GPP R4 UTRAN系统接入核心网电路域，完成IuCS用户平面功能和Nb接口功能v负责UMTS系统在电路域核心网和接入网之间语音和数据流的转换和承载媒体的转换v也可以接入2G GSM和3G R99的无线接入网系统MGW处于关口局v实现网间互通v完成网络间语音数据流的转换和承载媒体的转换,如3GPP R4电路域核心网络和PSTN/ISDN网络的互通v在连接PSTN/ISDN网络时，应该具有回波抵消功能2010/9/25MGW的位置MGW处于端局2010/9/2546/130移动移动/固定的资源控制模型差异固定的资源控制模型差异软交换对媒体网关的资源控制主要可以归结为2大类：智能网关方式及哑网关方式；在目前已实现并投入运营的软交换配置中，网关资源控制模型大多数采用了哑网关方式；3GR4标准实际上是选择了智能网关方式作为移动软交换的资源控制模型。其CBC接口基于ITU-T的Q.1950协议，并进一步经过了3GPPTS29.232的移动扩展（定义了3GUP、CircuitSwitchedData、TFO、3GExpandedCallProgressToneGeneratorPackage、ModificationOfLinkCharacteristicsBearerCapability等无线特有的扩展包）。从长远看即使对于固网软交换，智能网关控制模式也正逐步成为承载控制分离网络体系结构的最终演进趋势。对于移动固定融合的软交换，将同时支持这两种资源控制模式：2010/9/25移动/固定的资源控制模型差异软交换对媒体网关的资源控制主要47/130信令网关：信令网关：SGW连接窄带七号信令网与分组网的设备，主要完成传统窄带七号信令与基于分组网（ATM或IP）侧信令的转换功能多种适配方式M2UAM3UASUA2010/9/25信令网关：SGW连接窄带七号信令网与分组网的设备，主要完成传48/130SIGTRAN协议栈2010/9/25SIGTRAN协议栈IPSCTPIUAQ.931M2UAMT49/130R4软交交换的接口的接口协议Mc接口：MSCServer与MGW之间的接口Nc接口：MSCServer与（G）MSCServer之间的接口Nb接口：MGW之间的接口IuCS接口：与UTRAN之间的接口2010/9/25R4软交换的接口协议Mc接口：MSCServer与MGW之50/130Mc接口接口Mc接口是（G）MSCServer与MGW之间的接口主要功能是媒体控制协议内容：H.248、MeGaCo、Q.1950、3GPP29.2322010/9/25Mc接口Mc接口是（G）MSCServer与MGW之间的接51/130Mc接口接口协议栈H.248MTP3bSSCF SSCOPAAL5 ATMMcMc接口的接口的IPIP承载方式承载方式McMc接口的接口的ATMATM承载方式承载方式2010/9/25Mc接口协议栈H.248MTP3bSSCFSSCOPAAL52/130Nc接口接口MSCServer与（G）MSCServer之间的接口Nc接口的主要功能：主要解决的是用控制和承载分离的方式解决移动ISUP的呼叫控制Nc接口协议的主要内容：BICC或SIP-T2010/9/25Nc接口MSCServer与（G）MSCServer之间53/130Nc接口的接口的协议栈SCTPSCTPIPIPM3UASCTPIPMTP3bSAALAAL5BICCSCTPSCTPIPIPSIP-T2010/9/25Nc接口的协议栈SCTPIPM3UASCTPIPMTP3bS54/130BICC协议BICC协议是一个承载与呼叫无关的协议。它的协议模型中，将承载控制和呼叫控制两种功能进行分开呼叫控制只负责业务流程的实现，和具体的承载类型无关。而承载控制具体表现形式是它在传统ISUP协议的基础上，去掉了和具体承载有关的消息和参数，增加了APM消息和APP参数，能够对多种的承载类型进行控制。2010/9/25BICC协议BICC协议是一个承载与呼叫无关的协议。它的协议55/130BICC与与SIP-TSIP-T与3G电路域业务兼容能力强，但目前仅支持IP用户面承载（对于需要附加承载控制（BCF）功能的ATM(如AAL2)承载组网，尚未定义SIP-T与BCF之间的互动关系），而SIP协议目前也仅支持在IP上承载。BICC因其体系制定的完备性，充分考虑了RTP/IP、ATMAAL2/AAL1、MPLS等方式进行多种电路域业务承载网组建方式的需求，对于广域IPQoS机制尚不成熟的今天，具备条件的运营商可能会选择首先组建ATM或MPLS承载的话音业务流，造成多种承载类型网络共存的局面，而目前仅有BICC可以完成控制面与ATM、IP类承载的兼容支持及交互，而SIP/SIP-T/H.323目前都无法胜任该需求；BICC真正作到了将呼叫控制逻辑与承载相关的承载控制逻辑的完全分离，承载控制逻辑（如Q.AAL2）直接在MG间执行或（IPBCP）通过隧道方式在MG间代理透传，确保了承载模式的变化更新对软交换的业务逻辑影响最小2010/9/25BICC与SIP-TSIP-T与3G电路域业务兼容能力强，但56/130Nb接口接口Nb接口是MGW之间的接口主要功能是使用ATM或IP的方式承载电路域的业务，包括话音和电路域的数据承载业务Nb接口的主要内容：3GPP29.4152010/9/25Nb接口Nb接口是MGW之间的接口2010/9/2557/130Nb接口的接口的协议栈Nb UPAAL-2 SAR SSCS AAL2 ATMNbNb接口的接口的IPIP承载方式承载方式NbNb接口的接口的ATMATM承载方式承载方式2010/9/25Nb接口的协议栈NbUPAAL-2SARSSCSAA58/130移移动与固网的与固网的软交交换协议比比较局间中继协议移动网ISUP/TUP：窄带PSTN、MSC局间BICC、SIP-T：MSCserver局间固网ISUP/TUP：窄带PSTN局间H.323：固网软交换局间SIP/SIP-T：固网软交换局间No.1/R2（随路交换机局间）BICC智能网协议移动网：CAP(CamelPhaseIII)，3GPP22.078/23.078固网：INAP(CS1/2)，ITU-TQ.12XX系列MAP：移动特有2010/9/25移动与固网的软交换协议比较局间中继协议2010/9/2559/1303GPPIMS子域子域2010/9/253GPPIMS子域2010/9/2560/130IMS和和软交交换的区的区别IMS(IPMultimediaSubsystem)是IP多媒体系统,是一种全新的多媒体业务形式，它能够满足现在的终端客户更新颖、更多样化多媒体业务的需求。目前，IMS被认为是下一代网络的核心技术，也是解决移动与固网融合，引入语音、数据、视频三重融合等差异化业务的重要方式。但是，目前全球IMS网络多数处于初级阶段，应用方式也处于业界探讨当中。IMS在3GPPRelease5版本中提出，是对IP多媒体业务进行控制的网络核心层逻辑功能实体的总称。3GPPR5主要定义IMS的核心结构，网元功能、接口和流程等内容：R6版本增加了部分IMS业务特性、IMS与其他网络的互通规范和无线局域网（WLAN）接入特性等；R7版本加强了对固定、移动融合的标准化制订，要求IMS支持数字用户线（xDSL）、电缆调制解调器等固定接入方式。如果从采用的基础技术上看，IMS和软交换有很大的相似性：都是基于IP分组网；都实现了控制与承载的分离；大部分的协议都是相似或者完全相同的；许多网关设备和终端设备甚至是可以通用的。IMS和软交换最大的区别在于以下几个方面。（1）在软交换控制与承载分离的基础上，IMS更进一步的实现了呼叫控制层和业务控制层的分离；（2）IMS起源于移动通信网络的应用，因此充分考虑了对移动性的支持，并增加了外置数据库归属用户服务器（HSS），用于用户鉴权和保护用户业务触发规则；（3）IMS全部采用会话初始协议（SIP）作为呼叫控制和业务控制的信令，而在软交换中，SIP只是可用于呼叫控制的多种协议的一种，更多的使用媒体网关协议（MGCP）和H.248协议。总体来讲，IMS和软交换的区别主要是在网络构架上。软交换网络体系基于主从控制的特点，使得其与具体的接入手段关系密切，而IMS体系由于终端与核心侧采用基于IP承载的SIP协议，IP技术与承载媒体无关的特性使得IMS体系可以支持各类接入方式，从而使得IMS的应用范围从最初始的移动网逐步扩大到固定领域。此外，由于IMS体系架构可以支持移动性管理并且具有一定的服务质量（QoS）保障机制，因此IMS技术相比于软交换的优势还体现在宽带用户的漫游管理和QoS保障方面。2010/9/25IMS和软交换的区别2010/9/2561/130一、交换网基础知识二、交换网常见拓扑结构三、交换网常见设备四、模型关系介绍五、交换基础知识拓展目录目目录 四、模型关系介绍2010/9/25一、交换网基础知识目录目录四、模型关系介绍2010/9/262/130核心网内部关核心网内部关联关系关系2010/9/25核心网内部关联关系2010/9/2563/130交交换内部关内部关联关系关系说明明MSCSERVER、MGW物理上与HLR相连，实现信令通信。MGW承担了所有的话务，中继端口位于MGW上，但中继相关信息配置在MSCSERVER上，因此查询中继端口信息在MGW上即可完成查询，但中继群信息需在MSCSERVER上实现查询。SCTP实现MSCSERVER与MGW的通信（IP承载网），因此查询时需在两台设备查询。信令通信可以走MGW通过中继端口，也可以直接两SERVER直连。关口局MGW不与BSC相连，没有话务，信令经此设备上传到MSCSERVER上。传统GSM网络中，一个交换网络中的MSC控制多个无线网络的BSC，MSC与BSC为一对多的关系；软交换后，话音与控制分离，其中MSCServer、MGW控制多个无线网络的BSC；交换网络与TD无线网络通过MSCServer、MGW分别与TD无线网络中的RNC连接，进行话音传递和呼叫控制，RNC与MSCServer、MGW的关系均为多对一的关系；软交换引入IP承载方式之后采用扁平化的组网方式。MGW间的话务及MSCServer间的信令直接通过CE接入IP承载网进行通信，不需经过汇接。CE与MGW、MSCServer均为0.n-0.n的关系。中继群、话务中继的关系中继群与话务中继是0.n-0.n的关联关系；中继群与话务路由的关系话务路由与中继群为0.n-0.n的关系；信令链路与信令链路组的关系信令链路与信令链路组是0.n-0.n的关系；信令链路组与信令路由的关系信令路由与信令链路组为0.1-0.n的关系，即多条信令链路组可构成信令路由。IP信令链路与SCTP偶联的关系IP信令链路和SCTP偶联是0.n-0.n的关系；电路与信令链路的关系电路上可以承载信令链路，模型上体现为电路与信令链路的0.1-0.n关系。IP媒体逻辑端口和IP信令逻辑端口承载在IP物理端口上。逻辑中继端口承载在中继物理端口上，逻辑信令端口承载在信令物理端口上。为了实现元模型上交换与传输的关联，将电路区分成业务电路和传输电路。传输电路为传输专业的电路部分。业务电路指交换设备到配线架的电路部分，包括直连的情况。业务电路指交换内部的业务电路，为2M概念，包含话务中继，ATM电路和信令链路。话务中继、ATM电路和信令链路为64K概念，上述逻辑连接组成中继群/信令链路组和业务电路。交换内部关联关系说明MSCSERVER、MGW物理上与HLR64/130无无线网内部关网内部关联关系关系2010/9/25无线网内部关联关系2010/9/2565/130无无线内部关内部关联关系关系说明明GSM无线网络与GSM无线网络节点的包含关系GSM无线网络与GSM无线网络节点是1对多的包含关系，即GSM无线网络包含多个GSM无线网络节点；机房与设备容器的包含关系机房是公共资源；机房与设备容器是一对多的包含关系；即一个机房可以包含多个设备容器；设备容器是机架、机柜、机框、槽、板卡等物理设备的基类。在这此可以高度概括一个机房下的主要的物理设备。BSC与基站的关联关系BSC与基站为一对多关系，一个BSC下可以带多个基站，但是一个基站只与一个BSC相连。BSC与BTS的所属关系可以通过OMC采集得到。BSC与BSC设备的包含关系BSC设备继承自逻辑设备。BSC与BSC设备为一对多的关系，即一个BSC节点包含多个BSC设备；其中BSC节点偏重网络特性；BSC设备偏重逻辑功能。BTS与BTS逻辑设备的包含关系BTS逻辑设备继承自逻辑设备；BTS与BTS逻辑设备为一对多的关联关系，即一个BTS包含多个BTS设备；其中BTS偏重网络特性；BTS逻辑设备偏重逻辑功能。BTS与天馈系统的包含关系BTS与天馈系统是一对多的包含关系；即一个基站下可以包含多个天馈系统。BTS与小区的包含关系BTS与小区是一对多的关系，一个BTS通常开通1到3个小区，只开通1个小区时，通常为全向站，超过1个小区为定向站；分布系统与小区的包含关系分布系统与小区是一对多的关系，即一个分布系统可以包含多个小区，多个小区可以支撑一个分布系统。分布系统与分布系统逻辑设备的包含关系分布系统逻辑设备继承自逻辑设备；分布系统与分布系统逻辑设备是一对多关系，即一个分布系统包含多个分布系统设备；其中分布系统偏重网络特性；分布系统逻辑设备偏重逻辑功能。无线内部关联关系说明GSM无线网络与GSM无线网络节点的包含66/130无无线内部关内部关联关系关系说明明小区与直放站的关联关系小区与直放站是一对多的关系；直放站可以从一个CELL引入信号源；一个小区可以为多个直放站提供信号。物理端口与逻辑端口的包含关系物理端口与逻辑端口是一对多关系，即一个物理端口可以包含多个逻辑端口。业务电路与逻辑端口的关联关系业务电路与逻辑端口是一对多关系。业务电路与传输电路的关联关系业务电路与传输电路是一对多关系，业务由物理电路(即传输电路)承载，承载可以有一段或多段。TD无线网络与TD无线网络节点的包含关系TD无线网络与TD无线网络节点是1对多的包含关系，即TD无线网络包含多个TD无线网络节点；RNC与NodeB的关联关系RNC与NodeB为一对多关系，一个RNC下可以带多个NodeB，但是一个NodeB只与一个RNC相连。RNC与RNC逻辑设备的包含关系RNC逻辑设备继承自逻辑设备。RNC与RNC逻辑设备为一对一的关系，即一个RNC节点包含一个RNC逻辑设备；其中RNC节点偏重网络特性；RNC逻辑设备偏重逻辑功能。NodeB与NodeB逻辑设备的包含关系NodeB逻辑设备继承自逻辑设备；NodeB与NodeB逻辑设备为一对多的关联关系，即一个NodeB包含多个NodeB逻辑设备；其中NodeB偏重网络特性；NodeB逻辑设备偏重逻辑功能。NodeB与天馈系统的包含关系NodeB与天馈系统是一对多的包含关系；即一个NodeB可以包含多个天馈系统，多个天馈系统来支撑NodeB。NodeB与小区的包含关系NodeB与小区是一对多的关系；即一个NodeB下可以包含多个小区，一般为1到3个小区，为1个小区时叫全向NodeB，为多个小区时叫定向NodeB。无线内部关联关系说明小区与直放站的关联关系67/130交交换与与传输关关联关系关系交换与传输关联关系68/130交交换与与传输关关联关系关系说明明1、传统交换设备与其他设备相连的话一般会经过传输电路。软交换引入IP承载方式之后采用扁平化的组网方式。MGW间的话务及MSCServer间的信令直接通过CE接入IP承载网进行通信，不需经过汇接。CE与MGW、MSCServer均为0.n-0.n的关系。2、电路/光路与信令链路的关系电路/光路上可以承载信令链路，模型上体现为电路/光路与信令链路的0.1-0.n关系。3、电路/光路与中继链路的关系电路/光路上可以承载中继链路，模型上体现为电路/光路与信令链路的0.1-0.n关系。4、交换与传输的关联关系本端交换设备名称、本端交换设备端口物理位置、本端交换侧配线架位置、本端传输侧配线架位置、传输电路代号。交换侧配线架与传输侧配线架的关联可通过PCM系统号进行关联。交换与传输关联关系说明1、传统交换设备与其他设备相连的话一般69/130交交换与数据关与数据关联关系关系交换与数据关联关系70/130交交换与数据关与数据关联关系关系说明明1、MGW承担了所有的话务，中继端口位于MGW上，但中继相关信息配置在MSCSERVER上，因此查询中继端口信息在MGW上即可完成查询，但中继群信息需在MSCSERVER上实现查询。2、SCTP实现MSCSERVER与MGW的通信（IP承载网），因此查询时需在两台设备查询。3、信令通信可以走MGW通过中继端口，也可以直接两SERVER直连。4、软交换引入IP承载方式之后采用扁平化的组网方式。MGW间的话务及MSCServer间的信令直接通过CE接入IP承载网进行通信，不需经过汇接。CE与MGW、MSCServer均为0.n-0.n的关系。5、IP信令链路与SCTP偶联的关系IP信令链路和SCTP偶联是0.n-0.n的关系；6、IP媒体逻辑端口和IP信令逻辑端口承载在IP物理端口上。7、交换设备与CE的物理连接一般是通过网线或者光纤进行连接，一般是直连，不经过配线架。交换与数据关联关系说明1、MGW承担了所有的话务，中继端口位71/130无无线与与传输关关联关系关系无线与传输关联关系72/130无无线与与传输关关联关系关系说明明业务电路与传输电路是一对多关系，业务由物理电路(即传输电路)承载，承载可以有一段或多段。无线专业与传输专业通过【无线与传输关联】实体的“业务电路ID”、“传输电路ID”、“传输电路代号”等属性进行关联。无线与传输关联关系说明业务电路与传输电路是一对多关系，业务由73/130一、交换网基础知识二、交换网常见拓扑结构三、交换网常见设备四、模型关系介绍目目录目录一、交换网基础知识二、交换网常见拓扑结构三、交换网常见设备四、模型关系介绍五、交换知识拓展目录目录目录 五、交换基础知识拓展2010/9/25一、交换网基础知识目录目录一、交换网基础知识目录目录五、交74/1301.1交交换的引入的引入 图1.1 点到点通信方式一个最简单的通信系统是只有两个用户终端和连接这两个终端的传输线路所构成的通信系统，这种通信系统所实现的通信方式，我们称之为点到点通信方式，如图1.1所示。2010/9/251.1交换的引入图1.1点到点通信方式一个最简单75/1301.2各种交各种交换方式方式 在通信网中，交换功能是由交换节点即交换设备来完成的。不同的通信网络由于所支持业务的特性不同，其交换设备所采用的交换方式也各不相同，目前在通信网中所采用的或曾出现的交换方式主要有以下几种：l电路交换 l帧中继l多速率电路交换 lATM交换l快速电路交换 lIP交换l分组交换 l光交换l帧交换 l软交换2010/9/251.2各种交换方式在通信网中，交换功能是由交换节76/130 常用的分常用的分类方法方法:若按照信息传送模式的不同，可将交换方式分为电路传送模式（CTM-CircuitTransferMode）、分组传送模式（PTM-PacketTransferMode）和异步传送模式（ATM-AsynchronousTransferMode）三大类，如电路交换、多速率电路交换、快速电路交换属于电路传送模式，分组交换、帧交换、帧中继属于分组传送模式，而ATM交换则属于异步传送模式图1.7各种交换方式 2010/9/25常用的分类方法:图1.7各种交换方式2010/9/277/1301.2.1电路交路交换（CS:CircuitSwitching)图1.8电路交换的基本过程 2010/9/251.2.1电路交换（CS:CircuitSwitch78/130电路交路交换具有以下具有以下6个特点：个特点：(1)信息传送的最小单位是时隙(2)面向连接的工作方式（物理连接）(3)同步时分复用（固定分配带宽）如图1.9图1.9同步时分复用的基本原理 2010/9/25电路交换具有以下6个特点：(1)信息传送的最小单位是时隙图179/130如图1.10所示，电路交换基于PCM30/32路同步时分复用系统，每秒钟传送8000个帧，每帧32个时隙，每个时隙8比特，每路通信信道（TS）为64kbit/s恒定速率，即对每路通信所分配的带宽是固定的。在信息传送阶段不管有无信息传送，都占用这个TS子信道，直到通信结束。图1.10PCM30/32路同步时分复用系统(4)信息传送无差错控制(5)信息具有透明性(6)基于呼叫损失制的流量控制1.2.1电路交路交换（CS:CircuitSwitching)2010/9/25如图1.10所示，电路交换基于PCM30/32路同步时分复80/130综述:通过上述对电路交换特点的分析，我们不难看到：通信网的业务特性决定了所采用的交换方式的特点，换句话说，通信网采用的交换方式一定要适应其业务特性。电话通信网中的话音业务，具有实时性强、可靠性要求不高的特点，而电路交换不管是其面向连接的特点，还是对信息无差错控制、透明传输以及基于呼叫损失制的流量控制特点，都满足了话音业务的特性，因而电话通信网采用电路交换方式。电路交换由于无差错控制机制，因而对数据交换的可靠性没有分组交换高，不适合对差错敏感的数据业务；同时由于电路交换采用固定带宽分配方式，因而其电路利用率低、不适合突发（burst）业务。电路交换适合于实时性、恒定速率的业务。1.2.1电路交路交换（CS:CircuitSwitching)2010/9/25综述:1.2.1电路交换（CS:CircuitS81/1301.2.2多速率多速率电路交路交换（MRCS:Multi-RateCircuitSwitching）多速率电路交换其本质还是电路路交交换，具有电路交换的主要特点，我们可以将其看作是采用电路交换方式为用户提供多种速率的交换方式。多速率电路交换和电路交换都采用同步同步时分复用方式分复用方式，即只有一个固定的基本信道速率，如64kbit/s。多速率电路交换的一种实现方式是，可以将几个这样的基本信道捆绑起来构成一个速率更高的信道，供某个通信使用，从而实现多速率交换.实现多速率电路交换的另一种方式是设置多种基本信道速率，这样，一个帧就被划分为不同长度的时隙。如图1.11和图1.12 2010/9/251.2.2多速率电路交换（MRCS:Multi-Ra82/130图1.11 采用不同基本信道速率的帧结构 图1.12采用多种基本信道速 率的多速率电路交换系统 从上述多速率电路交换实现的方法来看，该交换方式还是基于固定带宽分配的，虽然能提供多种速率，但这些速率是事先定制好的，而且速率类型不能太多，否则其控制和交换网络会非常复杂，甚至于无法实际实现，因而这种交换方式不能真正灵活地适应突发业务。2010/9/25图1.11采用不同基本信道图1.12采用多种基本信道速83/1301.2.3快速快速电路交路交换（FCS:FastCircuitSwitching）在快速电路交换中，当呼叫建立时，在呼叫连接上的所有交换节点要在相应的路由上分配所需的带宽，与电路交换不同的是交换节点只记住所分配的带宽和相应路由连接关系，而不完成实际的物理连接。当用户真正要传送信息时，才根据事先分配的带宽和建立的连接关系，建立物理连接；当没有信息传送时，则拆除该物理连接。由此可知，快快速速电路路交交换是在要传送用户信息时才连接物理传输通道，即只在信息要传送时才使用所分配的带宽和相关资源，因而它提高了带宽的利用率。的利用率。2010/9/251.2.3快速电路交换（FCS:FastCircui84/1301.2.4分分组交交换（PS:PacketSwitching)分组交换的本质就是存储转发,它将所接收的分组暂时存储下来，在目的方向路由上排队，当它可以发送信息时，再将信息发送到相应的路由上，完成转发。其存储转发的过程就是分组交换的过程.如图1.13说明了分组交换的基本过程。图1.20分组交换的基本过程2010/9/251.2.4分组交换（PS:PacketSwitchi85/130分组交换有两种方式，一种是虚电路（VCVirtualCircuit）方式，另一种是数据报（DGDatagram）方式。虚电路采用面向连接的工作方式（OCOrientedConnection），其通信过程与电路交换相似，具有连接接建立建立、数据数据传送送和连接拆除接拆除三个阶段，即在用户数据传送前先建立端到端的虚连接；一旦虚连接建立后，属于同一呼叫的数据分组均沿着这一虚连接传送；通信结束时拆除该虚连接。我们将虚连接也称为虚电路，即逻辑连接，它不同于电路交换中的实际的物理连接，而是通过通信连接上的所有交换节点保存选路结果和路由连接关系来实现连接的，因而是逻辑的连接。虚电路方式的特点如图1.14所示。2010/9/25分组交换有两种方式，一种是虚电路（VCVirtualCi86/130图1.14虚电路方式特点 2010/9/25图1.14虚电路方式特点2010/9/2587