WCDMA核心网络结构与演进.ppt

WG000001 WCDMA核心网络结构与演进,ISSUE2.2,Page 2,参考资料,3GPP 23.101 GSM 0302,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,目 标,Page 4,第一章 WCDMA网络组成及演进概述 第二章 R99核心网络 第三章 R4核心网络 第四章 R5核心网络,Page 5,WCDMA网络组成,WCDMA网络=用户设备域+基础设施域 基础设施域=接入网域+核心网域,Page 6,接入网及核心网定义,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 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,Page 7,WCDMA协议版本的演进,R4,R5,R99,继承2G（GSM和GPRS）所有的业务和功能； 核心网分CS电路域和PS分组域； 接入网引入WCDMA UTRAN； 核心网和接入网之间的Iu接口基于ATM。,继承WCDMA R99所有的业务和功能； 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； 电路域引入分组话音，支持多种传输技术：TDM，ATM，IP。,继承WCDMA R4所有的业务和功能； 核心网增加IM（IP多媒体域）； RAN向IP方向发展； 增强的IP QoS能力，支持端到端的IP多媒体业务。,2000,2001,2002,规范完成时间,Page 8,思考题,核心网的功能有哪些？ WCDMA 第一个版本是哪个版本，这个版本有什么特点？ WCDMA 在哪个版本实现了承载与控制分离，是在哪个域实现的？ MSC Server及MGW的功能是什么？ WCDMA R5版本有哪些特点？,Page 9,第一章 核心网络定义及不同发展阶段 第二章 R99核心网络 第三章 R4核心网络 第四章 R5核心网络,Page 10,第二章 概述,第一节 GSM网络结构介绍 第二节 R99网络结构介绍,Page 11,GSM网络结构,Page 12,GSM系统结构与功能,MSC是整个网络的核心，协调与控制整个GSM网络中BSS、OSS的各个功能实体. 接口管理 支持一系列业务：电信业务，承载业务和补充业务 支持位置登记、越区切换和自动漫游等其它网络功能.,MSC的功能,Page 13,访问用户位置寄存器(VLR)是服务于其控制区域内移动用户的. 它存储着进入其控制区域内已登记的移动用户相关信息，为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件.,VLR的功能,GSM系统结构与功能,Page 14,归属用户位置寄存器(HLR)是GSM系统的中央数据库，存储该HLR控制的所有存在的移动用户的相关信息. 所有移动用户的重要数据都存储在HLR中.包括用户识别号码，访问能力、用户类别和补充业务等数据，HLR也存储部分漫游移动用户所在MSC区域的有关动态数据.,HLR的功能,GSM系统结构与功能,Page 15,AUC属于HLR的一个功能单元部分，专用于GSM系统的安全性管理.,鉴权中心(AUC)存储着鉴权信息和加密密钥，防止无权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,Page 16,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. 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,Page 17,GSM MSC对外接口,Page 18,GSM系统的业务- GSM电信业务teleservices,基本语音/数据电信业务： Telephony 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：TS11 Emergency 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：TS12,Page 19,GSM系统的业务-GSM电信业务teleservices,Short 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TS22 Automatic telefax 传真业务属于数据业务 业务号：TS62 Alternative 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：TS61,Page 20,第二章 概述,第一节 GSM网络结构介绍 第二节 R99网络结构介绍,Page 21,R99网络结构,Page 22,R99网络结构,GSM /GPRS BSS,BTS,BSC,NodeB,RNC,PCU,UTRAN,SCP,SMS,SCE,PSTN ISDN,Internet, Intranet,MSC/VLR,GMSC,HLR/AUC,SGSN,CG,BG,GGSN,GPRS骨干网/,RAN,CN,Other PLMN,SS7,Page 23,R99核心网络特色及技术,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； CS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； PS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。,Page 24,R99核心网络功能实体（一）,CS域和PS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。,Page 25,R99核心网络功能实体（二）,CS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。,Page 26,R99核心网络功能实体（三）,PS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。,Page 27,R99核心网络网络接口（一）,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。,Page 28,R99核心网络网络接口（二）,核心网络内部接口CS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。,Page 29,R99核心网络网络接口（三）,核心网络内部接口PS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。 CS域、PS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。,Page 30,思考题,请描述R99核心网络各网元功能； 请描述R99核心网络各网元间的接口名称及 其接口功能。,Page 31,第一章 核心网络定义及不同发展阶段 第二章 R99核心网络 第三章 R4核心网络 第四章 R5核心网络,Page 32,第三章 R4核心网络 第1节 R4组网及接口协议 第2节 R4网络特色,Page 33,R4阶段承载与控制分离,MSC Server,MGW,控制面,承载面,MSC,H.248,MSOFTX3000,UMG8900,Page 34,R4网络结构,Page 35,R4核心网络功能实体,MSC 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； MGW：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；,Page 36,R4核心网络功能实体,SG：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,SG,TDM承载,IP承载,信令消息,Page 37,R4核心网络接口协议,Page 38,R4核心网络接口协议（续）,Page 39,第三章 R4核心网络 第1节 R4组网及接口协议 第2节 R4网络特色,Page 40,四层组网架构及网络融合,业务管理,网络控制,核心交换,边缘接入,SoftSwitch,3G Access,AMG,IAD,Broadband Access,PSTN,TMG,SG,PLMN,分组核心网,UMG,UMG,App Server,Policy Server,iOSS,IN,SoftSwitch,MRS,Page 41,内置SG功能节省传输链路,Page 42,集中业务控制,新的业务,MGW,Page 43,分布式网络，组网更加灵活,传统的网络互连模型,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,Page 44,利用TFO及TrFO技术提高语音质量,TFO与TrFO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。 提供TFO和TrFO的优势： 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： 采用TrFO时，编解码功能被旁路，节省网络设备功率。,Page 45,思考题,MSC 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（ ）； MGW内置SG功能优势在哪里？ 请描述R4组网的有点或者优势？ 请描述TFO及TrFO的功能及区别。,Page 46,第一章 核心网络定义及不同发展阶段 第二章 R99核心网络 第三章 R4核心网络 第四章 R5核心网络,Page 47,R5版本特征