移动软交换技术概述.ppt

移动软交换技术概述,软交换技术应用到移动通信领域，能充分利用信令控制和业务承载分离的网络架构，在组网和网络管理方面有明显优势。本课程介绍移动软交换网络结构、功能实体、软交换技术特征、组网优势，并对比了固网软交换应用与移动软交换的差别。,前 言,1.移动软交换技术特征 2.移动软交换组网优势 3.移动与固网软交换比较,主要内容：,核心网络变革：控制与承载分离,引入软交换的UMTS R4电路域结构,MGW/SG,MSC Server,RNC,ATM,IP,UMTS软交换网络的功能实体,移动软交换机MSC Server：完成呼叫控制和处理、协议处理、SSF功能、操作维护功能、计费功能等。 媒体网关MGW：完成业务承载功能、媒体转换、资源管理(如EC、TC管理)等。 信令网关SG：完成窄带SS7信令和宽带信令之间、或者ATM与IP承载的信令之间的传输与映射，处理SIGTRAN协议簇。,Nb,Nc,MGW,MGW,MSC Server,MSC Server,Mc,控制与承载分离之呼叫控制：BICC协议,完成控制的功能实体是MSC Server，Nc接口是MSCserver间的标准接口，运行BICC协议，完成局间呼叫控制。BICC呼叫控制独立于用户面承载技术，也独立于控制面信令传输技术。,控制与承载分离之业务承载：VoIP,软交换电路域引入IP宽带承载，从传统电路交换向分组数据交换转变，形成以IP core为基础的电信网络新框架。 UMTS AMR语音通过Nb接口用户面组帧后，语音帧打成分组包，在IP网络上传送。 IP组网扁平化，配合TrFO等技术，大大节约带宽。 用IP技术组建核心交换网(承载网)，对网络管理、运营都产生很大影响。,控制与承载分离之资源控制：CBC(H.248),软交换的控制技术和承载技术可以独立发展，组网灵活。但控制和承载并不是完全割裂，一次通信过程需要呼叫接续和语音(视频)承载对应起来。MSC Server和MGW之间的Mc接口，要完成呼叫承载控制功能CBC(Call Bearer Control)。 CBC由3GPP TS29.232和ITU-T Q.1950定义，是H.248最主要的功能之一。,控制与承载分离之IP信令：SIGTRAN,UMTS R4网络引入可选的IP信令，需要SIGTRAN协议簇支持。 SIGTRAN协议主要由两大部分:传输与适配。传输依靠面向连接的、可靠的传输协议SCTP；适配部分包括M2UA、M3UA、IUA、M2PA等各种适配协议，不同适配协议有不通的应用场景。常用的有M2UA和M3UA。,传统移动通信编码转换：TC级联问题,两个语音声码器处于级联操作状态，整个呼叫过程对语音执行了两次语音编解码操作，将对语音信号的质量造成损坏，这种损害在低速率的编码器中尤为明显。,移动软交换特征：引入TrFO技术,开放TrFO功能，AMR话音在Iu接口通过ATM、Nb接口通过ATM或IP分组网络承载，3G用户间的通话不必经过语音编解码变换器的有损变换处理，端到端AMR语音通信，语音质量没有损伤，节省TC资源，节约传输带宽。,内容介绍,1.移动软交换技术特征 2.移动软交换组网优势 3.移动与固网软交换比较,软交换本地网：大本地网,Small City,Large City,Small City,Mini,Small City,Only Signalling,BICC,MAP/CAP,MAP/CAP,MSC Server,MSC Server,大本地网方案一：单信令点、多MSC号,单信令点，多MSC号码方案 MSC Server配置单一信令点，但各个本地网分配不同的MSC号采用虚拟MSC/VLR号码，一个物理实体包含多个逻辑实体，对外表现为多个真实的、不同的MSC，但是源信令点OPC只有一个。 优点： 话统、计费、智能业务触发能够按照MSC号码区分不同小本地网 对外部表现为多个MSC，外部网元不用做太大修改即可实现原有系统的所有功能 缺点： 占用多个MSC/VLR号码资源 由于使用一个信令点，部分外部网元还是要修改配置，且后续MSC Server分裂时需要调整,大本地网方案二：多信令点、多MSC号,多信令点，多MSC号码方案 MSC Server配置多信令点，各个本地网分配不同的MSC号，采用虚拟MSC/VLR号码，实现物理实体只有一个但是逻辑实体为多个，对外来说为多个真实不同的MSC，且有各个MSC不同的源信令点。 优点： 话统、计费、智能业务触发能够按照MSC号码区分本地网 运行维护能够按照信令点区分本地网 对于外部为多个MSC，外部网元不用做任何修改即可实现原有系统的所有功能，对外表现为完全多个真实的MSC。 缺点： 这个方案需要占用多个MSC/VLR号码资源，同时占用多个信令点,大本地网技术实现：漫游号码分配,大本地网组网，可以配置根据MSC号或者LAI号来分配漫游号码。 根据LAI来分配漫游号码，需要保证每个本地网中所分配的LAI是独立的，另外计费、话统、智能业务等实施困难。根据MSC号分配漫游号与原网络相同。 建议通过MSC号来分配漫游号码。,大本地网技术实现：用虚拟MSC完成漫游限制,MSC 号分配： 为每个本地网分配不同的MSC/VLR号码； 当用户在不同的MSC/VLR归属的位置区进行位置更新时，并到HLR刷新用户的MSC/VLR号码。 漫游限制功能 ： 对于用户的漫游类型根据用户的IMSI和所处的位置区对应的MSC号码来联合决定具体的漫游类型实现灵活的漫游限制功能。,大本地网技术实现：位置更新,用户在大本地网中的不同小本地网间漫游，位置更新前后MSC号、VLR号和用户位置信息将发生改变，MSC Server可设置成局间位置更新或者局内位置更新来处理 按局间位置更新 与传统GSM局间位置更新处理流程一致，对智能业务、用户作被叫时漫游号码的分配都没有影响； 对于跨城市或地区的大本地网组网时设置为局间位置更新。 按局内位置更新 MSC Server只需要更新VLR中所存储的MSC号、VLR号和用户位置信息； 按局内位置更新来处理，可以减少MSC Server到HLR的位置更新消息数量，但需要考虑对计费准确性、智能业务触发和被叫的影响等,大本地网技术实现：呼叫和切换,对于大本地网下虚拟MSC间的移动到移动呼叫和切换，可以作为局内呼叫进行处理，也可以作为局间呼叫进行处理，主要看大本地间的MGW之间是否有内部连接或实际组网需求。,设置为局内呼叫和切换 两个本地网MGW间配置直连话路，如UE1呼叫UE3； 号码分析和切换号码按本局处理； 设置为局间呼叫和切换 号码分析：根据呼叫源、切换号码配置出局路由，如UE1呼叫UE3； 两个本地网MGW间的话路需要通过TMSC（或GMSC）转接。,大本地网技术实现：计费,大本地网的计费处理，可按用户所在虚拟MSC/VLR设置不同目录，在计费网关iGWB上存储，分送不同的计费中心。 话单中MSC号的填写基本原则为：主叫侧话单（为主叫用户或者入局呼叫产生的话单）中填写主叫侧MSC号，被叫侧话单（为被叫用户或者出局呼叫产生的话单）填写被叫侧MSC号。,软交换汇接网：IP承载方式及其建立机制,全IP承载组网，媒体网关之间承载建立过程，由IP承载控制协议IPBCP实现。IPBCP需要通过Mc、Nc接口的隧道来传送承载控制信令。,软交换汇接网：ATM承载方式及其建立机制,软交换汇接网：TDM承载方式及承载建立机制,媒体网关之间的承载是TDM，呼叫控制协议必须使用ISUP，因为现阶段BICC协议不能选电路，而ISUP消息中的CIC参数是用来选电路的。,软交换安全组网：双归属+Mini-Flex容灾方案,双归属基本概念,主用MSS：在系统正常使用时，相对容灾MSS而言，承担了网上业务处理的MSC Server； 容灾MSS：也称备份MSS，用来为主用MSS提供数据和业务备份的MSC Server； 虚拟MSS：在容灾的MSS上，从逻辑上划分为N1个MSS。并通过Server索引进行标识，其中Server0固定表示本节点，其它虚拟Server分别做为其它“N”个Server的容灾系统。,Active激活状态,Deactive非激活状态,恢复，切换,虚拟MSS0,虚拟MSS1,异常，切换,Deactive非激活状态,Active激活状态,虚拟MSS1,虚拟MSS0,双归属的切换方式,双归属切换方式有四种：自动倒换；手动倒换；自动倒回；手动倒回。 双归属虚拟MSS业务接管：虚拟MSS激活后，依次要激活容灾“本局信息”、激活MGW及相关信令、BICC协议。,双归属应用举例,双归属应用在移动汇接局和端局，已经有大量实际应用。本例为浙江移动41容灾系统示意图：,内容介绍,1.移动软交换技术特征 2.移动软交换组网优势 3.移动与固网软交换比较,固网软交换典型组网(多媒体端局),固网软交换体系结构：边缘接入层,IAD：综合接入设备，用户规模小的用户接入，一般出1、2、4、8等少量端口。 AMG：接入网关，用于接入大规模用户。 SG：信令网关 TMG：中继网关,AMG,IAD,Broadband Access,核心交换,边缘接入,分组核心网,固网软交换体系结构：核心承载层,固网软交换的IP承载网和移动软交换承载网，网络结构和技术相同。在核心节点，为了保证网络可靠性，一般使用双平面结构。,固网软交换体系结构：业务与管理层,业务与呼叫控制分离，呼叫与承载分离 分离的目标是使业务真正独立于网络，灵活有效的实现业务的提供。用户可以自行配置和定义自己的业务特征，不必关心承载业务的网络形式以及终端类型，使得业务和应用的提供有较大的灵活性。 业务升级与基础设备无关，不需要升级基础设备 提供可扩展的业务平台，业务投放周期短 提供开放的业务接口给第三方应用做二次开发,移动与固网软交换网络相同点:分层体系架构,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,移动与固网软交换网络相同点：支持H.248,H.248/MeGaCo 是MGCP的后继协议和最终替代者 H.248协议可以支持更多类型的接入技术并支持终端的移动性 H.248协议最显著之处在于能够支持更大规模的网络应用 移动软交换和固网软交换在具体应用H.248协议时，具体功能还是有差别的。,移动与固网软交换网络相同点:支持SIGTRAN,移动与固网软交换网络的差异：RAN与Iu接口,UMTS网络无线接入网和核心网之间存在Iu接口，移动接入方式跟固网接入方式有根本差别。Iu接口分为控制面和用户面，分别为： 控制面：RNCMSC Server之间，遵循RANAP协议 用户面：RNCMGW之间，遵循Iu UP协议,MSC Server,移动与固网软交换网络的差异：HLR、EIR,在GSM和UMTS电路域核心网络中，有许多接口使用MAP协议，具体如图。MAP协议主要完成移动性管理、传送SMS、管理用户数据等功能，是移动通信必不可少的协议之一。,移动和固网软交换网络的差异：位置管理与MAP,在UMTS网络中，当用户（UE）要登记到网络，或者从网络分离，或者改变了位置区发起位置更新等，需要对用户的位置进行管理。位置管理涉及移动性管理协议和MAP协议。 而固网NGN的用户是固定的，不存在位置管理问题。,UE,HLR,UTRAN,MSC Server/VLR,位置更新,位置更新请求(LAI更新或附着),C,MSC Server,HLR,MAP,位置更新响应(接受或拒绝),RANAP,移动和固网软交换网络的差异：鉴权与加密,移动通信的用户是移动的、漫游的，通信过程中的信令交互和业务数据通过无线接口传送，对用户身份的鉴别和对信令与数据的安全保护就非常重要，UMTS移动软交换网络和UE之间要进行双向鉴权，并对信令和业务数据进行安全保护(一致性验证或/和加密)。 但固网软交换网络则不需要对用户身份进行鉴别。,UE,HLR,UTRAN,MSC Server/VLR,取鉴权参数,鉴权过程,加密范围,C,MSC Server,HLR,MAP,RANAP,移动与固网软交换网络差异：BICC与SIP-T,UMTS软交换机MSC Server局间呼叫用BICC协议，BICC协议