WCDMA R4核心网络规划

1、 1中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心3G3G系列内部讲座之二系列内部讲座之二3G核心网规划核心网规划2005年8月25日 2中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心 提提 纲纲n WCDMA R4WCDMA R4核心网概述核心网概述n 核心网规划流程核心网规划流程n 3G3G业务模型业务模型n电路域业务模型电路域业务模型n分组域业务模型分组域业务模型n WCDMA R4WCDMA R4核心网网元设置规划核心网网元设置规划nMSC SeverMSC Sever、MGWMGWnHLR/AUCHLR/AUCnSGSN/GGSNSGSN/GGSNn WCDMA R4WC

2、DMA R4核心网网路组织核心网网路组织n承载技术的选择承载技术的选择n本地网组织本地网组织n汇接网组织汇接网组织n七号信令网与七号信令网与IPIP网的互通网的互通 3中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心WCDMA R4WCDMA R4核心网概述核心网概述 4中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心主要网元功能介绍主要网元功能介绍:MSC Sever 在电路域中，在电路域中，MSC Sever 服务器主要负责移动发起和终止呼叫的呼叫控制和移服务器主要负责移动发起和终止呼叫的呼叫控制和移动性管理、计费等功能。动性管理、计费等功能。 MSC Sever 还包括了还包括了

3、VLR功能，控制移动用户的业务数据及相关功能，控制移动用户的业务数据及相关CAMEL数据。数据。 媒体网关媒体网关 (MGW)媒体网关负责承载用户话务流，支持媒体转换，承载控制和负荷处理等功能媒体网关负责承载用户话务流，支持媒体转换，承载控制和负荷处理等功能（如：编码转换，回声抑制等）；（如：编码转换，回声抑制等）；服务分组域支持节点服务分组域支持节点 (SGSN) SGSN作为连接分组核心网络与无线网路的接入点，主要负责分组域的呼叫控制，作为连接分组核心网络与无线网路的接入点，主要负责分组域的呼叫控制，对话及移动性管理，如：路由更新，寻呼及安全机制控制等。对话及移动性管理，如：路由更新，寻呼

4、及安全机制控制等。关口分组域支持节点关口分组域支持节点 (GGSN) GGSN是连接是连接3G分组交换域与外界数据网络（如：互联网）的接口点。分组交换域与外界数据网络（如：互联网）的接口点。GGSN包含分组用户的路由信息，负责将用户接入到包含分组用户的路由信息，负责将用户接入到SGSN或各种外界数据网络或各种外界数据网络上。上。 WCDMA R4WCDMA R4核心网概述核心网概述 5中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心 提提 纲纲n WCDMA R4WCDMA R4核心网概述核心网概述n 核心网规划流程核心网规划流程n 3G3G业务模型业务模型n电路域业务模型电路域业务模型n

5、分组域业务模型分组域业务模型n WCDMA R4WCDMA R4核心网网元设置规划核心网网元设置规划nMSC SeverMSC Sever、MGWMGWnHLR/AUCHLR/AUCnSGSN/GGSNSGSN/GGSNn WCDMA R4WCDMA R4核心网网路组织核心网网路组织n承载技术的选择承载技术的选择n本地网组织本地网组织n汇接网组织汇接网组织n七号信令网与七号信令网与IPIP网的互通网的互通 6中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心核心网规划流程核心网规划流程核心网规划流程核心网规划流程建立业务模型网元设置网络组织设备配置业务预测建设规模业务预测建设规模业务流量流向

6、分析带宽计算无线网规划无线网规划 7中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心 提提 纲纲n WCDMA R4WCDMA R4核心网概述核心网概述n 核心网规划流程核心网规划流程n 3G3G业务模型业务模型n电路域业务模型电路域业务模型n分组域业务模型分组域业务模型n WCDMA R4WCDMA R4核心网网元设置规划核心网网元设置规划nMSC SeverMSC Sever、MGWMGWnHLR/AUCHLR/AUCnSGSN/GGSNSGSN/GGSNn WCDMA R4WCDMA R4核心网网路组织核心网网路组织n承载技术的选择承载技术的选择n本地网组织本地网组织n汇接网组织汇接

7、网组织n七号信令网与七号信令网与IPIP网的互通网的互通 8中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心3G3G业务模型业务模型n 用户业务模型：用户业务模型： 电路域语音、可视电话、短消息电路域语音、可视电话、短消息 智能业务智能业务 分组域会话模型分组域会话模型 (PDP, SAU) 分组域应用模型分组域应用模型 (streaming, Web browsing, E-mail, gaming, positioning, 移动模型移动模型:LU, RA, HO etc.n 话务分布模型话务分布模型 9中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心典型业务视频电话语音电话业务种

8、类会话类会话类业务特点较低的延迟，较低的误差容限，数据速率上下行对称业务渗透率（P）30%100%忙时呼叫次数(BHCA)0.04321.91平均通信时长(s)15060占空比/话音激活因子10.通道平均通信速率（bps)6400012200话务量（Erl)0.0020.0323G3G业务模型业务模型电路域业务模型（举例）电路域业务模型（举例） 10中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心3G3G业务模型业务模型分组域业务模型（举例）分组域业务模型（举例） 11中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心3G3G业务模型业务模型分组域业务模型（举例）分组域业务模型（举例）

9、12中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心 提提 纲纲n WCDMA R4WCDMA R4核心网概述核心网概述n 核心网规划流程核心网规划流程n 3G3G业务模型业务模型n电路域业务模型电路域业务模型n分组域业务模型分组域业务模型n WCDMA R4WCDMA R4核心网网元设置核心网网元设置nMSC SeverMSC Sever、MGWMGWnHLR/AUCHLR/AUCnSGSN/GGSNSGSN/GGSNn WCDMA R4WCDMA R4核心网网路组织核心网网路组织n承载技术的选择承载技术的选择n本地网组织本地网组织n汇接网组织汇接网组织n七号信令网与七号信令网与IPIP

10、网的互通网的互通 13中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心WCDMA R4WCDMA R4核心网网元设置核心网网元设置MSC-Sever设置原则（集团公司）：n大容量、少局所、集中设置大容量MSC Sever。规划期末3G容量需求少于100万的省，MSC Sever宜集中设置，原则上设置在省会城市。规划期末3G容量需求超过100万的省，省内划分汇接区，MSC Sever宜设置在省会城市和用户数量超过20万或汇接节点所在非省会本地网。根据省内传输电路组织和维护体制划分汇接区。未设置MSC Sever的本地网，由汇接区内设置在其它本地网的MSC Sever来负责处理业务。n容量配置

11、需考虑的因素：开机比、漫游用户比例、业务模型等。初期3G容量超过20万的省宜至少建设两个3G MSC Sever。单系统容量门限初期定为50-60万门,设备利用率初期取定在70%-75%之间。要求硬件平台可以支持扩容至更大容量，且必须具备备份机制。 14中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心WCDMA R4WCDMA R4核心网网元设置核心网网元设置指标值MSC Server最大配置所支持的BHCA不小于1000KMSC Server最大配置所支持的MGW数不小于100MSC Server最大配置所支持的RNC数不小于120MSC Server最大配置所支持的七号信令处理能力不小

12、于256条64K链路(0.2Erl)，或16条2M链路(0.2Erl)异常情况128条64K（0.4Erl）, 或8条2M链路(0.4Erl)ISUP消息处理能力 10K MSU/sMSC Server最大配置所支持的SCTP信令链路要求不小于1024条MSC Server最大配置所支持的宽带信令承载不小于 10k PPSMSC-Server容量要求 15中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心WCDMA R4WCDMA R4核心网网元设置核心网网元设置MGW设置原则（集团公司）：n分散设置方式:原则上设置在3G无线覆盖的本地网内,应与RNC同局址。考虑到投资效益，规划期内3G用户

13、数少于4-5万门的本地网内可暂不设置MGW，利用汇接区内MSC SERVER所在本地网的MGW来负责疏通业务。规划期内3G用户发展较快的本地网，综合投资效益、RNC分区设置方式，初期可建设两个MGW。n建设规模确定原则初期单系统容量门限值为35-40万用户。设备利用率为75%。中继端口类型：E1和STM-1，应尽量采用STM-1端口。 16中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心WCDMA R4WCDMA R4核心网网元设置核心网网元设置指标值最大配置所支持的A接口数量不少于40个BSC最大配置所支持的Iu-CS接口数量不少于12个RNC最大配置所支持的TDM接口容量同时具备E1接

14、口、STM-1光接口和电接口，其中E1接口不少于800个；应提供不少于32000个TDM通道；最大配置所支持的IP接口容量支持FE，GE，STM-1等多种类型，提供不少于3万等效中继，IP包转发能力不少于3M PPSMGW 容量要求 17中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心WCDMA R4WCDMA R4核心网网元设置核心网网元设置3G HLR的设置n 3G网络中HLR的功能与GSM网相同，完成用户管理和移动性管理功能。n 在3G网络中更强调了网络的安全性，GSM网络中鉴权3元组在3G网络中变为了鉴权5元组。鉴权流程变得更为复杂，在用户登记或位置更新时不仅网络要对终端进行鉴权同

15、时终端也需要对网络进行鉴权，并且一组鉴权参数不能被重用。n 建设原则 （集团公司）为了便于2G用户携带号码转网至3G，3G网中HLR/AUC以升级2G 现有HLR为主。考虑升级后HLR处理能力将有所下降的因素，与2G网用户发展需求统筹考虑扩容。 18中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心WCDMA R4WCDMA R4核心网网元设置核心网网元设置SGSN的设置(集团公司）l建设方式3G建设初期以新建为,主当将来GPRS网业务量下降到一定程度时，可考虑升级具备条件的节点支持3G.l设置原则3G数据业务需求较小的省，SGSN应尽量集中设置在省会城市。容量配置需考虑的因素：分组域附着率

16、、漫游用户比例、数据业务模型。单系统门限值：初期设定为60万,要求平台可以支持扩容至更大容量，并具有备份机制。设备利用率:初期设计利用率应取定在70%-75%之间,后期可适当提升利用率 19中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心WCDMA R4WCDMA R4核心网网元设置核心网网元设置GGSN的设置(集团公司）l以升级现有GPRS网GGSN为主,选择省内容量空余较大且设备具备升级条件的GGSN。在实际工程建设谈判过程中，也可根据新建3G SGSN的选型情况、商务情况采用新建的方式，要求新建GGSN应能兼容2G业务。省内现有GGSN不能支持升级时，则必须新建。采用升级现有GGSN

17、方式时，需将GPRS的承载网移到专用IP承载网。 20中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心 提提 纲纲n WCDMA R4WCDMA R4核心网概述核心网概述n 核心网规划流程核心网规划流程n 3G3G业务模型业务模型n电路域业务模型电路域业务模型n分组域业务模型分组域业务模型n WCDMA R4WCDMA R4核心网网元设置规划核心网网元设置规划nMSC SeverMSC Sever、MGWMGWnHLR/AUCHLR/AUCnSGSN/GGSNSGSN/GGSNn WCDMA R4WCDMA R4核心网网路组织核心网网路组织n承载技术的选择承载技术的选择n本地网组织本地网组

18、织n汇接网组织汇接网组织n七号信令网与七号信令网与IPIP网的互通网的互通 21中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心WCDMA R4WCDMA R4核心网网络组织核心网网络组织承载方式的选择承载方式的选择n TDM承载: 话路组大网时需要设置TMGW来汇聚MGW的话务量，不能完全扁平化组网，不能应用TrFO等关键技术。 信令网可充分利用No.7信令网的稳定可靠性，缺点是不利于网络向全IP方式演进。n IP方式承载: 话路网MGW直接基于IP寻址，可实现扁平化组网，可利用TrFO技术节省传输带宽。 信令网基于IP承载，规模较小时可扁平化组网，组大网时为避免节点间SCTP链路配置的

19、复杂性，需要引入基于IP的STP设备实现分级汇接。由于IP网络的QoS及安全性的问题，目前基于IP承载的信令网在国外没有大规模商用，各厂商设备成熟情况不一，信令互通仍须测试和完善。n ATM:方式承载： 基于的话路或信令承载方式理论上可以实现扁平化组网，但组大网时MGW间需要大量的PVC连接，对设备要求高。 目前ATM承载实现的网络在欧洲一些国家有商用，但从国内各运营商现网状况及长远发展来看，不适合在中国大规模应用。 22中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心WCDMA R4WCDMA R4核心网网络组织核心网网络组织承载方式的选择承载方式的选择n 总体看来，目前话路基于IP承载

20、的方式优势明显，信令网基于IP承载的方式对IP承载网络的要求比较高。n 移动网的最终发展目标是话路和信令全IP承载，但实际组网时各运营商要根据自身网络情况及厂商设备能力，确定网络的承载方式。n 中国移动3G建设初期首选： PS域的Gn接口及R4 CS域将承载在IP专用承载网上。 Iu接口（ IuPS、 IuCS、 Iur、Iub）采用ATM 承载 与现有网络的互通采用TDM承载 23中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心WCDMA R4WCDMA R4核心网网络组织核心网网络组织n MSC-S集中放置,MGW分布放置(放置在RNC/PSTN/PLMN接口位置)n 节省O&

21、M成本,及机房成本n 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CMGwMGwMGwMGwMGwMGwMGw城市城市DMGwMGwMGwMGwMGwMSC-SMSC-SMSC-SMSC-SMSC-SPSTN城市城市F 24中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心WCDMA R4WCDMA R4核心网网络组织核心网网络组织双归属组网示意图MSCS1MSCS2STPHLRMSCS3MGW1MGW2RNCBSCSTPRNCBSCSCPSGRed Line： HeartBeat linkB

22、lue Line: IP Sigtran linkBlack Line: TDM link双归属：每个主用Sever配置有一个备用Sever，二者互为主备，所有的邻接网元必须同时和两个主备用Sever建立相同的信令连接双归属的关键技术：1对于故障Sever的检测；2MGW的重新注册；3信令路由的倒换；4话务路由的倒换；5Sever的可靠倒换 双归属技术 25中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心WCDMA R4WCDMA R4核心网网络组织核心网网络组织Iu-Flex组网示意图3GPP Rel5引入了Iu-Flex功能：即RNC支持一个RAN节点到多个CN节点的域内连接路由功能，

23、允许RAN节点把信息在相应的电路交换(CS)域或分组交换(PS)域路由到不同的CN节点 Iu-Flex技术 26中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心WCDMA R4WCDMA R4核心网网络组织核心网网络组织多区号组网 多区号组网解决方案：方法1：采用位置区来识别区号 方法2：采用虚拟MSC号码来识别区号：MSCServerMGW1RNCBSCPSTN-GW10512MGW2RNCBSCPSTN-GW20513MGW3RNCBSCPSTN-GW30514TMSCServerMSCServer多区号组网 27中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心WCDMA R4WC

24、DMA R4核心网网络组织核心网网络组织MSCServer1MGW1MGW2MSCServer2PSTN/其他PLMNMGW3GMSCServerRNCRNCRNC利用GSM关口局新建3G关口局GMSCTDMIPATM互联互通网络组织 28中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心WCDMA R4WCDMA R4核心网网络组织核心网网络组织汇接网组织汇接网组织n 承载层面是否分级承载层面是否分级 基于IP组网可实现承载面MGW的完全扁平化，不需要分级。 语音传送时直接进行MGW的端到端寻址和数据包发送，同时可应用TrFO技术减少语音编解码次数，提高质量。n 控制层面是否分级控制层面是

25、否分级 组大网时，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。 可以采用分级形式，通过引入TMSC Server或CMN实现MSC Server间的被叫号码分析及BICC信令转接。 29中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心WCDMA R4WCDMA R4核心网网络组织核心网网络组织CNMCNMCNMCNMMSCMSCServerServerTSCVLRG-MSCMSCMSCServerServerTSCVLRG-MSCC-MGWC-MGWSGwSTPAAL2C-MGWC-MGWSG

26、wSTPAAL2C-MGWC-MGWSGwSTPAAL2C-MGWC-MGWSGwSTPAAL2C-MGWC-MGWSGwSTPAAL2C-MGWC-MGWSGwSTPAAL2Province AProvince BIP backbone connectivity networkBICC信令GCP信令汇接网组织：CMN转接方案 30中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心WCDMA R4WCDMA R4核心网网络组织核心网网络组织MSCMSCServerServerTSCVLRG-MSCC-MGWC-MGWSGwSTPAAL2C-MGWC-MGWSGwSTPAAL2C-MGWC-M

27、GWSGwSTPAAL2C-MGWC-MGWSGwSTPAAL2C-MGWC-MGWSGwSTPAAL2C-MGWC-MGWSGwSTPAAL2Province AProvince BIP backbone connectivity networkBICC信令GCP信令VLRG-MSCTSCTSCTSCServerServerVLRG-MSCTSCTSCTSCServerServerVLRG-MSCTSCTSCTSCServerServerMSCMSCServerServerTSCVLRG-MSC汇接网：TMSC-server转接方案 31中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心W

28、CDMA R4WCDMA R4核心网网络组织核心网网络组织3G用户与2G用户、其它运营商用户间的长途话务疏通方式：方式一：3G MGW仍采用TDM方式接入现有汇接网，由汇接网来疏通，遵循现有汇接网网路组织原则。方式二：利用软交换汇接网，3G MGW与软交换汇接设备间采用IP承载方式，2G 网元则仍以TDM方式接入软交换汇接网，来转接网间的话务。MGWMSCServerMSCTDM长途网软交换长途网GSMWCDMA 32中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心WCDMA R4WCDMA R4核心网网络组织核心网网络组织3G用户与2G用户、其它运营商用户间的长途话务疏通方式：方式三：通

29、过3G网疏通，即将话务在发端就近接入3G网内，通过3G MGW经IP承载网至收端省3G MGW，再至收端2G网或其它运营商网。MGWMSCServerMSC3G长途网GSMWCDMAMGWMSCServerWCDMAB城市A城市 33中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心七号信令网与七号信令网与IPIP网的互通网的互通SIGTRAN技术使SS7的传输承载从TDM过渡为IP，有以下优势：与IP网络融合配合业务和平台发展趋势进一步提升容量，降低传输成本SIGTRAN的协议结构包括3个组件：标准的IP传送协议通用的信令传输协议SCTP：No.7信令适配子层：WCDMA R4WCDMA

30、R4核心网网络组织核心网网络组织 34中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心n3G3G信令消息类型信令消息类型MSC SERVER间、MSC SERVER与MGW间采用基于IP承载的信令消息。3G 节点与2G网中MSC、HLR、SCP、SC等节点间仍采用七号信令消息。信令网关负责将基于TDM承载的七号信令消息转换为基于IP承载。nSGSG设置方式：设置方式：方式一：与MSC SERVER合设，适合准直联组网方式。方式二：与MGW合设，适合直联方式。方式三：独立设置，适合规模较大的网络，组网相对复杂。 建议采用方式一和方式二相结合的方式，与MGW、MSC SERVER合设。nSGSG设置原则设置原则设置在各本地网的MGW均应综合SG功能。新建MSC SERVER应综合SG功能。 信令网关（信令网关（SG)SG)的设置的设置( (集团公司）集团公司）WCDMA R4WCDMA R4核心网网络组织核心网网络组织 35中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心信令网关（信令网关（SG)SG)的设置的设置WCDMA R4WCDMA R4核心网网络组织核心网网络组织 36中国移动信集团公司研发中心中国移动信集团公司研发中心nM2UA协议:在信令