HSS系统架构介绍

HSS系统架构介绍1

协议演进概述HSS结构以及接口IMS域用户数据

IMS域相关消息流程

ZXWM-HSS设备介绍汇报提纲2第三代移动通信网络移动网络演进2GGMSCMSC/VLRHLRHLRDBBSSBSSMAP其他PLMNMAP2G2.5GR99R4R5R6R7A3第三代移动通信网络移动网络演进2.5GGMSCMSC/VLRCSDomainHLRHLRDBBSSBSSMAP其他PLMNInternetSGSNPSDomainMAPMAPMAPGGSNIP2G2.5GR99R4R5R6R7一个叠加的GPRS网络，提供端到端包数据的交换服务；PS域采用PPP/SDH,PPP/E1,FRoverE1,ATM,LAN等接口；GbA1～8TS,9~150kbpsGPRSattachmentPDPcontextactivationGTP4第三代移动通信网络移动网络演进R99GMSCMSC/VLRHLRHLRDBBSSBSSMAP其他PLMNInternetSGSNMAPMAPMAPRNSCSDomainPSDomainGGSNIP2G2.5GR99R4R5R6R7GbIu-PSIu-CS基于ATM的Iu-CS接口和基于ATM或IP的Iu-PS接口GTP5第三代移动通信网络移动网络演进R4HLRHLRDBBSSBSSMAP其他PLMNInternetSGSNMAPMAPMAPRNSMGWMSCServerMGWGMSCServerCSDomainPSDomainGGSNIP2G2.5GR99R4R5R6R7基于ATM的Iu-CS接口和基于ATM或IP的Iu-PS接口CS域引入控制和承载的分离结构Iu-PSIu-CSGTP6第三代移动通信网络移动网络演进R5HLRHLRDBBSSBSSMAP其他PLMNInternetGGSNSGSNMAPMAPMAPIPRNSMGWMSCServerMGWGMSCServerIMSDomainP-CSCFS-CSCFCSDomainPSDomainIM-MGWMGCFMRFPMRFC2G2.5GR99R4R5R6R7SLF全IP的Iu接口，同时继承ATM传输引入IP多媒体域Iu-PSIu-CSGTP7第三代移动通信网络移动网络演进R6HLRHLRDBBSSBSSMAP其他PLMNInternetGGSNSGSNMAPMAPMAPIPRNSMGWMSCServerMGWGMSCServerIMSDomainP-CSCFS-CSCFCSDomainPSDomainIM-MGWMGCFMRFPMRFC2G2.5GR99R4R5R6R7SLFOCSPDGAAAAAAServerI-WLANWLAN接入网WAGIu-PSIu-CSGTP8IMS网络实体和协议OSA-SCSSCP

IM-SSFSIPASSSSSSSSSSSSSISCShIMSCOREI/S-CSCF3rdpartyAppsOSSEMSSLFHSSIPBackboneNetworkIP/MPLSCOREENUMDHCPDNSI/S-CSCFOtherIMSMwCxDxP-CSCF*BGCFMRFCMRFPP-CSCFMwMrMwMiMjMpMbPDFGqCOPSRTPH.248(+)DiameterSIPRgGoIBGFRpIPCFToOtherMMIPMkIBCF|IWFAGCF*GUPToOtherPSTNT-MGFSGFMGCFNMSMwTBDMbMmChargingRf/RoIeSigtranMnPSTN/ISDNSimulationServicesSPDFD4Gq’GmIM-MGWToCSDomainConvergedOperation

ManagementSystemGmIMSEDGEPROFILESBGCFMgMnN-SBCA-SBCA-SBCToCelluarIP-CANToPOTSAccessToFixedorWireless

IP-CAN9

协议演进概述

HSS结构以及接口IMS域用户数据

IMS域相关消息流程ZXWM-HSS设备介绍汇报提纲10HSS对外接口11TDM承载方式的协议结构12IP承载方式的协议结构13Diameter协议产生背景RADIUS是目前最常用的认证计费协议之一，它简单安全，易于管理，扩展性好，所以得到广泛应用。但是由于协议本身的缺陷，比如基于UDP的传输、简单的丢包机制、没有关于重传的规定和集中式计费服务，都使得它不太适应当前网络的发展，需要进一步改进；随着新的接入技术的引入（如无线接入、DSL、移动IP和以太网）和接入网络的快速扩容，越来越复杂的路由器和接入服务器大量投入使用，对AAA协议提出了新的要求，使得传统的RADIUS结构的缺点日益明显。AAA服务器要对移动终端进行认证，授权允许用户使用的业务，并收集用户使用资源的情况，以产生计费信息。这就需要采用新一代的AAA协议——Diameter；14Diameter协议族Diameter协议族包括基础协议（DiameterBaseProtocol）和各种应用协议。基础协议由IETF制订，提供了作为一个AAA协议的最低需求，是Diameter网络节点都必须实现的功能，包括节点间能力的协商、Diameter消息的接收及转发、计费信息的实时传输等。应用协议则充分利用基础协议提供的消息传送机制，规范相关节点的功能以及其特有的消息内容，来实现应用业务的AAA。基础协议可以作为一个计费协议单独使用，但一般情况下需与某个应用一起使用。3GPP在Diameter基础协议上制订Cx、Dx、Sh接口应用扩展协议来完成用户数据管理、路由、移动性管理以及鉴权等功能。15Diameter协议的框架结构

16WCDMA

HSS业务17

协议演进概述HSS结构以及接口

IMS域用户数据

IMS域相关消息流程

ZXWM-HSS设备介绍汇报提纲18用户数据结构19用户相关标识Privateuseridentity与PublicUserIdentity

1）多对多 2）一个私有标识可以对应多个公有标识，简单理解为“一机多号” 3）一个公有标识可以被多个私有标识所共享，简单理解为“号码共享”隐式注册集 1）是针对

PublicUserIdentity

而言

2）各PublicUserIdentity

之间地位相等 3）集合关系在HSS中通过签约/管理手段设置 4）同时注册/注销，即集合中的PublicUserIdentity

不能单独注册/注销 5）仅仅与相同的Privateuseridentity相关联

20用户数据（I）PARAMETERHSSTYPE说明PrivateUserIdentityMP永久用户数据，存储在HSS和S-CSCF。PublicIdentityMP可以包括一到多个PublicIdentity，为永久用户数据，存储在HSS和S-CSCF。BarringIndicationMP与每个PublicIdentity相关的标志，表示该Identity限制任何IMS通讯。为永久用户数据，存储在HSS和S-CSCF。ListofauthorizedvisitednetworkidentifiersMP与IMS用户的PublicIdentity相关，表示允许漫游的拜访网络。为永久用户数据，存储在HSS。RegistrationStatusMT表示PublicIdentity的登记状态，为临时用户数据，存储在HSS。S-CSCFNameMT表示当用户登记到IMS时，分配给用户的S-CSCF，用于移动入会话建立或者重登记。为临时用户数据，存储在HSS。DiameterClientAddressofS-CSCFMT表示用户登记到IMS时，S-CSCF的Diameter客户地址，用于HSS到S-CSCF的请求。为临时用户数据，存储在HSS。RAND,XRES,CK,IKandAUTNMT从HSS发往S-CSCF的鉴权五元组，为临时用户数据，存储在HSS和S-CSCF。ServerCapabilitiesCP帮助I-CSCF选择S-CSCF的信息，为永久用户数据，存储在HSS。SubscribedMediaProfileIdentifierCP为一组会话描述参数，为永久用户数据，存储在HSS和S-CSCF。InitialFilterCriteriaCP包括一组InitialFilterCriteria，每个包括ApplicationServerAddress,ASpriority,DefaultHandling,SubscribedMedia,TriggerPoints和OptionalServiceInformation。21用户数据（II）PARAMETERHSSTYPE说明ApplicationServerInformationCP包括ServiceKey,TriggerPoints和ServiceScripts。ServiceIndicationMP为永久用户数据，存储在HSS和一到多个AS。PrimaryEventChargingFunctionNameCP为永久用户数据，存储在HSS和S-CSCF。SecondaryEventChargingFunctionNameCP为永久用户数据，存储在HSS和S-CSCF。PrimaryChargingCollectionFunctionNameMP为永久用户数据，存储在HSS和S-CSCF。SecondaryChargingCollectionFunctionNameCP为永久用户数据，存储在HSS和S-CSCF。O-IM-CSICPCAMEL数据。VT-IM-CSICPCAMEL数据。D-IM-CSICPCAMEL数据。GsmSCFaddressforIMCSICPgsmSCF地址。IM-SSFaddressforIMCSICTIM-SSF地址。22过滤标准的数据模型23

协议演进概述HSS结构以及接口IMS域用户数据

IMS域相关消息流程

ZXWM-HSS设备介绍汇报提纲24用户登记状态查询 该流程是I-CSCF与HSS之间的消息，在SIP登记时由I-CSCF调用。主要用来：对登记用户进行鉴权，检查该用户多媒体域访问权限以及漫游权限；完成首次安全检查，确定消息中的公用以及私有标识属于同一个用户；获得用户登记/去登记时的S-CSCF地址，或者S-CSCF支持的能力列表；25用户鉴权 S-CSCF向HSS索取鉴权数据，有两种情况：向HSS请求鉴权参数组；解决UE和HSS之间系列号同步失败问题；26S-CSCF登记/去登记通知该消息是S-CSCF与HSS之间的消息，用来给公共标识（PublicIdentity）分配/删除S-CSCF，以及下载用户数据到S-CSCF。27用户初次登陆流程28用户发起的注销流程29HSS发起的注销 HSS去登记受到影响的用户标识并且调用该流程通知S-CSCF。HSS可以根据具体情况去登记一个、多个PUI或者PVI相关的所有PUI。 HSS可以去登记：一个PUI或者一组PUI。此时S-CSCF删除请求中携带的PVI的所有相关信息以及请求中携带的PUI的相关信息；PVI相关的所有PUI。此时S-CSCF删除PVI的相关信息；30HSS发起的注销流程31用户位置查询

为I-CSCF与HSS之间消息，以获得用户PublicIdentity的S-CSCF。32用户位置查询流程33未登记用户位置查询流程34用户签约信息更新 HSS中用户数据修改后，同步S-CSCF。35用户签约信息更新流程36Sh数据维护AS到HSS读用户数据；AS修改HSS中用户数据；AS要求HSS当用户数据改变时通知AS；HSS中用户数据改变时，通知AS；37Sh接口数据维护流程38

协议演进概述HSS结构以及接口IMS域用户数据

IMS域相关消息流程

ZXWM-HSS设备介绍汇报提纲39ZXWNHSS机架实物图40ZXWNHSS系统结构信令前置机

用户数据管理后台

OMMSERVER操作维护后台LAN/WANMSCS/SGSN/GGSN/CSCF/ASMAP/DiameterHSS接口机业务受理台OMMClient双平面以太网TCP/IP营帐系统RouterZXWNHSS41信令前置机子系统1234567891011121314151617SMPSMPSMPSMPSMPSMPSPBSPBUIMUIMSMPSMPSMPSMP1234567891011121314151617USIUSIMPBIPISMPSMPSPBSPBUIM

UIM

OMMPOMMPCLKGCLKGCHUBCHUBSMPSMPSPBSPB信令前置机主要由各种信令接口板和MP池组成。接口板功能主要是同各信令网络对接，其中SPB板用于接入到窄带No.7信令网，IPI板用于接入到IP信令网；MP池用于处理上层信令和业务。信令前置机BCTC框可多框级联进行扩展，其中初始框需要配置时钟板CLKG、多框级联板CHUB。42主要单板功能介绍信令MP需要处理各种接口过来的信令，包括窄带No.7信令以及IP信令业务MP处理各种应用层信令，并具有呼叫观察、统计等功能

OMP是OMMServer的维护代理，保存设备的配置信息、版本文件等，并且是各单板设备同OMMServer的信息通道，传送各种告警信息、统计信息等

SPB板提供E1接口，并处理MTP2信令，将MTP3信令包通过FE接口转发给信令MP处理

CLKG板是时钟板，提供2级加强钟，能够从BITS或SPB板获取锁定时钟信号，同时向SPB板、IPI提供8kHz/s的时钟参考信号，保证整个设备的时钟与外部网络同步内部通信模块以UIM为节点，负责以太网部分的通讯

USI板是统一服务器接口板，业务处理MP通过USI板与后台服务器通信43

采用中兴公司WCDMA/CDMA2000/NGN统一全IP硬件平台。该平台已经在中国联通以及海外如俄罗斯、伊朗、尼日利亚、菲律宾、印度、印尼、埃及、突尼斯、巴基斯坦、索马里等国家和地区建设的CDMA2000网络中得到规模商用。由于采用统一的硬件平台，单板重用率超过60%，大大降低了工程维护的复杂程度采用先进的信令和业务处理技术，可靠性高。所有关键部件如信令和业务处理板、时钟板、接口板全部采用主备或负荷分担方式。信令前置机采用统一的全IP硬件平台LIBYARUSSIACHINAMAINLANDINDIAEgyptIndonesiaRomaniaPhilippinesCHINAHONGKONGTunisia44

严格按照3GPP制订的技术规范以及相关ITU-T规范。兼容GSMPhase1、Phase2、Phase2＋规范，支持标准的MAP、Diameter信令。提供E1和IP接口。采用双网双平面技术。支持全直流供电。支持多信令点技术和2M信令技术。

开放的信令接口和良好的兼容性45HSS用户数据管理后台部分

主

备前台机架…………

主

备

主备

主

备

主

备SMPSMPSMPSMPUSIUSISPBSPBIPIIPIUIMUIM主备服务器服务器磁盘阵列双机心跳线数据库服务器节点1……服务器服务器磁盘阵列双机心跳线数据库服务器节点n双平面以太网TCP/IP46

数据库服务器节点采用双机热备加共享磁盘阵列方式，集中保存用户数据；使用了商用数据库和内存数据库，其目的是使用商用数据库作为用户数据的可靠备份，采用内存数据库来保证大容量系统数据存取性能。内存数据库模块发起的用户数据修改都同步更新到物理数据库；物理数据库中保存数据的磁盘介质都采用同步镜像（MIRROR）方式，任何一块磁盘如发生物理损坏，整个系统继续正常运行、不受影响；数据每天备份到本地磁盘或磁带机上，一旦发生数据崩溃，系统可迅速恢复前一天的备份数据；受理台子系