移动软交换技术概述

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别离的网络架构，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，并比照了固网软交换应用与移动软交换的差异。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：电路交换模型呼叫控制SS7

LineCardTrunkCardTDMTimeSlot交换TDM管理系统计费系统IPATM软交换SS7MGWMGWIPATMH.248/MGCPH.248/MGCP软交换模型TDMTDM分组网扩展业务管理系统计费系统核心网络变革：控制与承载别离引入软交换的UMTSR4电路域结构SCPSMSSCEAPPServerUTRANSS7PSTN/ISDNBSSSIGTRANHLRH.248BICCVMSCServerIP(ATM)BackboneMGWMGWAMR/RTP(AAL2)GMSCServerH.248RANAPGSM/R99PLMNIPNetworkTDMAAL2TDMTDMIPBSSAPMGW/SGMSCServerRNCATMIPSCTPM3UASCCPRANAPIPSAALMTP3BSCCPRANAPATMUMTS软交换网络的功能实体移动软交换机MSCServer：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。NbNcMGWMGWMSCServerMSCServerMcPHYL2IPSCTPPHYATMSAAL-NNIMTP-3BBICCMTP1MTP2MTP3控制与承载别离之呼叫控制：BICC协议完成控制的功能实体是MSCServer，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。NbNcMGWMGWMSCServerMSCServerMcUDPRTPNbUPAMRIP控制与承载别离之业务承载：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IPcore为根底的电信网络新框架。UMTSAMR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。NbNcMGWMGWMSCServerMSCServerMcL2IPSCTPCBC(H.248)PHY控制与承载别离之资源控制：CBC(H.248)软交换的控制技术和承载技术可以独立开展，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。MSCServer和MGW之间的Mc接口，要完成呼叫承载控制功能CBC(CallBearerControl)。CBC由3GPPTS29.232和ITU-TQ.1950定义，是H.248最主要的功能之一。MTP1IPSCTPM2UAMTP2IPSCTPM2UAMTP3ISUP/TUPMTP1MTP2MTP3ISUP/TUPMGW/SGMSCServerPSTNTDMIPSS7SIGTRAN控制与承载别离之IP信令：SIGTRANUMTSR4网络引入可选的IP信令，需要SIGTRAN协议簇支持。SIGTRAN协议主要由两大局部:传输与适配。传输依靠面向连接的、可靠的传输协议SCTP；适配局部包括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。MSCserverMSCserverAMRVoiceMGW(TC)IP/ATMRNCMGW(TC)RNCAMRVoiceAMRVoice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MGWRNC软交换本地网：大本地网SmallCityMGWRNCRNCMGWRNCPSTNGWRNCLargeCitySmallCityMiniSmallCityOnlySignalling信令媒体流BICCSCPSMSSCEHLRAPPServerMAP/CAPMAP/CAPMSCServerMSCServer大本地网方案一：单信令点、多MSC号单信令点，多MSC号码方案 MSCServer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，局部外部网元还是要修改配置，且后续MSCServer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 MSCServer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。MSCServerMGW1MGW2RNC1LAI1LAI2-3LAI3-5HLRRNC2RNC3MSC1MSC2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，MSCServer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MSCServer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MSCServer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。UE1MGWRNCRNCMGWRNCPSTNGWTMSCMSCServerUE2UE3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号的填写根本原那么为：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。业务处理框iGWBiGWB计费中心MSOFTX3000NodeBRNCIubNodeBRNCIubIuMGWMGWTMSCServerTMSCServerIPBackboneIPBCPBICCBICCBICCH.248H.248VMSCServerVMSCServer汇接网本地网软交换汇接网：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。NodeBRNCIubNodeBRNCIubIuMGWMGWTMSCServerTMSCServerVMSCServerVMSCServer汇接网本地网TMGWTMGWATM网状互联BICCBICCBICCH.248H.248H.248H.248ALCAPATMATM软交换汇接网：ATM承载方式及其建立机制NodeBRNCIubNodeBRNCIubIuMGWMGWTMSCServerTMSCServerVMSCServerVMSCServer汇接网本地网TMGWTMGWTDM网状互联ISUPISUPISUPH.248H.248H.248H.248TDMTDM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。软交换平安组网：双归属+Mini-Flex容灾方案MGWMGWRNCRNCMSCServer(DPC1,IP1)OtherSPBackupMSCServer(DPC1,IP2)(DPC2,IP3)MGWMGWRNCRNCOtherSPMSCServer(DPC2,IP2)DualHOMEDualHOMEMini-FlexMini-Flex双归属解决方案实现MSC-Server层面的N+1信令容灾.通过负荷分担实现MGW层面的话路容灾.主用MSS1容灾MSS3主用MSS2MGW2虚拟MSS1虚拟MSS2MGW1虚拟MSS0双归属根本概念主用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MSCServer；容灾MSS：也称备份MSS，用来为主用MSS提供数据和业务备份的MSCServer；虚拟MSS：在容灾的MSS上，从逻辑上划分为N＋1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4＋1容灾系统示意图：其他MSC/HLR/SMC…杭州MGW1IPBackbone杭州MGW2杭州MGW3绍兴MGWIP链路优先组网场景LSTP杭州MSS2杭州MSS3绍兴MSS备份MSS杭州MSS1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)AMG5000U-PathPOTSPOTSPC集团用户接入方案xDSLIADIADPCPOTSPOTSPOTS分散用户接入方案SoftX3000（端局）SIP/H.323MGCP/H.248MGCP/H.248TMG8010/UMG8900ISUP中继SIP/SIP-T中继PSTN/PLMN其他NGN网络MCUMRSMGCPH.323SIP可视终端H.323OpenEyeSIPOpenEye多媒体用户接入方案IPSMCVP8220EudemonIP网络DNS/OSSHFC网络POTSEMTANCSCMTS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AMGIADBroadbandAccess核心交换边缘接入分组核心网PSTNTMGSG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。接入节点汇接节点RRR3R4R6R2R5R1IP承载层固网软交换体系结构：业务与管理层业务与呼叫控制别离，呼叫与承载别离别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。业务升级与根底设备无关，不需要升级根底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AppServerPolicyServeriOSSINMRS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SoftSwitch3GAccessAMGIADBroadbandAccessPSTNTMGSGPLMN分组核心网UMGUMGAppServerPolicyServeriOSSINSoftSwitchMRS移动与固网软交换网络相同点：支持H.248H.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，具体功能还是有差异的。IP承载网SoftswitchIADAMGH.248/MGCPUMG3GRAN移动与固网软交换网络相同点:支持SIGTRANSoftswitchUMGPSTNswitchSTPSIGTRANNodeBRNCIubMSCServerMGW/SGSIGTRANSGIP承载网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异。Iu接口分为控制面和用户面，分别为：控制面：RNC－MSCServer之间，遵循RANAP协议用户面：RNC－MGW之间，遵循IuUP协议MSCServerIPBackboneRNCMGWMGWMSCServerRANAPIuUPMC:H.248Nc:BICC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。CEFMAPMAPHLRsms-IW-MSCNodeBRNCIubUTRANIuCSMAPEIRRANAPMSCServer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，或者从网络别离，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