移动软交换网络系统架构与接口协议介绍课件

移动软交换网络系统架构

与接口协议介绍ISSUE2.0Page21移动软交换网络系统架构与接口协议介绍本课程描述UMTS核心网络的技术基本框架，介绍移动核心网络演进过程、网络结构和技术特征，介绍软交换核心网络接口和协议。GSM/UMTS移动通信系统用到许多编号方案，本课程介绍常用的方案。最后，从总体上介绍电路域、分组域和IMS最主要的信令流程类别,从网络架构、网元功能、接口、协议和信令流程等全面反映UMTS核心网技术概况。前言Page31移动软交换网络系统架构与接口协议介绍学习完此课程，您将会：了解移动通信的发展及版本演进掌握不同版本UMTS核心网络结构了解软交换核心网络接口及协议栈了解GSM/UMTS网络常用编号方案目标Page41移动软交换网络系统架构与接口协议介绍内容介绍第一章移动通信网络演进概述第二章UMTS核心网络系统架构第三章软交换核心网接口和协议第四章GSM/UMTS编号方案Page51移动软交换网络系统架构与接口协议介绍不同业务，不同技术AMPSTACSNMT其它第一代80年代模拟模拟技术GSMCDMAIS95TDMAIS-136PDC第二代90年代数字技术驱动数字技术语音业务第三代IMT-2000UMTSWCDMAcdma2000需求驱动宽带业务TD-SCDMA3G为用户与运营商提供了完整的综合业务解决方案Page61移动软交换网络系统架构与接口协议介绍3G标准化组织Page71移动软交换网络系统架构与接口协议介绍2G向3G演进路线图欧洲、亚洲和北美分别在2G基础上，研究3G技术，最后形成了如图所示的演进路线和主流制式。图片来源:UMTSForumPage81移动软交换网络系统架构与接口协议介绍UMTS核心网架构演进R4是移动网络向下一代网络演进的第一步，实现电路域的承载和控制分离架构；R5引入IMS后，形成多媒体软交换逻辑架构，具备NGN特点,向全业务融合网络发展。MSCMSCRANRANRANTDMISUPR99ServerRANRANRANIP/ATMMGWMGWServerBICCH.248H.248R4CSCFRANRANRANIPSGSNIM-MGWMGCFSIPSIPH.248R5

R99：传统网络架构

R4：电路域采用软交换架构

R5：多媒体业务的软交换架构GGSNPage91移动软交换网络系统架构与接口协议介绍传统网络All-IP传统的电路型网络软交换核心网、接入网IP化引入IMS，空口IP化LMSDMMDcdma2000演进路线图MSCGMSCIPTDMPDSNAAA/AN-AAAMSCeGMSCeIPCDMA1xCDMAEVDOATM/IPMGWPDSNAAA/AN-AAAIPCDMA1xCDMAEVDOIPMSCeGMSCeCSCFMGCFMGWPDSNAAA/AN-AAA133CDMA1xCDMAEVDOATM2Page101移动软交换网络系统架构与接口协议介绍承载核心网AGIADGGSNInternet/VoIPiMGMGCP/H.248xDSL/LAN接入接入&互通层I-MGCFMRFPI-CSCFA-MGCFT-MGCFMRFC会话控制层SIP/H.323TerminalsSGSN2G/3GRANSIPTerminalsSIPSIPPSTN/PLMNTMGSGP-CSCFAC承载控制层ARM

PDFPTTIMPresenceHSS业务能力层OSAGamingMeeting第三方应用LBSIM_SSFUC应用层S-CSCFDMSSCPOSS/BSSCCFIMS分层体系架构Page111移动软交换网络系统架构与接口协议介绍传统PSTN/PLMNNGN/IMS其它互通网络移动网络MGCFMGWCSCFMGCFMGWCSCFMSCServerMGWR4MGCFMGW电路域自然终结IMS开始引入业务开始转移到IMS传统网络终结CS和IMS并存期电路域IMS可用CSI重用电路域资源软件升级软交换将在长时期和IMS并存Page121移动软交换网络系统架构与接口协议介绍无线通信的发展2G2.5G3GPage131移动软交换网络系统架构与接口协议介绍传统业务模型新的业务模型语音主导业务封闭的业务体系统一的业务形态设备商提供业务有限的标准的业务多媒体业务开放的业务体系个性化定制Internet融合多样化，非标准新电信业务特征Page141移动软交换网络系统架构与接口协议介绍电信业务网络发展趋势IP化多媒体移动性固定网移动网因特网智能业务话音业务多媒体业务VoIP业务IPTV业务800200H.323视频会议H.323长途话音网关话音业务智能业务短信彩铃门户网站音乐下载网络游戏即时通信网上商城VoIP第三方内容第三方内容彩信互联星空MSNYahoo!新浪AmazoneBay携程MSNQQSkypeQQ网络会议WebExiTunes盛大预付费移动梦网i-modePage151移动软交换网络系统架构与接口协议介绍内容介绍第一章移动通信网络演进概述第二章UMTS软交换网络系统架构第三章UMTS核心网接口和协议第四章GSM/UMTS编号方案Page161移动软交换网络系统架构与接口协议介绍UMTSR4网络架构BTSBSCNodeBRNCPCU

UTRANHLR/AUCSGSNCGBGRANCNSS7

Internet,IntranetBSSGPRSbackboneCSDomainMGWVMSCServerGMSCServerGGSNPSdomainOtherPLMNIu-PSIu-CSMGWPSTNISDNPage171移动软交换网络系统架构与接口协议介绍WCDMAR4核心网络的主要变化R4电路域变化，引入基于软交换的核心网络构架承载与控制分离构架，基于BICC协议的电路域呼叫信令多种承载方式：支持TDM、ATM、IP承载新引入TrFO技术，支持TFO/TrFO信令的IP承载机制（可选）向NGN融合网络演进能力NodeBRNCIubNbNcMGWMGWMSCServerMSCServerMcMcNodeBRNCIubBICCH.248H.248RANAPRANAPIP/ATMPage181移动软交换网络系统架构与接口协议介绍软交换的概念软交换的概念最早起源于美国企业网应用。在企业网络环境下，用户可采用基于以太网的电话，再通过一套基于PC服务器的呼叫控制软件（CallManager、CallServer），实现PBX功能（IPPBX）。受到IPPBX成功的启发，将传统的交换设备部件化，分为呼叫控制与媒体处理，二者之间采用标准协议，呼叫控制实际上是运行于通用硬件平台上的纯软件，媒体处理将TDM转换为基于IP的媒体流。SoftSwitch（软交换）技术应运而生，成为了NGN的核心技术。Page191移动软交换网络系统架构与接口协议介绍信令模块中继模块用户接口模块SS7信令网关系统处理机模块交换矩阵智能网核心分组传送网与现有PSTN网络的对比中继网关中继网关中继网关用户网关业务服务器软交换Page201移动软交换网络系统架构与接口协议介绍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：控制与承载分离Page211移动软交换网络系统架构与接口协议介绍NbNcMGWMGWMSCServerMSCServerMcL2IPSCTPCBC(H.248)PHY软交换之资源控制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。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。Page221移动软交换网络系统架构与接口协议介绍NbNcMGWMGWMSCServerMSCServerMcPHYL2IPSCTPPHYATMSAAL-NNIMTP-3BBICCMTP1MTP2MTP3软交换网络的呼叫控制BICC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。Page231移动软交换网络系统架构与接口协议介绍R4在核心网电路域引入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为基础的电信网络新框架，是传统网络向NGN演进的必经之路；TDM核心到IP核心的转变将引发核心网运营,规划,管理,维护上深刻的变化；IP扁平组网,加上VAD（话音激活检测）、TrFO技术，将至少节省50%的传输带宽。IPCoreCSCF3GRANMSC-Server/MGCF固定SIP终端CALLServer(GCF)AG/TG/IAD固定非SIP终端SGSN/GGSNMGWHSSSIPBICC/SIPSIPSIPSIPGCPH.248MAP/DIAMETER控制层边缘接入核心交换层软交换网络特征:IP引入Page241移动软交换网络系统架构与接口协议介绍MTP1IPSCTPM2UAMTP2IPSCTPM2UAMTP3ISUP/TUPMTP1MTP2MTP3ISUP/TUPMGW/SGMSCServerPSTNTDMIPSS7SIGTRAN软交换之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。Page251移动软交换网络系统架构与接口协议介绍NbNcMGWMGWMSCServerMSCServerMcUDPRTPNbUPAMRIP软交换之业务承载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为基础的电信网络新框架。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。Page261移动软交换网络系统架构与接口协议介绍移动软交换特征：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)RNCAMRVoiceAMRVoicePage271移动软交换网络系统架构与接口协议介绍业务个性化、多样化和开放的业务平台将产生越来越多的业务，也对设备提出了更高处理能力需求；分级化建设和组网使得设备越来越集中设置，提出了大容量建设的需求；核心网络分组化使信令传输和内部交换带宽得到了质的提高；控制和承载分离和网络构件化，使得各个业务实体分工明确并且可以分别针对不同的技术方向发展。MGWMSCServerH.248MSCServerMGWH.248BICC主要处理信令，容量更大，处理能力更高业务承载分组化，带宽提高，适应能力更强设备优势:大容量高处理能力Page281移动软交换网络系统架构与接口协议介绍MGWMGWRNCRNCMSCServer(DPC1,IP1)OtherSPBackupMSCServer(DPC1,IP2)(DPC2,IP3)MGWMGWRNCRNCOtherSPMSCServer(DPC2,IP4)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.大容量设备的容灾保护方案软交换大容量设备：网络安全Page291移动软交换网络系统架构与接口协议介绍新的业务分组交换ServerMGWMGWMGWMGWMGWMGWMGW下一代网络业务与MGW不存在耦合业务升级重点在Server层面Server集中设置和管理，升级方便传统网络业务与MSC存在耦合很多业务需要全网MSC进行升级交换机分布于各本地网，升级困难软交换与业务平台：集中业务开发和管理Page301移动软交换网络系统架构与接口协议介绍提高运维质量：网络业务、控制、信令集中在MSCServer，其维护是核心网维护工作的重点；MGW维护工作量少，主要是硬件配置，可由RAN侧人员代维；Server集中管理，一方面利于集中优势兵力，提高CN的运维质量；另一方面CN节省出来的人员可用于加强RAN的维护，提高整个网络的维护质量。INNMSAppServerPSTNswitchMGWMGWMSCServerHLRMSCServerMGWMGWMGWMGWMGWB本地网A本地网集中维护中心软交换网维：集中维护管理Page311移动软交换网络系统架构与接口协议介绍内容介绍第一章移动通信网络演进概述第二章UMTS核心网络系统架构第三章软交换核心网接口和协议第四章GSM/UMTS编号方案Page321移动软交换网络系统架构与接口协议介绍UMTSR4电路域网络结构SCPSMSSCEAPPServerUTRANSS7PSTN/ISDNBSSSIGTRANHLRH.248BICCVMSCServerIP(ATM)BackboneMGWMGWAMR/RTP(AAL2)GMSCServerH.248RANAPGSM/R99PLMNIPNetworkTDMAAL2TDMTDMIPBSSAPPage331移动软交换网络系统架构与接口协议介绍R4软交换网络接口：McNcNb在纯IP组网场景，接口的协议栈如图。请根据前面Iu接口协议栈思考：当前，若Nb接口是TDM承载，则Nc接口应该用BICC还是ISUP，为什么？L1(PHY)L2(MAC)IPSCTPBICCNcL1(PHY)L2(MAC)IPSCTPH.248McL2(MAC)IPUDPRTPNbUPNbL1(PHY)NodeBRNCIubNbNcMGWMGWMSCServerMSCServerMcMcNodeBRNCIubBICCH.248H.248RANAPRANAPIP/ATMIu-CS软交换网络Page341移动软交换网络系统架构与接口协议介绍网关控制协议演化历史IPDC+SGCPLevel3 Cisco/Bellcore=MGCPTelecordia,Level3:IETFRFC2705,October1999)ITU-TSG16H.248/IETFMeGaCo(IETFRFC2885Version0.8,August2000)(IETFRFC3015Version1.0,November2000)MGCP:MediaGatewayControlProtocolMeGaCo:MEdiaGAtewayCOntrolProtocolSGCP:SimpleGatewayControlProtocolIPDC:IPDeviceControlPage351移动软交换网络系统架构与接口协议介绍Message消息TransactionID1事务TransactionIDnContextID1关联ContextIDnCMD1命令CMDnDes-nDes-1描述符......Action动作ActionH.248/MeGaCo协议消息结构两个重要概念:终端Termination关联ContextPage361移动软交换网络系统架构与接口协议介绍H.248命令命令名称命令代码描述AddADDMSCServer→MGW，增加一个终端到一个关联中ModifyMODMSCServer→MGW，修改一个终端的属性、事件和信号参数。SubtractSUBMSCServer→MGW，从一个关联中删除一个终端，同时返回终端的统计状态。MoveMOVMSCServer→MGW，将一个终端从一个关联移到另一个关联。AuditValueAUD_VALMSCServer→MGW，获取有关终端的当前特性，事件、信号和统计信息。AuditCapabilitiesAUD_CAPMSCServer→MGW，获取MGW所允许的终端的特性、事件和信号的所有可能值的信息。NotifyNTFYMGW→MSCServer，MGW将检测到的事件通知给MSCServerServiceChangeSVC_CHGMSCServer↔MGW双向命令，用于MGW注册、注销、退出服务、恢复通信等任务，多数任务与某次特定呼叫无关。Page371移动软交换网络系统架构与接口协议介绍H.248描述符H.248定义了众多描述符，有些描述符适用于UMTS和固网NGN，有的则不适用于UMTS。下面先浏览一下现有版本定义的描述符。Descriptorname简单说明(Description)Modem表示Modem类型和参数，该描述在移动通信中不应用。Mux在多媒体呼叫中，多种媒体流（H.221,H.223,H.225.0）经过复用，映射到相应的承载上去（即相应的终端）。Media指定各种媒体流的参数列表。TerminationState指示终端的状态，终端的状态与特定的流不相关。Stream单个流的Local/Remote/LocalControl描述符的列表Local描述MGW接收的媒体流相关的属性Remote描述MGW发送的媒体流相关的属性LocalControlMGC(MSCServer)和MGW之间如何控制承载终端属性的信息。EventsMGC(MSCServer)要求MGW检测及报告的事件列表Page381移动软交换网络系统架构与接口协议介绍H.248描述符(续)续上页：Descriptorname简单说明(Description)EventBufferMGC(MSCServer)要求MGW在事件缓冲控制为约定时间，检测及缓存的事件列表。Signals描述终端上的信号和（或）活动（如回铃音）。Audit描述哪些信息需要审计。Packages审记时，返回终端识别的包的列表。DigitMap指示如何在MGW中处理号码匹配的拨号方案。ServiceChangeServiceChange的活动、方法和原因。ObservedEvents“Notify或Audite”上报检测到的事件。StatisticsSubtract和Audit命令中，终端的统计数据报告。Topology描述Context内各终端间流Stream的方向，该描述符只用在Context上，不应用在Termination上。ContextAttribute关联总体属性描述。Error在command响应和Notify请求中，包含的错误码和错误文本（文本可选）。Page391移动软交换网络系统架构与接口协议介绍BICC在3G软交换网络中的应用ControlLayerBearer/ConnectivityLayerMSCServerBICCBICCIP/ATMBearerLayerToRNSMSCServerNcNcMSCServerPage401移动软交换网络系统架构与接口协议介绍BICC协议新概念在BICC协议中，提出许多新概念，以下是主要的新概念：CallInstanceCode(CIC)：呼叫实例码，表示一次呼叫信令的关系Bearersetupdirection：承载建立方向，指示前向或者后向承载。BICCtunneling：在CS2中，支持IP承载。IP承载控制协议通过BICC隧道传送。Codecnegotiation：通过IAM、APM等消息，协商Codec。Page411移动软交换网络系统架构与接口协议介绍在MSCServer与MGW之间，IPBCP封装在隧道控制协议BCTP中，通过Mc接口的隧道传送。在MSCServer之间不对IPBCP+BCTP做处理，通过Nc接口透传。IPBCP包起始和终结都是在MGW上。IPBCPBCTPH.248SCTPIPH.248SCTPIPBICCSCTPIPIPBCPBCTPH.248SCTPIPH.248SCTPIPBICCSCTPIPMcNcMcMGWMGWMSCServerMSCServerIPBCP在BICC中的隧传方式Page421移动软交换网络系统架构与接口协议介绍MGW(BCF)MGW(BCF)AMRVoiceAMRAMRCodecNegotiationBICC：CallControl编码协商功能MSCserver(CSF)MSCserver(CSF)主叫被叫通过编码协商，可以有效减少不必要的编码和解码过程，从而节省TC资源和提高带宽利用率。Page431移动软交换网络系统架构与接口协议介绍CIC：呼叫实例码，用来标识两局之间属于同一呼叫的消息之间的关系。Messagetypecode：消息类型，CS2共有38条消息，常用的有IAM、APM、ACM、ANM、REL、RLC等。Mandatoryfixedpart：必选固定长度参数部分。Mandatoryvariablepart：必选可变长度参数部分。Optionalpart：可选参数部分。OptionalpartMandatoryvariablepartMandatoryfixedpartMessagetypecodeCICBICC消息结构Page441移动软交换网络系统架构与接口协议介绍按照Q.1902.3中定义，BICCCS2协议有39条消息。其中呼叫过程中最常用的消息有：IAM：初始化地址消息，前向消息，携带被叫号码、业务能力和呼叫处理相关的信息。APM：应用传输消息，利用BICC的传输机制，传送应用信息（如承载控制隧道信息）。ACM：地址全参数，后向消息，表示到被叫去的所有路由信息、呼叫处理信息都已经收到。ANM：应答消息，后向消息，表示被叫已经应答，计费网元开始计费。REL：释放消息，双向消息，表示通话方请求释放呼叫。RLC：释放完成消息，REL的响应消息，表示释放完成。BICC主要消息Page451移动软交换网络系统架构与接口协议介绍Parameter

Type

说明NatureofconnectionindicatorsF连接性质指示符，指示承载中属性信息。ForwardcallindicatorsF用来指示呼叫属性、信令及其通路、主叫方信息等。Callingparty'scategoryF指示主叫类别属性。TransmissionmediumrequirementF指示承载面要求的属性：如常用的语音呼叫、64K非受限等。CalledpartynumberV指示被叫号码（addresssignal）及号码属性、号码计划。AccesstransportO此信元携带由接入侧产生的信息，这些信息对端局有重要意义，汇接局只需透传即可。ApplicationtransportOBICC的重要扩展，作用是传递承载相关信息：包括承载建立方向、是否为隧道方式、CODEC信息、隧道包、ATM地址、骨干网属性等。IAM消息Page461移动软交换网络系统架构与接口协议介绍Parameter

Type

说明ParameterCompatibilityinformationO兼容性信息。表示当接收方不能识别Compatibilityinformation所指示的上层信元时，呼叫如何处理。CallingpartynumberO指示主叫号码（addresssignal）、号码属性、主叫号码显示限制标志、号码计划。OptionalforwardcallindicatorsO可选信元，指示呼叫属性、信令及其通路及主叫方信息。RedirectingnumberO可选信元，表示发生前转的用户的号码。RedirectioninformationO可选信元，前转信息，如前转或二次路由、前转次数、前转原因等。OriginalcallednumberO可选信元，中此信元指示原来的被叫码。UserserviceinformationO可选信元，指示主叫所要求的承载属性。HopcounterO避免环回，其中计数器由始发局填写，其他局入局时作减1操作，如果本局汇接出局时为0则拆除呼叫IAM消息(续)Page471移动软交换网络系统架构与接口协议介绍Applicationtransport：应用传输信元，是BICC的重要扩展，传递承载相关信息：包括承载建立方向、是否为隧道方式、CODEC信息、隧道包、ATM地址、骨干网属性等。ApplicationtransportPage481移动软交换网络系统架构与接口协议介绍BICCCSF-NBCF-N

(x)BCF-N(y)CSF-TCSF-NISN-BTSNISN-ABICCISUPISUPBCF-N

(z)延迟前向承载建立流程APM(Action=Connectforward,plusnotification)IAMIAM(Action=Connectforward),(BNCchar)IAM(COTonprevious),(Action=connectforward),(BNCchar)COTACMANMACMANMACMANMIAMCOTACMANMAPM(Action=Connected)APM(Action=Connected)APM(Action=Connectforward,plusnotification)APM(tunneldata)APM(tunneldata)APM(tunneldata)APM(tunneldata)Page491移动软交换网络系统架构与接口协议介绍McMcNbNcNodeBRNCIubNodeBRNCIubIuMGWMGWMSCServerMSCServerNbUPNbCP物理层（PHY）ATMTDM无L2IPSCTPIPBCPATMSAAL-NNIMTP-3BSTCALCAPIPNb接口及其协议栈物理层（PHY）ATMAAL2NbUPUDPIPAMRATMIPRTPAMRTDMNbUPPCMAMR需要TCPage501移动软交换网络系统架构与接口协议介绍RANAPPHYATMSAAL-NNIMTP-3BSCCPPHYATMAAL2IuUPPHYATMSAAL-NNIMTP-3BSTCQ.2630.1控制面用户面无线网络层：完成Iu接口对等实体间信令交互(RANAP)或者业务传送(IuUP)。传输网络层：为无线网络层的信令和业务提供独立的传输功能，并为用户面承载提供控制功能。传输控制面R4架构下的Iu-CS接口IPBackboneRNCMGWMGWMSCServerMSCServerRANAPIuUPMC:H.248Nc:BICCPage511移动软交换网络系统架构与接口协议介绍MTP1MTP2MTP3SCCPISUP在GSM和TDSCDMAR99承载控制合一的电路域，语音呼叫、非语音承载业务和补充业务的局间信令仍然使用ISUP，用ISUP消息中的CIC来选择电路。ISUP可以是SCCP的用户，也可以是MTP3的用户。实际组网时ISUP一般直接通过MTP3传送。MSC/VLRGMSCNodeBRNCPSTNIubUTRANCSIu-CSISUPISUPHLRSS7信令：ISUPPage521移动软交换网络系统架构与接口协议介绍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。CAP作为SSP（业务交换点）和SCP之间的接口，完成移动智能业务的控制功能。MTP1MTP2MTP3MAPCAPSCCPTCAPSS7信令：电路域的MAP和CAPGDCBEFMAPMAPMAPMAPMAPCAPMSCHLRgsmSCPSMSCNodeBRNCIubUTRANIu-CSMAPVLRVLREIRPage531移动软交换网络系统架构与接口协议介绍UMTS分组域网络结构FREIRHLRSMS-GMSCSMS-IWMSCMSC/VLRBSSUTRANSGSNSGSNGGSNBGCG

TEPDNSS7ATMDDNISDNEthernet.etcGPRSBackboneGsGdGrGfGcGbIuUmUmGpGiGnGnATMGaSCPGMLCGeLgGaPage541移动软交换网络系统架构与接口协议介绍SGSNGGSNNodeBRNCIubUTRANHLRPSIu-PSRANAPPHYATMSAAL-NNIMTP-3BSCCPIuUP控制面用户面无线网络层：完成Iu接口对等实体间信令交互(RANAP)或者业务传送(IuUP)。传输网络层：为无线网络层的信令和业务提供独立的传输功能。思考:为什么Iu-PS接口没有传输网络的控制面？PHYATMAAL5IPUDPGTP-UInternet,IntranetIu-PS接口及协议Page551移动软交换网络系统架构与接口协议介绍L1(PHY)L2(MAC)IPUDPGTPGn/GpL1(PHY)L2(MAC)IPUDP/TCPGTP’GaPS：Gn/Gp/Ga接口与协议栈Gn接口为运营商PS网络内GSN之间的接口，Gp是不同运营商GSN之间的接口。Gn/Gp分为控制面GTP-C和用户面GTP-U，分别完成路径、隧道管理、移动性管理和分组数据传送。Ga接口：GSN与计费网关CG接口，完成分组话单CDR传送。SGSNGGSNNodeBRNCIubUTRANPS

Iu-PSOtheroperator‘sGPRSCGBGGnGaGaGpGiSGSNHLRInternet,IntranetPage561移动软交换网络系统架构与接口协议介绍在UMTS分组域核心网络中，MAP协议主要完成分组移动性管理、分组SMS传送、用户数据管理等各种功能。CAP作为SGSN/SSP和SCP之间的接口，完成分组移动智能业务的控制功能，目前分组智能业务较少。Gs接口是MSC/VLR(MSCServer)与SGSN之间接口，采用BSSAP＋协议，完成CS和PS联合位置管理等功能。NodeBRNCIubUTRANIu-PSPDNGcGnGdGsGfMAPMAPMAPSGSNGGSNHLRMSCGiSMSCGrMAPgsmSCPCAPEIRMTP1MTP2MTP3MAPCAPSCCPTCAPSS7信令：分组域的MAP和CAPPage571移动软交换网络系统架构与接口协议介绍主要协议接口列表（一）接口类型接口名称物理承载方式相关实体 接口功能CN-RAN接口Iu-CS接口(RANAP)ATM/IP(R5)MSC-RNCUMTS用户侧信令接入及语音通道承载的建立Iu-PS接口(RANAP)ATM/IP(R5)SGSN-RNCUMTS用户侧信令接入及数据通道承载的建立A接口(BSSAP)TDMMSC-BSCGSM用户侧信令的接入及语音通道承载的建立Gs接口(BSSAP+)TDMMSC-SGSN用于CN的电路域VLR与分组域SGSN交换用户信息，如联合位置更新，寻呼协调等。MAP接口B接口内部接口MSC-VLR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。C接口TDM/IPMSC-HLR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。（29.002、23.078）D接口VLR-HLR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。（29.002、23.078）E接口MSC-MSC用于两个MSC之间的切换过程。以及MSC和SMSC之间传送短消息。（29.002）F接口MSC-EIR用于EIR验证用户的IMEI状态信息G接口VLR-VLR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。（29.002）Gr接口SGSN-HLRPS用户签约信息Gc接口GGSN-HLRPUSH业务支持Page581移动软交换网络系统架构与接口协议介绍主要协议接口列表（二）接口类型接口名称物理承载方式相关实体 接口功能CAP接口CAP接口TDM,IPMSC(SSP)-SCP移动智能网与核心网之间的接口，用于移动智能业务逻辑控制软交换网络接口Mc接口(H.248)ATM,IPMSCServer–MGW呼叫控制与媒体承载实体之间信令交互，对于不同呼叫模式和媒体处理的接续Nc接口(ISUP/BICC)TDM,ATM,IPMSCServerGMSCServer局间呼叫时控制面协议互通Nb接(NbUP/IuUP)TDMATMIPMGW—MGW局间呼叫时用户面协议协商TUP/ISUP接口TDMGMSC—PSTN/TMSC移动网络与PSTN/ISDN网络互通，以及移动网络内部不同本地网之间互通PSCN内部接口Gn/GpIPSGSN-GGSNPDP上下文管理和数据包转发GaGSN-CG计费GrTDM,IPSGSN-HLR位置管理、用户签约信息管理GcGGSN-HLRPS业务移动被叫GiIPGGSN-PDN分组移动网络与外部数据网之间通信Page591移动软交换网络系统架构与接口协议介绍主要协议接口列表（三）接口类型接口名称相关实体协议接口功能IMS子系统接口GmUE,P-CSCFSIPUE与P-CSCF信令交互MwP-CSCF,I-CSCF,S-CSCFSIPCSCF之间信令交互ISCS-CSCF,I-CSCF,ASSIP应用服务器与CSCF信令交互CxI-CSCF,S-CSCF,HSSDiameterCSCF和HSS信令交互ShSIPAS,OSASCS,HSSDiameter应用服务器与HSS信息交互SiIM-SSF,HSSMAPSSF与HSS信令通信UtUE,ASHTTPUE管理和使用业务GoPDF,GGSNCOPSQoS控制GqP-CSCF,PDFDiameter交换策略决策信息Page601移动软交换网络系统架构与接口协议介绍内容介绍第一章移动通信网络演进概述第二章UMTS核心网络系统架构第三章软交换核心网接口和协议第四章GSM/UMTS编号方案Page611移动软交换网络系统架构与接口协议介绍GSM/UMTS常用号码列表编号类型号码含义编号类型号码含义用户标识IMSI移动用户唯一的身份标识区域编号RAI分组域路由区标识号TMSI移动用户CS域临时标识SAI服务区标识号，UMTS特有P-TMSI移动用户PS域临时标识CGI小区全局标识号终端（MS/UE）编号MSISDN移动呼叫号码，拨打电话使用设备编号MSC/GSNNumberMSC、GSN做GT寻址的编号MSRN漫游号码，二次路由用HLRNumberHLRGT寻址编号IMEI手机设备编号GSNIPaddressGSN之IP地址区域编号PLMNIDPLMN标识APN接入点名，选择分组业务接入路由用LAI电路域位置区标识号SIP地址IMS中CSCF等实体的逻辑域名Page621移动软交换网络系统架构与接口协议介绍IMSI号码MCC：移动国家码MNC：移动网号MSIN：在某一PLMN内MS的唯一识别码NMSI：在某一国家内MS的唯一识别码MCCMNCMSIN3digits2/3digitsNotmorethan15digitsIMSI(InternationalMobileSubscriberIdentity)NMSIIMSI：国际移动用户标识符，是GSM系统分配给移动用户(MS)的唯一的识别号。采取E.212编码方式。存储在SIM卡、HLR和VLR中，在无线接口及MAP接口上传送。

IMSI分配原则：最多包含15个数字(0-9)。例:4668Page631移动软交换网络系统架构与接口协议介绍TMSI/P-TMSI号码TMSI：电路域用户临时标识符，是为了加强系统的保密性而在VLR内分配的临时用户识别，在某一VLR区域内与IMSI唯一对应。P-TMSI：分组域用户临时标识符，是为了加强系统的保密性而在SGSN内分配的临时用户识别，在某一SGSN区域内与IMSI唯一对应。TMSI/P-TMSI分配原则：包含四个字节，可以由八个十六进制数组成，其结构可由各运营部门根据当地情况而定。Page641移动软交换网络系统架构与接口协议介绍MSISDN号码CC：

CountryCode，国家码，如中国为86。NDC

：NationalDestinationCode，国内接入号，如139、130等等。SN：

SubscriberNumberMSISDN是指主叫用户为呼叫GSMPLMN中的一个移动用户所需拨的号码，作用同于固定网PSTN号码采取E.164编码方式存储在HLR和VLR中，在MAP接口上传送。例：86CCNDCSNNational(Significant)MobileNumberMSISDN：MobileStationInternationalISDNnumberPage651移动软交换网络系统架构与接口协议介绍IMEI号码TAC：TypeApprovalCode,型号批准码，由欧洲型号批准中心分配。FAC：FinalAssemblyCode,最后装配码，表示生产厂家或最后装配所在地，由厂家进行编码SNR：SerialNumber,这个数字的独立序号码唯一地识别每个TAC和FAC的每个移动设备。spare：备用比特，当手机发送时，此位要置0。例：4935TACFACspare6digits2digits15digitsIMEI(InternationalMobileEquipmentIdentity)SNR6digits1digitsPage661移动软交换网络系统架构与接口协议介绍MSRN号码在移动被叫或切换过程中,由所在业务区的MSC/VLR临时分配，用于寻址VMSC.采取E.164编码方式.编码格式为:在MSC-Number的后面增加几个数字（一般为3个数字）.Page671移动软交换网络系统架构与接口协议介绍IMS用户标识私有身份标识：由IMS归属网络运营商定义的IMS用户全球唯一身份标识符，表示一个IMS用户与其归属网络的签约关系，永久分配给一个IMS用户。私有身份标识符的作用类似IMSI，保存在HSS中，UE无法修改该标识。IMS用户私有身份标识符格式：

sip:

zs6201081988@公共身份标识：在IMS用户进行通信或者使用业务时，对外公布的、作被叫时用来区分用户的标识符，作用类似MSISDN。公共身份标识有两种格式：SIPURI和telURI（为了保持传统E.164电话号码的延续性）：SIPURI：sip:zhangsan_publitelURI:+8613900012000Page681移动软交换网络系统架构与接口协议介绍网络设备号码CCNDCSN网络设备号码MSC/VLR、HLR、SGSN、GGSN等网络设备通过网络设备号码来进行标识。网络设备号码的编码方式跟MSISDN的编码方式相同(E.164)。为了便于区分网络设备号码和MSISDN号码，一般网络设备号码采用专用的号段。目前在网上MSC与VLR都是合一的，所以MSC-Number与VLR-Number基本上都是一样的。HLRNumber:CC+NDC+H0H1H2H30000Page691移动软交换网络系统架构与接口协议介绍IP网络：IP地址