移动通信3G核心网原理

•MSS
•MSS
M3UA SCTP
IP
协议适
配 消息传
输
•SIGTRAN •I P
SIGTRAN
•MGW
M3UA=MTP3 User Adaptation MTP3用户适
配层
SCTP=Stream Control Transmission Part 流 •SGSN 控制传输协议
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二、WCDMA R4网络原理 1、R4网络特点 2、设备功能
三、核心网接口与协议栈 1、核心网接口介绍 2、基于IP的七号信令网 3、信令网关 4、接口和协议介绍
四、核心网设备引入 1、 核心网设备引入应考虑的因素 2、电路域设备引入 3、分组域设备引入 4、3G和2G共用的网络设备
五、核心网的组网原则和路由计划 1、核心网组网总体原则 2、本地网路由 3、国内路由 4、国际路由
2 1
3
•BTS
•A •BSSAP
•BSC
•A •BSSAP
•I u -c s •RANAP
•RNC
•M c
•H.248
•SG •MGW
•Nc •BICC
•H.248 •Mc
•Nb •RTP
•SG •IW－MGW
RANAP:ATM/IP BSSAP:TDM/IP ISUP:TDM/IP
•PSTN
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•RNC
•RANAP
•SG •MGW
•IP
•MSS
•RANAP
•SCCPb
•SCCPb
•SCCPb
•SCCPb
•MTP3b •SSCF-NNI
•MTP3b
•M3UA
•SSCF-NNI •SCTP
•M3U A
•SCTP
•SSCOP
•SSCOP
•IP
•IP
•AAL5
•AAL5 •L1
•ATM
•ATM
•ATM
六、核心网编号方案 1、新引入号码 2、共用号码 3、MSISDN和IMSI号码对应关系
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WCDMA核心网原理 •一、WCDMA核心网的演进
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•用户终端
1、核心网定义
•核心网络：由一系列完成用户位置管理、 •网络功能和业务控制等功能的物理实体 •组成。包括MSC、HLR、SGSN、GGSN •等网元。
我是新成 员
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•R5网络结构和特 点
HLR升级 而来
核心网分组域 引入IP多媒体 子系统IMS HLR升级为HSS
核心网电路域 无变化
IMS
接入 网
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电路 域
分组
IMS:IP Multimedia Subsystem 统
IP多媒体子系
升级方便，便于 开展新业务
WCDM A
MSS
MSS
•IP/ATM/TDM •Backbone
MSS集中管理， 提高维护效率
组网灵活性强
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•MGW
信 令
MG
承 W 载
•MSS
•H.248
•MGW
•IP •骨干网
•SGSN
•引入IP承载
•MSS
•H.248
•MGW •GGSN
1、MSS的功能 2、MGW的功能 3、CMN的功能 4、IW-MSS/IW-MGW的功能
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MSS的功能
MSS指MSC SERVER,移动软交换 网中端局呼叫控制节 点
呼叫控制、计费、 移动性管理、智能SSF 功能、支持ISUP协议
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MGW之间支持多种承载方 式ATM/IP/TDM，中移动选 择IP承载 统计复用，提高带宽利用率
话路不需要分级汇接 全IP是发展目标
电路域和分组域可以共用骨 干网 缺少大规模IP骨干网的商用 经验
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•ATM承载
核心网和接入网之间采用ATM承载
与RNC相连 的设备都是 ATM交换机
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•R99核心网特点
2G核心网
3G核心网
GS M
CS电路 域
GP RS
PS分组 域
核心网络逻辑上分为CS电路域和PS分组 域
CS由GSM技术演进，PS由GPRS技术演进
CS电路域仍然采用传统的电路交换技术
PS电路域无重大改进
核心网和接入网的Iu接口基于ATM技术
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•GSM
•BSC •RNC
•WCDMA
•R4网络结构
•HLR
MSS
MSS
电路域采用承
I P
载与控制相分离 的软交换方式组 网
•IP/ATM/TDM •Backbone
•MGW
I P
•MGW
•SGSN
•HLR
•GGSN
分组域无
重大改进
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•CMN的功能
CMN：Call Mediation Node,即呼叫协调节点
负责传递MSS之间的呼叫控制信令 被叫号码分析功能 3G初期，CMN可以由软交换的SERVER来兼作
•MSS
•CMN
•MSS
呼叫控制信令
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•MGW
•MGW
•IW-MSห้องสมุดไป่ตู้/IW-MGW的功能
本章小结 本章主要讲解了WCDMA核心网的演进路线 ，简要阐述了WCDMA各个版本核心网的特点 。 请思考：WCDMA核心网发生根本性的变 化的原因是什么？
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WCDMA核心网原理
二、WCDMA R4核心网原理
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1、R4核心网特点
1、电路域：控制与承载相分离的软交换方式组网 2、电路域：IP承载骨干网 3、采用ATM承载和接入网相连接 4、基于IP承载的NO.7信令 5、电路域：TrFO(免编解码操作)新功能
移动通信3G核心网原理
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2020年4月10日星期五
课程目的
1、了解WCDMA核心网的演进过程 2、掌握R4 核心网设备功能 3、了解核心网设备引入原则 4、掌握核心网组网方案和路由原则 5、了解WCDMA核心网新增号码
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课程大纲
一、WCDMA核心网的演进 1、核心网定义 2、核心网结构特点 3、核心网演进路线
•M SC
新增加媒体资源 控制功能
只提供信令接口
支持BICC信令
支持MGW的故 障恢复和登记
•M SS
•MGW的功能
MGW：Media Gateway，即媒体网 关
完成MGW两侧通路的承载控制
语音处理功能
•MSS
承载媒体资源转换功能
播放录音通知
回声抑制
IP QOS功能：将媒体流和信令
•MGW
流分开
•PSTN/ISDN
•Other PLMN
•External •IP networks
•R4核心网特点
MSC
MSS
MGW 电2网路G域核采心用承载与控制相分离的软3网交G换核结心构
分组域无重大改进
电路域引入IP承载方式,分组域和电路域能够 共用IP骨干网
支持基于IP承载的NO.7信令
支持TrFO(免编解码操作)技术
•IP
•RNC
•ATM
•ATM
•MSS
•IP/ATM/TDM •Backbone
•WCDMA
•MGW •ATM
服务质量有保证
提高带宽的利用 •MSS 率
但目前ATM网络 不如TDM和IP网 •MGW 络成熟，管理复 杂
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•SGSN
•GGSN
•TrFO功能
•传统的语音传送模式
•RNC •AAL2 SIG
•MGW •AAL2 SIG
•MTP3b
•MTP3b
•SSCF-NNI
•SSCF-NNI
•SSCOP
•SSCOP
•AAL5 •ATM
•ATM
•AAL5 •ATM
•Iu_CS接口用户平面信令协议栈
AAL2 SIG是用户平面的控制信令协议
通过一系列携带AAL2链路的ATM VCC
离使核心网
发生了革命
无重大改 进
R 5
无重大 改进
性变化
引入了IP多媒体子 系统
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4、中国移动的选择
Which one is our choice？？ ?
中国移动3G网络将以 3GPP R4版本以及R5中 的HSDPA为基础，对于 IMS等其他功能将在条 件成熟时引入
4、MSS协议栈
•MAP •CAP •INAP
•TCAP
•BSSAP •RANAP
新增协 议
•SCCP
•BICC •ISUP
•M3UA
•H.248 •SIP
•SCTP •IPv4, IPv6 •Ethernet
•TCP •UDP
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5、Iu_CS接口
•Iu-CS •ATM
•C/D •MAP
•HLR •J•CAP
•Gr •MAP
•SCP
•J •CAP
•Nc •BICC
•IW-MSS
•A •BSC
•BSSAP
•M c
•H.248
•Gs
•BSSAP+
•I u -c s •RANAP
•RNC
•I u- p s •RANAP
•MGW
•Nb •RTP
•H.248 •Mc •IW－MGW
来建立、释放、维护AAL2端到端的连接
的信令
•ATM/AAL2
•RNC
•MGW
•用户平面协议
•用户平面协议
•AAL2
•AAL2
•ATM
•ATM
•ATM
Iu_CS接口用户平面协议栈
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•C
•Ga
G
•GTP’
•SGSN
•Gn •GTP
•Gi •GGSN
Iu接口 Mc接口 Nc接口 Nb接口 Gn接口 Gs接口
•INTERNET
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2、基于IP的NO.7信令 什么是SIGTRAN?
Signalling Transfer over IP的缩写，是NO.7信 令消息在IP网络传送的适配协议的总称
•L1
•IP
Iu-CS接口控制平面信令协议
栈
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RNC和CS域之 间的接口，采用 ATM承载，控 制层采用AAL5 适配，用户平面 采用AAL2适配
无线资源管理、 移动性管理、安 全功能、Iu口链 路管理和用户平 面管理
Iu-CS接口：用户平面
什么是AAL2
SIG?
•ATM/AAL5
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•GSM
•2、核心网结构特点 •R99网络结构
•BSC
•RNC •RNC
•电路域 •
•3G MSC
•HLR
•Transmit MSC
•WCDMA
AT M
•IP •Backbone
•SGSN
•分组域
•GGSN
•PSTN/ISDN
•Other PLMN
•External •IP networks
•AMR
•T
•UE
C
•G.711
•T
•AMR
C
•UE
•TrFO模 式
•AMR
•UE
•UE
避免TC对语音质量的损伤，有利于提高语音质量
节省TC开销，降低设备投资成本
节省传输带宽
TrFO=Transcoder Free Operation 免编解码操作
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2、R4核心网设备功能
本章小结
本章主要讲解了R4核心网的特点和设备功能 请思考:R4核心网有哪些特点？并分别描述
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WCDMA核心网原理 •三、WCDMA核心网接口与协议
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1、R4核心网网络接口图
•BTS •NODEB
•TDM交换机
•E •MAP
•MSS •A
域 HSS：HLR Subscriber Server 归属用户服务
器
3、WCDMA核心网的演进路线
电路域
分组域
2 G
GSM技 术
GPRS技 术
R9 引入CS的概念，仍 采用
引入PS的概念，无重大改 进
9
传统的电路交换方式
电路域承载
R4 采用承载与控制相分 与控制相分
离 的软交换方式组网
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•承载的概念
什么是承载 ？
可以穿过不同的网 元在不同的接口上 传送的隧道称为承 载
UE Nod R
C
eB
N
N
C
B E A R E R(承载)
逻辑上类似于2G的 电路
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承载和控制相分离是指什么？
GS M
MSC
MSC
指控制面的信令和 用户面的承载分别 由独立的网元负责
•SIGTRAN •I P
•SIGTRAN
•SIGTRAN •I P
•SIGTRAN •I P
•HLR
•SIG•ITRAN P
•MGW •GGSN
3、信令网关
信令网关：英文Signalling gateway，缩写为SG 转接NO.7信令网和IP信令网之间的信令消息 中移动在3G初期引入MGW内置的信令网关
主要负责辖区内TDM网“就远出R4网、就近入R4网”话务 与R4软交换机之间的互通
3G初期，当端局MGW与TDM交换机之间不具备直达 TDM电路时，也通过IW-MSS/IW-MGW实现互通
M SS
IWMSS
媒体路 由
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M G W
IW-MGW
2G MSC或 GMSC TDM网络