中国移动核心网R4系列之-架构、协议和接口

•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IP core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；
R4关键特征－TrFO的引入
MSC server
OoB Codec Negotiation
SG在物理实现上可与(G)MSC server或MGW合一设置
电路交换模型
R4关键特征－承载控制分离
R4软交换模型
计费系统
管理系统 SS7
呼叫控制
T D M
Time Slot 交换
T D M
Line Card
Trunk Card
管理系统
扩展业务
计费系统 H.248/MGCP
软交换
T
IP
D
M
ATM
协议处理功能： 软交换设备提供丰富的协议功能，包括呼叫控制协议、传输控制协议、媒 体控制协议、业务应用协议以及维护管理协议，分别应用于软交换设备与 其他网络部件间，体现软交换体系开放性这一重要特点；
业务交换功能： 识别智能呼叫并上报业务控制功能，最终由SCF控制呼叫，从而保证软交 换网络内的用户继续享用现有智能业务；
操作维护功能： 操作维护功能是软交换设备中负责系统管理和操作维护的部分，是用户使 用、配置、管理、监视软交换设备运行的功能集合；
计费功能： 软交换设备根据计费对象进行计费和信息采集的功能，并负责将采集到的 信息送往计费中心；
R4 MGW功能
用户面关口接入功能： MGW是3G R4核心网的用户承载面的网关接入设备，位于3G CS核心网通往 无线接入网（UTRAN/BSS）及传统固定网（PSTN/ISDN）的边界处；是Iu接 口、PSTN/PLMN接口的关口承载通道，以及宽带媒体流（如RTP流）的终结 点。
R4网络架构和功能 R4网络接口和协议
Mc接口、协议和流程； Nc接口、协议和流程； Nb接口、协议和流程； SIGTRAN协议
MSC Server
Nc
Mc接口及其协议栈
MSC Server
Mc
Mc
Nb
MGW
MGW
H.248
SCTP UDP MTP3B
IP
SSCF/SSCOP/AAL5
Mc接口主要由三个协议定义：
• H.248/MEGACO:
由ITU-T和IETF共同制定，主要定义了基本的协议框架和基础包，有很强 的扩展性； • Q.1950 由ITU-T制定，主要针对VoIP业务以及和BICC协议的配合，对H.248的参数 取值和包进行了扩充，同时定义了Nb接口的BCP控制过程； • 3GPP TS 29.232 由3GPP制定，主要定义了无线应用中的H.248包以及Q.1950在3G R4阶段的 相关应用；
R4关键特征－IP承载的引入
控制层
MSC-SERVER/MGCF
HSS
CSCF
SIP
MAP/DIAMETER SIP
CALL SERVER(GCF)
SIP
核心交换层
H.248
边缘接入 MGW
IP Core
SIP
SGSN / GGSN
SIP
固定SIP终端
3G RAN
GCP
AG/TG/IAD 固定非SIP终端
Mc接口的特点
宽带核心网接入功能： MGW以宽带手段接入核心宽带网络（IP/ATM)，并提供Qos的保证；
用户面媒体流映射功能： MGW 可以支持媒体转换、承载控制等功能，如GSM/UMTS各类语音编解码器， 回音消除器，静音压缩，舒适噪音，IWF，接入网与核心网侧终端媒体流 的交换，会议桥、放音收号资源等。
Iub
Node B
RNC
Iu-CS
分组域
（IP）
SGSN Gn
GGSN
HLR SCP
Gi
传统网络
Intrane t/
Interne t
R4 MSC SREVER功能
呼叫控制和处理功能： 软交换设备为基本呼叫的建立、维持和释放提供控制功能，包括呼叫处理、 路由分析、连接控制、智能呼叫触发检出和资源控制等；
OoB Codec Negotiation RANAP
AMR
AMR
AMR Voice
MSC server
OoB Codec Negotiation RANAP
AMR
AMR
RNC
MGW
节省了TC资源 及带来的话质 损失
AMR结合静音检 测技术，节省2/3 左右带宽
MGW
RNC
节省了TC资源 及带来的话质 损失
•Transcoder Free Operation (TrFO) 是一种带外的Transcoder控制协议,通 过带外信令建立免编解码的通道； Tandem Free Operation (TFO) 是一种带 内的通信协议，通过带内信令建立免编解码器操作，但是通话中需要TC单元 继续工作；
•TrFO可以避免有损的语音编解码操作，提升语音质量，同时可以大大减少TC 资源的配置，降低设备投资成本；
MGW
分组网
SS7
H.248/wenku.baidu.comGCP
IP
T D
ATM
M
MGW
•将传统交换机的功能模块分离成为独立的网络部件，各个部件可以按相应的功 能划分各自独立发展；而传统交换将控制，承载和交换封闭在同一实体之内, 相 互之间的制约使用户的业务能力受限;
•承载和控制的分离使核心网组网的概念发生根本的改变，MSC-SERVER可以基于 方便控制和业务开展的原则集中设置，而MGW则可以基于方便接入和互通的原则 分散设置;
受控操作功能： MGW可通过H.248信令，接受来自 MSC server的资源控制命令。
管理和统计功能： 受网管系统统一管理，向网管系统报告相关的统计信息，包括设备相关统 计消息、端口相关的统计消息、连结或终结点相关的统计消息等；
R4 SG功能
信令承载转换功能 信令网关（SG）在基于TDM的窄带SS7信令网络与基于IP的宽带 信令网络之间，完成MTP3用户的传输层信令协议栈的双向转换 (SIGTRAN M3UA /SCTP/IP <=> SS7 MTP3/2/1)。
中国移动3G核心网R4系列之 －R4技术体制－
无线营销工程部 杨联
R4网络架构和功能 R4网络接口和协议
3G R4组网架构
RNC
Iub
Iu-CS
Node B
Iu-PS Iur
MSC-SERVER
Nc
MSC-SERVER
Mc
电路域
（IP/ATM/TDM)
Mc
MGW Nb
MGW
SS7/TDM SS7/IP