中国移动―3G培训 核心网网络结构和协议

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1、3G培训教材之十一 核心网网络结构和协议 中国移动通信集团公司技术部 2001年4月 中国移动3G高级培训之十一中国移动3G高级培训之十一 核心网络的定义及其核心网络的不同阶 段 R99核心网络 R4核心网络 R5核心网络 核心网络的平滑演进 中国移动3G高级培训之十一中国移动3G高级培训之十一 核心网络的定义 User Equipment Domain Access Network Domain Core Network Domain Infrastructure Domain Cu Mobile Equipment Domain USIM Domain Home Network Domai

2、n Transit Network Domain UuIu Zu Yu Serving Network Domain 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 物理实体包括 G MSC HLR SCP SMC GSN等 核心网络又分为归 属网络 拜访网络和传送网络3类 参见3GPP规范23 101 中国移动3G高级培训之十一中国移动3G高级培训之十一 3G核心网络的不同阶段 1 R99 1999年4月3GPP完成第一个版本 之后对内容不断 进行增补和修改 2001年3月最终冻结 但2000年 12月之后的版本变动不大 主要变化体现在新的无线技术的引入 核心网

3、络无核心网络无 根本性改变 根本性改变 R4 2001年3月完成第一个版本 主要变化 无线接口 TD SCDMA无线技术的基本完成 核心网络 核心网络 MSC被拆分为被拆分为MSC Server和和MGW两部分 两部分 开始实施向开始实施向ALL IP网络的过渡网络的过渡 中国移动3G高级培训之十一中国移动3G高级培训之十一 3G核心网络的不同阶段 2 R5 又称ALL IP网络 预计2001年12月完成第一个版本 根据目 前的情况 可能会推迟到2002年初 主要变化体现在 无线接口 IP技术成为无线接入网络的承载技术 核心网络 大量新的功能实体的增加 改变了原核心网络 大量新的功能实体的增加

4、 改变了原 有的呼叫流程 有的呼叫流程 IP技术成为所有信令消息的承载技术成为所有信令消息的承载 技术 技术 中国移动3G高级培训之十一中国移动3G高级培训之十一 核心网络的定义及其核心网络的不同阶 段 R99核心网络 R4核心网络 R5核心网络 核心网络的平滑演进 中国移动3G高级培训之十一中国移动3G高级培训之十一 R99核心网络 R99核心网络结构 基本结构 LCS网络结构 CAMEL网络结构 CBS网络结构 核心网络的功能实体 核心网络的接口协议 Mobile IP 中国移动3G高级培训之十一中国移动3G高级培训之十一 R99核心网络结构 1 BSS BSC RNS RNC CN No

5、de BNode B AIuPS Iur Iubis USIM ME MS Cu Uu MSC SGSN Gs GGSNGMSC Gn HLR Gr Gc C D E AuC H EIR FGf Gi PSTN IuCSGb VLR B Gp VLR G BTSBTS Um RNC Abis SIM SIM ME i for MSC B PSTNPSTN cell 基本结构基本结构 中国移动3G高级培训之十一中国移动3G高级培训之十一 R99核心网络结构 2 MS BSSE MSC VLRE GMSC NodeB NodeB HLR AUC E GGSN PSTN ISDN Internet

6、A Gb Iub Iub Iur RNC RNC Iucs Iups E SGSN 电路域 分组域 中国移动3G高级培训之十一中国移动3G高级培训之十一 R99核心网络结构 3 UE Node B LMU Type B HLR Gateway MLC External LCS client Le Lg Lg Lh Gateway MLC Other PLMN LMU Type A Uu IuIub gsmSCF Lc CBC Note 1 IuBC 3G SGSN 3G MSC VLR RNC Node B LMU Type B Iur Iub SRNC SMLC functio nality

7、 LCS网络结构 中国移动3G高级培训之十一中国移动3G高级培训之十一 R99核心网络结构 4 M S C G M S C H L R C D V L R B gsm S C F gsm S S F gsm S S F gsm S R F S G S N gprsS S F G r 智能网网络结构智能网网络结构 中国移动3G高级培训之十一中国移动3G高级培训之十一 Note 1 Interface outside the scope of 3GPP GSM UE IuBC BSS Abis BSC BTSBTS RNS Iub RNC Node BNode B CN Note 1 CBC R9

8、9核心网络结构 5 CBS网络结构 网络结构 注 在GSM阶段 CBC Cell Broadcast Center 不属于CN 中国移动3G高级培训之十一中国移动3G高级培训之十一 R99核心网络 特色及核心技术 1 核心网络分为CS域和PS域 CS域以原有的 GSM网络为基础 PS域以原有的GPRS网络为 基础 CS域 用于向用户提供电路型业务的连接 实 现方式包括TDM方式和ATM方式 它包括 MSC VLR GMSC等交换实体以及用于与其它 网络互通的IWF实体等 PS域 用于向用户提供分组型业务的连接 实 现方式为IP包分组方式 它包括SGSN GGSN 以及与其它PLMN互连的BG等

9、网络实体 中国移动3G高级培训之十一中国移动3G高级培训之十一 R99核心网络 特色及核心技术 2 MSC与SGSN两个功能实体可以合设也可 独立设置 呼叫控制部分的信令增强了对多媒体业 务的支持 移动性管理仍沿用MAP信令 只是由于 对CAMEL GPRS等功能的增强而对MAP 信令做了相应的补充 中国移动3G高级培训之十一中国移动3G高级培训之十一 R99核心网络 基本网络 各功能实体的功能 1 CS域和PS域共用的功能实体 HLR 完成移动用户的数据管理 MSISDN IMSI PDP ADDRESS LUM INDICATOR 签约的 电信业务和补充业务及其业务的的适用范围 和位 置信

10、息管理 MSRN MSC号码 VLR号码 SGSN 号码 GMLC等 VLR 处理当前用户的各种数据信息 AUC 存储用户的鉴权信息 密钥 EIR 存储用户的IMEI信息 SMS GMSC和SMS IMSC SMS GMSC用于保证短 消息正确的由SC发送至移动用户 SMS IMSC用于 保证短消息正确的由用户发送至SC 中国移动3G高级培训之十一中国移动3G高级培训之十一 R99核心网络 基本网络 各功能实体的功能 2 CS域功能实体 MSC 完成电路交换型业务的交换功能和信令控制 功能 GMSC 在某一个网络中完成移动用户路由寻址功 能的MSC GSMC可以与MSC合设 也可分设 IWF

11、与MSC紧密相关的一个功能实体 完成PLMN 网络与ISDN PSTN PDN网络之间的互通 主要 完成信令转换功能 其具体功能可以根据业务和 网络种类的不同进行规定 中国移动3G高级培训之十一中国移动3G高级培训之十一 R99核心网络 基本网络 各功能实体的功能 3 PS域功能实体 GSN SGSN GGSN 完成分组业务用户的分组 包的传送 存储用户的签约信息 IMSI PDP ADDRESS 和位置信息 SGSN VLR号码 CELL 或ROUTING AREA GGSN SGSN号码 BG 完成两个GPRS网络之间的互通 保证网络互 通的安全性 中国移动3G高级培训之十一中国移动3G高

12、级培训之十一 R99核心网络 基本网络 网络接口 1 基本网络 核心网络与接入网络间接口 A接口 完成BSS管理 移动性管理和呼叫控制 功能 08系列 Gb接口 完成分组数据传输和移动性管理功 能 08 14 08 16 08 18 Iu cs接口 完成RNS管理 移动性管理和呼叫控 制功能 25 41系列 Iu ps接口 同Iu cs接口 25 41系列 中国移动3G高级培训之十一中国移动3G高级培训之十一 R99核心网络 基本网络 网络接口 2 基本网络 核心网络内部接口 CS域 MSC与VLR之间的B接口 完成用户的移动性管理 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

13、 范 MSC与HLR之间的C接口 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 VLR与HLR之间的D接口 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 MSC之间的E接口 用于两个MSC之间的切换过程 同时 若 一个MSC兼作SC 当向一个用户发送或接受短消息时 也需 在此接口传送信息 29 002 MSC与EIR之间的F接口 交换相关信息 用于EIR验证用户 的IMSI状态信息 VLR之间的G接口 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 中国移动3

14、G高级培训之十一中国移动3G高级培训之十一 R99核心网络 基本网络 网络接口 3 基本网络 核心网络内部接口 PS域 SGSN与HLR之间的Gr接口 完成用户位置信息的交换和用 户签约信息的管理 同C接口功能相似 29 002 SGSN与GGSN之间的Gn Gp接口 采用GTP协议 在 GSN设备间建立隧道 传送数据包 29 060 GGSN与HLR之间Gc的接口 可选接口 SGSN与EIR之间的Gf接口 GGSN与外部网络之间的Gi接口 CS域 PS域共用的接口 MSC VLR与SGSN之间的Gs接口 用于MSC与SGSN之间的 联合位置更新 29 016 29018 HLR与AUC之间的

15、H接口 用于鉴权和加密 内部接口 不 规范 中国移动3G高级培训之十一中国移动3G高级培训之十一 R99核心网络 基本网络 与PHASE 2 阶段的比较 1 CS域 在R99中 呼叫控制仍采用ISUP等协议 移动性管 理仍采用MAP协议 ISUP等协议没有什么改动 MAP协议与与GSM MAP Phase2 相比 由于在R99阶段引入了一些新的业 务和功能 为此 MAP定义了新的接口 程序和参 数 新引入的业务包括 定位业务 号码可携性业 务 智能业务的增强等 增加了基于ATM传输技术的Iu CS接口 中国移动3G高级培训之十一中国移动3G高级培训之十一 99核心网络基本网络 与PHASE 2

16、 阶段的比较 2 PS域 Iu PS接口 Gb接口变成Iu PS接口 接口采用全新的协议 栈 底层基于ATM传输 用户数据的传输采用GTP UDP IP隧 道传输方式 相关的一些地址 编号与标识也有所改变 GTP格式改变 由原来的20字节固定长度的格式改为8 12字 节可变长度的格式 并增加了扩展字头功能 此外 整个GTP 字头的比特分配也发生了较大改动 去除了流标志等字段 信 令消息和信息单元有增删 利用隧道端点标识TEID取代2G GPRS系统中的隧道标识TID 用于标识传送PDP上下文用户数据和信令的隧道 与TID相 比 TEID与IMSI和NSAPI没有固定的对应关系 它只是由接收 端指定的一个隧道端点标识 在相应的信令消息中告知对端 令其在发送相关数据或信令时使用该TEID所标识的隧道 增加了CAMEL的支持 在各工作流程中定义了CAMEL相关的 业务触发点 中国移动3G高级培训之十一中国移动3G高级培训之十一 99核心网络基本网络 与PHASE 2 阶段的比较 3 PS域 移动性管理 2G GPRS在MS与SGSN之间实施加密 而R99 UMTS PS 则放在MS与RNC之