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1、GPRS原理及联通实现,Page 2,目录,GPRS 概述,GPRS 相关信令流程,Page 3,GPRS: General Packet Radio Services,GSM,2.5G GPRS,UMTS PS,IMS,电路域,初始阶段,能力扩展,最终发展,GSM: 所有网元用于电路域移动业务 2.5G GPRS: 重用GSM部分网元，发展分组业务 UMTS PS: 更高的无线接入速率 IMS: 所有业务基于分组网络,Page 4,GPRS业务功能,2G,2.5G,3G,B3G,移动业务,Mobile Voice/SMS,Mobile Narrow band Internet,High Qu
2、ality Mobile Experience,带宽,Multimedia and Mobile broadband Internet,GPRS: 低速的并发分组业务 MMS WAP information Internet Browsing Low speed VPN,EDGE: 中等速率业务 移动 TV 流媒体 多媒体 VPN (移动办公) 在线游戏,UMTS: 高速率业务 VOD 流媒体 POC 城市导航,Page 5,PS 能提供多种数据业务,Page 6,GPRS 网络结构,Gp,RNC,Iu-ps,Ga,CG,BG,DNS/DHCP server,Gn,Node B,UMTS,UT
3、RAN,Iub,Gb,BTS,BSC/PCU,GSM/GPRS,BSS,Abis,X-1/2/3,Gr,Gd,Ge,Lg,Gs,Gf,Gom,SNMP,Gi,MMSC,Intranet/Internet,Firewall,RADIUS,Other PLMN,WAP Gateway,SGSN,LIG,NMS,M2000,GGSN,Gc,Page 7,重要的网元实体,SGSN,CG,GGSN,Gn/Gp,Ga,Ga,Mobility management Session management 数据包的路由和转发 计费 合法监听 NTP,会话管理Session management 数据包路由和转发
4、 计费 动态地址分配 业务管理 DPI,实时话单采集 话单的缓存 话单的预处理 发送话单到计费中心,HLR,Gr,保存GPRS签约数据 用户鉴全 提供位置和路由信息,Page 8,PCU (Packet Control Unit): 无线资源管理 数据包的路由和转发,SGSN,GPRS Backbone,SGSN,BTS,BSC,PCU,BTS,BSC,PCU,BTS,Abis,BSC,BTS,BSC,PCU,Gb,Abis,Gb,Gb,重要的网元-PCU,Page 9,重要的网元- RNC,Iu-BC,RNC (Radio Network Controller) : 提供系统消息广播和系统接
5、入控制 提供移动性管理，切换决策 提供无线资源管理和控制功能,Page 10,重要的网元- DNS,SGSN,GGSN(A),MS,BSS,GPRS backbone,ISP A,ISP B,Internet/ Intranet,GGSN(B),DNS,在PDP激活流程中解析APN：APN=GGSN IP 在路由区更新流程中解析RAI：RAI=SGSN IP 在重定位流程中解析RNCID：RNCID=SGSN IP(UMTS),Page 11,联通DNS组网,递归解析,Page 12,Gb 接口 SGSN & PCU,用户面 A/Gb mode,控制面 MS - SGSN,物理承载可以是TDM
6、或者IP,Page 13,Iu-PS 接口,Control Plane,User Plane,RNC,SGSN,ATM,UDP/IP,物理承载可以是ATM或者IP,Page 14,SS7 接口,物理承载可以是TDM或者IP,Page 15,GnGp 接口,GPRS Backbone,SGSN,GGSN,Gn,GPRS Backbone,SGSN,GGSN,Gn,BG,Gp,Gn接口是一个PLMN内部不同GSN之间的接口 Gp接口是不同PLMN间GSN之间的接口,Page 16,Gi 接口,Internet,HLR,SGSN,GGSN,AAA,SSM,Private network,AAA,IP
7、,Leased line,Portal Server,AAA,SSM,Gi interface: 原始的用户数据包路由转发 IP地址分配 接入到业务网络 安全 协议栈类型取决于所接入的网络需求,Private network,IP over GTP,LNS,LNS,DHCP Server,Page 17,联通网络的实现,Gb：目前承载TDM网络 Iu： 采用主备VRRP的方式承载在IP网络上 Gr：目前承载在TDM网络上 Gn/Gp/Gi/Ga：承载在IP网络上 X合法监听接口：目前还没有启用 Gf/Gd/Gs/Ge/Lg/Gc/SNMP：目前没有启用,Page 18,GPRS发展趋势-支持I
8、MS,支持IMS网络 IMS是IP多媒体子系统 未来所有移动通信业务都将围绕IMS开展，而PS将作为IMS网络的接入网，为手机到IMS核心网提供IP承载通道,Gaming,Conference,3rd Party Applications,SCP,MGCF,I-CSCF,AGCF,P-CSCF,S-CSCF,HSS,Bearer Control Layer,SPDF,A-RACF,AG,IAD,PSTN/PLMN,MGW,SIP,H.248,xDSL/LAN access,WiFi access,AP,SGSN,2G/3G RAN,SIP Terminals,SIP,SIP,IAD,Beare
9、r Core Network,GGSN,AC,OMS,OSS,BGCF,IM-SSF,OSA,Presence,PTT,IM,Group,MRFC,MRFP,CCF,PDF,H.248,承载控制与接入层,会话控制层,业务能力层,应用层,Page 19,GPRS发展趋势-强大的业务识别能力,Service Analyzer,GGSN,统一的计费 和控制系统,Games,Music shop,Film & TV,News,WAP,FTP,GPRS UMTS RAN,内容感知： 实现基于业务的多种控制功能 实现基于业务的防火墙策略 实现基于业务的流量统计 实现基于业务的运营策略 支持多种计费,Pag
10、e 20,GPRS发展趋势-LTE,Gn,LTE,BTS,BSC/PCU,BSS,Abis,Gr,Gi,MMSC,Intranet/Internet,Firewall,RADIUS,WAP Gateway,SGSN,GGSN,MME,Serving Gateway,S3,S11,S1_U,S1_MME,GSM/WCDMA,控制和承载的分离，分成控制面节点MME和用户面节点.,架构扁平化，one tunnelBS+AGW的Flat架构，BS对MME/Serving SAE GW可见,分离,扁平化,支持多接入技术，支持和现有3GPP系统的互通，同时支持非3GPP网络(eg. WLAN、WiMAX)
11、的接入，支持用户在3GPP网络和非3GPP网络之间的漫游和切换.,多接入,增加对实时业务的支持，简化业务连接建立的时延，连接建立的时间要求小于200ms.,实时业务,Page 21,目录,GPRS 概述,GPRS 相关信令流程,Page 22,GPRS 相关流程,移动性管理,无线资源管理,会话管理,Page 23,GPRS 相关流程-移动性管理 Mobility Management,附着和去附着流程 （Attach and Detach）,安全流程（Security Function）,位置管理（Loaction Management）,业务请求（Service Request (UMTS
12、only),基本概念,Page 24,MM (Mobility Management),GMMPMM,Attach RAU and periodic RAU Detach Service request (PMM) SRNS relocation (PMM),P-TMSI reallocation Authentication Identification Subscriber management,主要流程,其他流程,NOTE: MM上下文存储在SGSN和MS中,Page 25,GMM 状态,定时器功能,准备定时器 READY Timer Function (GSM ),周期性路由区更新定时
13、器,移动可达定时器,当定时器超时，则MM上下文状态迁移到standby状态。无线侧释放资源。,当定时器超时，手机要主动发起周期性路由区更新流程，保持和网络的关联,如果定时器超时，SGSN将隐式分离用户，MM状态变迁为IDLE状态,Page 26,PMM 状态,Page 27,MS/UE 操作模式,A类模式： 手机可以同时附着到电路域和分组域中，并且能够同时进行电路域和分组域业务。 B类模式： 手机可以同时附着到电路域和分组域中，但是同一个时刻只能进行一类业务。 C类模式： 手机只能附着到分组域中，进行分组业务。,GSM,UMTS,PS/CS模式 手机可以同时附着到电路域和分组域中，并且能够同时
14、进行电路域和分组域业务。与A类手机相同 PS模式 手机只能附着到分组域，进行分组业务。但是可以通过分组域进行类似电路域的业务，比如VoIP。与C类手机相同。 CS模式 手机只能附着到电路域，进行电路业务。但是可以通过电路域进行类似分组域的业务，比如电路域的数据业务。,Page 28,网络操作模式,GSM,UMTS,Page 29,GPRS 相关流程-移动性管理 Mobility Management,附着和去附着流程 （Attach and Detach）,安全流程（Security Function）,位置管理（Loaction Management）,业务请求（Service Reques
15、t (UMTS only),基本概念,Page 30,附着流程,SGSN,Period RAU,Inter-RAU,功能 MS 会执行 GPRS Attach 流程来附着到SGSN ，以便进行GPRS业务。 如果手机通过GSM无线侧连接，它将会实行 GSM GPRS 附着； 如果手机通过 UMTS 无线侧链接，它将会实行 UMTS GPRS 附着。,Page 31,附着流程,流程结果,SGSN 从HLR中获得用户的签约数据 HLR 记录手机的服务 SGSN 号码 MS 处于 ready 或者 PMM-CONNECTED 状态 SGSN 和 MS 能够创建该MS的 MM 上下文 附着后，MS 可以请求会话业务，即可接入外部网络,Page 32,协议定义的附着流程拒绝原因值,Page 33,MM 上下文关键参数,Page 34,MM Context,Page 35,分离类型,Detach Type IE,分离类型 IMSI detach; GPRS detach; Combined GPRS / IMSI detach (MS-initiated only).,与分离流程有关的网元 MS SGSN HLR
