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1、 中兴通讯学院 WM-103-C1ZXTR系统网络结构介绍V0703中兴通讯学院 中兴通讯学院 课程内容：核心网络结构演进TD-SCDMA 网络结构各网元系统结构 中兴通讯学院 IMT-2000的标准化分为核心网和无线接入网两部分；ITU最初的愿望：制定一个统一的无线接口标准，制定一个公共的网络标准。因种种原因，网络部分提出“家族概念”基于现有的第二代两大网络，即GSM MAP和IS-41核心网无线接口部分形成多个无线技术标准，在不断融合和演进中。 IMT-2000标准化 发 展 历 程 中兴通讯学院 家族概念3G标准标准 WCDMAWCDMA核心网络：基于核心网络：基于MAP TD-SCDM
2、A核心网络：基于核心网络：基于MAP CDMA2000核心网络：基于核心网络：基于IS-41CDMA技术是技术是3G的主流技术的主流技术 中兴通讯学院 Core NetworkCore NetworkANSI-41ANSI-41cdma2000cdma2000GSM MAPGSM MAP WCDMA WCDMA TD-CDMA/TD-CDMA/TD-SCDMATD-SCDMAUWC-136UWC-136Radio InterfaceRadio Interface GSM GSM ISIS95 95 IMT2000IMT2000存在两大网络体系：存在两大网络体系：存在两大网络体系：存在两大网络体
3、系： 由由由由GSMGSM发展基于发展基于发展基于发展基于W-CDMAW-CDMA的的的的UMTSUMTS系统。系统。系统。系统。3GPP3GPP负责协议的制订工作。负责协议的制订工作。负责协议的制订工作。负责协议的制订工作。 由由由由IS95IS95发展而来的基于多载波发展而来的基于多载波发展而来的基于多载波发展而来的基于多载波CDMA2000CDMA2000系统。系统。系统。系统。3GPP23GPP2负责协议的制订工作。负责协议的制订工作。负责协议的制订工作。负责协议的制订工作。第三代移动通信的组成格局 中兴通讯学院 GSMGPRSEDGEUWC136WCDMATD-SCDMAIS-95A
4、cdma2000-3xIS-95Bcdma2000-1xPDCIS-1361xEV-DV1xEV-DOHDR第三代移动通信技术发展路线 中兴通讯学院 网络结构的演进: R4MSC SeverHLRGMSC SeverPSTN IP IPSGSNE IP/ATMMGWMGWCSPSGGSNE 中兴通讯学院 未来的移动网络HLRH323DBAAAISPService LayerPSTN/InternetMGWIPGWGGSNV-GWSGSNBearer LayerControl LayerIP Core NetworkIP Core NetworkAccessing Layer Wireless
5、AccessWCDMA 中兴通讯学院 3GPP网络演进的阶段性 R99： 主要改进在空中接口和无线接入网部分，RAN基于ATM；核心网部分基于GSM/GPRS演进，无本质区别R4: 全IP网络，目前主要改进在核心网，使PS域和CS域都基于 IP；支持呼叫和承载控制分离的CS域，兼容传统话音业务R5：增加 IP多媒体子系统 IMS，在移动网中引入基于IP的多媒体业务 中兴通讯学院 课程内容：核心网络结构演进TD-SCDMA R4 网络结构各网元系统结构 中兴通讯学院 PS 域TD-SCDMA R4网络结构Node BRNCSCPPacket BackboneDNSCGBGINTERNET/INT
6、RANETPSTN/ISDNHLRTDM/IP/ATMGMLCNO.7MGWMSC ServerGMSC ServerGMGWSGSNGGSNSMS IW/GMSCCS域PS域 中兴通讯学院 MSC SERVER功能介绍McMcNbNcMGWMGWUTRANR99/GSM/ PSTNn MSC Server(Mobile Switching Center Server):提供UTRAN/BSS的接入，包括电路域的呼叫接续、号码翻译、路由选择、移动性管理、鉴权和加密nVLR(Visitor Location Register):保存用户当前状态、存储用户部分数据；并配合MSC Server完成所
7、有呼叫流程，呼叫查询、鉴权和加密等SGWNO.7TD-SCDMA R4网络结构 中兴通讯学院 GMSC SERVER功能介绍McMcNbNcMGWMGWUTRANR99/GSM/ PSTNSGWNO.7n 由GMSC的呼叫控制和移动控制组成，只完成GMSC的信令处理功能。n 具有查询位置信息的功能。如MS被呼时，网络如不能查询该用户所属的HLR，则需要通过GMSC server查询，然后将呼叫转接到目前登记的MSC server中。 TD-SCDMA R4网络结构 中兴通讯学院 MGW 功能介绍McMcNbNcMGWMGWUTRANR99/GSM/ PSTNSGWNO.7n 是R4核心网承载面
8、的网关设备，位于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、PSTN/PLMN接口的承载通道，以及分组网媒体流（如RTP流）的终结点nMGW可以支持媒体转换、承载控制及业务交换等功能，如GSM/UMTS各类语音编解码器、回音消除器、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n 支持电路域业务在多种传输媒介（基于AAL2/ATM, TDM，或基于RTP/UDP/IP)上的实现，提供必要的承载控制TD-SCDMA R4网络结构 中兴通讯学院 SGW 功能介绍n 信令网关SGW在基于TDM的窄带SS7信令网络与基于IP的宽带
9、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 nSGW在物理实现上可与(G)MSC server或MGW合一McMcNbNcMGWMGWUTRANR99/GSM/ PSTNSGWNO.7TD-SCDMA R4网络结构 中兴通讯学院 HLR/AUC/EIRNO.7SGSNGGSNn归属位置寄存器（HLR）: 签约的移动用户的重要信息，并可实时地提供对用户位置信息的查询和修改，及实现各类业务操作，包括位置更新、呼叫处理、鉴权、补充业务等，完成移动通信网中用户移动性管理。n鉴权中心(AUC ): 用于系统的安全性管理，存储着鉴权信息和加密密钥，用来防止无权用户接入系统和保证通过无线接口
10、的移动用户通信的安全。n设备识别寄存器（EIR）:存储有关移动台设备参数。完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防止非法移动台的使用。 HLR/AUC/EIR功能介绍TD-SCDMA R4网络结构 中兴通讯学院 SGSNGGSNnSGSN(Serving GPRS Support Node ):提供网络介入功能，分组路由和转发功能以及GPRS的移动性管理功能，SGSN对MS的位置进行跟踪，完成安全鉴权功能与接入控制，并与GGSN共同完成PDP连接的建立、维护与删除工作。UTRANInternet SGSN功能介绍TD-SCDMA R4网络结构 中兴通讯学院 SGSNGGSNnGGSN(Ga
11、teway GPRS Support Node ): GGSN为MS访问外部网络提供网关功能，从外部网络看来，GGSN在可寻址的GPRS网络中就类似IP路由器的作用。UTRANPSTN GGSN 功能介绍二、 TD-SCDMA R4网络结构 中兴通讯学院 课程内容：核心网络结构演进TD-SCDMA R4 网络结构各网元系统结构 中兴通讯学院 MSCS 系统结构CS核心网络Node BRNCSCPPacket BackboneDNSCGBGINTERNET/INTRANETPSTN/ISDNHLRTDM/IP/ATMGMLCNO.7MGWMSC ServerGMSC ServerGMGWSGSN
12、GGSNSMS IW/GMSC 中兴通讯学院 MSCS 系统结构ZXWN MSCS/VLR系统功能1)移动性管理2)基本呼叫3)切换功能4)数据业务提供5)SMS业务功能6)多媒体业务功能7)补充业务功能8)CAMEL功能9)位置业务功能10)多区号组网功能11)双归属组网功能 中兴通讯学院 ZXWN MSCS可实现的功能实体实体功能MSC Server提供UTRAN/BSS的接入，包括电路域的呼叫接续、号码翻译、路由选择、移动性管理、鉴权和加密VLR保存用户当前状态、存储用户部分数据GMSC Server充当移动和固定网络互通的关口局，完成GMSC的控制功能SSP智能业务交换点，实现CAME
13、L业务的呼叫控制和业务交换功能TMSC ServerTMSC的控制部分，用于汇接省际呼叫控制信令计费单元存储CS域产生的计费话单并形成标准话单，同时提供到计费中心的FTAM/FTP接口，送到计费中心MSCS 系统结构 中兴通讯学院 MSC Server系统结构SS7MGWRNC 中兴通讯学院 UIM CHUBSPBAPBEIPICLKGOMPBillingServerUSIRPUNO.7SignallingNetworkATM SignalNetworkSigTranNetworkBITS SYN Signal InputFEFEFEFEFEFEFEFEFEFESTM-1E1/T1FENMSS
14、YN SignalInputSMP(Signal)SYN SignalOutputBillingCenterQ3 or COBRAFTP or FTAMOMMServerOMMClientFEFEFEOMMClientSMP(Service)ZXWN MSCSMSC Server硬件结构 中兴通讯学院 MSC Server系统性能1系统容量：200万用户 话务量： 60000Erl 呼叫处理能力： 3456K BHCA 交换容量：10Gbps2接口数量 64K链路：2048条 2M链路：128条 FE接口：8个 中兴通讯学院 MGW 系统结构CS核心网络Node BRNCSCPPacket B
15、ackboneDNSCGBGINTERNET/INTRANETPSTN/ISDNHLRTDM/IP/ATMGMLCNO.7MGWMSC ServerGMSC ServerGMGWSGSNGGSNSMS IW/GMSC 中兴通讯学院 MGW 系统结构MGW的概念实现承载控制的功能（媒体接入、媒体转换、媒体服务）MSC Server通过网关控制功能实体MGC对网关进行逻辑控制MSC Server与MGW的控制接口Mc口采用标准的协议接口 中兴通讯学院 ZXWN MGW实现功能支持TDM、RTP、AAL2多种承载方式支持端局、中继局、关口局多种组网方式支持AMR、等不同编解码以及8种不同AMR速率间
16、的适配支持智能业务对应的多种语音资源支持回声抑制EC功能支持TrFO/TFO支持AVCall支持DTMF收发号支持内置信令网关支持MSC Server双归属MGW 系统结构 中兴通讯学院 MGW 系统结构N*E1STM-1IP交换平台IMA接入模块OMC-S窄带信令模块主控模块/资源控制声码器模块信令主控模块ATM接入时钟模块监控模块数字中继接口IWF模块MRM资源模块电路交换网IP接入模块POS/GE/FEN*E1 中兴通讯学院 MGW 硬件结构 ATM IP核心交换 LAN SWITCH 64 256k T网 DTB SDTB 媒体资源MRB P S T N DTB/SDHB BSC FE
17、/GE n*32MHw n*32MHw n*32MHw n*32MHw A口(E1/SDH) E1 SDH n*32MHw n*32MHw VTC/EC IWFB LAN SWITCH FE/GE 控制流FE 煤体流FE 控制中心 SPB APB APB STM -1 MP MP MPB SPB n*32MHw No.7信令网 E1 MNIC STM -1 MNIC DTB/SDHB I P 中兴通讯学院 MGW系统性能网元类型容量瓶颈机架配置框数 等效中继数支持用户数 MGW端局（TDM） T网容量（256K） 16框BUSN5框BCTC+1框一级T网交换 TDM：153.6k 215万MG
18、W端局（IP） 一级IP交换容量 12框BUSN 6框BCTC+1框一级IP网交换ATM:72kIP:72k 288万GMGW(IP) T网容量（256K） 16框BUSN 5框BCTC+1框T网交换1框一级IP交换IP:61.6kTDM:76.8k 用户容量按照TDM中继，每用户来进行折算 中兴通讯学院 CS域相关接口HLRHLRMGWMGWRNCRNCMSC Server/VLRMSC Server/VLRMGWMGW PSTN PSTNBSCBSCD DIu-CsIu-CsMcMcNcNcNbNbIu-CSIu-CSA AGMSC ServerGMSC ServerAiAiC CMcMc
19、SGSNSGSNGsGs 中兴通讯学院 Iu口：完成与RNC通信能力Mc口：MSCS与MGW间接口，采用H248协议Nc口：MSCS间接口，采用BICC信令Nb口：MGW间接口，采用ALCAP或IPBCP协议Gs口：MSCS与SGSN间接口，实现联合位置更新及呼叫时优先从PS域接入功能CS域接口介绍 中兴通讯学院 电路域话音业务实现流程ZXWN MSCSZXWN MSCSZXWN MGWZXWN MGWMcMcMcMcRNCRNCPSTNPSTNNb其它其它MGWMGW信令和控制流媒体流 中兴通讯学院 HLR/AUC概述HLR/AUC在网络中的位置Iu-CSIu-CSIu-PSIu-PSCSP
20、SMSC ServerMSC ServerGMGWGMGWPSTN/PSTN/PLMNPLMNHLR/AUCHLR/AUCGGSNGGSNSGSNSGSNMGWMGWGMSC ServerGMSC ServerSMSCSCPRNCRNCMcMcNcNcNbNbMcMcD DC CGnGnGiGi 中兴通讯学院 HLR/AUC概述ZXWN HLR功能1)数据存储:l基本业务数据l补充业务相关数据l业务限制l位置信息2）获取用户数据3）提供路由信息4）移动性管理5）虚拟HLR 中兴通讯学院 ZXWN AUC业务功能： 1）鉴权数据的存储 2）产生、传送鉴权3元组和5元组； 3）5元组与3元组之间的
21、转化 4）支持鉴权重同步 5）AUC应能保证各种保密参数的安全性：HLR/AUC概述 中兴通讯学院 HLR系统性能1用户容量：800万（单机架） 交换容量：10Gbps2接口数量 64K链路：1024条 2M链路：64条 FE接口：4个 中兴通讯学院 相关接口HLR/AUC概述GMSCGMSCServerServerAUCAUCSGSNSGSNMSCMSC Server ServerGrGrC CD DHLRHLRGGSNGGSNHGcGc 中兴通讯学院 接口介绍C口：GMSC在请求呼叫路由时通过该接口与HLR交互，该接口采用MAP协议D口：该接口用来交换用户位置信息、用户签约信息信息、用户当
22、前状态等 ，采用MAP协议H口：H接口是HLR和AUC之间的内部接口，无标准协议。 Gr口：该接口用来交换用户的位置信息、用户签约地GPRS信息、用户当前状态等，采用MAP协议Gc口：该接口主要用来提供用户的GPRS路由信息 ，采用MAP协议HLR/AUC概述 中兴通讯学院 HLR系统结构HLR系统结构DB DB ServerServerDB DB ServerServer近端操作维护台OMC服务器Router局方银帐系统的BOSSLAN/WAN磁盘磁盘阵列阵列前置机业务受理服务器近端业务受理台HLR接口机IP SigtranIP Sigtran 中兴通讯学院 HLR系统结构HLR系统结构（一
23、）HLR前台硬件结构Switch(UIM)Switch(UIM)SPBSPBIPIIPICLKGCLKGOMPOMPDatabaseDatabaseServerServerUSIUSIRPURPUNO.7NO.7SignallingSignallingNetworkNetworkSigTranSigTranNetworkNetworkBITS SYN Signal InputBITS SYN Signal InputFEFEF FE EFEFEFEFEFEFEFEFEFEFEFEFEE1E1FEFENMSNMSSYN SignalSYN SignalInputInputSYN SignalSY
24、N SignalOutputOutputBOSSBOSSQ3 orQ3 orCOBRACOBRADDN/X.25/FR/DDN/X.25/FR/PSTNPSTNOMMOMMServerServerOMMOMMClientClientFEFEFEFEFEFEOMMOMMClientClientSMPSMPZXWN HLRZXWN HLRSwitchSwitchDBIODBIOServerServerHLRHLRAgentAgentInterfaceInterfaceProcessorProcessorFEFEFEFEFEFEFEFE操作维护操作维护后台部分后台部分信令前置机部分信令前置机部分用户
25、数据管理用户数据管理后台部分后台部分 中兴通讯学院 HLR系统结构HLR系统结构（二）用户数据管理后台部件（主要指业务受理部件和数据库部件）数据库部件 中兴通讯学院 HLR系统结构数据库部件工作原理： ZXWN HLR的用户数据存储在数据库服务器中，使用了商用数据库商用数据库和内存数据库内存数据库。其目的是使用商用数据库作为用户数据的可靠备份，采用内存数据库来保证大容量系统数据存取性能。 ZXWN HLR信令前置机架通过USI（通用服务器接口板）连接到系统内部以太网上，通过该以太网与数据库服务器节点相连，组成一个内部局域网。 数据库服务器节点采用cluster集群技术和共享磁盘阵列方式，集中保
26、存用户数据。一个数据库服务器节点包括两台主机和一个磁盘阵列。物理数据库管理也采用多节点，满足不同容量需求。每一个物理数据库节点存贮一定容量的用户数据。 中兴通讯学院 HLR系统结构业务受理部件BOSS近端业务受理台远程操作维护台PSTNInternet受理服务器HLR接口机BOSSBOSS 中兴通讯学院 HLR系统结构业务受理部件工作原理： 业务受理部件的主要组成部分包括：受理服务器、近端受理台、HLR接口机。 业务受理服务器（DBIO Server）接收近端受理台和通过HLR接口机接入的远端业务受理请求，存取各数据分布节点的用户数据，完成用户数据的查询、增加、删除、修改。 近端业务受理台提供
27、人机操作平台，实现用户管理。 HLR接口机（Interface Processor）接口机为上级网管中心提供开放式接口，使BOSS系统能够接入ZXWN HLR服务器，HLR接口机收到业务受理请求后，通过业务受理服务器（DBIO）进行用户各项业务的操作。 中兴通讯学院 HLR系统结构业务受理服务器（DBIO Server） 中兴通讯学院 HLR系统结构lHLR系统结构（三）操作维护模块Oracle操作系统OMCS ServerWindows 2000 OMM Server是整个系统的维护中心，OMM Client是维护系统的客户端，采用Client/Server架 构 ， OMM Server保
28、存了整个设备的配置数据，具有网络配置、告警管理、性能统计、信令跟踪、业务观察等各种维护功能。 操作维护后台网管客户端使用普通PC机，服务器采用中档或低档服务器。 中兴通讯学院 SGSN系统结构SGSNNode BRNCPacket BackboneGGSNDNSCGBCIP/DDN HLRNO.7Fire WallWWWRadiusServer分组域网络结构 中兴通讯学院 SGSN系统结构ZXWN SGSN系统功能分组网络接入控制功能分组路由和传输功能移动管理功能逻辑链路管理功能（提供Gb接入时）无线资源管理功能网络管理功能 中兴通讯学院 SGSN系统结构SGSN系统结构SS7RNCBSCGn
29、接口Gb接口Iu-PSGr接口 中兴通讯学院 SGSN硬件结构SGSN系统结构 中兴通讯学院 ZXWN SGSN性能指标 系统容量：240万用户 分组交换容量：40Gbps，可扩展到80Gbps。 同时激活PDP上下文数：480万 业务数据流量： 最大数据包处理能力： 64K链路：512条 2M链路：32条 FE接口：60个 GE接口：30个 ATM STM -1接口：48个 中兴通讯学院 GGSN系统结构SGSNNode BRNCPacket BackboneGGSNDNSCGBGIP/DDN HLRNO.7Fire WallWWWRadiusServer分组域网络结构 中兴通讯学院 GGS
30、N系统结构ZXWN GGSN系统功能路由功能：完成手机与网络之间的路由查找功能安全控制功能：保护移动网络的安全接口功能：提供各种接口与分组网络互联互通功能网络接入控制功能网络管理功能 中兴通讯学院 GGSN系统结构GGSN系统结构SS7PS骨干网PDNHLRSGSNGn接口Gc接口Gi接口 中兴通讯学院 GGSN硬件结构GGSN系统结构 中兴通讯学院 GGSN的性能指标 系统容量100万用户（单机架） 分组交换容量：40Gbps，可扩展到80Gbps 同时激活PDP上下文数：200万 业务数据流量：2Gbps 最大数据包处理能力： FE接口：48个 GE接口：12个 中兴通讯学院 HLRHLR
31、SGSNSGSNRNCRNCGGSNGGSNCGCG PDN PDNBSCBSCGcGcGrGrGnGnGiGiGaGaGaGaIu-PSIu-PSGbGbPS域相关接口 中兴通讯学院 Iu口：完成与RNC通信能力Gn/Gp口：GSN节点间接口，采用GTP协议Gr口：与HLR接口，采用七号信令Ga口：与CG接口，采用GTP协议Gb口：与BSC间接口实现GSM接入能力PS域接口介绍 中兴通讯学院 分组域数据业务实现流程ZXWN GGSNZXWN GGSNZXWN SGSNZXWN SGSNGnGiGnRNCRNCInternetInternetHLRHLRIu-PSGrGc分组域路由更新PDP激活用户面数据传输 中兴通讯学院 谢谢谢谢 谢谢谢谢 ！THANK YOUTHANK YOU
