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1、内部资料，注意保密3G核心网核心网基础培训基础培训于江涛于江涛 华信邮电咨询设计研究院有限公司华信邮电咨询设计研究院有限公司2006年1月内部资料，注意保密1 1、3G3G核心网技术发展概述核心网技术发展概述2 2、WCDMAWCDMA核心网技术核心网技术3 3、WCDMWCDM核心网规划简介核心网规划简介2内部资料，注意保密3G3G核心网技术发展核心网技术发展IMT-2000体系（体系（ITU）(International Mobile Telephony-2000)3内部资料，注意保密vWCDMA和TD-SCDMA对应GSM MAP核心网vCDMA2000对应ANSI-41核心网v随着核心
2、网的IP分组化及软交换技术的应用，核心网趋于统一 3G3G核心网技术发展核心网技术发展4内部资料，注意保密 n 引入Iu接口 n 最大速率 2Mbps n 商用版本 2001.6+R99 2000.32001.3 2002.6 功能冻结时间点 R4 n 控制与承载分离 n 增加 TD-SCDMA n 成熟商用 (IMS)R5 n 引入多媒体域n 无线引入 HSDPA10Mbps n 有待完善 R6 n 研究IMS与PLMN/PSTN/ISDN的电路交换的互操作 n MBMS mutimedia broadcasting/multicast servicen 框架结构的研究 WCDMA版本演进3
3、G3G核心网技术发展核心网技术发展5内部资料，注意保密MSCGMSCCSGGSNSGSNPSRNSBSSRNSBSSMGWRNSBSSMGWMGWCSGGSNSGSNPS MSC server GMSC serverBilling ServerOMCSCPHLRMMSCGMLCMGWCSGGSNSGSNPS MSC serverBilling ServerSCPHSSGMLCMMSCOMC MGCF CSCFIMS GMSC serverR99R99R4R4R5R5核心网基于演进的GSM和GPRS网络电路域引入软交换电路域实现IP传输核心网和无线接入网均采用IP传输3G3G网络向全网络向全网络
4、向全网络向全IPIP的演进符合下一代网络的发展趋势的演进符合下一代网络的发展趋势的演进符合下一代网络的发展趋势的演进符合下一代网络的发展趋势Billing ServerOMCSCPHLRMMSCGMLC3G3G核心网技术发展核心网技术发展6内部资料，注意保密1 1、3G3G核心网技术发展概述核心网技术发展概述2 2、WCDMAWCDMA核心网技术核心网技术3 3、WCDMWCDM核心网规划简介核心网规划简介7内部资料，注意保密vR99核心网组网技术vR4核心网组网技术vR5核心网组网技术v核心网技术的选择WCDMAWCDMA核心网络技术核心网络技术8内部资料，注意保密HLRGMSCMSC/VL
5、RMSC/VLRAuCGGSNInternetPSTNOther PLMNSGSNGGSNBTSBTSNode BNode BIu-CSRNCIu-PSGbBSCAGsGrGnGcCDHEGGpIubAbisUmUuRNCIur电路域电路域(CS)分组域分组域(PS)Node BIubUMSCGiR99R99核心网络技术核心网络技术核心网（核心网（CN）无线接入网无线接入网（RAN）WCDMA网络结构R999内部资料，注意保密R99R99核心网电路域结构核心网电路域结构R99R99核心网技术核心网技术端局端局汇接局汇接局T1汇接局汇接局T210内部资料，注意保密分组域网络架构分组域网络架构CH
6、INANET骨干GGSNCG根DNSCHINANET省GGSNSGSN省DNSCGRNCRNCRNCBG其他PLMN国国家家骨骨干干网网省省级级网网核心网规划组网核心网规划组网11内部资料，注意保密NO.7NO.7信令网架构信令网架构核心网规划组网核心网规划组网12内部资料，注意保密vR99核心网技术vR4核心网技术vR5核心网技术v核心网技术的选择WCDMAWCDMA核心网络技术核心网络技术13内部资料，注意保密R4R4核心网技术核心网技术WCDMA网络结构R4AuCGGSNInternetPSTNOther PLMNSGSNGGSNNode BNode BIu-CSRNCIu-PSGbAG
7、sGrGnGcCDGpIubBTSBTSBSCAbisUmUuRNCIurCS域域PS域域Node BIubNbNcMGWGMSC ServerMcMSC Server/VLRMcHHLRMGWGi14内部资料，注意保密R4R4与与R99R99核心网比较核心网比较PS域域：与R99相比，R4在PS域组网结构无变化，仍由SGSN和GGSN组成，但R4对部分协议进行了更改以支持增强的业务能力。CS域域：与R99相比，R4在CS域基于呼叫控制和承载分离的思想，将MSC分为MSC Server和MGW。MSC Server位于控制层，MGW为传输层。q承载网络承载网络：可以采用IP、ATM和TDM等多
8、种技术，承载网络扁平化q无线网络无线网络：支持TD-SCDMA技术q业务架构业务架构：引入了OSA(Open Service Architecture)技术，开放业务接口R4R4核心网技术核心网技术15内部资料，注意保密MSC服务器（服务器（MSC Server）完成呼叫控制、移动性管理、用户业务数据和CAMEL相关数据的管理（VLR功能）等信令处理功能。媒体网关（媒体网关（MGW）与MSC Server、GMSC Server配合完成核心网络资源的配置（即承载信道的控制）。同时完成回声消除、（多媒体数字）信号的编解码以及通知音的播放等功能。信令网关（信令网关（SG）完成信令转换工作。即完成S
9、S7信令传送层MTP与SIGTRAN的传送层SCTP/IP之间的转换。高层信令MAP和CAP不进行转换。R4R4核心网技术核心网技术功能实体功能实体16内部资料，注意保密R4R4核心网技术核心网技术R4R4网络接口协议网络接口协议17内部资料，注意保密Mc接口接口该接口是MSC Server和MGW之间的标准接口，提供MSC Server对MGW的控制、维护、管理功能，采用扩展的H.248协议。Nc接口接口该接口是MSC Server之间的标准接口，提供独立于用户面承载技术及控制面信令传输技术的局间呼叫控制能力。采用ITU-T制定的承载无关呼叫控制协议（BICC）协议，该协议可以为Nb接口的控
10、制平面信息提供隧传功能。Nb接口接口该接口是MGW间的标准接口，用于承载用户业务流，并以承载控制信令管理业务流连接的建立、释放、维护。R4R4核心网技术核心网技术系统接口系统接口18内部资料，注意保密McMcNbNcR4R4核心网技术核心网技术系统接口协议系统接口协议19内部资料，注意保密SIGTRANSIGTRANSIGTRAN协议协议协议vSIGTRAN本身不是一个协议而是一个协议簇，包含有传输协议（SCTP）和适配协议（M2UA、M3UA）。vSIGTRAN（Signaling Transport）协议栈支持通过IP网络传输传统电路交换网SCN（Switched Circuit Netw
11、ork）信令。vSIGTRAN协议栈担负信令网关和媒体网关控制器间的通信，有两个主要功能：适配和传输R4R4核心网关键技术核心网关键技术20内部资料，注意保密自适应多速率语音编解码自适应多速率语音编解码Adaptive Multirate（AMR ）RNCMSC/VLRServerRANAPAMR MGWFTRAUCodec Rates4.755.155.9PDCEFR6.7AMPSEFR7.47.9510.2GSMEFR12.2TRAU:Transcoder UnitEFR:Enhanced FullrateQ.AAL2通过动态调整AMR语音的速率，以UE的通话质量来换取网络的容量和覆盖。R
12、4R4核心网关键技术核心网关键技术21内部资料，注意保密AMR、VAD及TrFO技术的应用R4阶段，话音可以在ATM/IP分组网络上承载，码率无需恒定，可以采用AMR（Adaptive Multirate）以及VAD技术，节省传输带宽。开放TrFO（Transcoder Free Operation）功能，使得3G用户间的通话可以不必经过语音编解码变换器的有损变换处理，最终语音质量得以提高。R4R4核心网关键技术核心网关键技术22内部资料，注意保密R4R4核心网技术核心网技术q承载与控制分离的优势：承载与控制分离的优势：业务和控制集中在MSC Server，新业务的提供主要通过升级MSC Se
13、rver实现，和传送层、接入层MGW没有关系，业务升级方便，加快新业务提供周期；MSC Server可采用大容量集中设置方式，便于网络容量的升级扩容，网络维护管理方便；MGW可采用分布式，多点设置方式，根据网络建设的需要灵活设置，节约投资成本；话路路由灵活，非常适合大型组网。q统一分组传输的优势：统一分组传输的优势：由于采用了统计复用的传送方式，相对于64K静态电路方式，传输效率提高，对网络资源占有率降低；利用现有分组网的结构，取消电路多级网络设置，简化网络规划、配置；充分利用中国电信数据网的带宽优势。R4R4与与R99R99核心网比较核心网比较23内部资料，注意保密v业务种类业务种类从目前标
14、准上看R4和R99在业务种类上没有差别。v业务提供能力业务提供能力R4控制承载的分离结构，带来了一定的灵活性，业务提供能力强。v业务提供速度业务提供速度R99中控制和承载合一，业务提供方式复杂。R4中业务和MGW是松耦合，业务提供主要在MSC Server进行。R4中与业务控制相关的网元数量减少，有利于业务的快速实施。R4R4核心网技术核心网技术目前R4和R99在业务种类方面差别不显著，但R4的网络特点使其在业务提供速度、业务提供能力，特别是在提供个性化、第三方业务能力方面与R99相比具有显著潜力。R4R4与与R99R99核心网比较核心网比较24内部资料，注意保密IP R4基本网络架构UTRA
15、NMGWPSTN本地网2UTRANIP骨干网MGWSGWNO.7MSC Server2本地网1MSC Server1全国骨干网全国骨干网BICCBICCTMSC ServerTMSC ServerSGWPSTNR4R4核心网技术核心网技术l话路网扁平化话路网扁平化l信令网层次化信令网层次化25内部资料，注意保密ISUPINNMSAppServerSGPSTNswitchSTPMGWMGWMSC ServerRoute/Policy ServiceMSC Server 核心网的维护工作重点在于信令的分析工作核心网的维护工作重点在于信令的分析工作 R4网络的业务和控制集中在网络的业务和控制集中在M
16、SC Server，是集中管理的网络，更加利于维护与管理是集中管理的网络，更加利于维护与管理MGWMGWMGWMGWMGWB本地网本地网A本地网本地网省局集中维护中心省局集中维护中心网络集中管理与维护网络集中管理与维护R4R4核心网技术核心网技术26内部资料，注意保密vvQoSQoS和安全问题和安全问题vR99的QoS和安全机制成熟vR4网络QoS和安全性受限于IP承载网络 v稳定性与成熟性vR99设备早已稳定、成熟vR4处于大规模商用阶段，应用前景优于R99版本 R4R4核心网技术核心网技术 R4的QoS和安全性依赖于承载网络，与R99相比，存在一定风险性。理论上分析，CN2可以为C3以上的
17、R4话音质量提供一定的保证，但能否保证信令的传送有待进一步论证。城域网内的R4话音质量仍需要IP专网才能保证。R99R99与与R4R4核心网比较分析核心网比较分析27内部资料，注意保密vR99核心网技术vR4核心网技术vR5核心网技术v核心网技术的选择WCDMAWCDMA核心网络技术核心网络技术28内部资料，注意保密因特网因特网PSTN电路域电路域R99或或R4分组域分组域WCDMA接入网接入网IMS互通互通接入接入-R5主要增加IMS域，基于SIP协议，提供IP多媒体业务的控制。-IMS与电路域的接口主要完成互通，IMS与R4或R99电路域都能互通。-IMS与分组域的接口用于业务接入，分组域
18、是R5业务的承载。IMS的部署可独立于R99/R4等版本的选择R5R5核心网技术核心网技术29内部资料，注意保密MGWMSC ServerMGWSGSNUTRAN T-SGWMGCFR-SGWMRFPPSTN Legacy/ExternalGMSC ServerHSSR-SGW CSCFCxMsMwMgMrGiGi IMS-MGWMcMcMcCDMhMhT-SGWPS域域IP多媒体域多媒体域CS域域IuGrGi HSS CSCF GGSNIMSIMS域组网技术域组网技术R5R5核心网技术核心网技术30内部资料，注意保密需要在原需要在原R4节点升级的网元节点升级的网元 IMS新增的主要网元新增的
19、主要网元MGCFMSC Server通过软件升级支持MGCF节点功能HSSHLR通过增加IP硬件和软件升级支持HSS功能MGW增加处理IM分组话音承载模块，支持IM-MGW功能CSCF主要负责SIP呼叫对话管理BGCF提供PSTN/CS域互通MRFC/MRFP提供铃音，语音通知，和多方话音会议等应用的媒体控制IMSIMS域组网技术域组网技术R5R5核心网技术核心网技术CSCF（呼叫状态控制功能）MGCF（媒体网关控制功能）和MGW（媒体网关）MRFC（媒体资源功能控制）和MRFP（媒体资源功能处理）BGCF（网关控制功能）HSS（归属用户服务器）31内部资料，注意保密User dataCont
20、rolPSTN/PLMNIPRNCSDH/PDH/DWDMSDH/PDH/DWDMSS7MSC ServerInternetIntranetsHLRSCPIPMGWMGWSGSNGGSNIMS ServerR5R5核心网技术核心网技术R5R5组网结构全组网结构全IPIP、整体化、整体化32内部资料，注意保密vR99核心网技术vR4核心网技术vR5核心网技术v核心网技术选择WCDMAWCDMA核心网络技术核心网络技术33内部资料，注意保密2G向3G网络演进各版本的主要技术内容核心网电路域GSM/GPRS7号信令网：STP基于TDM链路组织 支持GSM/GPRS TDM 传输 分级网结构子系统子系
21、统3GPP R99 新的用户签约数据和多种业务增强沿用GSM网络结构，无重大改进IP信令网：SIGTRAN承载与控制相分离软交换网络结构可采用IP承载 FDD TDMA30K-56Kbps数据 FDD WCDMA 384K-2Mbps数据 TD-SCDMA无线接入网核心网分组域HLR业务信令传输 IP 传输 SGSN/GGSN基于GTP协议组网3GPP R43GPP R5/R6以SIP为主：基于IP传输 HSS-CS、PS、IMS沿用 GPRS网络结构，无重大改进无重大改进 HSDPA 10Mbps下行 IP-UTRAN话音/窄带数据话音/流媒体/宽带数据业务IMS业务 在3G分组域上叠加基于
22、SIP协议的IMS网络进展运营经验丰富协议成熟有运营实例01年冻结,协议基本成熟但运营实例较少 R5于02年冻结,R6尚未冻结，协议还不成熟核心网技术选择核心网技术选择34内部资料，注意保密UMTSUMTSUMTSUMTS不同子系统可分别选择关键技术、各自演进不同子系统可分别选择关键技术、各自演进不同子系统可分别选择关键技术、各自演进不同子系统可分别选择关键技术、各自演进无线接入网无线接入网核心网（电路域）核心网（电路域）核心网（分组域）核心网（分组域）GSM/GPRS最高达72k到144kbps无线数据传输采用传统电路交换方式组网基于IP，通过SGSN和GGSN采用GTP协议组网3GPP R
23、99FDD WCDMAFDD WCDMA；最高最高达达384k384k到到2Mbps2Mbps无无线数据传输线数据传输无重大改进无重大改进3GPP R4增加了TD-SCDMA采用控制与承载相分采用控制与承载相分离的软交换方式组网离的软交换方式组网无重大改进3GPP R5/R6 增加了高速下行分增加了高速下行分组数据接入方式组数据接入方式（HSDPAHSDPA）无重大改进迭加了迭加了IPIP多媒体子系统多媒体子系统（IMSIMS），可），可提供移动多提供移动多媒体的业务；媒体的业务；无线接入网、核心网电路域、核心网分组域相互间具有一定的独立性，可根据业务发展的需要分别选择技术路线，各自演进核心网
24、技术选择核心网技术选择35内部资料，注意保密交流内容1 1、3G3G核心网技术发展概述核心网技术发展概述2 2、WCDMAWCDMA核心网技术核心网技术3 3、WCDMWCDM核心网规划简介核心网规划简介36内部资料，注意保密3G规划无线网核心网核心网传输网业务网支撑网达到容量覆盖范围通话质量电路域电路域分组域分组域信令网规划信令网规划城域传送网网管BOSS3G业务平台业务管理平台3G网络规划内容37内部资料，注意保密3G3G核心网络规划核心网络规划v计算模型的确定：计算模型的确定：包括话务模型、分组流量模型、业务模型等；v网络容量的确定：网络容量的确定：包括用户数、业务流量等的确定；v网络建
25、设原则：网络建设原则：包括建网策略、网络结构、网元设置原则等方面的内容；v组网原则：组网原则：网络拓扑结构、业务分区汇接等；v路由原则和信令寻址原则：路由原则和信令寻址原则：号码分配、号码分析、IP地址分配、信令分析方式等；v同步方式、计费原则等。同步方式、计费原则等。工作范围工作范围38内部资料，注意保密3G3G核心网络规划流程核心网络规划流程规划流程规划流程 资料准备阶段资料准备阶段 规划目标确认阶段规划目标确认阶段 预测阶段预测阶段 确定网络发展策略阶段确定网络发展策略阶段 网元设置、组网方案确认阶段网元设置、组网方案确认阶段 话路、带宽、信令链路计算配置阶段话路、带宽、信令链路计算配置
26、阶段 网管、同步以及其他支撑系统组网确定网管、同步以及其他支撑系统组网确定 编号、路由方式确定阶段编号、路由方式确定阶段 局址选择、配套设施规划设计阶段局址选择、配套设施规划设计阶段 投资估算与经济评价阶段投资估算与经济评价阶段39内部资料，注意保密3G3G核心网络规划流程核心网络规划流程分析建立预测模型第二阶段:确定规划目标第三阶段:用户预测、业务预测发展环境分析总体发展目标业务定位和功能主要业务发展策略基础信息收集阶段现有资料整理规划依据收集建设原则确认讨论确定业务模型用户数预测全省移动用户预测数据业务用户数预测智能业务用户数预测分地区拟合全省拟合分析取定预测值业务预测分地区话务模型确认话
27、务量预测本地话务量省内话务量省际话务量短消息业务预测数据业务预测第一阶段：资料准备40内部资料，注意保密3G3G核心网络规划流程核心网络规划流程第四阶段:确定工程规模和建设规划确定工程总体规模网络总体发展策略CS域设备容量和处理能力要求PS域设备容量和处理能力要求网络处理能力计算公式、计算参数的确定CS域设备端口配置、话路配置PS域设备接口配置、数据传输带宽CS域中继或带宽计算PS域带宽需求计算CS/PS域相应的信令链路计算第六阶段:话路、带宽、信令链路计算配置信令网结构STP设置方式信令链路路由设置智能网结构确定信令网、智能网组网方案规划软件仿真检验信令设备容量和处理能力要求SCP等智能网元
28、设置信令设备配置、信令链路配置分析确定网络建设规划GGSN设置和数量SGSN设置和数量DNS设置和数量CG设置和数量确定PS域组网方案FW设置和数量BG设置和数量NTP设置和数量网络拓扑结构端局设置第五阶段 电路域网元、分组域网元、信令网网元规划确定CS域组网方案HLR设置其它网元的设置汇接局设置关口局设置41内部资料，注意保密3G3G核心网络规划流程核心网络规划流程第九阶段:局址选择、配套设施规划设计编号计划路由选择第十阶段:投资估算及经济评价局址选择电源传输配套机架和机房面积要求其它配套设施建设确定第七阶段:网管、同步及其它支撑系统规划投资估算收益分析经济和社会效益评估网管、同步以及综合业
29、务支撑系统组网分析第八阶段:编号、路由42内部资料，注意保密核心网规划原则核心网规划原则最优投资原则：综合考虑设备投资、运营成本、维护成本、投资保护，选择最优的建网方案；采用“大容量、少局所”理念可考虑重用现有网络系统资源统一规划分步建设原则：避免割接，保持网络业务稳定保证服务质量原则网络平滑演进原则网络结构安全可靠保证网络的可扩展性组网层次清晰，且网络组织灵活易调整：网络容量和能力适度超前，以适应未来3G网络市场发展核心网规划方法核心网规划方法43内部资料，注意保密核心网规划的重要问题核心网规划的重要问题考虑到牌照发放的不确定性，以及电信运营商的重新分拆组合，需要充分考虑新建3G网络和原有2
30、G网络的互连互通问题；作为中国电信而言，必须实现固网和移动网业务融合才能体现自身优势，应加强固网和移动网融合的研究，重点考虑建设IMS域；采用R4版本组网符合电信网络演进的方向，应着重考虑R4组网中存在的问题：IP承载网的QoS和安全问题；信令的承载和组网方式（Sigtran或者利旧SS7）。充分重视核心网组网的高可靠性、高安全性设计。核心网规划方法核心网规划方法44内部资料，注意保密3G核心网的演进趋势核心网的演进趋势 核心网的网元以及网络结构核心网的网元以及网络结构核心网核心网R99/R4/R5各版本的技术特点和比较各版本的技术特点和比较 核心网的规划内容和流程核心网的规划内容和流程核心网的规划总体原则和重点问题核心网的规划总体原则和重点问题内容回顾内容回顾45内部资料，注意保密46