电信3G核心网络的发展

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1、,HUAWEI,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,3G,技术与规划高级培训班 内部资料，请勿扩散,3G,技术与规划高级培训班教材之七,3G,核心网规划,张新宇,华为技术有限公司,WCDMA,核心网产品规划部部长,移动核心网络技术发展与演进,中国移动,3G,电路域核心网络规划探讨,中国移动,3G,分组域核心网络规划探讨,汇报提纲,电信技术发展的里程碑,20,世纪末,IP,应用的爆炸式增长使人们开始探索下一代网络的分组语音交换技术,20,世纪,70,年代,程控数字交换机的出现将通信成功带入了电路交换时代,20,世纪初,模拟交换机的发明，彻底改变了人

2、们语音交流的深度与广度,19,世纪,贝尔发明电话，开启了通信时代的大门,SS7,信令网,中继,媒体网关,T,D,M,T,D,M,中继,媒体网关,信令,网关,软交换,分组核心网,综合,接入设备,接入媒体网关,App Server,3G,核心网技术标准演进,3GPP R99,3GPP R4,3GPP R5,3GPP R6,功能冻结时间点,2000/03,2001/03,2002/06,TBD,Iu,接口分组化,AMR,语音,电路型多媒体业务,语音分组化承载,TC,资源边源化,核心网络承载统一分组化,引入,IP,多媒体网络,增值的,IP,多媒体业务,WLAN,互操作,等,R99,：,以,TDM,语音

3、、电路型多媒体及高速数据为主,R4,：,分组语音、电路型多媒体、高速数据为主，网络结构分布化，网络承载统一分组化，进入了新移动核心网络的第一阶段,R5,：,引入增值的,IP,多媒体业务，网络全面分组化，进一步丰富,3G,业务,R6,：,IP,多媒体业务与网络的完善阶段,3G,核心网络的发展,TDM,IP,MSC,GMSC,SGSN,HLR/AuC,SCP,SMC,ISP/ICP,APP Servers,GGSN,MSC server,内容提供,业务控制,GMSC server,MGW,MGW,SGSN,GGSN,TDM,/ATM,/IP,MSC server,MGW,MGW,SGSN,GGSN

4、,IP,PCSCF,SCSCF,MGCF,GMSC Server,ATM RAN,接入层,GSM/R99,R4,R5/R6,IP RAN,3GPP R99,核心网络特征,核心网络逻辑上划分为,CS,电路域和,PS,分组域，两者采用不同的承载技术,核心网络分组化的初步阶段：,Iu,接口,分组化与,IP,化，,GTP,隧道延伸至接入网,引入电路域,64K UDI,的视频业务,TC,单元放置在核心网侧,增强的网络安全性机制,引入了终端、网络双相鉴权及信息的完整性保持机制,3GPP R4,核心网络特征,反向兼容,R99,网络,，分组域基本保持一致；,电路域引入基于软交换的控制和承载分离构架；,电路域与

5、分组域统一的分组核心网络承载：,ATM,与,IP,。,IU,接口基于,ATM,技术，网络接口基于,IP,承载技术；,引入,TrFO/TFO,功能，,TC,单元进一步外延至网络边缘侧，节省网络建设投资，提高语音质量；,支持,TD-SCDMA,接入网络,3GPP R5/R6,核心网络特征,R5,引入,IP,多媒体域,IMS,，在,IMS,域实现全业务的融合思路，核心网络进入全,IP,网络阶段，网络结构趋向稳定,引入基于,SIP,的多媒体呼叫信令协议，实现端到端的,IP,多媒体业务；,引入,IPv6,地址，,IPv4,成为网络可选；,R5,之后,WCDMA,的核心网主架构基本稳定，,R6/R7,以后

6、主要是业务功能的增强和完善，包括：,Iu-flex,、,WLAN,和,3G,的融合、,MBMS,、,Presence,、,DRM,、,GUP,等等。,移动核心网演进趋势,-,网络分层化,ISP/ICP,APP Servers,HLR/AuC,SCP,SMC,应用层,业务层,承载层,MMSC,MSC,GMSC,TDM,TMSC,SGSN,GGSN,R99,IP,V-server,G-server,R4,TDM/ATM/IP,T-server,MGW,MGW,IP,GGSN,SGSN,G-server,T-server,MGW,MGW,MGW,SCSCF,MGCF,PCSCF,MGW,R5/R6,

7、IP,电路域承载和,控制的分离,多媒体域的承载和控制分离,控制层,V-server,SGSN,GGSN,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；,移动核心网演进趋势,-,承载,IP,化,IP Core,CSCF,3G RAN,MSC Server,固定,SIP,终端,GMSC Server,MGW,PSTN/PLMN,SGSN/GGSN,MGW,HSS,SIP,BICC/SIP,SIP/BICC,SIP,SIP,MGCP,MGCP,MAP,IMS,域,边缘接入,移动核心网演进趋势,-,开放架构,最终用户,业务模板,Deploy,Data Storage

8、,用户模板,群模板,Deploy,业务管理,业务管理,分布数据管理,Service Registry,MSC Server,Import,Service,Creation,Environment,Java Beans,EJBs,业务组件,协议,/API,接口,Mgmt Layer,业务执行组件,subscribe,独立软件开发商,业务配置,灵活的业务部署,个性化的业务处理,Service-Server,CAMEL/SIP,SGSN,GGSN,BSS,BSS,Gn,GPRS,GPRS,网络架构,核心网分组域在网络演进过程中保持了设备形态和设备功能的稳定性、延续性，提供了设备平滑演进的基础。,未来

9、无线数据业务的巨大发展潜力，要求分组域设备处理能力呈几何级翻番，处理能力将成为分组域设备平滑演进的关键。,Gb,Gb,SGSN,GGSN,RNC,BSS,Gn,R99/R4,Iu-PS,Gb,SGSN,GGSN,RNC,BSS,Gn,R5,Iu-PS,Gb,CSCF,Gi,PCF,Go,R99/R4,保持分组域架构稳定,R5,通过,Gi,接口和,IMS,域互通，增加策略服务,设备形态保持稳定，处理能力成为关键,分组承载网络平滑演进,移动核心网络正朝着全业务、全,IP,承载网络的方向发展,移动核心网络电路域核心网络的演进是曲折的，新老技术交替发展,移动核心网络分组域核心网络的演进更加平坦，短期内

10、可实现,GPRS,与,WCDMA,分组核心网络的融合,移动核心网络发展总结,移动核心网络技术发展与演进,3G,核心网电路域规划探讨,网络建设原则,网络技术选择,MSC,的建设,GMSC,、,HLR,的建设,3G,核心网分组域规划探讨,汇报提纲,3G,网络规划的总体原则,网络稳定优先原则,GSM,是中国移动网络的基础，是业务服务的主体，,3G,建设应保证,GSM,网络的稳定性,网络平滑演进原则,充分利用现有的,2G,网络资源，兼顾网络的向后演进，,选择最佳的发展时机,，逐步实现核心网络的融合,互相补充，均衡发展原则,GSM,网络在较长时间内仍将是中国移动的主要业务来源，以业务为,导向发展,3G,

11、网络，逐步实现用户,2G,向,3G,的迁移,GSM-MSC,BSS,UTRAN,UMTS-MSC,GSM/WCDMA MSC,BSS,UTRAN,融合的业务平台,融合的业务平台,网络建设初期,网络建设发展期,GSM,网络和,WCDMA,网络在,3G,发展初期相对松耦合,GSM,、,WCDMA,核心网络融合是最终的主题，相对独立是发展中的策略：独立组网不排斥网络的融合,但是强调最佳的融合时机,在发展中求融合,WCDMA,核心网独立成网,可共用,GMSC,TMSC,等设备,网络独立规划,有利于统一型和差异型业务的分别开展,.,中国移动,3G,网络的两种建设模式,两种建设模式的差异,共同点,网络最终

12、目标一致：,GSM,、,WCDMA,融合的核心网络,无线接入网部分都采用新建方式,核心网部分，包括汇接局、关口局、,HLR,等网元均可利用原有设备，采用升级方式,差异,:,实现最终目标,(2G/3G,融合的核心网络,),的路径与方法不同,独立组网方案在,3G,网络初期实现端局交换机的分离，在发展期实现融合,混合组网方案从,3G,网络建设之初即实现,2G/3G,核心网络的融合,核心网融合时机的选择非常重要,!,升级方案分析,DT,ALI,ATM,SWITCH,（,AAL2,）,DT,TDM,SWITCH,DT,EC,SRC,业务处理及控制,DT,DT,信令转换及控制驱动,GSM MSC,IWU,

13、TC,TC,A,红色表示新增硬件,ALI,TC,ALI,ALI,通用分组交换平台,TC,TDM,SWITCH,DT,EC,SRC,业务处理及控制,UMTS MSC,升级方案,新建方案,灰色表示,2G MSC,硬件,绿色表示新建方案硬件,升级方案设备改动较大,硬件部分：,增加基于,ATM,交换平台部分的网络互通单元,增加话音编码器,TC,（该部分是,3G MSC,中成本比例最高的部分，约占,30%,）,部分中继单元（用于与,2G MSC,传输，新建不需要）,软件部分：,系统软件需全面升级，包括呼叫处理、安全性处理,功能软件需全面升级，如智能业务处理,GSM R99 Ready,不等于,WCDMA

14、 R99 Ready,R99 Ready?,GSM R99 Ready,WCDMA R99 Ready,R99 Ready,指,GSM R99 Ready,，而不是,WCDMA R99 Ready,GSM R97,GSM R98,3G,双模终端与,2G,网络的漫游,/,切换,大量硬件升级,/,软件升级,软件升级,TC,设备,ATM Based Iu,接口,CAMELIII,多媒体业务,部分软件升级,3G MSC,新建方案对现网影响小,3G,网络初期无法达到,2G,网络的稳定程度：,网上测试、新业务调试和探索新运营模式导致设备频繁升级,设备稳定周期长导致网络稳定性差,网络频繁调整网络质量差,工程

15、风险大,2G/3G,MSC,2G/3G,MSC,2G/3G,MSC,2G/3G,MSC,300,万,GSM,用户,10,万,WCDMA,用户,10,万,WCDMA,用户,升级方案：,新建方案：,新建方案对现网,GSM,处理能力影响小,WCDMA,在安全保密流程、呼叫协议栈、智能业务触发流程等多方面相比,GSM,复杂很多，,处理同等数目用户对系统处理能力要求增大,75%,，,采用升级方式使每个,MSC,容量下降,56%,新建方案系统间切换约每秒增加,1.73,次，,对,GSM,系统的,CPU,负荷很小（,0.5%1%,）,现有,GSM MSC,处理能力大多已达,70%,以上,采用升级方案现有的处

16、理能力是明显不足的,1.,系统背景开销,2.,主叫,3.,被叫,4.,位置更新,5.,切换,6.SSP 7.,鉴权,10%,MSC,负荷,2,3,1,4,5,6,7,升级方案,新建方案,2,3,1,4,5,6,7,GSM MSC,2,3,1,4,5,6,7,70%,60%,50%,40%,30%,20%,80%,3G,网管与,GSM,网管协议不同,，升级方案就要求,GSM MSC,即可接入,2G,网管，又要接入,3G,网管，管理层次不明确,新建方案前期网管可,按,GSM,、,WCDMA,分开管理,，技术成熟后分步对网上,2G,设备升级支持,3G,网管,新建方案对现网网络管理影响小,Corba,GSM MSC,NodeB,WCDMA,DCN,GSM OMC,CG,SGSN,WCDMA MSC,3G OMC,Corba,HLR/AUC,网络管理,网元管理,网元,WCDMA-NMS,网管模块,MML,开放数据库,GSM,其它网元,GSM-NMS,网管模块,新建方案可以更快地提供新业务,3G,业务类型更多,更多,2G,网络不具备的新业务,涉及网元数量少,升级方案使,2G,与,3G,网络上紧密耦