电信3G核心网络的发展

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1、Click to edit Master title style,,Click to edit Master text styles,,Second level,,Third level,,Fourth level,,Fifth level,,*,,*,,,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

2、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

3、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、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

4、,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,,,IP,,,,,,,PCSCF,SCSCF,

5、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；

6、,电路域与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

7、/R7,以后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

8、,,,,,,IP,GGSN,SGSN,G-server,,,,,,,T- server,MGW,,,,,,,MGW,MGW,,,,,,,,SCSCF,MGCF,PCSCF,,,MGW,R5/R6,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,SGS

9、N / 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,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,

10、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,CS

11、CF,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

12、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,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,

13、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

14、,),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,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,,

15、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 R99 Ready,R99 Ready?,GSM R99 Ready,WCDMA R99 Ready,R99 Ready,指,GSM

16、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,工程风险大,,2G/3G,MSC,,,,,,,,,,,,2G/3G,MSC,2G/3G,MSC,2G/3G,

17、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理能力是明显不足的,1.,系统背景开销,2.,主叫,3.,被叫,4.,

18、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 MS

19、C,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,网络上紧密耦合,对,3G,用户的每一次业务升级，都需要所有,2G MSC,升级配合

20、,部分,3G,业务,2G,网络不具备，仍需要,2G MSC,升级,3G,业务初期稳定性不如,2G,，两个网络相互可能影响,新建方案可有效隔离业务上,3G,对,2G,网络的影响，提供,3G,业务更快，同样可在业务平台上进行,2G,业务和,3G,业务的整合,新建方案工程更易实施,采用升级方案全网,MSC,需要硬件升级，新建,RNC,数量多，工程实施量大，风险高,MSC,需要硬件升级改造，停机升级风险高,需要升级的,MSC,数量多，影响用户的面积大,网络质量和指标在较长时间受明显的影响（一般设备升级后经过一个网络优化期后网络指标才能恢复到正常）,3G,业务升级带来对,2G,用户的影响,采用新建方案只

21、建设一台,MSC,和一台,RNC,，工程实施量小，并可独立进行，对现网影响小,,GSM MSC,升级到,UMTS MSC,复杂度远大于,GSM,目标网升级,以目标网的实施过程为例，目标网升级是一个仅软件升级的方案，全国升级需要,8,个月时间；升级,MSC,到,3G,是软件和硬件升级需要的周期更长，对用户的影响也更大,新建方案可以同步进行，建设周期短,以联通公司,CDMA,网络建设也是一个新建网络的方案：一期工程中的一个参考值：某省,100,万容量,NSS,设备，从,7,月到货起，,9,月,30,日全网,NSS,设备全部调测完毕,,新建方案工程实施周期短,模块,新建方案,升级方案,ATM,模块,

22、43.6%,43.6%,TC,模块,50.4%,50.4%,IWU,的信令转换及控制模块,0,4%,IWU,上与,2G MSC,互连中继,0,10.5%,2G MSC,上与,IWU,互连中继,0,11.8%,IWU,与,2G MSC,互连的电缆,0,2.2%,业务处理模块,100%,68.3%,合计,194%,191%,以本地网一个,10,万,3G,用户容量为例,:,容量在,10,万配置以下新建方案与升级方案设备成本基本相当；,容量超过,10,万配置新建方案比升级方案设备成本更低；,MSC,容量,成本,新建,MSC,升级,MSC,10,万,,,主设备综合成本分析,传统,MSC,(100,万用户

23、超过,30,个机柜,),新平台,MSC,(100,万用户共,3,个机柜,),新建,MSC,方案：,由于采用新平台，具有高集成度、高处理能力、低功耗的优点。,机房占用少,电源需求少,空调等配套资源少,配套成本对比图,配套成本对比分析,以某省,3G,建网综合成本的比较,以某发达省份,3G,建设为例分析：,某省全省规划,3G,网络容量为,200,万，其中,CN,电路域部分分布在十个本地网，并分三个层次,第一层次：一个城市,50,万（升级方案需升级,5,台交换机）,第二层次：三个城市，每个城市各,30,万（升级方案各需升级,3,台交换机）,第三层次：六个城市，容量分布为：,15,万、,15,万、,10

24、,万、,10,万、,5,万、,5,万,（,升级方案各需升级,1,台交换机,）,5,万用户容量,本地网升级成本低,10,万用户容量本,地网新建成本稍低,30,万用户容量本地,网新建成本优势明显,万元,总投资比,新建方案：升级方案,1,：,1.15,,2004,年－,2006,年,GSM,用户持续增长，,GSM,仍然需要继续扩容原有网络，,GSM,没有空余容量提供给,3G,2007,年以后，由于,2G,用户向,3G,网络的转移，使,2G,网络开始出现空余容量，才具有升级条件,万线,选择最佳时机，实现,2G/3G,网络统一,目前,3G,商用实例中，新建方案,是业界,3G,建设模式的,潮流，,众多,3

25、G,运营商选择了这种建设模式：,,H3G,（和记）,,Vodafone,,J-Phone,,UAE,,Sunday,业界情况,阿联酋电信选择新建的原因,保证了,GSM,网络的稳定性，持续一年多的,3G,网络建设、测试与验证未对,GSM,网络产生任何影响,快速网络建设，阿联酋电信率先开通的中东,/,北非地区,UMTS,网络,运用新网络技术，降低,OPEX,易于向全,IP,网络演进，华为公司提供基于软交换构架的,3G,核心网络,2G GSM,核心网络容量受限,Sunday,选择新建的原因,引入竞争，减少对,GSM,网络的升级，降低,CAPEX,引入高集成度,MSC,，降低,OPEX,借助软交换网络

26、的开放性及业务扩展优势，开展,3G,、,NGN,融合业务，如视频互通、,UC,、,Video Mailbox,、电路域流媒体,,中国移动,3G,核心网络建设模式建议,3G,初期阶段叠加基于,IP,交换核心的,MSC,（,MSC Server/MGW,）设备，重用基础设施（,GMSC,、,TMSC,、,STP,等）,3G,发展期考虑,2G,网络的升级与改造，实现核心网络的融合与统一,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 R99,网络商用化进程,3G R99,标准

27、成熟度,,功能冻结时间：2000年3月,,经过两年时间的完善，协议已经成熟,,2001.06,的标准版本,(,增加部分,CR),成熟稳定，达到商用化要求，目前广泛被业界采用,,网络技术成熟度,,核心网络,采用,TDM,组网，,技术十分成熟,,无线网络基于,WCDMA,技术，已经过了多年的试验，技术已成熟,,网络测试与商用,,2001.10,日本,NTT DoCoMo,开通了,WCDMA,最大规模的商用网络，运行良好,,2001.10,我国进行了大规模的测试：,MTNET,,2002,年底,GSM/WCDMA,双模终端面市，,2003,年中期将达到规模商用程度,,2002,年底,H3G WCDM

28、A,网络在香港及欧洲国家陆续开通,结论：,3G R99,网络已成熟,,,可商用,移动软交换技术已成熟,,商用,3GPP,协议,族,SIGTRAN,H248,BICC,,,,,R4,协议的成熟为移动软交换网络的商用作好了准备！,OK!,OK!,OK!,OK!,01/06,01/09,01/12,02/03,02/06,02/09,02/12,TIME,CR,50,100,150,116,113,155,62,65,44,42,3GPP R4 CR,变化图,软交换网络兼容,R99,终端与无线网络,R4,核心网络完全兼容,R99,终端和无线网络,, R4,网络的商用将从核心网络开始,!,R99,终

29、端,R99 RAN,R4 CN,IP Core,,,RNC,,MSC Server,,MGW,NodeB,,,,新型路由器具备了更高的数据转发能力,IP,电信网技术的出现,现有的,R99,终端可以接入到,R4,核心网络,R99 RAN,可以接入到,R4,核心网络,主流,WCDMA,设备供应商均已,在2003年推出商用,R4 CN,产品,，华为公司,R4,核心网络已应用于国内、海外,GSM,市场,,,,,,,,,,,,,,,,,,,TDM,承载,TDM,承载网络技术十分成熟,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

30、,,,,,,,,,,公司分部,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,公司总部,,V/GMSC server,,,SS7,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,PSTN,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,大楼,/,企业,/,学校小区,/IP,超市等,3G RAN/GSM,,IP Core,MGW,,,,,,,,,,,,,,,,,,智能网络,App Server,HLR/HSS,SG,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,软交换具备良好的业务扩展能力,TMSC server,,,,

31、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,网管系统,,CSCF,SGSN,,GGSN,AG,IAD,IAD,数据业务平台,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,全业务运营，统一的核心网络，多样化的接入网络,,多媒体控制域,话音控制域,,SIP,,电路型多媒体业务的进一步扩展,软交换网络良好的扩展性易于引入新的技术，如,RSTP,，,SIP,等，提供更丰富的语音增值业务能力,,3G MSC,,,,,,,,,RNC,,,VideoMailBox,VCR server,VIG,,,,RTSP,,,,CoreDB,CSS/PSS,Media,,server,,,(1),(2),(3),,,MMS,

32、Server,,(4),,Internet,(5),Video MailBox,应用举例,移动软交换具有更快速的业务部署能力,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,分组,/T

33、DM,交换,Server,MGW,MGW,MGW,MGW,MGW,MGW,MGW,传统网络,下一代移动网络,新的业务,,,业务与,MSC,存在耦合,很多业务需要全网,MSC,进行升级,交换机分布于各本地网，升级困难,业务与,MGW,松耦合,业务升级重点在,Server,层面,Server,集中设置和管理，升级方便,更高效的网络管理,,,,,,,ISUP,IN,NMS,,,AppServer,SG,PSTN,switch,,,,,,,,,,,,STP,MGW,,,MGW,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,MSC Server,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

34、,,,,Route/Policy Service,MSC Server,MGW,MGW,MGW,MGW,MGW,B,本地网,A,本地网,集中维护中心,:,承载网资源管理器,:,端局路由器,:,骨干路由器,,,,,,,业务控制层,承载控制层,基础网络层,,,,,基础物理网,,,,RM,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,承载逻辑网,RM,RM,,,,,,,,,,,,,,,,,SoftSwitch,VOD Control Server,MCU ……,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

35、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,分权分域管理,,协调业务层与承载层的配合,,通盘考虑，统一调度,,实施,CAC,,,,用户管理,,带宽控制,,业务的智能识别,,实现下属设备、资源的统一调度、管理,逻辑分离,,有连接与无连接控制的有机结合,,静态预规划和动态选路结合,不改变目前网络架构,,分权分域管理,解决,IP QoS,的新思路,2002,年下半年海外运营商开始采用,3G,软交换,阿联酋电信采用华为公司,R4,解决方案开展,3G,服务,Sunday,采用,R4,技术构建,3G,核心网络,和记集团、沃达丰开始,

36、R4,实验,韩国,SK-IMT,、,KT-iCOM,已采用,R4,建网,中国台湾中华电信采用,R4,建网,国外,3G,运营商已开始,3G,软交换的建设,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,传统方式规划,MSC,的局限性,,,,,,,,,,架构基础,网络结构,业务运营,,,控制承载合一,,,,,电路交换,TDM,承载,大容量与广覆盖的矛盾,本地网数量多,小容量多局所,网络结构复杂,业务开展困难,分级、网状拓扑,分散运维,运维人员多,运维成本较高,独立于分组承载网,维

37、护两张承载网,3G,核心网络的规划准则,,,,,,,,,,架构基础,网络结构,业务运营,,,控制承载分离,,,,,分组交换,IP,承载,大容量与广覆盖兼顾,大本地网,大容量少局所,网络结构简单,业务开展容易,,集中运维,运维人员少,运维成本较低,共享分组承载网,维护一张承载网,扁平承载网络,3G MSC,规划建议,选择成熟网络技术，统一规划，分步实施,基于成熟的,R99/R4,协议建网,参考,GSM,现网用户分布情况，规划的,3G,发展初、中、后期核心网络的网络形态，分步建网，尽可能减少不同网络发展时期间的网络调整；,选择高起点核心网平台技术,核心网设备平台基于高起点软交换平台，预留平滑演进到

38、,R4/R5,和全业务接入能力，以获得长期竞争优势；,用户密集地区：大容量，少局所,10,％左右用户密集的地区，网络建设主要需解决容量的问题；,这部分地区采用“大容量，少局所”的建设思路：极大的简化网络拓扑，提高网络质量；,其它地区：媒体网关就近接入,其它,90,％的地区，网络建设主要需经济地解决广覆盖话务吸收的问题；,这些地区采用“集中控制，就近接入”的大本地网分层建设思路：采用网关拉远的方式能较好的解决大容量、广覆盖和路由迂回的矛盾；,,,,,,,,,,,,,HLR/AuC,,,,,SCP,,,,,SMC,,,,,,,,ISP/ICP,,,,,,,APP Servers,应用层,业务层,承

39、载层,,MMSC,,,,,,TDM,MSC-SERVER,,,R99,IP,V-server,G-server,R4,TDM/ATM/IP,,,,,,,T- server,,,,,,,MGW,MGW,IP,G-server,,,,,,,T- server,MGW,,,,,,,MGW,MGW,,,,,,,,SCSCF,MGCF,PCSCF,,,MGW,R5/R6,IP,,,,控制层,V- server,在,R99,网络架构中就引入,分层,的思想,,,保证网络平滑演进,,,,,,GGSN,SGSN,,,,,MGW,MGW,,虚拟分层,,PRE-R4,先行一步,基于,R99,分层的建设模式,(1),

40、,,,,,SGSN,GGSN,,,,,,SGSN,GGSN,,,分层网络的主要特征,网元设备对外出标准,R99,接口；,网元设备采用承载和控制相分离的分层架构；,主要采用成熟的,TDM,承载；,MGW,可以拉远，与,Server,可分开放置；,采用,R99,分层建设的优势,高起点的软交换平台，支持,GSM/R99/R4/R5,，设备平滑升级，,3G,规划甚至可以从,GSM,开始；,可以根据,3G,标准的成熟进度，灵活选择最合适的协议，当前情况下，可以选择,R99,协议标准；,采用承载和控制相分离的分层架构，便于网络平滑演进；,MGW,构建话务吸收层,,,采用大本地网模式可以有效解决大容量和广覆

41、盖的矛盾；,,基于,R99,分层的建设模式,(2),,组网特点：,适用于地理位置临近的几个地市内，存在一个相对发达的中心城市的环境下组网；,区域中心的,MGW,兼做汇接功能，各周边地市的,MGW,与之进行星型,TDM,组网；,周边地市的,MGW,，负责本地区,3G,话务的就近接入及与,GMSC,的就近互通；,,,区域中心 （区号,1,）,,,,,,,,,,,NodeB,,,,,,,,NodeB,,,,,,,,,,,,,,,,,,RNC,GMSC,GMSC,,,,,,,,,,,,,,,,,,Iub,RNC,,,,,,,,NodeB,,,,,,,,NodeB,,,,,,,,,,,,,,,,,,RN

42、C,,3G,长途网,TMSC,,,,,,,,NodeB,,,,,,,,NodeB,,,,,,,,,,,,,,,,,,RNC,GMSC,GMSC,MSC SERVER,MGW,MGW,MGW,MGW,周边地市,1,（区号,2,）,周边地市,2,（区号,3,）,周边地市,3,（区号,4,）,TDM,TDM,TDM,大本地网的组网模式,R99,分层网络的部署,,组网特点：,适用于地理位置临近的几个地市内，存在一个相对发达的中心城市的环境下组网；,区域中心的,MGW,兼做汇接功能，各周边地市的,MGW,与之进行,IP,组网；,周边地市的,MGW,，负责本地区,3G,话务的就近交换及与,GMSC,的就近

43、互通；,,,区域中心 （区号,1,）,,,,,,,,,,,NodeB,,,,,,,,NodeB,,,,,,,,,,,,,,,,,,RNC,GMSC,GMSC,,,,,,,,,,,,,,,,,,Iub,RNC,,,,,,,,NodeB,,,,,,,,NodeB,,,,,,,,,,,,,,,,,,RNC,,3G,长途网,TMSC,,,,,,,,NodeB,,,,,,,,NodeB,,,,,,,,,,,,,,,,,,RNC,GMSC,GMSC,MSC SERVER,MGW,MGW,MGW,MGW,周边地市,1,（区号,2,）,周边地市,2,（区号,3,）,周边地市,3,（区号,4,）,TDM,IP,

44、IP,大本地网的组网模式,R4,分层网络的部署,IP Core,大本地网划分的原则,地理位置临近：,大本地网内，各地区间地理位置临近，便于大本地网内不同地区间,MGW,的互联，节省传输；,经济联系紧密：,经济联系紧密的地区间，话务量大，将这些地区划分到一个大本地网内，有利于将局间的话务变成局内的话务；,总用户容量适中：,建议根据规划，在网络发展中、后期，各地区总用户容量超过,100,万才规划为一个大本地网；,包含的行政地区数量适宜：,建议一个大本地网，包含,3,－,5,个地区为宜，否则大本地网内网元间拓扑太复杂；,MSC Server,的部署原则,每个,3G,大本地网中设一个或若干个,MSC

45、Server,MSC Server,的规划和建设基于“集中放置、区域管理”的原则。,MSC Server,集中放置在中心城市。,单个,MSC Server,容量最大容量建议,150,万。当,MSC Server,容量超过,100,万时，要考虑容灾，利用双归属机制，,MSC Server,实现,1,＋,1,备份，保证网络安全。,当,3G,本地网内有,2,个以上,MSC Server,时，其,RNC,的覆盖划分应遵循尽量减少,MSC,间越局切换的原则，且其覆盖区的分割线不在高密度用户区。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,与,2G,网络的互通策略,RAN,RAN,MGW

46、,MGW,,Server,GMSC,VMSC,VMSC,BSC,BSC,TMSC,L/HSTP,3G HLR,2G HLR,信令隔离点,话路隔离点,话务以,GMSC,作为网间隔离点,, 3G,本地网内可网状网连接,;,,,,,,,单向切换,2G,网络无需升级,GSM MSC,3G MSC,GSM BSS,3G RAN,,,标准,E,接口（,GSM MAP,协议）,,,3G,向,2G,切换,运动中的终端,,单向切换不需要升级,2G,网络,双系统终端,双系统终端,1,、,3G,向,2G,的切换实际上是,3G,适配,2G,系统，采取,GSM,的流程和协议（在,E,接口的流程和原语完全相同）,2,、,

47、2G,向,3G,切换需要全网（包括,BTS,、,BSC,、,MSC,）升级,3,、分组业务切换是采用小区重选过程实现,标准,A,接口,Iu-cs,接口,,标准接口,(,设备,IOT,测试内容）,标准接口支持切换，保证网络质量,,E,接口为标准,GSM,协议接口，是设备入网,IOT,测试主要内容之一,3G/2G MSC,切换配合策略,Huawei 3G MSC,2G MSC,切换准备（,MAPv3),对话拒绝（,MAPv3,不支持,),,华为,MSC,做,适配处理,切换准备（,MAPv2),,后续的切换信令完全按照,GSM,方式，系统间切换成功！,Huawei,与,Alcatel,,,华为,3G

48、 MSC,修改,Classmark2,消元；,华为,3G MSC,修改,PrepareHandover,消息中的信元,华为,3G MSC,做加密算法匹配,Huawei,与,Ericsson,、,Siemens,3G,交换机适配,2G,交换机完成系统间切换功能，不需要,2G,交换机进行升级,华为公司已与多厂商进行过,3G,、,2G,切换配合,3G,交换机设备选型时要关注异厂商间的配合情况，优先选择在商用网络中得到验证的机型,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,,,,

49、,3G GMSC,的建设模式分析,R99 GMSC,和,2G GMSC,的主要功能区别,支持,MAP,协议的变化,;,支持,CAMEL,协议的变化；,,,GMSC,新建和升级的主要考虑因素,网络结构的稳定性；,容量和处理能力的影响；,未来的发展演进；,2G,和,3G R99,的,GMSC,在功能和网络形态上差别不大，,GMSC,通过软件升级即可以支持,2G,和,3G,的关口功能。,建议采用,2G,、,3G,统一关口局的规划策略，简化网络拓扑与路由结构,2G/3G,综合,GMSC,2G VMSC,3G VMSC,2G GMSC,2G VMSC,3G GMSC,3G VMSC,升级的建设模式,新建

50、的建设模式,,2G GMSC,2G VMSC,3G G/VMSC,3G,端局兼,3G,关口模式,,,RAN,RAN,3G,长途汇接局建设模式分析,,业务网络 （,IN,、,HLR,等）,SS7,SDH,TMSC,TMSC,VMSC,VMSC,BSS,BSS,,IP Backbone,GMSC,PSTN,TMG,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,TMSC Server,GMSC,PSTN,TMG,第二汇接平面的建设方案（省内汇接或者省际汇接）,方案一：重用目前的,TDM,长途汇接网,方案二：建设第二汇接平面，采用基于,IP,承载的软交换技术,3G

51、HLR,建设模式的分析,3G HLR,和,GSM HLR,的主要功能区别：,用户签约数据的变化（鉴权参数，,CAMEL PHASE3,,位置业务等）；,,MAP,协议的变化,;,MAP,信令承载的变化（可选）；,,新建和升级,HLR,的主要考虑因素：,用户号码和业务的迁移；,,HLR,容量和处理能力的影响；,工程实施的可行性；,编号方案的影响；,,2G,和,3G,的,HLR,在功能和网络形态上差别不大，因此,HLR,的建设策略是因地制宜的，升级方案主要是侧重在对现网设备投资的保护以及,GSM,用户的平滑迁移到,3G,，而新建方案主要侧重在减少对现网,HLR,容量的压力和简化,HLR,工程实施。

52、,,,华为,NLR,方案解决号码迁移,HSTP-A,,SS7,G-HLR,城市,A,G-HLR,城市,B,HSTP-B,W-HLR,MSC,,,运营商的困难：,大量,HLR,，全部升级,,,影响现网质量；,不升级，涉及大量的,GT,数据配置。,,,,,,,,NodeB,,,,,,,,NodeB,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,位置登记过程,关键点,: W-HLR,模拟,向,G-HLR,发起位置更新操作，,带用户当前漫游地的真正,MSC/VLR,号。,MSC,入局呼叫,,取被叫路由信息、漫游号码过程,NLR,功能介绍：,新建,W-HLR,，支持,NLR,功能。在用户做位置更新时，,W-HL

53、R,模拟,MSC,发起到,G-HLR,的位置更新操作。,优点：,不需要现网设备进行升级配合，不需要进行信令路由数据的调整；,NLR,方案尤其适合在,3G,网络建设初期作号码迁移的过渡，以后直接做为,3G HLR,保护投资,,信令网模型,--TDM,,MSC,,HLR/SCP,,,,SGSN,MSC,基于,TDM,承载的信令网可重用现有信令网资源,骨干信令网（省际）,双平面网络，平面内节点（,HSTP),两两相连,本地信令网（省内）,负责本地信令汇接,(LSTP),，同时连接到省际的双平面骨干信令网上,本地信令端局,就近连接到,LSTP,上,HSTP,LSTP,LSTP,LSTP,HSTP,HS

54、TP,HSTP,,IP,承载的信令网模型,使用,SIGTRAN,协议，信令可以在,IP,网络承载，并且通过,SG,设备和,TDM,信令网互通，,IP-STP,完成信令转接和,SCTP,链路的收敛。,,3G,信令网建设建议,CMCC TDM SS7,网路及链路资源已非常成熟稳定，,3G,建设初期信令应最大化重用,TDM SS7,。信令面的,IP,承载进程可以滞后于用户面的,IP,承载进程,3G,的路由组织和寻址方式基本遵循现网的信令路由和寻址方式，保证,2G,、,3G,信令网规划的一致性。,2G,网元和,3G,网元信令互通通过,LSTP/HSTP,准直联方式。不设置直达链路，避免对,2G,网络的

55、影响,3G,本地网内的网元信令采用直连为主，准直联为辅的方式，进一步降低,STP,的信令负荷,R4,呼叫无关信令如,MAP,、,CAP,建议采用,TDM SS7,承载，,MSC Server,与,HLR,、,LSTP,之间链路建议采用,2M,或,64K TDM SS7,链路，,IP SIGTRAN,为次选方案,R4,呼叫相关信令,BICC,信令以及,H.248,控制信令，采用,IP,端到端方案及,TMSC Server,转接方式,移动核心网络技术发展与演进,3G,核心网电路域规划探讨,3G,核心网分组域规划探讨,汇报提纲,2G/3G,分组域的差异,协议级主要区别：,核心网分组域架构和,GPRS

56、,保持一致，核心网分组域和接入网之间引入基于,ATM,承载的,Iu-PS,接口,;,GTP,隧道延伸到,Iu-PS,接口，,GTP,协议版本升级,;,MAP,版本协议的升级，增加对,CAMEL phase3,的支持；,SGSN,增加,UMTS/GPRS,系统间切换和漫游的考虑,;,系统安全性的增强；,R5,开始支持,IPv6,协议；,能力级主要区别：,业务支撑能力大大增强，基于,IMS,域的,VoIP,、,PTT,以及,IM,等业务，引入了,INTERNET,的即时通讯业务模式，突破了传统移动分组域的客户端,/,服务器业务模式，是分组域业务发展的里程碑；,基于策略服务的,Qos,保障模型和,I

57、P,骨干网,Qos,策略相结合，将成为移动分组域提供电信级服务质量的里程碑；,未来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。,对于分组域核心网的演进一般有两种演进模式：,合建模式－－用一个设备同时提供,2G/3G,接口，同时为,2G/3G,用户提供业务,分建模式－－,2G/3G,用户业务由,2G,和,3G,设备分别提供，部分设备仍需要具有同时支持,2G/3G,业务的能力,分组域核心网演进的两种组网形态,Gn,,UTRAN,,,,,,,,,BSS,,,,,,,,,,,,2G/3G SGSN,2G/3G GGSN,,,,,,,,,,,,

58、,,,,,,Gi,Gb,Iu-PS,Gn,,UTRAN,,,,,,,,,BSS,,,,,,,,,,,,2G SGSN,2G GGSN,,,,,,,,,,,,,,,,,,Gi,Gb,Iu-PS,,,,,,,,,,,,3G SGSN,3G GGSN,,,,,,,,,,,,,,,,,,Gn,Gi,合建模式,分建模式,Gn,,,GPRS/WCDMA,分组域合建设方案,优点：,分组域网络统一，结构清晰,充分利用,GPRS,网络资源,提高系统间数据切换成功率,,缺点：,部分现网分组域设备系统容量小，技术起点低，没有持续演进能力,现有网管和计费系统必须同时升,,本地网,(,分组域,),,SGSN,,2.5G

59、 RAN,,2.5G RAN,,R99 RAN,,SGSN,,HLR,,GGSN,,,原有,2.5G,网络或设备,新增,3G,网络或设备,保留的原有链路,Gb,接口,Gb,接口,Iu,接口,删除的原有链路,新增链路,,GGSN,,SGSN,,升级设备,GPRS/WCDMA,分组域独立组网,优点：,对现网影响较小；工程实施相对简单；,,,缺点：,核心网,分组域划分为两张网，网络资源不能共享，网络结构不符合分组域发展方向；,分组域目前的规模是融合的较好时机，越往后融合成本越高；,,,,本地网,(,分组域,),,SGSN,,2.5G RAN,,2.5G RAN,,R99 RAN,,SGSN,,HLR

60、,,GGSN,,,原有,2.5G,网络或设备,新增,3G,网络或设备,保留的原有链路,Gb,接口,Gb,接口,Iu,接口,删除的原有链路,新增链路,,GGSN,GGSN,分组域网络建设建议,技术的发展趋势上看，,GPRS,和,WCDMA PS,的核心技术发展是完全一致的，标准也完全融合,,,因此合建方案在技术上不存在任何问题。,从网络业务发展趋势上看，,GPRS,作为,3G,的铺垫，网络不可能永久地停留在,GPRS,阶段，,GPRS,向,3G,发展是必然的。从长远性来讲，,GPRS,和,WCDMA PS,二者是融合性的。,分组域,Qos,问题的考虑因素,,,从,UE,到,GGSN,的,Qos,

61、由,3GPP,的协议严格定义和保证，不是影响端到端业务,Qos,的主要因素；,影响端到端,Qos,的主要因素是,IP,骨干网如何保证,Qos,，承载网提供的,Qos,机制需要分组域设备的配合，下面是两种,3GPP,定义的骨干网,Qos,模型,MPLS,骨干网,,,,,,,,WCDMA,网络,,映射,DS,边界节点,WCDMA,网络,,MPLS,骨干网,,,,,,,,WCDMA,网络,,WCDMA,网络,,,QoS,策略服务器,业务控制网络,下发,QoS,策略,DiffServ,模型,策略服务器模型,祝中国移动,3G,网络发展取得圆满成功！,演讲完毕，谢谢观看！,内容总结,3G技术与规划高级培训

62、班教材之七3G核心网规划。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。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。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。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%）。系统软件需全面升级，包括呼叫处理、安全性处理。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。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%）。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。部分3G业务2G网络不具备，仍需要2G MSC升级。协调业务层与承载层的配合。有连接与无连接控制的有机结合。演讲完毕，谢谢观看,