3G WCDMA核心网 (分组域)介绍

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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,*,3G WCDMA,核心网,(,分组域)介绍,无线数据业务的挑战,终端：WAP,资源：共享有限的频率资源,移动性：切换、漫游,业务访问：APN,计费,QoS,平安性：PIN、A3/A5、IPSec,分组域功能概述,以IP为主要传输手段传输分组数据,支持用户的鉴权,支持多种计费方式,支持各种数据增值效劳如短信，WAP浏览,彩信，Java游戏等等,支持多媒体业务，Qo

2、S的保障,支持隧道、VPN业务,支持漫游、切换,将来通过多媒体域的引入R5/6逐步取代CS域的功能,要 点,系统架构,根本概念,功能实体,接口协议,典型流程,总结,“一个中心,“两个根本点,“三个代表,WCDMA,系统架构,Node B,Node B,BTS,BSC,RNC,RNC,BSC,PCU,GMSC,GGSN,SGSN,SMSC,HLR,AUC,E,Gateway,BTS,VLR,MSC,BG,ISDN,PSTN,Intranet,Internet,Other,PLMN,Iu-PS,Iu-PS,Iu-CS,Iu-CS,Gb,A,A,Iur,Iub,Iub,Abis,Abis,Uu,Um

3、,Gs,Gd,Gr,Gc,Gp,D,C,GSM,UMTS,GPRS,分组域,电路域,H,Gn,Gi,PS,分组域,IuPS,IuCS,Gn,Gr,Gc,Gi,Iub,名词解释,UE(User Equipment):用户终端设备,UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network):陆地无线接入网,Node B:WCDMA系统的基站 即无线收发信机,RNC(Radio Network Controller):无线网络控制器,CN(Core Network):核心网络,MSC(Mobile Switching Center):移动交换中心,VLR(Visitor

4、 Location Register):拜访位置存放器,GMSC(Gateway Mobile Switching Center):移动交换关口局,HLR(Home Location Register):归属位置存放器,SGSN(Service GPRS Support Node):效劳GPRS支持节点,GGSN(Gateway GPRS Support Node):网关GPRS支持节点,先进的架构控制与承载别离,支持,R99R4/5,的真正平滑过渡,架构优势,良好的可扩展性 信令实体和业务实体可以采用“N*M的映射关系。例如，一个GGSN效劳器可以配置多个GGSN媒体网关，从外部来看，这样的

5、组合还是一个GGSN。,解决业务繁忙时的阻塞问题 在业务繁忙时段，也许会有大量的信令流量，如果信令实体和业务实体不分开，系统只能忙于处理信令流量而没有时间处理数据流量，导致数据流量的阻塞。而基于别离的架构就不会存在这种问题。,实现信令处理实体和媒体处理实体的分别演进,要 点,系统架构,根本概念,功能实体,接口协议,典型流程,总结,MM,状态 和,MM,上下文,MM状态,PMM-Detached,PMM-Idle,PMM-Connected,MM上下文,记录 的移动性管理信息,MM Context(Mobility Management Context),移动性管理上下文,APN(Access

6、Point Name),与漫游,用来区分用户所需效劳的关键参数,在GGSN中配置，每个APN对应一条单独的对外通路,通过DNS的帮助简单实现漫游寻址,企业网01,企业网02,APN04,APN05,APN06,Internet,Internet,归属地,GGSN,拜访地,GGSN,拜访地,SGSN,增值效劳,WAP效劳,Gn,Gn/Gp,Gi,拜访地,UTRAN,Iu,PDP,状态 和,PDP,上下文,PDP状态,Active,Inactive,PDP上下文,记录 IMSI,TEID与APN，IP的对应关系,记录QoS等信息,INACTIVE,ACTIVE,Activate PDP,Conte

7、xt,Deactivate PDP Context,Or,MM state change to IDLE,Or,PMM-DETACHED,PDP Context(Packet Data Protocol Context),分组数据协议上下文,IP,核心网,GTP-GPRS Tunnel Protocol,实现从GGSN到SGSN的虚拟传输通路即隧道。,隧道的优点有：,1当MS由一个SGSN转移到另一个SGSN的控制下，只需改变GTP的配置即可，对于被承载的IP数据包来说是透明的；,2在Gi与Gn两个网络之间不存在路由，只有封装关系，平安性得到保障。,SGSN,GGSN,用户数据,企业网,效劳器

8、,GTP,数据,恢复用户数据,要 点,系统架构,根本概念,功能实体,接口协议,典型流程,总结,UMTS,分组域的整体结构,Gi,ISP,UTRAN,SGSN,GGSN,Iu-PS,Gn,Uu,ICP,VPN,Portal,Gi,Lh,CAMEL SCP,MSC,HLR,Gr,第三方网络,PS,域,Gp,Gp,Gs,SMSC,Gd,CG,Ga,Ga,BS,OMC-G,DNS,Internet,WAPGW,FW,BG,DHCP,RADIUS,NTP,Gc,Ge,GMLC,Lg,OMC-R,Lc,Gi,SG,SGSN,主要功能,SGSNServing GPRS Support Node是PS域最核心

9、的设备,通过Iu-PS接口与无线局部交换数据。,负责用户的鉴权和移动性管理 Attach过程、MM上下文管理,通过DNS寻找用户的目标网关(GGSN),向GGSN转发激活PDP的请求,通过Gn接口的GTP隧道与GGSN相联，以平安和隔离的方式交换IP包。,支持Camel，短信,生成S-CDR,SGSN-Service GPRS Support Node,Gi,SGSN,对外接口,Ga,接口,连接,CGF,Gn,接口,连接,SGSN/GGSN,Gp,接口,连接其他,PLMN,中的,GGSN,Gr,接口,连接,HLR,Gs,接口,连接,MSC/VLR,Iu,接口,连接,RNC,Gb,接口,连接,2

10、.5,G PCUSN,Gd,接口,连接,SMS-GMSC/SMS-IWMSC,Ge,接口,连接,CAMEL,Gf,接口,连接,EIR,Iu-PS,接口协议栈总体介绍,SGSN,的,Iu-PS,及,Gn,接口协议,控制面,用户面,SGSN,的,Gr/Gf/Gd,及,Gs,接口协议,GGSN,主要功能,GGSNGateway GPRS Support Node是PS域与因特网及业务网络的接口网关设备。,负责通过APN分辨发向不同目的网络的数据。,支持透明和非透明传输方式，在非透明方式下参与二次鉴权,支持多种方式与目标网络的连接，包括普通联接和隧道联接。,可以主持或代理终端 的IP地址分配。,产生G

11、-CDR,GGSN,所处位置,GGSN,对外接口,Ga接口 连接计费网关功能实体(Charging Gateway Function，CGF),Gi接口 连接外局部组交换网络(PDN),Gn接口 连接归属PLMN中的SGSN,Gp接口 连接访问PLMN中的SGSN,Gc接口 连接访问PLMN中的HLR,GGSN,的,Gn,及,Gi,接口协议,SGSN/GGSN,的,Ga,接口协议,SGSN/GGSN,PS,域端到端用户面协议,分组域相关设备,ISP,UTRAN,SGSN,GGSN,CAMEL SCP,MSC,HLR,Iu-PS,Gn,Gi,Gr,第三方网络,PS,域,Gp,Gp,Gs,SMSC

12、,Gd,CG,Ga,Ga,BS,Uu,OMC-G,DNS,ICP,VPN,Internet,WAPGW,FW/NAT,BG,DHCP,RADIUS,NTP,Gc,Portal,Ge,GMLC,Lg,OMC-R,Lc,Lh,Gi,Gi,SG,BG、SG、CG,和,BS,BG,是边界网关，负责管理,GSN,与其他,PLMN,中的,GSN,的通信，主要功能是路由和加密,SG,是信令网关，负责转换,IP,传输的,Sigtran,和传统的七号信令,CG,是计费网关，负责对,S-CDR,G-CDR,等进行合并、过滤、预处理，然后送到负责出话单的收费系统,BS。,BG:Border Gateway,SG:S

13、ignalling Gateway,CG:Charging Gateway,BS:Billing System,HLR/AuC,的功能,HLR/AuC是CS域和PS域共用的,HLR/AuC中存储着用户的注册数据，例如用户的效劳选项，鉴权的key，可用的APN及相应的QoS等等。,用户附着时SGSN将与HLR打交道，成功鉴权后HLR会把相应的用户属性数据全部发给SGSN进行处理和缓存。,激活PDP的过程中SGSN将利用缓存的数据进行处理，不再和HLR打交道。,HLR:Home Location Register,AuC:Authentication Center,DNS/DHCP/NTP/RAD

14、IUS,的功能,DNS：主要用于解析APN,DHCP：用于给 分配IP地址。,NTP：保证全网设备时间同步。,RADIUS：主要用于用户的二次鉴权，同时提供一定的计费功能。,DNS:Domain Name Server,DHCP:Dynamic Host Configuration Protocol,NTP:Network Time Protocol,RADIUS:Remote Authentication Dial-In User Service,DNS,利用其本身的树状结构，帮助,SGSN,解析某一特定,APN,由哪个,GGSN,在负责。,IBM,Internet,APN04,APN05,

15、APN06,UTSTAR,UTSTAR,BJGGSN,ZJGGSN,SGSN,DNS,树,:,DHCP,负责在激活PDP会话时给 动态分配IP地址,GGSN既可作为DHCP代理，自己也有DHCP的能力,APN02,APN03,APN01,GGSN,(Local IP Pool),SGSN,DHCP01,DHCP02,DHCP,RAN,APN04,RADIUS,主要用于激活,PDP,时的二次认证，提供计费功能,辅助解决,WAP,网关的计费问题,GGSN,SGSN,Internet,Gi,RADIUS,WAPGW,/RADIUS proxy,HLR,IP地址分配原那么,IP地址分配原那么如下：,至

16、少忙时所有活动的 可得到一个动态IP地址,核心网IP地址分配原那么如下：,对连接在Gn接口上的网元分配公共IP地址，包括GGSN,SGSN,DNS,防火墙,对连接在Ga接口上的所有网元分配私有IP地址,所有连接到网管的网元分配私有IP地址,所有连接到省级接入网络的网元分配公共IP地址,对 IP地址的分配，有以下一些选择：,由DHCP效劳器动态分配IP地址,由GGSN中的地址池分配,经过鉴权以后由RADIUS效劳器分配,静态IP地址,如果 使用私有IP地址，在内部防火墙上应设置NAT功能,FW/WAPGW/Portal/SMSC/MMSC,防火墙提供对GPRS系统设备的平安保护，同时也常用于提供NAT功能,WAP网关提供对WAP效劳的支持，要访问WAP网站，需要经过WAP网关。,Portal提供一个功能完整的无线门户，与因特网上的普通门户网站相比，无线门户将注重用户的个性化效劳、访问控制和按内容计费等方面，而不是以简单的重定向、搜索引擎效劳为主。,SMSC是短信中心，PS域也支持短信的收发,MMSC是彩信中心，彩信的收发必须靠PS域的数据效劳支持,FW:FireWall,WAPGW:WA