中国联通GPRS核心网总体建设组织规划最终.docx
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中国联通GPRS核心网总体建设组织规划最终
中国联通网络建设部
2006年8月
中国联通GPRS核心网总体建设方案
.
目次
11 概述
12
按照总部GPRS的建设要求，将在全国31个省份建设GPRS系统。
为规范各省GPRS核心网的建设，特制定本总体建设方案，用于指导各省分公司2006年GPRS核心网工程的建设。
无线等其它部分的建设遵照网建字2006[151]号文件《中国联通GPRS建设指导意见》执行。
本文件具体内容要求包括业务模型、网元设置原则、设备配置要求、网络组织和承载方案、IP地址和编号计划、路由计划等。
对于目前已经建设了GPRS网络的省份，由总部统一协调，按照本方案进行相关局数据以及网络调整。
对于全网共用设备，要求北京和广东按照本建设方案增加相关设备。
编制依据
1）《中国联通GPRS技术体制》
2）
3）《中国联通GPRS建设指导意见》
4）
5）《中国联通GPRS交换子系统设备规范》
6）
7）《中国联通900/1800MhzTDMA数字蜂窝移动通信网技术体制》
8）
工程建设概况
工程建设满足期
要求按照满足到2007年中期业务发展的需要进行建设。
开放的业务
按照市场部门的业务开放需求，近期工程开放的业务主要包括：
●中国联通开放的全网增值业务，该类业务采用的APN为Uniwap/Cmwap，具体业务如WAP、彩信、JAVA等
●
●各省开放的本地业务，如企业专网接入等
●
另外，今后在市场有需求时，也可以开展互联网接入业务（该业务的APN采用Uninet/Cmnet）。
业务覆盖范围及建设规模
各省建设的覆盖范围为以及建设规模以总部计划部的GPRS发展规划为准。
工程分工
本方案仅涉及GPRS的核心网相关网元设备及相应网络设备的建设，主要包括SGSN、GGSN、CG、BG、OMC子系统、根DNS、省级DNS、NTP服务器以及组网用的网络设备（内部局域网交换机、Gi接口防火墙、Gn接口CE路由器）等。
核心网工程建设中，各省需充分利用现有的电源、传输及165网络的相关资源。
其中，除PE设备由联通总部统一解决外，其它资源由省内解决。
为了顺利开通业务，各省尚需要对现网的无线网络、计费系统、HLR进行升级改造以支持GPRS的相关业务属性。
GPRS网络简介及主要设备功能
13
GPRS系统的基本网络结构如图2.1所示：
BSC
PCU
BTS
短消息中心
GGSN
7号信令网
IP
传输网
帧中继网或E1等
联通增值业务网
企业内部网
MSC
HLR
BG
CG
DNS
其它运营者的GPRS网
SGSN
Internet
图2.1GPRS系统的基本网络结构示意图
GPRS系统的主要组成包括下述功能单元：
●分组控制单元（PCU）：
●
主要用于完成RLC/MAC功能和与Gb接口的转换。
配备了PCU的基站子系统把分组业务经Gb接口送往SGSN，把话音业务经A接口送往MSC。
●服务GPRS支持节点（SGSN）：
●
执行移动性管理、安全功能和接入控制和路由选择等功能。
SGSN与HLR之间的Gr接口用于SGSN与HLR之间传送移动性管理的相关信令。
根据中国联通的技术体制要求，SGSN需具备通用APN用户回归属地GGSN接入外部数据网的功能。
即：
SGSN向DNS发起APN解析时，应将用户的号段信息带给DNS设备，以便DNS设备查询到用户归属的GGSN的地址，用户通过归属地的GGSN接入外部数据网。
●网关GPRS支持节点（GGSN）：
●
负责提供GPRSPLMN与外部分组数据网的接口，并提供必要的网间安全机制（如防火墙）。
为减少资源占用以及数据配置方便，要求GGSN具有识别APN别名的功能。
即，要求GGSN把“UNIWAP”和“CMWAP”、“UNINET”和“CMNET”分别当作同一个APN来处理。
要求GGSN能够支持内容计费，能进行3-7层的协议解析。
同时要求GGSN支持实时扣费接口的相关功能，即：
支持DIAMETERCC协议。
●边界网关（BG）：
●
边界网关用于不同PLMN间GPRS网的互连，它应具有基本的安全功能，此外还可以根据运营商之间的漫游协定增加相关功能。
边界网关设备应支持BGP协议（RFC1771）作为其基本的路由功能集。
在边界网关上可以收集记费信息，作为不同的GPRS运营者分担不同PLMN之间链路费用的依据。
●计费网关（CG）：
●
计费网关通过Ga接口与GPRS网络中的计费实体如GSN等通信，用于收集各GSN发送的计费数据记录并进行计费。
●域名服务器（DNS）：
●
负责提供GPRS网内部SGSN、GGSN等网络节点的域名解析以及APN的解析。
●时间同步服务器（NTP）：
●
负责为全网GPRS设备提供基准时间，其它设备可以通过NTP协议向NTP服务器获得时间。
话务模型
14
对于用户申请开通和默认开通情况下，话务模型分别取定如下：
模型参数内容
默认开通
申请开通
（1）GPRS用户的数据量
忙时平均每用户的数据吞吐速率（单位：
bps）
（不含链路开销，含上下行数据）
（计数基础是出帐用户数）
60
60
（2）业务模型
忙时每用户Attach次数
0.5
0.5
忙时每用户Dttach次数
0.5
0.5
忙时每用户PDP上下文激活次数
（计数基础是附着用户数）
0.04
0.12
忙时同时激活用户比（计数基础是附着用户数）
0.02
0.06
忙时每用户路由区更新次数
5
5
上下行数据量的比例
1:
6
1:
6
平均IP包长（不含开销）（单位：
Byte）
200
200
信令链路（64Kbps）单向正常负荷
0.2
0.2
广域网链路利用率
70%
70%
局域网带宽利用率
50%
50%
漫游入和漫游出用户的比例
10%
10%
各个接口带宽计算公式：
1）Gi接口带宽：
2）
Gi接口总带宽=出帐用户数x忙时平均每用户的数据吞吐速率
其中，Gi接口上行带宽和下行带宽分别占上述Gi接口总带宽的1/7和6/7
Gi接口上行带宽=出帐用户数x忙时平均每用户的数据吞吐速率x1/7
Gi接口下行带宽=出帐用户数x忙时平均每用户的数据吞吐速率x6/7
3）Gn接口带宽：
4）
Gn接口数据是在Gi接口数据报的基础上封装了GTP的报头，在计算时，Gn接口带宽按照Gi接口的1.4倍考虑；
进出SGSN/GGSN的Gn接口的总带宽=出帐用户数x忙时平均每用户的数据吞吐速率x1.4
其中，Gn接口上行带宽和下行带宽分别按上述Gn接口总带宽的1/7和6/7
5）GnCE路由器带宽：
6）
进出GnCE路由器的Gn接口总带宽=2x进出SGSN/GGSN的Gn接口的总带宽/10
=2x出帐用户数x忙时平均每用户的数据吞吐速率x1.4/10
其中，上行和下行各占一半
7）Gb接口带宽：
8）
Gb接口是在用户数据数据报的基础上封装了帧中继的报头，在计算时，Gb接口带宽按照Gi接口的1.3倍考虑；
进出SGSNGb接口的总带宽=出帐用户数x忙时平均每用户的数据吞吐速率x1.3
其中，Gb接口上行带宽和下行带宽分别按上述Gb接口总带宽的1/7和6/7计算
9）对传输带宽的要求
10）
上述计算中，都是有效带宽，对相关传输链路提要求时，对于广域网链路应考虑70%的带宽利用率；对于内部局域网，应该考虑50%的链路利用率
即
实际的广域网带宽需求=广域网有效带宽需求/0.7
实际的局域网带宽需求=局域网有效带宽需求/0.5
11）信令配置原则：
12）
暂可以按照2万附着用户配置一条64K信令链路考虑，另外由于初期设备容量购置较少，考虑到手机终端自动附着的因素，暂时按照每个SGSN配置16条64K信令链路考虑，另外对于大容量的SGSN设备，也可以配置高速信令链路。
中国联通GPRS网络建设
15
中国联通GPRS网由省网设备和全网共用设备组成。
如图4.1所示。
图4.1中国联通GPRS网的网络结构示意图
考虑GPRS网络未来的演进，本次建设要求GPRS各网元设备同时支持2.5G和3GR4的功能要求。
SGSN、GGSN、CG、OMC、NTP、BG、DNS等设备的具体设置原则见《中国联通GPRS网络建设指导意见》，各设备的功能要求见《中国联通GPRS交换子系统设备规范》。
GPRS全网共用设备
GPRS全网共用设备负责提供中国联通GPRS网与其它PLMNGPRS网的互联以实现网间漫游。
全网共用设备由所在省公司负责建设。
●目前在北京设置了一个边界网关（BG）作为GPRS国际出口节点与其他PLMN的GPRS网互联，实现GPRS用户在不同PLMN间的漫游。
需要在广州增设边界网关。
●
●为了实现漫游到其它运营商的用户使用归属省的GGSN，需在北京和广州设置GGSN代理。
两套GGSN代理通过根DNS的路由配置实现负荷分担。
●
●分别在北京和广州设置根DNS，为全网提供域名解析服务。
这两套根DNS设置成互为备份，负荷分担。
目前，北京已经有一套DNS设备，兼作为北京省网DNS和根DNS，广州目前没有建设根DNS。
需要在北京新建省级DNS，原DNS仅做根DNS使用；在广州新建根DNS。
●
●目前，在北京已经建有一套全网共用的NTP服务器，本次建设需在广州新建一套NTP服务器，两套NTP服务器设置成互为备份。
●
GPRS各省网元建设
以省为单位组建GPRS省网，各GPRS省网负责向用户提供GPRS业务。
SGSN的设置应从业务量、传输费用以及设备投入费用等方面权衡考虑，集中设置在省会城市，原则上要求各省初期只采用一个厂家的设备。
GGSN的设置主要根据业务发展需要，以省为单位集中在省会设置。
各GPRS省网设置两个省级DNS，它们负荷分担，互为备份。
网络组织方案
16
GPRS承载网
图5-1GPRS承载网方案
注：
上图是逻辑图，其中的Gn的MPLSVPN和WAPMPLSVPN的PE路由器可以共用同一台物理设备。
Gn承载网的方案
本方案利用MPLSVPN技术在现有的165网上划分出GPRS的Gn承载网，用来承载不同节点之间SGSN、GGSN、DNS、NTP、BG等GPRS内部网元之间的业务数据。
同一节点的SGSN、GGSN、DNS、BG、NTP等设备之间通过局域网连接。
各GPRS网络节点接入现有的165IP传输网的具体方式：
GPRS省网中
GSN的Gn接口以及省级DNS，通过GnCE路由器连接到本省165网PE路由器，从而连接到GnVPN网络。
GPRS全网共用设备中
BG设备一端与165节点相连（通过IPsec隧道与GRX组织的路由器连接），一端与GPRS的Gn网络相连。
NTP服务器、代理GGSN、根DNS通过GnCE路由器，连接到GnVPN网络。
GPRS网络与外部数据网的连接
中国联通GPRS网通过各省网设置的GGSN的Gi接口与外部数据网互连。
Gi与外部网络的通信需要经过防火墙隔离。
GGSN的Gi接口通过防火墙接入省内汇接节点。
本方案利用MPLSVPN技术在现有的165网上划分出中国联通增值业务的承载网，WAP网关、MMSC、JAVA平台等均在该增值业务网上。
1）全网增值业务
使用UNIWAP/CMWAPAPN开展业务，在逻辑上，GGSN的Gi接口通过GRE隧道连接到本省的165网PE路由器，从而连接到中国联通的增值业务VPN网，所有的业务数据均通过VPN网络内到达增值业务平台。
2）本地专网接入业务
各省可以根据情况，开展本地的企业专网接入业务。
具体的连接方案，可以选择专线连接，也可以选择通过公网上的隧道方式连接。
3）全网互联网接入业务
目前暂时不开放该业务，但在网络建设时，应该实现Gi接口与165省网连接，为开展全网增值业务和基于隧道方式的本地专网接入业务提供条件；并在今后开放该业务时，作好工程上的准备。
Gb接口网络组织
PCU与SGSN有以下几种连接方案，各省应该根据现网情况，充分利用现有资源，选用经济合理的连接方式。
方案
适用范围
优点
缺点
利用原有A接口的空余容量，通过MSC的半永久连接，将GPRS话务连接到SGSN
适合于GPRS网络建设初期交换机有富余E1接口板的情况。
比较经济，无需额外硬件。
需占用一定的MSC交换矩阵资源，随着GSM和GPRS话务的增加，系统不易扩展。
通过专用2Mbit/sE1PCM链路实现
适用于Gb接口数据量大的情况，如直辖市等业务量较大的地区.
这种方式结构清晰，扩容灵活方便
在GPRS网络建设初期数据量较低的情况下会占用较多的传输资源，运营成本较高。
在BSC侧传输机房设置DXC，PCU侧Gb接口经过DXC交叉复用后通过传输与SGSN连接
适用于本地尚没有建设SGSN的地区
灵活方便，节省传输电路。
需要增加DXC复用设备。
核心网机房设置DXC，PCUGb接口直接通过传输电路到核心网机房DXC，经DXC交叉复用后与SGSN连接。
适用建设初期，需要对SGSN端口扩容，并且现网已经有DXC资源的节点。
节省Gb端口的配置。
需要增加DXC复用设备。
使用FR/ATM网络接入
适合于存在FR/ATM网络,且有富余接口板的情况。
组网清晰,比较经济，充分利用现有资源,无需额外硬件。
需要调查FR/ATM网络资源的情况,当资源不足时,不宜采用该方案
Gr接口网络组织
SGSN作为GSMNO.7信令网的一个信令点，接入到STP点上。
每个SGSN与本地一对LSTP相连或与本地一对HSTP相连，保证SGSN可通过Gr接口访问到全网每一个HLR。
Gp接口网络组织
要求在北京和广州各设置一台BG设备，BG设备通过IPsec隧道方式与GRX组织的路由器连接，从而实现与其它移动运营商的连接。
Ga接口网络组织
Ga原则上通过局域网组织，要求划分一个单独的VLAN。
如果SGSN与CG不在同一个局域网中，可以利用Gn的VPN组织Ga接口，但是要求SGSN和CG侧Ga端口需要做安全策略。
CG与计费中心之间的网络组织
CG与计费中心之间应采用专线或者单独VLAN的方式。
如果经过与其它系统共用的路由器，需要路由器做路由隔离等安全保护措施。
网管接口组织
网管接口通过局域网组织，要求划分一个单独的VLAN。
IP地址分配
17
IP地址分配原则
GPRS网IP地址的分配包括设备地址和用户地址，IP地址分配应尽可能遵循以下原则：
1）IP地址的划分全国统一规划分配，充分考虑GPRS网络未来业务发展的需要。
2）IP地址需合理分配，为保证网络设备的安全，做好不同业务地址的隔离，满足各种用户及各种业务接入的需要。
3）地址划分要有层次，便于网络互联，简化路由表。
4）应充分合理利用地址资源，采用可变长子网掩码VLSM技术，保证IP地址的利用效率。
设备地址
●Gn/Gp接口IP地址
●
为了实现不同运营商之间的互通，Gn、Gp采用公有IP地址，由总部统一分配，具体分配见附表。
MPLSVPN接口地址由总部分配，拟采用前期总部分配给GnVPN接口和GiVPN接口的IP地址；其中原GnVPN接口地址主用，GiVPN接口地址备用，具体分配见附表。
包含全网共用设备的局域网，Gn接口内，前面16个地址保留为共用设备使用，其中IP地址分配如下：
省级DNS：
X．X．X．1-4；
BG：
X．X．X．5-7；
骨干DNS：
X．X．X．8-11；
NTP服务器：
X．X．X．12-15；
对于不包含全网共用设备的局域网，Gn接口内，前面8个地址保留为省DNS等设备使用，其中IP地址分配如下：
省级DNS：
X．X．X．1-4；
●Gi接口IP地址：
●
接入增值业务网时，接口IP地址的分配：
统一使用隧道方式接入165网络的PE路由器，由PE路由器设置到达相关系统的路由。
隧道端点的公有地址由所在省的165网分配，GRE端点私网地址分配见附件2。
专线接入：
省公司或者对端企业分配。
互联网接入：
对北京、广州、深圳、海口、上海、苏州、昆明等几个已经建设了GPRS网络的城市，采用总部已经分配的公有地址；其它新建GPRS网络的省份，要求由省公司分配互联的165地址。
●BG设备接口地址
●
BG设备一般采用路由器设备实现。
按照中国联通目前的体制，BG设备与GRX组织之间通过隧道方式连接。
BG设备与GPRS内部网络之间的接口处于Gn接口层面，由总部统一分配。
BG设备在逻辑上，通过隧道方式连接到GRX组织的路由器上，隧道端点的地址由总部和GRX组织协商分配。
●设备内部IP地址的分配原则
●
对于仅在设备内部使用，不需要公布其路由的IP地址，由厂家自行分配，要求确保不与局域网内部其它地址发生冲突。
●设备操作维护接口、Ga接口、与计费中心接口地址分配原则
●
设备的操作维护网管接口、Ga接口、与计费中心的接口采用保留IP地址，由分公司自行分配，这些地址在不同省分可以之间重复使用。
用户地址
用户通过不同的APN接入网络时，由相应的网络或者由GGSN代各网络为用户分配IP地址。
●WAP接入/增值业务接入（UNIWAPAPN/UNINETAPN）时的IP地址分配
●
现采用私有地址，根据用户所需地址数量配置GGSN地址池，由GGSN为用户分配IP地址，各省具体IP地址段见附表。
●企业专网APN的IP地址分配
●
由企业的LNS设备分配或者由GGSN代企业分配，地址段由企业决定。
●Internet接入（UNINETAPN/CMNETAPN）时的IP地址分配
●
业务开展的初期由总部分配公有IP地址，具体见附表。
在业务发展的开始阶段，可暂时配置在GGSN的地址池内。
编号方案
18
信令点编码
1）编码说明
在业务发展初期，暂不考虑Gc接口的开放，因此GGSN暂不分配信令点编码和ISDN号码，仅需要为SGSN分配信令点编码。
2）编码原则
根据《中国联通900-1800MHz数字蜂窝移动通信网技术体制（修订稿）》，主信令区采用255；分信令区（001-034）分配表如下：
表8.1255主信令区的分信令区（001-034）分配表
北京
001
天津
002
河北
003
江西
004
内蒙古
005
辽宁
006
吉林
007
黑龙江
008
江苏
009
山东
010
上海
011
安徽
012
浙江
013
福建
014
山西
015
河南
016
湖北
017
湖南
018
广东
019
广西
020
海南
021
四川
022
贵州
023
云南
024
西藏
025
陕西
026
甘肃
027
青海
028
宁夏
029
新疆
030
台湾
031
香港
032
澳门
033
重庆
022、034
GSN的信令点范围为：
150-159。
GT编码
1）编码说明
目前，GT编码的格式是8613000M1M2M3、8613090M1M2M3或8613200M1M2M3，13254M1M2M3。
2）编码原则
根据联通GSM体制，M1M2的分配如下：
M1\M2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1
北京
北京
北京
天津
河北
山东
山东
山东
河北
北京
2
广东
上海
天津
重庆
辽宁
江苏
浙江
山东
四川
陕西
3
安徽
上海
上海
江苏
江苏
江苏
浙江
浙江
福建
福建
4
安徽
上海
浙江
江苏
江苏
江苏
浙江
浙江
福建
福建
5
海南
广东
广东
广东
广东
广东
广东
广东
广东
广西
6
海南
武汉
江西
武汉
四川
山东
广东
广东
广东
广西
7
山西
武汉
江西
湖南
湖南
河南
河南
青海
贵州
宁夏
8
山西
四川
辽宁
重庆
陕西
陕西
云南
甘肃
广东
浙江
9
吉林
吉林
辽宁
辽宁
辽宁
内蒙
新疆
黑龙江
黑龙江
黑龙江
3）各地SGSNGT地址分配：
各分公司根据目前空余的GT号码资源进行分配，分配结果在总部备案。
全网业务的APN设置
APN的种类及全网APN的设置方案见《中国联通GPRS网络建设指导意见》。
自治域号
BG需要由GRX组织分配一个保留自治域号，目前，中国联通已经申请了保留AS号码。
路由计划
19
GPRS网内，Gn接口之间的路由原则
●通用APN
●
接入地SGSN---（承载网VPN）---归属地GGSN
●专用APN
●
接入地SGSN---（承载网VPN）---提供业务的GGSN
其中，括号内的部分表示可选的，只有当在SGSN与GGSN不处于同一局域网时，才会使用。
GPRS网与外部数据网之间的路由原则
●增值业务接入时（UNIWAPAPN/CMWAPAPN）的路由
●
隧道方式：
接入地SGSN---（承载网VPN）---归属地的GGSN---隧道终结165网PE路由器---增值业务访问
●企业专网APN的路由
●
专线方式：
接入地SGSN---（承载网VPN）---提供业务的GGSN---企业侧设备---企业专网访问
隧道方式：
接入地SGSN---（承载网VPN）---提供业务的GGSN---165网路由器---企业侧隧道终结设备---企业专网访问
●Internet接入（UNINETAPN/CMNETAPN）
●
接入地SGSN---（承载网VPN）---归属地GGSN---165网路由器---internet访问
信令路由方式
原则上省内采用DPC＋SSN寻址，省间采用GT寻址。
SGSN对E.212码进行分析，判断本省号码、外省号码和国外号码，若为本省号码，则采用DPC+SSN寻址到目的地SP；若为外省号码和国外号码，则将其变换为E.214码且送到本省STP。
使用WAPAPN时，Radius消息的信令路由方式
在使用WAPAPN时，要求GGSN采用带内通信的方式，将发往WAP网关的Radius消息封装在GRE隧道内，同业务数据一起发送给WAPVPN的PE路由器。
Radius客户端的地址分配从给用户的IP地址中取一段使用。
DNS配置
110
需要DNS解析的的数据如下：
1）APN所对应的GGSN的IP地址的解析；
2）
3）路由区的解析。
4）
要求DNS配置为递归查询方式，各省级DNS负责查询本省的APN对应的GGSN地址及路由区解析，全国DNS
升级会员 