WCDMA核心网络解决方案.ppt

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WCDMA核心网络解决方案,2004年4月,2,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,3,电信技术发展的里程碑,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,4,3G核心网技术标准演进,3GPPR99,3GPPR4,3GPPR5,3GPPR6,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,5,3G核心网络的发展,TDM,IP,MSC,GMSC,SGSN,HLR/AuC,SCP,SMC,ISP/ICP,APPServers,GGSN,MSCserver,内容提供,业务控制,GMSCserver,MGW,MGW,SGSN,GGSN,TDM/ATM/IP,MSCserver,MGW,MGW,SGSN,GGSN,IP,PCSCF,SCSCF,MGCF,GMSCServer,接入层,GSM/R99,R4,R5/R6,6,3GPPR99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、网络双向鉴权及信息的完整性保持机制,7,3GPPR4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,8,3GPPR5/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。

9,移动核心网演进趋势-网络分层化,ISP/ICP,APPServers,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,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,10,从传统电路交换向分组数据交换转变，形成以IPcore为基础的电信网络新框架；,移动核心网演进趋势-承载IP化,IPCore,CSCF,3GRAN,MSCServer,固定SIP终端,GMSCServer,MGW,PSTN/PLMN,SGSN/GGSN,MGW,HSS,SIP,BICC/SIP,SIP/BICC,SIP,SIP,MGCP,MGCP,MAP,IMS域,边缘接入,11,移动核心网演进趋势-开放架构,最终用户,业务模板,Deploy,DataStorage,Deploy,业务管理,业务管理,分布数据管理,ServiceRegistry,MSCServer,Import,ServiceCreationEnvironment,JavaBeansEJBs,业务组件,协议/API接口,MgmtLayer,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,12,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,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,13,移动核心网正朝着全业务、全IP承载网络的方向发展移动核心网电路域的演进是曲折的，新老技术交替发展移动核心网分组域的演进更加平坦，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,14,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,15,3G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网络，逐步实现用户2G向3G的迁移,16,GSM-MSC,BSS,UTRAN,WCDMA-MSC,GSM/WCDMAMSC,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,17,两种建设模式的差异,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部分核心网设备，包括汇接局、关口局、HLR等网元均可采用升级方式利旧差异:

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!

18,升级方案分析,19,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3GMSC中成本比例最高的部分，约占30%）增加部分中继单元（用于与2GMSC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,20,GSMR99Ready不等于WCDMAR99Ready,R99Ready?

GSMR99Ready,WCDMAR99Ready,R99Ready指GSMR99Ready，而不是WCDMAR99Ready,GSMR97,GSMR98,3G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,ATMBasedIu接口,CAMELIII,多媒体业务,部分软件升级,21,3GMSC,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/3GMSC,2G/3GMSC,2G/3GMSC,2G/3GMSC,300万GSM用户10万WCDMA用户,10万WCDMA用户,升级方案：

新建方案：

22,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GSMMSC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.位置更新5.切换6.SSP7.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,GSMMSC,2,3,1,4,5,6,7,70%,60%,50%,40%,30%,20%,80%,23,3G网管与GSM网管协议不同，升级方案就要求GSMMSC既可接入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,24,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2GMSC升级配合部分3G业务2G网络不具备，仍需要2GMSC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,25,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,26,GSMMSC升级到UMTSMSC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,27,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,28,传统MSC（100万用户超过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,29,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：

1.15,30,2004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3G2007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网络统一,31,目前3G商用实例中，新建方案是业界3G建设模式的主流，众多3G运营商选择了这种建设模式：

H3G（和记）VodafoneJ-PhoneUAESunday,业界情况,32,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2GGSM核心网络容量受限,33,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、VideoMailbox、电路域流媒体,34,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（MSCServer/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一,35,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,36,3GR99网络商用化进程,3GR99标准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NTTDoCoMo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：

MTNET2002年底GSM/WCDMA双模终端面市，2003年中期达到规模商用程度2002年底H3GWCDMA网络在香港及欧洲国家陆续开通,结论：

3GR99网络已成熟,可商用,37,移动软交换技术已成熟,3GPP协议族,SIGTRAN,H.248,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,50,100,150,116,113,155,62,65,44,42,3GPPR4CR变化图,38,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终端,R99RAN,R4CN,IPCore,RNC,MSCServer,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,R99RAN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R4CN产品，华为公司R4核心网络已应用于国内、海外3G及GSM市场,TDM承载,TDM承载网络技术十分成熟,39,公司分部,公司总部,V/GMSCserver,SS7,PSTN,大楼/企业/学校小区/IP超市等,3GRAN/GSM,IPCore,MGW,智能网络,AppServer,HLR/HSS,SG,软交换具备良好的业务扩展能力,TMSCserver,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,40,移动软交换具有更快速的业务部署能力,传统网络,下一代移动网络,新的业务,业务与MSC紧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,41,更高效的网络管理,ISUP,IN,NMS,AppServer,SG,PSTN,switch,MGW,MGW,MSCServer,Route/PolicyService,MSCServer,MGW,MGW,MGW,MGW,MGW,B本地网,A本地网,集中维护中心,42,2002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,43,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,44,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,维护两张承载网,45,3G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,46,3GMSC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；,47,HLR/AuC,SCP,SMC,ISP/ICP,APPServers,应用层,业务层,承载层,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,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）,SGSN,GGSN,SGSN,GGSN,48,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盖的矛盾；,基于R99分层的建设模式

（2）,49,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）,GMSC,GMSC,NodeB,RNC,TMSC,GMSC,GMSC,MSCSERVER,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,50,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的就近互通；,区域中心（区号1）,GMSC,GMSC,NodeB,RNC,TMSC,GMSC,GMSC,MSCSERVER,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,IP,大本地网的组网模式,R4分层网络的部署,IPCore,51,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35个地区为宜，否则大本地网内网元间拓扑太复杂；,52,MSCServer的部署原则,每个3G大本地网中设一个或若干个MSCServerMSCServer的规划和建设基于“集中放置、区域管理”的原则。

MSCServer集中放置在中心城市。

单个MSCServer容量最大容量建议150万。

当MSCServer容量超过100万时，要考虑容灾，利用双归属机制，MSCServer实现11备份，保证网络安全。

当3G本地网内有2个以上MSCServer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。

53,与2G网络的互通策略,RAN,RAN,MGW,MGW,GMSC,VMSC,VMSC,BSC,BSC,TMSC,L/HSTP,3GHLR,2GHLR,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;,54,单向切换2G网络无需升级,GSMMSC,3GMSC,GSMBSS,3GRAN,标准E接口（GSMMAP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、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）,55,3G/2GMSC切换配合策略,Huawei与Alcatel,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,56,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、TMSC、HLR、STP的建设3G核心网分组域规划探讨,57,3GGMSC的建设模式分析,R99GMSC和2GGMSC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3GR99的GMSC在功能和网络形态上差别不