GSM基礎(chǔ)知識(shí)簡介

1、一、電信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：(一)、基本概念與構(gòu)成：電信網(wǎng)是由傳輸、交換、終端設(shè)備和信令過程、協(xié)議以 及相應(yīng)的運(yùn)行支撐系統(tǒng)組成的綜合系統(tǒng)。電信網(wǎng)是多個(gè)用戶電信系統(tǒng)互連的通信體系，是由終端 設(shè)備、傳輸設(shè)備、交換設(shè)備等基本要素組成的綜合系統(tǒng)。它 是為公眾提供信息服務(wù)，完成信息傳遞和交換的通信網(wǎng)絡(luò)。(二)、電信網(wǎng)構(gòu)成1、物理網(wǎng)：由 川戶終端、交換系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng) 等電信設(shè)備 組成的實(shí)體結(jié)構(gòu)，是電信網(wǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。(1)用戶終端：電信網(wǎng)最外圍的設(shè)備它將用戶所發(fā)送的各種形式的信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶判盘?hào) 送入電信網(wǎng)絡(luò)傳送，或?qū)碾娦啪W(wǎng)路中接收到的電磁信號(hào)、 符號(hào)等轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩艨勺R(shí)別的信息。(2)交換系統(tǒng)：處于電信網(wǎng)絡(luò)樞紐位置

2、，是各種信 息的集散中心，是實(shí)現(xiàn)信息交換的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它包括各種電 話交換機(jī)、電報(bào)交換機(jī)、數(shù)據(jù)交換機(jī)、移動(dòng)電話交換機(jī)、分 組交換機(jī)、寬帶異步轉(zhuǎn)換模式( ATM )交換機(jī)等。(3)傳輸系統(tǒng)：信息傳遞的通道。它將用戶終端與 交換系統(tǒng)之間或交換系統(tǒng)之間連接起來，形成網(wǎng)絡(luò)。傳輸系統(tǒng)按傳輸媒質(zhì)不同,可分為有線傳輸系統(tǒng)和無線 傳輸系統(tǒng)。無線傳輸系統(tǒng)分為長波、中波、短波、超短波和 微波通信系統(tǒng)，微波通信系統(tǒng)又可分為地面微波通信系統(tǒng)和 衛(wèi)星通信系統(tǒng)等。傳輸系統(tǒng)按其傳遞信號(hào)方式不同，可劃分為模擬傳輸系統(tǒng)和數(shù)字傳輸系統(tǒng)。(4)、物理網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)：直線網(wǎng)、樹型網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、星 型網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)、格型網(wǎng)等2、支撐管理網(wǎng)：是為保

3、證業(yè)務(wù)網(wǎng)正常運(yùn)行， 增強(qiáng)網(wǎng)路功能， 提高全網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量而形成的網(wǎng)路。在支撐管理網(wǎng)中傳遞的是 相應(yīng)的控制、監(jiān)測(cè)及信令等信號(hào)。包括：信令網(wǎng)、同步網(wǎng)、管理網(wǎng)。(1)、信令網(wǎng)：七號(hào)信令網(wǎng)(No7)是一種國際性的、標(biāo) 準(zhǔn)化的通用公共信道信號(hào)系統(tǒng)。七號(hào)信令網(wǎng)是接收、處理和 傳送信令信號(hào)的專用網(wǎng)路，通過對(duì)信令信號(hào)的識(shí)別和傳遞， 產(chǎn)生控制信號(hào)以支撐業(yè)務(wù)網(wǎng)的運(yùn)行。(2)同步網(wǎng)：是產(chǎn)生傳送基準(zhǔn)定時(shí)信號(hào)的網(wǎng)路。(3)管理網(wǎng)：是接收、處理和傳送管理信息的專用網(wǎng)絡(luò)。其功能是對(duì)電信網(wǎng)進(jìn)行維護(hù)和管理。3 、業(yè)務(wù)網(wǎng)：指疏通電話、電報(bào)、傳真、數(shù)據(jù)、圖像等各類電信業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。主要包括：常用的固定通信網(wǎng)：電話網(wǎng)( PSTN ) /I

4、P 網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)( ISDN )常用的移動(dòng)通信網(wǎng) ： 公眾 蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) (GSM 網(wǎng)( GSM:Global System for Mobile communications全球移動(dòng)通信系統(tǒng)) 、共用無繩電話系統(tǒng)、公眾無線尋呼系統(tǒng)、集群調(diào)度移動(dòng)通信系統(tǒng)等常見的向公眾提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的有：分組交換網(wǎng)( CHINAPAC)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(CHINA DDN )、幀中繼網(wǎng)(CHINA FRN )等常見的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) (計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)) 有： 因特網(wǎng) ( Internet ) ( 國際互聯(lián)網(wǎng) ) 、中國公眾計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng) CHINANET 、中國移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)CMNET 、以及 CHINAGBN/UN

5、INET/CNCNET 等寬帶多媒體智能網(wǎng)傳真存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)( CHINA FAX )無線尋呼網(wǎng)一個(gè)完整的電信網(wǎng)主要由硬件和軟件兩部分組成，其硬件包括終端節(jié)點(diǎn)、交換節(jié)點(diǎn)、業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)和傳輸系統(tǒng)。二、電信網(wǎng)構(gòu)成要素電信網(wǎng)由節(jié)點(diǎn)和鏈路組成，如圖 1-2所示電信網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)包括網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)。其中，網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)大多是指交換中心，主要由交換設(shè)備、集中設(shè)備、交叉 連接設(shè)備等組成；終端節(jié)點(diǎn)是指各種用戶終端設(shè)備，如電話 機(jī)、傳真機(jī)、終端計(jì)算機(jī)等。電信網(wǎng)中的鏈路是由電纜、光纖、微波或衛(wèi)星等組成的 傳輸線路，連接節(jié)點(diǎn)，完成節(jié)點(diǎn)間的信息傳送。除了以上組成電信網(wǎng)的硬件外，為了保證網(wǎng)絡(luò)能正常運(yùn) 行還應(yīng)有相應(yīng)的軟件和規(guī)定（如：

6、協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)等）?？傊?電信網(wǎng)的基本功能就是為通信的雙方（或多方）提供信息傳 遞的路徑，使處于不同地理位置的終端用戶可以互相通信。一個(gè)完整的通信系統(tǒng)包括硬件和軟件。硬件一般由終端 設(shè)備、傳輸系統(tǒng)和轉(zhuǎn)接交換系統(tǒng)等三部分電信設(shè)備構(gòu)成，是 構(gòu)成通信網(wǎng)的物理實(shí)體。三、電信網(wǎng)特點(diǎn)同步時(shí)分復(fù)用、同步時(shí)分交換、面向連接、對(duì)用戶數(shù)據(jù)透明傳輸、電信網(wǎng)絡(luò)的基本質(zhì)量特征：高質(zhì)量、高接續(xù)質(zhì)量、高穩(wěn)定質(zhì)量。四、電信網(wǎng)劃分站在不同的角度可以以不同的方式將電信網(wǎng)劃分為各種類型，根據(jù)電信網(wǎng)的構(gòu)成及功能，通常把電信網(wǎng)分為業(yè)務(wù)網(wǎng)、傳輸網(wǎng)和支撐網(wǎng)。其中，業(yè)務(wù)網(wǎng)面向公眾提供電信業(yè)務(wù)。包括公用電話交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)、幀中繼網(wǎng)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)

7、、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)、 IP 網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)、智能網(wǎng)等；傳輸網(wǎng)則通過光纖、微波和衛(wèi)星等傳輸方式為不同服務(wù)范圍的業(yè)務(wù)網(wǎng)之間傳送信號(hào)： 支撣網(wǎng)支持業(yè)務(wù)網(wǎng)和傳輸網(wǎng)的正常運(yùn)行， 它包括信網(wǎng)、同步網(wǎng)和管理網(wǎng)。從概念上可分為物理網(wǎng)（用戶終端、交換系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)等電信設(shè)備） 、業(yè)務(wù)網(wǎng)（ ISDN 、 PSN 、移動(dòng)網(wǎng)等）和支撐管理網(wǎng)（信令網(wǎng)、同步網(wǎng)等） 。隨著電信網(wǎng)綜合化、智能化的發(fā)展以及電信新業(yè)務(wù)不斷增多，對(duì)電信網(wǎng)的構(gòu)成提出了新的劃分方法。如將電信網(wǎng)分為承載層（相當(dāng)于物理網(wǎng)及其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總體） 、支撐層（相當(dāng)于支撐管理網(wǎng)） 、業(yè)務(wù)層（近似于業(yè)務(wù)網(wǎng)）等（ 1 ）電話網(wǎng)長途電話網(wǎng)、 國際電話網(wǎng)。按服務(wù)地域分為本地電

8、話網(wǎng)、電話網(wǎng)自“九五”后，我國電話網(wǎng)的等級(jí)結(jié)構(gòu)由五級(jí)演變?yōu)?三級(jí)(即本地、長途、國際)五、通信技術(shù)發(fā)展歷史及趨勢(shì)下一代網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)：開放性、高效、多用戶、多媒體、資源共享、低成本廣義上講，下一代光網(wǎng)絡(luò)： MSTP 、智能光網(wǎng)；下一代數(shù)據(jù)網(wǎng)：NGI 、 IPV6 ；下一代交換網(wǎng)：軟交換體系；下一代移動(dòng)網(wǎng)：3G 、 4G發(fā)展趨勢(shì)： 從以語音業(yè)務(wù)為主， 向以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主發(fā)展；網(wǎng)絡(luò)向?qū)拵Щl(fā)展；傳輸向光纖化、大顆粒傳輸發(fā)展；接入向無線化發(fā)展；交換技術(shù)向分組化發(fā)展；網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)向融合性發(fā)展；人類進(jìn)行通信的歷史已很悠久。早在遠(yuǎn)古時(shí)期，人們就通過簡單的語言、壁畫等方式交換信息。千百年來，人們一直在用語言、圖符、鐘鼓

9、、煙火、竹簡、紙書等傳遞信息，古代人的烽火狼煙、飛鴿傳信、驛馬郵遞就是這方面的例子?，F(xiàn)在還有一些國家的個(gè)別原始部落，仍然保留著諸如擊鼓鳴號(hào)這樣古老的通信方式。在現(xiàn)代社會(huì)中，交通警的指揮手語、航海中的旗語等不過是古老通信方式進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果。這些信息傳遞的基本方都是依靠人的視覺與聽覺。19 世紀(jì)中葉以后，隨著電報(bào)、電話的發(fā)有，電磁波的發(fā)現(xiàn)，人類通信領(lǐng)域產(chǎn)生了根本性的巨大變革，實(shí)現(xiàn)了利用金屬導(dǎo)線來傳遞信息，甚至通過電磁波來進(jìn)行無線通信，使神話中的 “順風(fēng)耳 ”、 “千里眼 ”變成了現(xiàn)實(shí)。從此，人類的信息傳遞可以脫離常規(guī)的視聽覺方式，用電信號(hào)作為新的載體，同此帶來了一系列鐵技術(shù)革新，開始了人類通信的

10、新時(shí)代。1837 年， 美國人塞繆樂 .莫樂斯 ( Samuel Morse ) 成功地研制出世界上第一臺(tái)電磁式電報(bào)機(jī)。1844 年 5 月 24 日， 莫樂斯在國會(huì)大廈聯(lián)邦最高法院會(huì)議廳進(jìn)行了 “用莫爾斯電碼”發(fā)出了人類歷史上的第一份電報(bào)，從而實(shí)現(xiàn)了長途電報(bào)通信。1864 年， 英國物理學(xué)家麥克斯韋 (J.c.Maxwel ) 建立了一套電磁理論， 預(yù)言了電磁波的存在，說明了電磁波與光具有相同的性質(zhì)，兩者都是以光速傳播的。1875年，蘇格蘭青年亞歷山大.貝爾(A.G.Bell)發(fā)明了世界上第一臺(tái)電話機(jī)。并于 1876年 申請(qǐng)了發(fā)明專利。 1878 年在相距 300 公里的波士頓和紐約之間進(jìn)行

11、了首次長途電話實(shí)驗(yàn)，并獲得了成功，后來就成立了著名的貝爾電話公司。1888年，德國青年物理學(xué)家海因里斯.赫茲（H.R.Hertz）用電波環(huán)進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了電磁波的存在，他用實(shí)驗(yàn)證明了麥克斯韋的電磁理論。這個(gè)實(shí)驗(yàn)轟動(dòng)了整個(gè)科學(xué)界，成 為近代科學(xué)技術(shù)史上的一個(gè)重要里程碑，導(dǎo)致了無線電的誕生和電子技術(shù)的發(fā)展。不到 年的時(shí)間，俄國的波波夫、意大利的馬可尼分別發(fā)明了無線電報(bào)，實(shí)現(xiàn)了信息的無線電傳播，其他的無線電技術(shù)也如雨后春筍般涌現(xiàn)出來。 1904 年英國電氣工程師弗萊明發(fā)明了二極管。 1906 年美國物理學(xué)家費(fèi)森登成功地研究出無線電廣播。 1920 年美國無線電專家康拉德在匹茲堡建立了世界上第

12、一家商業(yè)無線電廣播電臺(tái)。 1924 年第一條短波通信線路在瑙恩和布宜諾斯艾利斯之間建立， 1933 年法國人克拉維爾建立了英法之間和第一第商用微波無線電線路，推動(dòng)了無線電技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。信息技術(shù)（Information Technology ,簡稱IT）是以微電子和光電技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)為支撐，以信息處理技術(shù)為主題的技術(shù)系統(tǒng)的總稱，是一門綜合性的技術(shù)。電子計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的緊密結(jié)合，標(biāo)志著數(shù)字化信息時(shí)代的到來2.通信發(fā)展史有線通信美國莫爾斯（F.B.Morse）:約5km的電報(bào)（點(diǎn)，劃，空間-字母，數(shù)字）；美國貝爾（A.G.Bell）:取得電話機(jī)專利（電信號(hào)-語音）；美國普賓:通

13、信電纜;1972 年 日本 :公共通信網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信,傳真通信業(yè)務(wù);美國 :發(fā)表貝爾數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) ,英國 :圖像信息服務(wù)實(shí)驗(yàn);現(xiàn)代 通信系統(tǒng)利用某些集中轉(zhuǎn)接設(shè)施-復(fù)雜信息網(wǎng)絡(luò) 交換功能"-實(shí)現(xiàn)任意兩點(diǎn)之間信號(hào)的傳輸 .無線通信1864 年 英國麥克斯韋:電磁波的存在設(shè)想;1888 年 德國赫茲 （H.Hertz）: 證實(shí)電磁波的存在;1895 年 意大利馬可尼:傳距僅數(shù)百米的無線通信;1901 年 意大利馬可尼:橫渡大西洋的無線通信;1938 年 法國里本斯 :PCM 方式 ;1940年 美國CBS彩色電視實(shí)驗(yàn)廣播；1951年美國CBS彩色電視正式廣播；實(shí)代 無線通信遍及全球并通向宇宙 ,

14、核心網(wǎng)6.1 核心網(wǎng)基礎(chǔ)6.1.1 核心網(wǎng)基礎(chǔ)概念（一）核心網(wǎng)的基本作用：用戶數(shù)據(jù)管理、 鑒權(quán)； 用戶移動(dòng)性管理； 用戶行為 （話音、數(shù)據(jù)）的控制和承載接續(xù)；控制管理無線子系統(tǒng)；基本業(yè)務(wù)提供；提供計(jì)費(fèi)和網(wǎng)管的原始數(shù)據(jù)；（二）核心網(wǎng)的組成電路域（CS 域） ：控制、承載、業(yè)務(wù)合一；分組域（PS 域） ：接入網(wǎng)信令網(wǎng)（支撐網(wǎng)）HLR （用戶數(shù)據(jù)庫）智能網(wǎng)、彩鈴、短信平臺(tái)等（電路域業(yè)務(wù)平臺(tái)）分組域業(yè)務(wù)平臺(tái)（如彩信、 WAP 網(wǎng)關(guān)等）（三）名次解釋：1 、交換系統(tǒng)（SS）AUC （ Authentication Center）:鑒權(quán)中心HLR（Home Location Register）:歸屬位置寄

15、存器VLR（Visitor Location Register）:訪問位置寄存器MSC（Mobile services Switching Center）:移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心GMSC（Gateway MSC）: 關(guān)口 MSCEIR（Equipment Identity Register）:設(shè)備標(biāo)識(shí)寄存器（設(shè)備鑒權(quán)中心）2 、基站子系統(tǒng)（BSS）BSC（Base Station Controller）:基站控制器BTS（Base Transceiver Station）:基地收發(fā)信臺(tái)3、操作維護(hù)系統(tǒng)（OSS）OMC（Operation & Maintenance Center）:操作維護(hù)中

16、心NMC（Network Management Center）:網(wǎng)絡(luò)管理中心4、擴(kuò)展的新的功能節(jié)點(diǎn)：TMSC:話路匯接局HSTP:（來自信令網(wǎng)的概念）高級(jí)信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)LSTP:（來自信令網(wǎng)的概念）低級(jí)信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)SCP:（來自智能網(wǎng)的概念）業(yè)務(wù)控制節(jié)點(diǎn)SSP:（來自智能網(wǎng)的概念）業(yè)務(wù)交換節(jié)點(diǎn)GGSN:（來自 GPRS 的概念）關(guān)口 GPRS 支持節(jié)點(diǎn)-SAE-GW（S-GWP-GW）SGSN:（來自GPRS的概念）服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)-MMEVC:充值中心SMC/SMSC :短信中心6.2 2G/3G核心網(wǎng)6.2.1 2G/3G 核心網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)SSAUCGn,GiGb;Iu-cs電路域cs軟交換I

17、P化100%全面實(shí)現(xiàn)2G/TD共核心網(wǎng)部署 2G MSC Pool分組域全面實(shí)現(xiàn)2G/TD共核心網(wǎng)全部實(shí)現(xiàn)Gb接口 IP化部署 2G SGSN POOLCM-IMS 域單省單域單廠家IMS Core支持固定接入IMS固話采用鐵通號(hào)碼與CS互通采用就近入CS用戶數(shù)據(jù)已有獨(dú)立HLR、IMS-HSS6.2.2 2G/3G核心網(wǎng)單元接口6.2.3 核心網(wǎng)元電路域屈 頤5憶匚 MSC Server MGW用戶數(shù)據(jù)S S BHLP IMS-HSS LIE HSS6.2.4 LTE-SAE 系統(tǒng)架構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)單元? S-GW和P-GW可合設(shè)，也可以分設(shè)（以分設(shè)為例）圖2中，EPC分別經(jīng)S3/4接口、Gn接口與現(xiàn)

18、網(wǎng)PS域互通6.3 軟交換技術(shù)6.3.1 軟交換基礎(chǔ)概念從交換機(jī)到軟交換是核心現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了控制與承載的分點(diǎn)6.3.2 MSCSERVER 和 MGW6.3.3 主要接口定義與描述Mc/H.248 協(xié)議6.4 IMS技術(shù)6.4.1 IMS 基礎(chǔ)概念I(lǐng)MS : IP Multimedia Subsystem (3GPP TS 23.002)IMS是在3GPPR5的區(qū)推出的一個(gè)新的域它曩干IP承載，疊加在PS(分組域)之上.為用戶提 供文本、語普、靴荻,圖片等不同的IP多媒體信息，IP=基于IP的傳輸基于滬的會(huì)話控制基于IP的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)Multimedia =語音、視頻”圖片、文本等多種媒體的組合在多種接入基礎(chǔ)之上具有不同能力的終端組合Subsystem =依敕于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)展的系統(tǒng)最大程度重用現(xiàn)有網(wǎng)格系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)把PS/GPRS網(wǎng)絡(luò)