移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與工程設(shè)計(jì)第4章

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

與工程設(shè)計(jì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與工程設(shè)計(jì)第1章 移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)第2章 電波傳播模型校正第3章 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)仿真第4章 GSM/GPRS/R4核心網(wǎng)規(guī)劃第5章 GSM/GPRS/EDGE無(wú)線網(wǎng)規(guī)劃第6章 TD-SCDMA無(wú)線網(wǎng)規(guī)劃第7章 CDMA20001xEV-DO網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃第8章 WCDMA無(wú)線網(wǎng)規(guī)劃第9章 室內(nèi)覆蓋設(shè)計(jì)第10章 工程設(shè)計(jì)第11章 移動(dòng)網(wǎng)質(zhì)量評(píng)估4.CliktoaddTitle第4章GSM/GPRS/R4核心網(wǎng)規(guī)劃4.1概述

4.2基本概念

4.3R4核心網(wǎng)體系架構(gòu)及接口

4.4網(wǎng)元設(shè)置原則

4.5網(wǎng)路組織

4.62G/3G核心網(wǎng)的融合

4.7容災(zāi)設(shè)計(jì)

4.8帶寬需求計(jì)算

4.9核心網(wǎng)技術(shù)發(fā)展及2G核心網(wǎng)的優(yōu)化

4.10支撐網(wǎng)規(guī)劃

4.11移動(dòng)智能網(wǎng)規(guī)劃

4.1.1 移動(dòng)核心網(wǎng)的演進(jìn)第一代移動(dòng)通信核心網(wǎng)是通過(guò)移動(dòng)交換中心MSC與公眾電話交換網(wǎng)PSTN相連，并負(fù)責(zé)與基站BS間的通信.第二代移動(dòng)通信發(fā)展初期核心網(wǎng)主體結(jié)構(gòu)仍然延續(xù)了第一代移動(dòng)核心網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，不同的是引入了短信中心，但隨著互聯(lián)網(wǎng)的興起，第二代移動(dòng)核心網(wǎng)則很快引入了通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)，也稱為GPRS（GeneralPacketRadioService）。而另一種第二代移動(dòng)核心網(wǎng)是IS-95的基于TIA/EIA-41D標(biāo)準(zhǔn)，同樣支持基礎(chǔ)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。到了第三代移動(dòng)核心網(wǎng)，在TDM窄帶承載的基礎(chǔ)上引入了ATM、IP寬帶承載，呈現(xiàn)向全I(xiàn)P化的演進(jìn)趨勢(shì)。3GPP制定的長(zhǎng)期演進(jìn)LTE，未來(lái)新一代移動(dòng)核心網(wǎng)被稱為系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)LTE-SAE，采用扁平式架構(gòu)，主要由移動(dòng)管理實(shí)體MME（MobilityManagementEntity）和服務(wù)網(wǎng)關(guān)SGW（ServingGateway）組成，實(shí)行網(wǎng)絡(luò)控制與用戶數(shù)據(jù)控制相分離，同時(shí)LTE-SAE還引入了多種被稱為“錨點(diǎn)”的功能實(shí)體，用來(lái)實(shí)現(xiàn)自身網(wǎng)絡(luò)與其它網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)。LTE-SAE所有的功能實(shí)體接口都支持基于IP的協(xié)議。從核心網(wǎng)的演進(jìn)可以看出其發(fā)展的主要特征是：全I(xiàn)P化、不同網(wǎng)絡(luò)的融合和智能化。4.1.3 規(guī)劃原則⑴ 首先要保證技術(shù)先進(jìn)性；⑵ 要充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，降低投資；⑶ 原則上采取“大容量、少局所、低成本”的建網(wǎng)思路，提高投資效益；⑷ 便于網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容；⑸ 有利于網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn)和持續(xù)發(fā)展。4.1.4 規(guī)劃流程4.2.1 通信網(wǎng)⑵ 通信網(wǎng)的基本概念通信網(wǎng)是由交換系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、終端設(shè)備等要素以及實(shí)現(xiàn)互連互通的信令協(xié)議構(gòu)成，即一個(gè)完整的通信網(wǎng)應(yīng)包括硬件和軟件。其中交換系統(tǒng)是通信網(wǎng)的核心，又稱為核心網(wǎng)。傳輸系統(tǒng)是信息傳送的通道，它與交換連接在一起構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)現(xiàn)代化的通信網(wǎng)包括業(yè)務(wù)網(wǎng)、傳輸網(wǎng)和支撐網(wǎng)，其中支撐網(wǎng)主要有No.7信令網(wǎng)、數(shù)字同步網(wǎng)和電信管理網(wǎng)。4.2.2 交換技術(shù)⑴ 電路交換.電路交換的優(yōu)點(diǎn)是時(shí)延小，實(shí)時(shí)性好，交換設(shè)備單位成本相對(duì)較低。缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)資源利用率低，接續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，通信效率低。⑵ 分組交換.分組交換的優(yōu)點(diǎn)是傳輸可靠性高，但時(shí)延相對(duì)大，要求采用光傳輸，終端要求智能化。⑶ 寬帶交換.寬帶交換的優(yōu)點(diǎn)是傳輸可靠性高，適用性強(qiáng)，傳輸效率高。缺點(diǎn)是設(shè)備價(jià)格相對(duì)較高。4.2.4 No.7信令⑴ 信令的概念為了在通信網(wǎng)中向用戶提供通信業(yè)務(wù)，在交換機(jī)之間要傳送以呼叫建立和釋放為主的各種控制信號(hào)，這種以呼叫控制為主的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議稱為信令。在一個(gè)通信網(wǎng)中信令傳送包括以下三個(gè)方面：一是把來(lái)自主叫和被叫的狀態(tài)及號(hào)碼信息傳送給交換機(jī)，二是在交換機(jī)內(nèi)部傳送信令，三是在交換網(wǎng)上傳送信令消息。⑵ 信令的方式.按信令工作區(qū)域可分為用戶線信令和局間信令。按信令技術(shù)可分為●隨路信令（CAS），如中國(guó)1號(hào)信令；●共路信令（CCS），如歐洲的ITU-TNo.7信令和北美的ANSINo.7信令，我國(guó)采用ITU-TNo.7信令。⑶ No.7信令No.7信令系統(tǒng)由消息傳遞部分（MTP）和多個(gè)不同的用戶部分（UP）組成，采用No.7信令功能分級(jí)和OSI分層模式的混合結(jié)構(gòu)。4.3核心網(wǎng)體系架構(gòu)及接口

4.3.1R4核心網(wǎng)特點(diǎn)⑴ 控制與承載分離

⑵ 多種承載方式的引入⑶ TRFO、Sigtran等新技術(shù)的引入4.3.2網(wǎng)絡(luò)等級(jí)結(jié)構(gòu)按照我國(guó)現(xiàn)行的GSM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制，GSM數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)的等級(jí)劃分為三級(jí)：即移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)、省內(nèi)網(wǎng)和全國(guó)網(wǎng)。

4.3.3R4核心網(wǎng)體系架構(gòu)4.3.4主要網(wǎng)元基本功能MSCServer主要功能是完成信令處理、呼叫控制、媒體網(wǎng)關(guān)接入控制、移動(dòng)性管理、資源分配、協(xié)議處理、路由、認(rèn)證、計(jì)費(fèi)等功能，以及向用戶提供R4的全部功能，并配合智能網(wǎng)向用戶提供第三方業(yè)務(wù)。MGW受MSCServer控制，主要負(fù)責(zé)電路交換網(wǎng)的承載通道和分組網(wǎng)媒體流之間的轉(zhuǎn)換、連接等功能。

VLR用于存儲(chǔ)MSC所轄區(qū)域內(nèi)所有來(lái)話、去話呼叫所需要的信息

HLR是核心網(wǎng)中最重要的數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)歸屬客戶的注冊(cè)信息，以便建立到移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由。

AUC鑒權(quán)中心主要功能是對(duì)移動(dòng)用戶進(jìn)行鑒權(quán)和加密。

MSG是連接窄帶No.7信令網(wǎng)和分組網(wǎng)的設(shè)備，主要功能是完成No.7號(hào)信令與基于分組網(wǎng)（ATM或IP）側(cè)的信令轉(zhuǎn)換。SGSN主要存儲(chǔ)用戶分組業(yè)務(wù)的基本特怔副本和位置信息等數(shù)據(jù),GGSN主要功能是完成用戶分組業(yè)務(wù)的注冊(cè).DNS是一種用于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的組織成域?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)命名系統(tǒng)，它的主要功能是將相關(guān)的域名翻譯成網(wǎng)絡(luò)所能識(shí)別的IP地址。4.4網(wǎng)元設(shè)置原則

MSCServer設(shè)置原則⑴ 集中設(shè)置原則

⑵ 提高安全原則

⑶ 利于傳輸原則

⑷ 容災(zāi)備份原則

⑸ 減少切換原則

4.4.3MGW設(shè)置原則⑴ 簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)原則⑵ 互通需求原則⑶ 就近路由原則⑷ 選址原則⑸ MGW應(yīng)盡量與RNC同機(jī)房設(shè)置⑹ IP地址分配原則4.4.4HLR設(shè)置原則⑴ 原則上每個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)設(shè)一個(gè)或若干個(gè)獨(dú)立HLR，也可以多個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)合設(shè)一個(gè)獨(dú)立HLR，HLR必須具備虛擬HLR功能。⑵ 規(guī)劃HLR容量時(shí)應(yīng)按近期工程規(guī)模來(lái)配置，但必須考慮中遠(yuǎn)期建設(shè)規(guī)模的發(fā)展。⑶ 在沒(méi)有建設(shè)MSCServer的地區(qū)，原則上不考慮在本地設(shè)HLR，但近期確有發(fā)展前景的區(qū)域可以適當(dāng)考慮。⑷ 為了保證網(wǎng)絡(luò)安全，HLR設(shè)置方案必須采用1+1、N+1容災(zāi)或異地容災(zāi)等技術(shù)措施。⑸ 從安全角度，每個(gè)HLR的容量不宜過(guò)大，原則上以不超過(guò)120萬(wàn)～150萬(wàn)用戶為宜。4.4.5關(guān)口局設(shè)置原則⑴ 當(dāng)本地網(wǎng)內(nèi)有多個(gè)MGW時(shí)，應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的關(guān)口局GMSC-MGW⑵ MSCServer的設(shè)置根據(jù)GMSC-MGW是否獨(dú)立設(shè)置來(lái)決定其設(shè)置方式⑶ 獨(dú)立設(shè)置GMSC-MGW時(shí)至少應(yīng)設(shè)兩個(gè)，采用負(fù)荷分擔(dān)方式工作⑷ 當(dāng)一個(gè)城市出現(xiàn)多個(gè)GMSCServer時(shí)，從維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全的角度出發(fā)，不同GMSCServer應(yīng)分局址設(shè)置⑸ 3G引入后，國(guó)際關(guān)口局應(yīng)支持移動(dòng)尋址，支持MAP⑹ 國(guó)際關(guān)口局的設(shè)置原則上采取對(duì)現(xiàn)有國(guó)際關(guān)口局進(jìn)行升級(jí)、改造方案4.4.6SGN設(shè)置原則⑴ 原則上一個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)可以設(shè)一個(gè)或若干個(gè)SGSN⑵ 每個(gè)SGSN的容量根據(jù)本地區(qū)網(wǎng)絡(luò)狀況和經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r來(lái)決定⑶ GGSN原則上集中設(shè)置在省會(huì)，或者在SP和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量較大且有外部數(shù)據(jù)網(wǎng)出口的本地網(wǎng)⑷ GGSN設(shè)置數(shù)量需根據(jù)路由器平臺(tái)類型來(lái)確定，原則上采用負(fù)荷分擔(dān)的工作方式。⑸ 為了保證網(wǎng)絡(luò)安全，骨干GGSN應(yīng)成對(duì)設(shè)置，互為備份4.4.7DNS設(shè)置原則⑴ DNS采用兩級(jí)結(jié)構(gòu)，即：根DNS和大區(qū)域（省）級(jí)DNS。⑵ 為了保證網(wǎng)絡(luò)安全，DNS應(yīng)成對(duì)設(shè)置，骨干DNS應(yīng)設(shè)在IP承載網(wǎng)骨干節(jié)點(diǎn)所在城市，并根據(jù)漫游業(yè)務(wù)量大小決定采用合設(shè)或獨(dú)立設(shè)置方式。⑶ DNS應(yīng)具備升級(jí)支持IPv6/IPv4雙棧的DNS地址查詢能力。⑷ 用戶采用專用接入點(diǎn)名APN接入方式時(shí)，DNS應(yīng)能通過(guò)遞歸的方式返回歸屬地的GGSN。⑸ 當(dāng)SGSN向歸屬地DNS請(qǐng)求解析，如果歸屬地DNS無(wú)法解析則送到根DNS請(qǐng)求解析，若歸屬地為其它網(wǎng)絡(luò)時(shí)，則向GRX組織設(shè)置的根DNS請(qǐng)求解析

4.4.8BG設(shè)置原則⑴ BG宜設(shè)在具有網(wǎng)間互聯(lián)點(diǎn)且有IP承載網(wǎng)骨干節(jié)點(diǎn)的城市，采用獨(dú)立設(shè)置方式。⑵ BG原則上應(yīng)成對(duì)設(shè)置，互為備份，采用負(fù)荷分擔(dān)方式工作。⑶ BG應(yīng)具備基本安全功能，并具備有根據(jù)各運(yùn)營(yíng)商間的協(xié)議加增其它新功能的能力。4.4.9CG設(shè)置原則⑴ CG原則上應(yīng)成對(duì)設(shè)置，互為備份。⑵ 對(duì)CG的基本要求是應(yīng)具備高可靠性和強(qiáng)的處理能力。⑶ CG應(yīng)滿足系統(tǒng)接口要求。4.4.10CE設(shè)置原則⑴ 以局點(diǎn)為單位分別設(shè)置電路域CE和分組域CE各一對(duì)。⑵ CE應(yīng)具有一定的擴(kuò)展性，應(yīng)充分考慮滿足后繼信令割接至IP承載網(wǎng)及語(yǔ)音IP化等有關(guān)要求。⑶ 新增軟交換GSN（GPRSSupportNodeGPRS支持節(jié)點(diǎn)）設(shè)備時(shí)，若原接入承載設(shè)備能滿足要求，則應(yīng)先利用該局點(diǎn)已有電路域分組域接入設(shè)備，若不能滿足要求時(shí)，再考慮新增CE設(shè)備。⑷ RNC側(cè)按局址設(shè)置CE路由器，用于RNC對(duì)外的IP網(wǎng)路組織，每個(gè)RNC局址應(yīng)設(shè)置一對(duì)RNC路由器，采用主備保護(hù)機(jī)制，同一局址有多套R(shí)NC時(shí)，應(yīng)共用一對(duì)RNC路由器。4.5網(wǎng)路組織

話路網(wǎng)承載方式.R4核心網(wǎng)話路網(wǎng)有三種承載方式：除了GSM系統(tǒng)原有基于TDM承載方式外，新引入了基于IP和基于ATM兩種寬帶承載方式。

信令消息承載方式.MAP/CAP采用IP、ATM、TDM（No.7）方式承載，R4BICC信令本地、長(zhǎng)途均采用IP承載，與話路承載方式一致，H.248信令采用IP承載，同一機(jī)房?jī)?nèi)MSCServer與MGW之間可以采用直連方式。信令網(wǎng)的網(wǎng)路組織路由原則移動(dòng)網(wǎng)設(shè)置的各種路由均按“自遠(yuǎn)而近”的原則選擇，即首先選擇靠近終端移動(dòng)局的路由。⑴ 話路網(wǎng)路由原則⑵ 信令網(wǎng)路由原則⑶ 3G網(wǎng)內(nèi)話務(wù)路由⑷ 3G用戶與本地網(wǎng)內(nèi)PSTN用戶間的話務(wù)路由⑸ 與本運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)網(wǎng)間的話務(wù)路由⑹ 國(guó)際話務(wù)路由4.7容災(zāi)設(shè)計(jì)

在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中容災(zāi)基本上可以分為兩類：一類是數(shù)據(jù)容災(zāi)，另一類是業(yè)務(wù)處理容災(zāi)。HLR是移動(dòng)網(wǎng)中最重要的數(shù)據(jù)庫(kù)之一，HLR的容災(zāi)技術(shù)主要有1+1主備方式、N+1實(shí)時(shí)互備方式、N+1非實(shí)時(shí)備份方式，從工程實(shí)際情況來(lái)看，以1+1主備方式為主。MSCServer容災(zāi)設(shè)計(jì)方案⑴ 1+1互助雙歸屬備份方案⑵ N+1容災(zāi)備份方式⑶ 資源池方式HLR容災(zāi)設(shè)計(jì)方案⑴ 1+1實(shí)時(shí)備份方案該方案的優(yōu)點(diǎn)是：① 備份HLR需要配置的備份信令鏈路相對(duì)較少，路由和局?jǐn)?shù)據(jù)配置簡(jiǎn)單，工程實(shí)施相對(duì)也簡(jiǎn)單。② 設(shè)備條件易于滿足，對(duì)備份HLR容量沒(méi)有額外要求，只與主用HLR相同即可。③ 出現(xiàn)故障，備份HLR接替全部業(yè)務(wù)，因此對(duì)業(yè)務(wù)沒(méi)有影響。缺點(diǎn)是HLR需要成對(duì)配置，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)容量大，有多個(gè)HLR時(shí)，會(huì)增大設(shè)備投資成本。⑵ N+1備份容災(zāi)方案① N+1實(shí)時(shí)備份方案該方案優(yōu)點(diǎn)是多套主用HLR只需要一套備份HLR，投資成本較低。缺點(diǎn)是：● 備用HLR需要配置的備份信令鏈路較多，路由和局?jǐn)?shù)據(jù)配置復(fù)雜，工程實(shí)施難度大。● 對(duì)備用HLR容量要求高，設(shè)備很難滿足要求?！?當(dāng)主用HLR出故障時(shí)，備份HLR接管的激活用戶數(shù)不能超過(guò)備份HLR的額定用戶數(shù)。N+1實(shí)時(shí)備份方案適合于HLR故障發(fā)生概率低，對(duì)服務(wù)質(zhì)量要求高的地區(qū)，如省會(huì)城市。②N+1非實(shí)時(shí)備份方案該方案?jìng)浞軭LR容量需要取備份HLR中的最大容量，由于切換過(guò)程有強(qiáng)制位置更新過(guò)程，因此業(yè)務(wù)恢復(fù)期較長(zhǎng)，在業(yè)務(wù)恢復(fù)期間，用戶被叫失敗，服務(wù)質(zhì)量受影響。該方案適用于HLR發(fā)生故障概率低，省內(nèi)HLR制式相對(duì)有較多，服務(wù)質(zhì)量要求一般的區(qū)域。4.8帶寬需求計(jì)算

話務(wù)容量計(jì)算方法⑴ Iub接口一般配置1～2條STM-1。⑵ MGW去往關(guān)口局話務(wù)流量