gsm網(wǎng)絡(luò)之交換子系統(tǒng)

1、GSM網(wǎng)絡(luò)之交換網(wǎng),Yanbinsagacityyan@gmail.com,目錄,交換網(wǎng)在GSM網(wǎng)中的位置及功能交換網(wǎng)中各網(wǎng)元功能介紹交換網(wǎng)各網(wǎng)元間的關(guān)系梳理交換網(wǎng)涉及到的名詞介紹,位置及功能,交換網(wǎng)所處的位置： 交換網(wǎng)作為GSM網(wǎng)絡(luò)的核心，處在GSM的上層。（具體參見(jiàn)下頁(yè)圖示）交換網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的功能： 交換網(wǎng)對(duì)內(nèi)實(shí)現(xiàn)各網(wǎng)元的控制與傳輸功能，對(duì)外提供接口實(shí)現(xiàn)對(duì)公共電話交換網(wǎng)（PSTN）、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）、公

2、共數(shù)據(jù)網(wǎng)（PDN）等固定網(wǎng)的駁接。,,GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,BSC,,Radio interface,OSS,SS#7BSSAP(BSSMAP,DTAP),SS#7MAP,X25GSM12.20,SS#7ISUP,MAP,,,,,,,,,,BSC,,,,,PLMNPSTNISDNPSPDN,,MS,,,,BSS,NSS,目錄,交換網(wǎng)在GSM網(wǎng)中的位置及功能交換網(wǎng)中各網(wǎng)元功能介紹交

3、換網(wǎng)各網(wǎng)元間的關(guān)系梳理交換網(wǎng)涉及到的名詞介紹,網(wǎng)元及功能介紹,交換網(wǎng)所涉及到的網(wǎng)元 MSC (TMSC1,TMSC2,GMSC) ； VLR ；HLR ； AUC ； MSCServer(TMSCServer,GMSCServer) ； MGW(TMGW,GMGW) ； EIR ；,GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),,網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NSS,移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心MSC,拜訪位置寄存器VLR,歸屬位置寄存器HLR

4、,交換 路由選擇與傳輸 信令 計(jì)費(fèi) 鑒權(quán)發(fā)起尋呼,鑒權(quán)中心AUC,設(shè)備識(shí)別寄存器EIR,,基站子系統(tǒng)BSS,基站控制器BSC,基站收發(fā)信機(jī)BTS,編碼控制器TC,,移動(dòng)臺(tái)MS,移動(dòng)設(shè)備MT,客戶識(shí)別卡SIM卡,,OSS,OMC-R,OMC-S,OMC-G,,數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 移動(dòng)用戶狀態(tài) 移動(dòng)用戶業(yè)務(wù)登記情況 移動(dòng)用戶的位置信息 移動(dòng)用戶的鑒權(quán)加密參數(shù),數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 移動(dòng)用戶的號(hào)碼表 移動(dòng)用戶業(yè)務(wù)登記情況

5、移動(dòng)用戶的位置信息 移動(dòng)用戶的鑒權(quán)加密參數(shù),用戶的安全管理鑒權(quán)、加密的功能實(shí)體,存儲(chǔ)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備相關(guān)參數(shù)完成對(duì)移動(dòng)設(shè)備的識(shí)別、監(jiān)視、閉鎖等功能防止非法移動(dòng)臺(tái)的使用,無(wú)線資源管理小區(qū)配置數(shù)據(jù)管理功率控制定位、切換,無(wú)線接口設(shè)備無(wú)線傳輸無(wú)線與有線的轉(zhuǎn)換無(wú)線分集無(wú)線信道的加密、調(diào)頻等,碼型轉(zhuǎn)換速率適配,移動(dòng)終端－手機(jī),客戶身份信息與客戶有關(guān)的管理數(shù)據(jù),對(duì)BSS進(jìn)行配置、故障、性能管理,對(duì)NSS進(jìn)行配置、故障、性能管理,

6、對(duì)GPRS進(jìn)行配置、故障、性能管理,VMSC(拜訪MSC),VMSC/VLR,BSS,BSS,BSS,,,,VMSC：就是通常所說(shuō)的端局。該局含有拜訪位置寄存器VLR。VMSC/VLR主要功能是完成漫游在本局區(qū)域內(nèi)用戶的位置更新及完成本局內(nèi)用戶的主、被叫的話務(wù)接入。位置更新：當(dāng)一個(gè)用戶漫游到VMSC的區(qū)域時(shí)，該用戶手機(jī)就會(huì)發(fā)起位置更新，VMSC會(huì)通知該用戶歸屬的HLR（即：用戶開(kāi)戶的HLR）該用戶目前位于本VMSC，這樣HLR

7、會(huì)記錄該用戶目前位于該VMSC下，同時(shí)VMSC還會(huì)由HLR中取回該用戶的簽約信息臨時(shí)存儲(chǔ)在VLR中，VLR中也會(huì)存儲(chǔ)該用戶所在位置區(qū)（LAC）信息（這樣用戶做被叫時(shí)只需要在該LAC下尋呼就可以找到該用戶）。（位置更新分：周期位置更新、開(kāi)機(jī)位置更新及LAC變化時(shí)的位置更新）。,,,,,,,HLR,,GMSC(關(guān)口MSC),VMSC/VLR,BSS,BSS,BSS,,,,GMSC：就是通常所說(shuō)的關(guān)口局。該局的功能主要是實(shí)現(xiàn)本網(wǎng)（如

8、：中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)）與其他網(wǎng)絡(luò)（如：中國(guó)電信、聯(lián)通等）互通的局點(diǎn)。,,,,,,,HLR,,GMSC,PSTN(電信、網(wǎng)通等)PLMN（聯(lián)通等）,,,,以電信固話用戶撥打移動(dòng)用戶為例子來(lái)說(shuō)明一下引入GMSC的必要性：1.電信固話撥打移動(dòng)用戶，如：13902301111號(hào)碼，電信網(wǎng)絡(luò)根據(jù)號(hào)首139知道該用戶為移動(dòng)用戶，將呼叫轉(zhuǎn)接到移動(dòng)的GMSC；2.移動(dòng)GMSC判斷13902301111用戶為本網(wǎng)移動(dòng)用戶，會(huì)先查該用戶究竟在本網(wǎng)的那

9、個(gè)VMSC（這個(gè)需要GMSC先到HLR查詢一下該13902301111用戶所在VMSC的地址，這個(gè)VMSC地址就是該用戶位置更新時(shí)候存在HLR中的）；3.移動(dòng)GMSC將對(duì)該13902301111用戶的呼叫轉(zhuǎn)接給用戶當(dāng)前所在的VMSC；4.VMSC根據(jù)VLR中存儲(chǔ)的用戶所在的LAC信息，在指定LAC下尋呼被叫，建立呼叫。完成上述呼叫，需要有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠根據(jù)用戶移動(dòng)號(hào)碼13902301111定位該用戶簽約HLR的能力，顯然該設(shè)備由

10、電信的設(shè)備完成是不合適的，一方面電信設(shè)備是不支持移動(dòng)業(yè)務(wù)的，令一方面電信也是不知道移動(dòng)號(hào)碼的分配細(xì)節(jié)（不知道13902301111這樣的用戶究竟是歸屬在那個(gè) 移動(dòng)的HLR，這些細(xì)節(jié)電信是不需要關(guān)心的），所以，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中引入GMSC來(lái)完成該功能，電信只需要將139這樣的號(hào)段仍給移動(dòng)的GMSC就可以了。移動(dòng)用戶打外網(wǎng)用戶也只需要知道外網(wǎng)的號(hào)首對(duì)應(yīng)的外網(wǎng)的關(guān)口局就可以了，將呼叫通過(guò)本網(wǎng)的GMSC扔給外網(wǎng)的關(guān)口局處理就可以了，這樣本

11、網(wǎng)設(shè)備不需要了解外網(wǎng)設(shè)備的細(xì)節(jié)信息。,TMSC(Tandem MSC，匯接MSC)1/3,TMSC,VMSC,VMSC,VMSC,,,,TMSC：是用于匯接端局（VMSC）間話務(wù)的。,TMSC(Tandem MSC，匯接MSC)2/3,TMSC,VMSC,VMSC,VMSC,,,,引入TMSC目的：簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、方便維護(hù)網(wǎng)絡(luò)、節(jié)約中繼資源等。例如：重慶有4個(gè)端局VMSC，若要使這些VMSC間互通呼叫就要使這些VMSC相互聯(lián)通，

12、若采用“網(wǎng)狀互聯(lián)”，則網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜，管理復(fù)雜，也浪費(fèi)中繼電路資源；而采用“TMSC匯接”方案，可以簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，方便維護(hù)，節(jié)約中繼資源。,VMSC,,VMSC,VMSC,VMSC,VMSC,,,,,,,TMSC匯接：,網(wǎng)狀互聯(lián)：,TMSC(Tandem MSC，匯接MSC)3/3,TMSC,VMSC,VMSC,VMSC,,,,引入TMSC也方便各地區(qū)話務(wù)互通（匯接移動(dòng)網(wǎng)內(nèi)的長(zhǎng)途話務(wù)）。例如：重慶地區(qū)移動(dòng)用戶與北京地區(qū)移動(dòng)用戶就可

13、以通過(guò)重慶本地TMSC與北京本地TMSC互聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)話務(wù)的互通。可能有更高一級(jí)的TMSC，本地的TMSC先聯(lián)到上一級(jí)TMSC，通過(guò)上一級(jí)的TMSC再實(shí)現(xiàn)互通。,VMSC,,重慶本地TMSC匯接：,TMSC,VMSC,VMSC,,,VMSC,,北京本地TMSC匯接：,,TMSC,,,,VMSC/GMSC/TMSC組網(wǎng)例子,,BSS,BSS,BSS,,,,,,,,,,STP,GMSC,其他運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)：PSTN(電信、網(wǎng)通等)PLMN

14、（聯(lián)通等）,,,HLR,,,HLR,VMSC/VLR,TMSC,,移動(dòng)其他地區(qū)網(wǎng)絡(luò),,,,,TMSC接通本網(wǎng)本地VMSC間話務(wù)及本網(wǎng)地區(qū)間的話務(wù)。,GMSC接通本網(wǎng)與外網(wǎng)間的話務(wù)。,中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)內(nèi)地區(qū)間話務(wù),網(wǎng)間話務(wù),網(wǎng)間話務(wù),TMSC,STP,GMSC,HLR,Home Location Register 歸屬位置寄存器透過(guò)英文定義準(zhǔn)確把握該設(shè)備的定義及作用：HLR is a network database that

15、stores and manages all details of each mobile phone subscriber that is registered in the corresponding GSM core network. Specifically, the HLR is the location register to which an MS identity is assigned for record purpo

16、ses.  HLR存儲(chǔ)本地開(kāi)戶用戶的所有數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，一個(gè)手機(jī)用戶一旦開(kāi)戶，其所有的信息都存在唯一的一個(gè)HLR里。,VLR,Visitor Location Register 拜訪位置寄存器VLR  is a customer database that temporarily stores subscription information for the visiting custo

17、mers (called roaming). While the VLR holds information on roaming, it holds information on all customers that use the system at the current time including those at home location.  VLR存儲(chǔ)用戶的部分?jǐn)?shù)據(jù)，用戶漫游后VLR也跟著變化，HL

18、R會(huì)把用戶數(shù)據(jù)插入到新的VLR。   也就是說(shuō)，你的手機(jī)（指的是一個(gè)SM卡），數(shù)據(jù)會(huì)只存在于一個(gè)HLR，就是你開(kāi)戶的那個(gè)地區(qū)的HLR里，而你的漫游信息可能存儲(chǔ)于重慶的VLR里（前提是你漫游到重慶了），或者存在北京的VLR里（你又漫游到北京了）。但你的注冊(cè)信息只會(huì)存在于你的開(kāi)戶所在地。,MSC Server & MGW,MSC Server（MSS） 軟交換機(jī)（呼叫代理）MGW（ Media Gate

19、way） 媒體網(wǎng)關(guān) MSC Server 和MGW一起，共同完成傳統(tǒng)的MSC的功能。因MSS 與MGW實(shí)現(xiàn)了控制與傳輸?shù)姆蛛x，所以承載的數(shù)據(jù)量更大，更適應(yīng)未來(lái)通信的要求。具體如下頁(yè)的圖例。,MSS &MGW VS MSC,AUC,AUC 鑒權(quán)中心AUC 在物理上與HLR共存，與HLR和VLR一樣，AUC也是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。 完成用戶的安全管理，比如鑒權(quán)，加密等功能的實(shí)現(xiàn)。,EIR,EIR 設(shè)備識(shí)別寄存

20、器EIR 目前各大運(yùn)營(yíng)商沒(méi)怎么用這個(gè)，這個(gè)也是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。它主要是對(duì)移動(dòng)終端設(shè)備參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。比如對(duì)終端的監(jiān)視，閉鎖功能的實(shí)現(xiàn)。,目錄,交換網(wǎng)在GSM網(wǎng)中的位置及功能交換網(wǎng)中各網(wǎng)元功能介紹交換網(wǎng)各網(wǎng)元間的關(guān)系梳理交換網(wǎng)涉及到的名詞介紹,NSS內(nèi)部接口,2G網(wǎng)的基本接口圖示,A 接口,定義為網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）與基站子系統(tǒng)（BSS）間的通信接口。 從系統(tǒng)上來(lái)講，就是移動(dòng)交換中心（MSC）與基站控制器（BSC

21、）之間的接口，物理鏈路采用標(biāo)準(zhǔn)的2.048Mbit/s的數(shù)字傳輸鏈路實(shí)現(xiàn)。此接口傳遞的信息包括移動(dòng)臺(tái)管理、基站管理、移動(dòng)性管理、接續(xù)管理等?！　』究刂破鰾SC和MSC之間，屬于固網(wǎng)接口。即A接口，信令協(xié)議基于CCITT的SS7.　　1.網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NSS與基站子系統(tǒng)BSS間的通信接口 　2.MSC與BSC間的互連接口 　　3.傳遞的信息包括移動(dòng)臺(tái)管理、基站管理、移動(dòng)性管理、接續(xù)管理等 　4.標(biāo)準(zhǔn)的2.048Mbit/

22、s的PCM數(shù)字傳輸鏈路實(shí)現(xiàn),目錄,交換網(wǎng)在GSM網(wǎng)中的位置及功能交換網(wǎng)中各網(wǎng)元功能介紹交換網(wǎng)各網(wǎng)元間的關(guān)系梳理交換網(wǎng)涉及到的名詞介紹,信令點(diǎn)編碼,Spc Signaling Point Code -- 信令點(diǎn)代碼(默認(rèn)是本端）Dpc Destination (Signaling)Point Code -- 目的信令點(diǎn)編碼 信令點(diǎn)編碼分24位和14位 24位信令點(diǎn)編碼：信令點(diǎn)編碼的表示格式作如下規(guī)定：2

23、4位信令點(diǎn)編碼用6位16進(jìn)制表示，如0001 0010 1111 1111 0000 1010表示為12FF0A14位信令點(diǎn)編碼 ：14位本地信令點(diǎn)編碼用4位16進(jìn)制表示，如11 1111 0000 1010表示為3F0A。即后8位按一個(gè)字節(jié)來(lái)表示，前6位（在最前面補(bǔ)兩個(gè)0）按一個(gè)字節(jié)來(lái)表示。,2M口與64K口,E1口又叫2M口，原因是： E1口共32時(shí)隙（0時(shí)隙-31時(shí)隙），每時(shí)隙速率為64Kbps，64Kbps×32=2

24、,048,000bpS，故E1口又稱2M口。2M 口的第0時(shí)隙被用作幀同步信息通道，第16時(shí)隙被用做公共信令通道，其余30時(shí)隙用作語(yǔ)音或數(shù)據(jù)通道。64K口就是其中的一個(gè)單元?？梢杂脕?lái)傳話務(wù)，也可以傳送信令。,隨路與共路,在信令的傳輸過(guò)程中，就有信令鏈路和通話話務(wù)部分開(kāi)的傳輸方式。比如1號(hào)信令和R2信令。這樣的方式就是隨路傳送。共路信令是隨著數(shù)字程控交換機(jī)的大量應(yīng)用而出現(xiàn)的一種新的信號(hào)方式。它將原來(lái)分散在各路傳送的控制電話接續(xù)信令集

25、中在一個(gè)話路內(nèi)傳送，各路信號(hào)之間采用標(biāo)號(hào)進(jìn)行區(qū)分。比如7號(hào)信令。 7號(hào)信令優(yōu)點(diǎn)：信令傳送速度快，使呼叫接續(xù)時(shí)間大大縮短；信令和話音分開(kāi)傳送，這對(duì)改變信令，增加信令帶來(lái)了很大的靈活性。 7號(hào)信令缺點(diǎn)：受信令點(diǎn)編碼資源限制，無(wú)法大面積推廣。,話務(wù)量—愛(ài)爾蘭,愛(ài)爾蘭是衡量話務(wù)量大小的一個(gè)指標(biāo)。是根據(jù)話音信道的占空比來(lái)計(jì)算的。如果某個(gè)基站的話音信道經(jīng)常處于占用的狀態(tài)，我們說(shuō)這個(gè)基站的愛(ài)爾蘭高。具體來(lái)說(shuō)，愛(ài)爾蘭表示一個(gè)信道在考察