2024年3月17日发(作者:唐泽洋)
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中兴通讯2 G/3 G
核心网演进方案
中兴通讯/王齐方
导读:在后2G时代,移动运营商面临着核心网维护等一
统电信网络的组网模式面临着很大的挑战,分离的多业务网
系列的挑战,随着3G时代的临近,2G核心网该如何向3G核
络向单一的宽带多业务网络演进。垂直的网络向分层的网络
心网转型?如何适应今后网络融台和全业务运营的需要?这
演进,分层的TDM网络向扁平的lP网络演进。
些问题困扰着各运营商。中兴通讯作为业界领先的2G/3G设
NGN的出现使得传统电信网络这种分散的运营模式面临
备提供商,借鉴2G丰富的组网经验。对2G/3G核心网演进进 着严重的挑战: “集中控制、集中维护”的运营模式将会更
行了深入的研究,为运营商的网络转型提供了成熟的解决方 加体现电信网络“可运营、可维护、可管理 的理念。软交
案
换作为NGN的核心控制层。采用开放的、分层的网络组织架
构,实现异构网络的融合互通,有利于实现“集中控制、集
■ ■曰置翟囫理匝霹盈 噩匿甄■■■ 。
中维护”。
目前2G核心网主要分为本地网和汇接网,网元包括 基于3GPP的移动软交换是移动网络发展的趋势,通过
MSC、HLR、GMSC、TMSC、LSTP等。本地网采用网状网 在WCDMA的不同阶段分别引入移动软交换核心网。最终实
组网。话路路由信令组网复杂。与MSC数量的平方成正比。
现移动网络向NGN的平滑演进。在第一阶段(R4阶段)电路
这种组网模式势必导致新业务开发、业务升级工作量巨大、
域引入承载和控制分离的移动软交换分层架构,将传统话音
周期较长。
业务从专用的TDM承载移植到统一的IP/ATM多业务传输网
随着3G的来临,2G核心网面临着更多的困难。例如网 络;第二阶段(R5/R6阶段)通过引入IMS域,以及统一的多
络结构复杂、运营成本较高、新业务提供缓慢、与下一代网 媒体控制协议SIP,使软交换从传统的IP电话业务延伸到实时
络融合较困难等。2G网络向3G网络转型的问题也就成为当
的移动多媒体应用,实现真正的端到端的IP业务特性,是移
前移动运营商要考虑的重点。本文将从核心网演进的角度。
动网络向NGN演进的方向。
阐述中兴通讯的2G/3G核心网演进策略。
由于目前GSM网络核心网组网庞大并且复杂,在2G向
3G核心网演进的过程中,可以采用循序渐进的方法:
■ 量E圈量匝回匝强圆西翟譬盈■■■
◎本地网端局引入移动软交换
3G网络要求核心网不仅要满足大容量、组网简单,更要
◎本地网引入移动软交换
求可以快速的提供各种丰富的业务,目前的网络情况很显然
◎关口局引入移动软交换
不能满足上述需求。电信网络的发展趋势是移动化、多媒体
◎汇接网引入移动软交换
化、个性化。IP技术是实现这一目标的基础。lP技术使得传
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蛋E圈罾匝圄匝圈圜西霆夏舀■■_■
(1)本地网端局引入移动软交换规划
本地网端局引入移动软交换,要考虑今后向3G的业务平
滑过渡,2G与3G业务的互通,节约投资成本。
阶段1:新建移动软交换端局
iii……一 …… 簟HLR
;i 褂—≤jO c t■●c i
图1端局引入移动软交换
对于需要扩容的2G MSC,直接引入移动软交换端局设
备MSC Server/MGW。初期根据2G组网要求,GSM移动软
交换核心网采用TDM承载。
阶段2:TC单元改造
( ̄BSC进行改造,TC功能由MGW实现:
 ̄TC单元转移:根据移动软交换核心网的发展需要。将
BSC中的TC单元TRAU Transcoder转移到核心网MGW中,
由MSC Server决定各接13的编解码类型和配置。
◎MGW之间采用IP承载,利用NbUP承载语音包,实现
GSM FR/HR在Nb接13的传输,保证未来2G/3G核心网在
Nb接13的一体化传输。有助于两网融合。
②核心网启用TrFO功能:
◎通过TC单元的转移和Nb接13的分组传输。在GSM移
动软交换核心网启动TrFO功能,实现压缩的语音包GSM
FR/HR在Nb接13的传输。减少MGWR ̄的TC单元配置。提高
语音质量。降低设备成本和传输占用带宽。
图2 2G/3G核心网融合
(2)本地网引入移动软交换
采用移动软交换大本地网的组网思路,集中维护,降低
维护成本:
◎MSC Server集中设置在中心城市/省会城市;集中控
制、集中运营;
 ̄MGW分散到各个本地网,减少话路迂回,节省传输资
源;
◎采用特定的大本地网的计费解决方案,维持现有的计费
结算体制;
◎采用移动软交换特定的安全解决方案。提高网络可靠
性。
对于大本地网引入移动软交换。网络安全性的要求也进
一
步提高。因此中兴通讯提供了多种安全备份机制。以最大
限度地保证网络的安全运行。
④MGW负荷分担技术:即一个RNC可以同时接入到多
个MGW。MGW间负荷分担,各MGW的负荷可以通过MSC
Server在资源分配时进行灵活调整;这样当一个MGW故障
时,RNC的负荷由剩下的MGW来承担。不会影响RNC的业
务处理。
②lu Flex技术:即一个RNC可以同时接入到多个MSC
Server。MSC Server间负荷分担,多个MSC Server组成一个
“Server池”。共同控制几个位置区。当一个MSC Server故
障时。RNC可以将到故障的MSC Server的事务转发给其他
MSC Server来处理。
③Mc接13双归属:即一个MGW同时接入到2个MSC
Server,一个是主用。一个是备用。MSC Server间通过心跳
线互联,相互检测对方状态,当主用MSC Server故障后,
MGW重新注册到备用MSC Server,接管原来的MSC
Server的事务。
●■ ■■_’■-C■■_2
A|_~… A
图3大本地网组网安全策略
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(3)关口局引入移动软交换
①移动软交换关口局建设原则
目前现网2G的关口局已经建设的比较成熟,在关口局引
入移动软交换过程中除了可以借鉴2G关口局的建设经验外,
还要注意以下原则:
◎互通点少、统一计费结算原则:2G/3G共用关口局,
实现统一计费结算。
◎以地区为中心的分区设置原则:采用移动软交换核心
网的大区制管理模式,符合大区制组网模式。
◎双平面组网原则:
2G阶段:采用TDM组网,并通过lP接口实现与长途汇接
网的互通。
3G阶段:采用TDM/IP多平面组网,实现TDM向lP的平滑
演进。
◎分阶段建设原则:
2G阶段:可作为纯关口局,亦可兼作省 ̄TMSC2软交
换汇接局功能。
3G阶段:作为2G/3G综合的移动软交换关口局。实现
2G、3G在移动软交换本地网的融合。
②关口局引入移动软交换的情况分析
从现有2G GMSC过渡到移动软交换关口局是个长期的
过程,中兴通讯充分考虑网络的平滑过渡,建议可以分以下
几种情况考虑:
◎2G GMSC与移动软交换关口局共存
图4 2G GMSC与移动软交换关口局共存
本地网内2G GMSC需要扩容的地区采用新建移动软交换
关口局的方案。本地网专用lP承载网,可采用lP专线保证
GMSC Server和GMGW之间H 248的可靠性。GMGW内置
SG。通过TDM链路和2G端局、TMSC2、TMSC1、NGN省
内TMG实现话路和信令互通。
O2G/3G融合的移动软交换关口局目标网结构
一一一
主用 一一一・鲁用
图5 2G/3G融合的移动软交换关口局
2G/3G融合的移动关口局采用双平面组网:GMSCS在
中心城市/省会城市成对设置,互为主备,实现控制面负荷分
担。GMGW本地网内成对设置,互为主备,实现话务负荷分
担。心跳线自动检测对端状态,实现自动切换。双平面组网
不仅提高网络可靠性,而且大大提升全网业务提供能力。
◎移动软交换关口局兼汇接局
图6移动软交换关口局兼汇接局
采用R4大本地网组网模式。GMSC Server集中设置
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GMGW内置SG。分散设置。GMSC Server之间互为备份,
途传输资源的占用降低局数据配置工作量。
负荷分担。GMGW内置SG功能,并通过TDM网络和lP网络
4、 E接网引入移动软交换
提供 ̄IJTDM T1局和NGN T1局链路。GMGW同时作为本地网 移动软交换汇接网,需要控制面信令汇接节点TMSC
内部的话路汇接。也可以作为省内TMSC2,通过lP承载网汇
Server,用于汇接不同大区或省际的BICC信令,实现呼叫路
接省内不同本地网之间的话路。
由快速建立。媒体面通过lP承载网构成扁平的网络结构.
◎移动软交换关1:3局兼省内T2局 MGW不需要分层组网。I ̄pTMSC Server不需要控制MGW。
软交换汇接网向移动软交换汇接网演进。网络结构要做调
整,MGW需要下放到本地网,作为省会城市本地网关1:3局
GMGW;SS需要升级成为TMSC Server,仅做呼叫信令转
接,不控制MGW。
通过以上组网分析,在2G核心网向3G演进的过程中以
移动软交换为技术基础,采用3GPP R4的组网方式。是传统
电信网络向lP网络转型、演进的必然之路。中兴公司在2G、
3G组网上有着丰富的经验,在海外不少国家已经有了3G网
络的规模商用,充分验证了2G/3G核心网演进技术,能提供
成熟的2G/3G核心网演进方案。随着中国3G时代的到来。中
图7移动软交换关口局兼省I-)9T2
兴通讯必将会以更优质的产品、更完善的解决方案为运营商
省内汇接本地化,路由集中.长途汇接lP化.减少对长
的网络转型提供值得信赖的服务。
图8 jE接网引入移动软交换
2024年3月17日发(作者:唐泽洋)
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中兴通讯2 G/3 G
核心网演进方案
中兴通讯/王齐方
导读:在后2G时代,移动运营商面临着核心网维护等一
统电信网络的组网模式面临着很大的挑战,分离的多业务网
系列的挑战,随着3G时代的临近,2G核心网该如何向3G核
络向单一的宽带多业务网络演进。垂直的网络向分层的网络
心网转型?如何适应今后网络融台和全业务运营的需要?这
演进,分层的TDM网络向扁平的lP网络演进。
些问题困扰着各运营商。中兴通讯作为业界领先的2G/3G设
NGN的出现使得传统电信网络这种分散的运营模式面临
备提供商,借鉴2G丰富的组网经验。对2G/3G核心网演进进 着严重的挑战: “集中控制、集中维护”的运营模式将会更
行了深入的研究,为运营商的网络转型提供了成熟的解决方 加体现电信网络“可运营、可维护、可管理 的理念。软交
案
换作为NGN的核心控制层。采用开放的、分层的网络组织架
构,实现异构网络的融合互通,有利于实现“集中控制、集
■ ■曰置翟囫理匝霹盈 噩匿甄■■■ 。
中维护”。
目前2G核心网主要分为本地网和汇接网,网元包括 基于3GPP的移动软交换是移动网络发展的趋势,通过
MSC、HLR、GMSC、TMSC、LSTP等。本地网采用网状网 在WCDMA的不同阶段分别引入移动软交换核心网。最终实
组网。话路路由信令组网复杂。与MSC数量的平方成正比。
现移动网络向NGN的平滑演进。在第一阶段(R4阶段)电路
这种组网模式势必导致新业务开发、业务升级工作量巨大、
域引入承载和控制分离的移动软交换分层架构,将传统话音
周期较长。
业务从专用的TDM承载移植到统一的IP/ATM多业务传输网
随着3G的来临,2G核心网面临着更多的困难。例如网 络;第二阶段(R5/R6阶段)通过引入IMS域,以及统一的多
络结构复杂、运营成本较高、新业务提供缓慢、与下一代网 媒体控制协议SIP,使软交换从传统的IP电话业务延伸到实时
络融合较困难等。2G网络向3G网络转型的问题也就成为当
的移动多媒体应用,实现真正的端到端的IP业务特性,是移
前移动运营商要考虑的重点。本文将从核心网演进的角度。
动网络向NGN演进的方向。
阐述中兴通讯的2G/3G核心网演进策略。
由于目前GSM网络核心网组网庞大并且复杂,在2G向
3G核心网演进的过程中,可以采用循序渐进的方法:
■ 量E圈量匝回匝强圆西翟譬盈■■■
◎本地网端局引入移动软交换
3G网络要求核心网不仅要满足大容量、组网简单,更要
◎本地网引入移动软交换
求可以快速的提供各种丰富的业务,目前的网络情况很显然
◎关口局引入移动软交换
不能满足上述需求。电信网络的发展趋势是移动化、多媒体
◎汇接网引入移动软交换
化、个性化。IP技术是实现这一目标的基础。lP技术使得传
维普资讯
蛋E圈罾匝圄匝圈圜西霆夏舀■■_■
(1)本地网端局引入移动软交换规划
本地网端局引入移动软交换,要考虑今后向3G的业务平
滑过渡,2G与3G业务的互通,节约投资成本。
阶段1:新建移动软交换端局
iii……一 …… 簟HLR
;i 褂—≤jO c t■●c i
图1端局引入移动软交换
对于需要扩容的2G MSC,直接引入移动软交换端局设
备MSC Server/MGW。初期根据2G组网要求,GSM移动软
交换核心网采用TDM承载。
阶段2:TC单元改造
( ̄BSC进行改造,TC功能由MGW实现:
 ̄TC单元转移:根据移动软交换核心网的发展需要。将
BSC中的TC单元TRAU Transcoder转移到核心网MGW中,
由MSC Server决定各接13的编解码类型和配置。
◎MGW之间采用IP承载,利用NbUP承载语音包,实现
GSM FR/HR在Nb接13的传输,保证未来2G/3G核心网在
Nb接13的一体化传输。有助于两网融合。
②核心网启用TrFO功能:
◎通过TC单元的转移和Nb接13的分组传输。在GSM移
动软交换核心网启动TrFO功能,实现压缩的语音包GSM
FR/HR在Nb接13的传输。减少MGWR ̄的TC单元配置。提高
语音质量。降低设备成本和传输占用带宽。
图2 2G/3G核心网融合
(2)本地网引入移动软交换
采用移动软交换大本地网的组网思路,集中维护,降低
维护成本:
◎MSC Server集中设置在中心城市/省会城市;集中控
制、集中运营;
 ̄MGW分散到各个本地网,减少话路迂回,节省传输资
源;
◎采用特定的大本地网的计费解决方案,维持现有的计费
结算体制;
◎采用移动软交换特定的安全解决方案。提高网络可靠
性。
对于大本地网引入移动软交换。网络安全性的要求也进
一
步提高。因此中兴通讯提供了多种安全备份机制。以最大
限度地保证网络的安全运行。
④MGW负荷分担技术:即一个RNC可以同时接入到多
个MGW。MGW间负荷分担,各MGW的负荷可以通过MSC
Server在资源分配时进行灵活调整;这样当一个MGW故障
时,RNC的负荷由剩下的MGW来承担。不会影响RNC的业
务处理。
②lu Flex技术:即一个RNC可以同时接入到多个MSC
Server。MSC Server间负荷分担,多个MSC Server组成一个
“Server池”。共同控制几个位置区。当一个MSC Server故
障时。RNC可以将到故障的MSC Server的事务转发给其他
MSC Server来处理。
③Mc接13双归属:即一个MGW同时接入到2个MSC
Server,一个是主用。一个是备用。MSC Server间通过心跳
线互联,相互检测对方状态,当主用MSC Server故障后,
MGW重新注册到备用MSC Server,接管原来的MSC
Server的事务。
●■ ■■_’■-C■■_2
A|_~… A
图3大本地网组网安全策略
维普资讯
(3)关口局引入移动软交换
①移动软交换关口局建设原则
目前现网2G的关口局已经建设的比较成熟,在关口局引
入移动软交换过程中除了可以借鉴2G关口局的建设经验外,
还要注意以下原则:
◎互通点少、统一计费结算原则:2G/3G共用关口局,
实现统一计费结算。
◎以地区为中心的分区设置原则:采用移动软交换核心
网的大区制管理模式,符合大区制组网模式。
◎双平面组网原则:
2G阶段:采用TDM组网,并通过lP接口实现与长途汇接
网的互通。
3G阶段:采用TDM/IP多平面组网,实现TDM向lP的平滑
演进。
◎分阶段建设原则:
2G阶段:可作为纯关口局,亦可兼作省 ̄TMSC2软交
换汇接局功能。
3G阶段:作为2G/3G综合的移动软交换关口局。实现
2G、3G在移动软交换本地网的融合。
②关口局引入移动软交换的情况分析
从现有2G GMSC过渡到移动软交换关口局是个长期的
过程,中兴通讯充分考虑网络的平滑过渡,建议可以分以下
几种情况考虑:
◎2G GMSC与移动软交换关口局共存
图4 2G GMSC与移动软交换关口局共存
本地网内2G GMSC需要扩容的地区采用新建移动软交换
关口局的方案。本地网专用lP承载网,可采用lP专线保证
GMSC Server和GMGW之间H 248的可靠性。GMGW内置
SG。通过TDM链路和2G端局、TMSC2、TMSC1、NGN省
内TMG实现话路和信令互通。
O2G/3G融合的移动软交换关口局目标网结构
一一一
主用 一一一・鲁用
图5 2G/3G融合的移动软交换关口局
2G/3G融合的移动关口局采用双平面组网:GMSCS在
中心城市/省会城市成对设置,互为主备,实现控制面负荷分
担。GMGW本地网内成对设置,互为主备,实现话务负荷分
担。心跳线自动检测对端状态,实现自动切换。双平面组网
不仅提高网络可靠性,而且大大提升全网业务提供能力。
◎移动软交换关口局兼汇接局
图6移动软交换关口局兼汇接局
采用R4大本地网组网模式。GMSC Server集中设置
维普资讯
GMGW内置SG。分散设置。GMSC Server之间互为备份,
途传输资源的占用降低局数据配置工作量。
负荷分担。GMGW内置SG功能,并通过TDM网络和lP网络
4、 E接网引入移动软交换
提供 ̄IJTDM T1局和NGN T1局链路。GMGW同时作为本地网 移动软交换汇接网,需要控制面信令汇接节点TMSC
内部的话路汇接。也可以作为省内TMSC2,通过lP承载网汇
Server,用于汇接不同大区或省际的BICC信令,实现呼叫路
接省内不同本地网之间的话路。
由快速建立。媒体面通过lP承载网构成扁平的网络结构.
◎移动软交换关1:3局兼省内T2局 MGW不需要分层组网。I ̄pTMSC Server不需要控制MGW。
软交换汇接网向移动软交换汇接网演进。网络结构要做调
整,MGW需要下放到本地网,作为省会城市本地网关1:3局
GMGW;SS需要升级成为TMSC Server,仅做呼叫信令转
接,不控制MGW。
通过以上组网分析,在2G核心网向3G演进的过程中以
移动软交换为技术基础,采用3GPP R4的组网方式。是传统
电信网络向lP网络转型、演进的必然之路。中兴公司在2G、
3G组网上有着丰富的经验,在海外不少国家已经有了3G网
络的规模商用,充分验证了2G/3G核心网演进技术,能提供
成熟的2G/3G核心网演进方案。随着中国3G时代的到来。中
图7移动软交换关口局兼省I-)9T2
兴通讯必将会以更优质的产品、更完善的解决方案为运营商
省内汇接本地化,路由集中.长途汇接lP化.减少对长
的网络转型提供值得信赖的服务。
图8 jE接网引入移动软交换