|
1、GPRS系統(tǒng)基本結構 GPRS系統(tǒng)的主要組成包括下述功能單元：（1）分組控制單元（PCU）：主要用于完成RLC/MAC功能和與Gb接口的轉換；（2）服務 GPRS支持節(jié)點（SGSN）：執(zhí)行移動性管理、安全功能和接入控制和路由選擇等功能；（3）網關GPRS支持節(jié)點（GGSN）：負責提供GPRS PLMN與外部分組數(shù)據(jù)網的接口，并提供必要的網間安全機制（如防火墻）。GGSN與HLR之間的Gc接口可選接口，用于GGSN向HLR查詢MS的路由信息；（4）邊界網關（BG）：邊界網關用于PLMN間GPRS骨干網的互連，它應具有基本的安全功能，此外還可以根據(jù)運營商之間的漫游協(xié)定增加相關功能；（5）計費網關（CG）：計費網關通過Ga接口與GPRS網絡中的計費實體如GSN等通信，用于收集各GSN發(fā)送的計費數(shù)據(jù)記錄并進行計費；（6）域名服務器（DNS）：負責提供GPRS網內部SGSN、GGSN等網絡節(jié)點的域名解析以及APN的解析。 從上面的GPRS網絡結構圖可看出，GPRS網絡建設包括兩大方面，第一是核心網部分的建設，包括SGSN、GGSN、BG、CG、DNS；第二部分是現(xiàn)網升級部分，就是包括交換子系統(tǒng)、基站子系統(tǒng)、操作維護系統(tǒng)的軟、硬升級方案和Gb接口連接方案。下面就分別從這兩大部分的網絡現(xiàn)狀及本期 GPRS建設進行闡述。
2、GPRS網絡建設方案 目前廣東移動僅在廣州、深圳建設有GPRS核心節(jié)點。廣州采用愛立信GPRS設備，建設有1套CGSN、BGW，容量為5萬用戶，廣州核心網設備之間通過局域網交換機連接，與CMNET通過局域網接口連接，與計費中心通過設在機房內的前端采集機連接，與廣州PCU通過2Mbit/s電路直連。深圳核心網設備之間通過局域網交換機連接，與CMNET通過2Mbit/s專線接入廣州CMNET，與計費中心通過計費采集路由器連接，與深圳PCU通過 2Mbit/s電路直連。 本工程GPRS網的網路組織原則：GPRS承載網為中國移動互聯(lián)網；保證網路能夠安全、可靠、有效地疏通全網數(shù)據(jù)。特別是在非正常情況下，應最大限度地降低丟包率；適合用戶業(yè)務的分布情況；便于將來網絡的擴展；便于全網路由組織；中繼鏈路設置經濟。 2.1汕頭GPRS網絡建設方案 2.1.1與CMNET的連接 中國移動GPRS網向移動用戶提供Internet接入服務時，通過CMNET接入Internet，用戶認證由CMNET認證中心RADIUS完成。本工程GPRS核心網設備與CMNET的連接通過GPRS網防火墻連接到CMNET省網局域網交換機上。 2.1.2計費中心的連接 本工程中汕頭SGSN設備通過租用兩條64kbit/s DDN專線將計費信息傳送到廣州BGW，由于本期計費路由器上沒有V.35接口，本期工程配置2個E1/V.35轉換設備，將E1接口轉換成V.35接口后接入DDN。 2.1.3與網管中心連接 OSS系統(tǒng)與SGSN設備在同一機樓，因此SGSN的網管信息通過本期工程配置的計費網管路由器以局域網的方式接入到OSS系統(tǒng)的局域網交換機。 2.1.4GSN與No.7信令網的連接 本工程汕頭SGSN設備需要1個信令編碼，1個MSCID號碼，它與汕頭、惠州的一對LSTP連接。具體網路組織如圖2所示。
2.1.5SGSN與PCU的連接方案 方案1：利用原有A接口的空余容量，通過MSC的半永久連接，將GPRS話務連接到SGSN適合GPRS網絡建設初期，并且交換機側尚富余ET板的場合。 方案2：租用中國電信專用分組網實現(xiàn)。 方案3：通過專用2Mbit/s E1 PCM鏈路實現(xiàn)。 方案4：通過DACS復用后利用E1 PCM鏈路實現(xiàn)。 本工程中汕頭GSM網均為愛立信設備，BSC容量較大，因此各PCU基本采用2 Mbit/s直連的方式與SGSN連接。通過后面的SGSN的計算可知，本期汕頭GPRS的SGSN總的Gb接口需求為24個2Mbit/s接口。 2.2設備選型 中國移動GPRS網二期工程GPRS核心網網元設備采購和建設采用統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一談判、統(tǒng)一建設的實施方法。 2.3數(shù)據(jù)量、傳輸帶寬、中繼機信令鏈路的計算取定 2.3.1話務參數(shù)取定 GPRS用戶的數(shù)據(jù)量預測：忙時平均每用戶數(shù)據(jù)吞吐速率為180bit/s，考慮到專線、專網集團用戶的業(yè)務量目前無法確定，本工程暫在總的用戶數(shù)據(jù)業(yè)務量基礎上擴大20%計算。 業(yè)務模型：（1）忙時每用戶ATTACH次數(shù)：0.5；（2）忙時每用戶DTTACH次數(shù)：0.5；（3）忙時每用戶PDP上下文激活次數(shù)： 1；（4）忙 時每用戶PDP上下文去激活次數(shù)：1；（5）忙時每用戶路由區(qū)更新次數(shù)：1.5；（6）上下行數(shù)據(jù)量的比例：1:4；（7）平均IP包長： 200byte（不含開銷）；（8）忙時每用戶短消息個數(shù)：0.5；（9）漫游入和漫游出用戶的比例均為10%，其中國際用戶為1%，其中30%的漫游業(yè)務量回歸屬地GGSN接入數(shù)據(jù)網；（10）電路利用率：70%；（11）信令鏈路單向正常負荷：0.2。 2.3.2汕頭SGSN/GGSN傳輸帶寬、中繼電路的計算機分配 根據(jù)上面話務量參數(shù)計算可得汕頭局域網的相應數(shù)據(jù)：（1）Gb接口數(shù)據(jù)量：2×180×1.2×1.35/0.7/100=8.33 Mbit/s；（2）SGSN Gn接口數(shù)據(jù)量為：7.65Mbit/s；到CMNET的數(shù)據(jù)量為：6.12Mbit/s。 2.3.3信令鏈路的負荷及配置 本次只開放Gr接口，Gs和Gd接口暫不開放，Gr的信令主要為位置更新和鑒權信令，參考GSM網的數(shù)據(jù)取定位置更新和鑒權參數(shù)如下：（1）忙時路由區(qū)更新次數(shù)：1.5；（2）SGSN間路由區(qū)更新比例：20%；（3）忙時ATTACH次數(shù)：0.5；（4）忙時鑒權次數(shù)：2；（5）需要向HLR 取鑒權集的次數(shù)占總鑒權次數(shù)的比例：25%。 時鐘同步：本期工程汕頭SGSN采用主從同步方式從汕頭LSTP獲得主用時鐘同步信號、從惠州LSTP獲得備用時鐘同步信號。 時間同步：中國移動GPRS網一期工程已在北京、廣州設置了兩套NTP Server，本工程將在上海新建1套NTP Server，3套NTP Server分別為全國GPRS設備提供時間同步信號，同時北京NTP Server作為廣州NTP Server的備用；廣州NTP Server作為上海NTP Server的備用，上海NTP Server作為北京NTP Server的備用。汕頭SGSN設備從廣州和北京NTP Server讀取時間同步信號，其中廣州NTP Server為主用信號源，北京NTP Server為備用信號源。 2.3.4計費 計費話單參數(shù)如下：（1）忙時每用戶產生S-CDR話單數(shù)為3個；（2）產生G-CDR話單數(shù)2個；（3）每張話單的長度1.6kB。 汕頭SGSN至廣州BGW需要配置兩條64kbit/s的DDN專線。 CG與計費中心的接口：CG與計費中心的接口協(xié)議棧可采用TCP/IP之上的FTAM協(xié)議，或者采用子TCP/IP之上的FTP協(xié)議。 2.3.5網絡管理功能 根據(jù)GPRS網絡結構，GPRS管理系統(tǒng)分層結構。GPRS網管結構分為兩個層次：全國GPRS網管系統(tǒng)和省級網管系統(tǒng)。 全國在北京設置一個GPRS全國網管中心，在各個省會設置一個GPRS省級網管中心，全國網管中心與省級網管中心之間可以通過DCN網或專線進行連接。 汕頭本地GSM網管系統(tǒng)以完成升級，本期汕頭新建的GRPS設備通過新配置的AXC623路由器與現(xiàn)有OSS系統(tǒng)相連。由于汕頭GPRS網本期數(shù)據(jù)類網元較少，因此本工程廣州NMS暫不對汕頭的GPRS網數(shù)據(jù)產品進行管理。 2.3.6IP地址分配 網絡設備接口：設備的操作維護接口、Ga接口、與計費中心的接口均采用保留IP地址；其它設備接口采用公有IP地址。考慮到目前地址緊張，建議 GPRS使用CMNET省網地址，該方案GPRS設備地址為CMNET省網的一部分，便于CMNET全網尋址，但希望Gn、Gi接口地址相對獨立。 用戶地址：本期用戶使用WAP業(yè)務和Internet業(yè)務時均使用私有IP地址，GGSN內設置兩個地址組，一個為WAP業(yè)務地址組，一個為 Internet業(yè)務地址組。用戶使用WAP業(yè)務時，從WAP業(yè)務地址組分配私有地址，進行地址封裝后，與WAP網關建立GRE隧道；用Internet 業(yè)務時，從Internet地址組分配私有地址，在防火墻上轉換為公有地址，與Internet通信。 2.3.7用戶的鑒權和認證 接入GPRS網的鑒權與認證：在GPRS附著時由MS、SGSN和HLR配合對GPRS用戶進行鑒權和認證，移動用戶通過HLR的鑒權和認證后可以有權使用GPRS網絡。 接入外部數(shù)據(jù)網的鑒權與認證：本工程接入的外部數(shù)據(jù)網為CMNET和CMWAP，其中CMNET為透明接入，不需認證，CMWAP采用非透明接入方式，需認證。 2.3.8APN的解析與路由計劃 信令路由：汕頭SGSN與HLR之間的信令通過STP轉換，非漫游用戶附著GPRS、激活PDP上下文時，信令路由為SGSN- LSTP1/LSTP2-HLR；省際漫游用戶附著GPRS、激活PDP上下文時，信令路由為SGSN-SGSN側HSTP-HLR側LSTP-HLR；省內漫游用戶附著 GPRS、激活PDP上下文時，信令路由為SGSN-SGSN側LSTP-HLR側LSTP-HLR。 APN的解析：APN由網絡標識和運營商標識兩部分組成。網絡標識定義了GGSN連接的外部網絡。運營者定義了GGSN所處的PLMN GPRS網。存儲在HLR中的APN只包括APN網絡標識。MS在激活PDP上下文時提供的APN必需包括網絡標識，運營者標識為可選。SGSN應能根據(jù) IMSI來生成缺省的運營者標識。 3、現(xiàn)網升級 汕頭移動GSM網目前全網由6個MSC、3個HLR、11個BSC組成。汕頭GSM網絡為GSM900網絡，采用愛立信設備，現(xiàn)在全網有11個 BSC，405個宏蜂窩基站，4215個載頻。為了支持GPRS業(yè)務，除了新增核心網設備（SGSN、GGSN等），原GSM交換設備HLR/AUC、 MSC、BSC等均需升級，擴展GPRS功能。 3.1交換網絡GPRS功能擴展 為了支持GPRS業(yè)務，除了新增核心網設備（SGSN、GGSN等），原GSM交換設備HLR/AUC、MSC均需升級，擴展GPRS功能。 3.1.1HLR/AUC升級 對現(xiàn)有的HLR進行軟件升級，增加GPRS用戶簽約數(shù)據(jù)和路由信息。SGSN經過新的Gr接口取得HLR的信息。對應漫游用戶，HLR可以與正服務于用戶的SGSN不在同一個PLMN網絡中。HLR中的用戶記錄增加了用戶的網絡接入模式。 3.1.2MSC/VLR升級 MSC/VLR需進行軟件升級支持MSC與SGSN之間的Gs接口，采用BSSAP+協(xié)議實現(xiàn)聯(lián)合的移動性管理、尋呼等功能，提供無線資源有效利用率。在終端同時附著到GPRS（分組交換）和GSM（電路交換）時，在提供了Gs接口的情況下，可以通過SGSN下發(fā)電路尋呼，這樣收集只需要監(jiān)控一個尋呼信道，有利于降低收手機功耗；同時可以進行聯(lián)合的路由區(qū)/位置區(qū)更新，從而有效提供無線資源利用率，減輕系統(tǒng)信令負荷。 3.2GPRS無線網絡升級方案 到目前為止，幾乎所有廠商的GPRS系統(tǒng)不支持PBCCH，因此本期建設的GPRS網絡，GSM語音和GPRS數(shù)據(jù)將共享BCCH等控制信道， GPRS手機在雙頻網中的登記、重選和切換等行為和普通雙頻手機一樣。本工程GPRS系統(tǒng)由GSM900網絡承載：（1）在開機時是根據(jù)CBQ進行小區(qū)選擇；（2）小區(qū)重選根據(jù)C1/C2/CRO等參數(shù)；（3）通話模式時遵循相同切換算法和話務管理算法；（4）支持NC2時，GPRS可有自己的擁塞緩解算法。 GPRS網絡在進行數(shù)據(jù)傳輸時，要用到一種新的邏輯無線信道，是GPRS的基于分組數(shù)據(jù)信道（PDCH），PCU負責將PDCH信道分配給不同的GPRS手機用戶。但是與電路交換的TCH相比，它使用更有效的方式，多個GPRS用戶可以共享一個信道，一個GPRS用戶可以同時使用多個PCDH信道，因此信道的利用率更高，同時PDCH信道只在數(shù)據(jù)傳送時才會分配手機用戶。因此，本工程中GPRS網絡需對PDCH進行配置以適應數(shù)據(jù)的傳送。 對于愛立信設備，本工程建議每小區(qū)至少設置1個專用的PDCH來保證基本的GPRS服務，這樣不會給GSM網話音容量造成太大影響。從長遠發(fā)展角度，建議GPRS的建設應和GSM的擴容結合在一起，以便為GPRS等新業(yè)務流出容量發(fā)展空間。考慮汕頭話務分布情況，并結合省公司用戶分配原則，將汕頭2萬GPRS用戶分配至11個BSC中。 3.3PCU的配置 PCU負責無線子系統(tǒng)部分的GPRS分組無線信道的管理。PCU單個RPP板可處理1.15Mbit/s，可處理150個PDCH信道，同時每個RPP可支持18個TS的Gb接口。本工程每個BSC均配置含2塊RPP板的PCU。2個RPP能提供150個PDCH信道的方式為BSC內所有的小區(qū)提供PDCH資源。由于Gb接口的引入，需要占用BSC的ETC接口板，如果BSC已無空余的ETC，則也需擴容。本期由現(xiàn)有ETC中調整出空閑的ETC 板用于Gb接口連接。 3.4BSC（PCU）的Gb接口數(shù)據(jù)量 目前我國尚未建設幀中繼網絡，Gb接口采用點到點的專線連接，BSC對于Gb接口的64kbit/s Link數(shù)量，與其承擔的數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)包相應開銷及電路利用率有關。將GPRS數(shù)據(jù)總量按比例分攤到每個PCU中去，CPU承擔的數(shù)據(jù)量，可以得出Gb接口的64kbit/s Link數(shù)。 3.5Gb接口的連接方案及電路需求 Gb接口是BSS和SGSN之間的接口，用于交換信令信息和用戶數(shù)據(jù)。Gb接口的信令和用戶數(shù)據(jù)是在相同的物理信道上發(fā)送的，不需要為信令程序分配專用物理資源。Gb接口的信令用于傳送于無線相關的QoS、路由等信息，處理尋呼請求，對數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)流量控制。考慮到汕頭本工 程GPRS建設容量2 萬，各BSC對應的Gb接口64kbit/s Link數(shù)較大，為了達到數(shù)據(jù)量需求和將來的易擴展性，PCU與SGSN通過專用2Mbit/s E1 PCM鏈路實現(xiàn)連接，利用E1 PCM直連到SGSN機房。 3.6基站子系統(tǒng)軟件及操作維護中心升級 基站子系統(tǒng)BSS需要軟件進行升級，才能支持用于Gb接口的GPRS協(xié)議和用于空中接口的增強型RLC/MAC協(xié)議。同時，A-bis接口也需要軟件升級以支持GPRS。本工程中汕頭需對GSM網的11個BSC和其管轄的BTS進行軟件升級。愛立信的基站子系統(tǒng)現(xiàn)有版本為R8版，需軟件升級增加 GPRS功能。GPRS網絡是以原有的GSM網絡作為基礎，增加了部分網元，同時對原有的相關網元做了必要的升級。本工程中愛立信的OSS現(xiàn)有版本為R8 版，以支持GPRS功能，無需升級。 4、結束語 在GPRS網絡完成后，本期網絡能夠提供以下業(yè)務：（1）接入Internet（PC+GPRS手機）；（2）WAP over GPRS；（3）基于PDA的數(shù)據(jù)業(yè)務；（4）基于手機終端安裝的數(shù)據(jù)業(yè)務；（5）專網接入。 無線網絡服務達到下 面指標：（1）要求在無線覆蓋區(qū)內的90%的位置、99%的時間移動臺可接入網絡；（2）移動用戶從開機至用戶具有發(fā)出或接受呼叫能力的時間應不超過4s（已知BCCH載頻）或10s（未知BCCH載頻），其中包括必要的鑒權、位置登記時間、但不包括PIN碼的確認。 |
