GPRS网络建设暂行规定.docx
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GPRS网络建设暂行规定
GPRS网络建设暂行规定
InterimProvisionon
GPRSNetworkEngineering
目次
1总则1
2英文缩写2
3无线网络组织5
4交换网络组织7
4.1各网元的职能7
4.2网络结构8
4.3GSN节点8
4.4GSN节点与相关网络的组织10
4.5GPRS骨干网11
5编号计划及IP地址分配14
6鉴权与认证17
7路由计划18
8信令链路和数据传送通路的设置21
8.1信令链路的设置21
8.2数据传送通路的设置22
9计费25
10网络管理26
10.1网络管理等级26
10.2网络管理功能要求27
11GPRS设备的基本要求29
附录A本规定用词说明30
附加说明31
条文说明1
1总则
1.0.1GPRS系统是叠加在现有GSM网上提供无线分组数据业务的系统,由移动台、基站子系统、交换子系统、管理子系统四部分组成,其中:
移动台、基站子系统和交换子系统协同工作为用户提供业务;管理子系统完成对整个GPRS网的管理。
1.0.2为了加强对GPRS网络建设的技术管理,使工程设计有所依据,特制定本暂行规定。
1.0.3本规定适用于GPRS网络建设的工程设计。
无论是新建工程还是扩建工程以及网络优化、改造工程均应参照本规定执行。
1.0.4GPRS网络建设必须贯彻国家基本建设方针和技术经济政策,符合相关技术标准、规范的规定,确保全程全网的统一性与互通性。
1.0.5GPRS网络建设应切合实际、技术先进、经济合理、安全可靠、维护管理方便;工程建设应进行多方案技术经济比较,提高经济效益。
1.0.6GPRS网络建设应与网络发展规划相适应,根据工程建设满足期内的业务需求进行网络建设,同时应兼顾远期业务发展的需要,做好网络规划设计。
1.0.7当本规定与国家标准有矛盾时,应以国家标准为准。
1.0.8在特殊情况下,执行本规定个别条款有困难时,设计中应充分说明理由,并提出采取相应措施的报告,呈主管部门审批。
2英文缩写
GPRS:
GeneralPacketRadioService
通用分组无线业务
GSM:
GlobalSystemforMobileCommunications
全球移动通信系统
PCU:
PacketControlUnit
分组控制单元
BTS:
BaseTransceiverStation
基站收发信机
BSC:
BaseStationController
基站控制器
MS:
MobileStation
移动台
TCH:
TrafficChannel
话务信道
BCCH:
BroadcastControlChannel
广播控制信道
CCCH:
CommonControlChannel
公共控制信道
PDCH:
PacketDataChannel
分组数据信道
PBCCH:
PacketBroadcastControlChannel
分组广播控制信道
PCCCH:
PacketCommonControlChannel
分组公共控制信道
RA:
RouteingArea
路由区
RAI:
RouteingAreaIdentity
路由区识别号
RAC:
RouteingAreaCode
路由区域码
LAC:
LocationAreaCode
位置区域码
MCC:
MobileCountryCode
移动业务国家号码
MNC:
MobileNetworkCode
移动网号码
GSN:
GPRSSupportNode
GPRS支持节点
SGSN:
ServingGPRSSupportNode
服务GPRS支持节点
GGSN:
GatewayGPRSSupportNode
网关GPRS支持节点
HLR:
HomeLocationRegister
归属位置登记器
AUC:
AuthenticationCenter
鉴权中心
DNS:
DomainNameServer
域名服务器
CG:
ChargingGateway
计费网关
BG:
BorderGateway
边界网关
NTP:
NetworkTimeProtocol
网络时间协议
LIG:
LegalInspectGateway
合法监听网关
IMSI:
InternationalMobileStationIdentity
国际移动台识别号码
APN:
AccessPointName
接入点名
CDR:
CallDetailRecord
呼叫详细记录
VLAN:
VirtualLocalAreaNetwork
虚拟局域网
MSC:
MobileSwitchingCenter
移动交换中心
VLR:
VisitedLocationRegister
拜访位置登记器
BITS:
BuildingIntegratedTimeSupply
楼内综合定时供给设备
STP:
SignallingTransferPoint
信令转接点
UDP:
UserDatagramProtocol
用户数据报协议
TCP:
TransmissionControlProtocol
传输控制协议
IP:
InternetProtocol
因特网协议
IPv4:
InternetProtocolversion4
因特网协议版本4
IPv6:
InternetProtocolversion6
因特网协议版本6
MPLS:
MultiprotocolLabelSwitching
多协议标记交换
MTP:
MessageTransferPart
消息传递部分
SCCP:
SignallingConnectionControlPoint
信令连接控制部分
GT:
GlobalTitle
全局码
ISDN:
IntegratedServicesDigitalNetwork
综合业务数字网
PLMN:
PublicLandMobileNetwork
公用陆地移动网
HPLMN:
HomePublicLandMobileNetwork
归属公用陆地移动网
VPLMN:
VisitedPublicLandMobileNetwork
拜访公用陆地移动网
PDP:
PacketDataProtocol
分组数据协议
NAT:
NetworkAddressTranslation
网络地址转换
PAT:
PortAddressTranslation
端口地址转换
MAP:
MobileApplicationPart
移动应用部分
ISP:
InternetServiceprovider
因特网业务提供者
RADIUS:
RemoteAuthenticationDial-InUserService
远端拨入用户验证服务
OMC:
OperationandMaintenanceCenter
操作维护中心
GTP:
GPRSTunnellingProtocol
GPRS隧道协议
QoS:
QualityofService
业务质量
3无线网络组织
3.0.1GPRS的基站子系统是通过在GSM网的基站子系统上增加PCU来实现的。
3.0.2在现有GSM网的基站子系统上增加PCU设备有以下三种方式:
方式一,PCU设置在BTS中;方式二,PCU设置在BSC中;方式三,PCU独立设置,与多个BSC相连。
3.0.3对于GPRS用户发起的普通话音业务,由MS经BSC通过A接口接至GSM网的MSC/VLR,由GSM网为其提供服务;对于GPRS用户发起的GPRS分组数据业务,由MS经PCU,通过Gb接口接入到GPRS网的SGSN,由GPRS网为其提供服务。
3.0.4GPRS网使用的无线频段与GSM网相同,因此需要从GSM网的现有无线信道资源中划分出部分TCH作为GPRS网专用PDCH。
在GPRS业务量不大的情况下,一般GPRS与GSM共用BCCH和CCCH;随着GPRS业务量的增大,应为GPRS分配专用的PCCCH,或者分配GPRS专用的PCCCH+PBCCH。
3.0.5GPRS定义了4种由MS发出的分组数据业务的编码方式:
CS-1、CS-2、CS-3、CS-4,其速率分别为:
9.05kb/s、13.4kb/s、15.6kb/s、21.4kb/s。
4种编码方式对无线环境(C/I—同频干扰)的要求不同,其中CS-1、CS-2对C/I的要求与电路型业务基本相同,CS-3、CS-4通过减少和取消纠错比特换取数据速率的提高,因此对C/I的要求较高(CS-4要求C/I>21)。
GPRSMS能够根据当前的无线环境自动选择发送数据业务的编码方式。
编码方式的选择受PCU设备、GPRSMS设备厂家设备支持能力、无线环境条件的因素制约较大,为了提高无线信道的利用率,在条件许可的情况下,原则上应尽量选用支持高速率编码方式的设备。
3.0.6跳频使误码同时扩散,在GPRS数据传送无增益,只有负面影响。
跳频对CS-1和CS-2影响不大,但对CS-3和CS-4影响较大,因此PDCH更适合选择非跳频的载波,如承载BCCH的载波。
3.0.7GPRS和GSM共用无线空间信道资源,因而对于总容量受限的无线信道资源,应在GPRS网和GSM网间进行合理、高效的分配,应遵循以下原则:
(1)根据业务量计算出所需的PDCH数应为静态PDCH与动态PDCH之和。
由于GPRS业务的突发性强,动态PDCH可更合理的利用信道资源,但动态PDCH频繁的在GSM和GPRS间切换会造成信道利用率降低。
因此,静态PDCH和动态PDCH的配置比例应基于业务种类预测,如:
在机场等高端用户密集区,GPRS和GSM业务量在6:
00~24:
00整个时段业务量均较大,建议多配置静态PDCH,少配置动态PDCH,多静态PDCH保证了GPRS的覆盖和数据流量,为漫游和高端用户提供了一个好的无线环境来使用GPRS,少动态PDCH减少了GSM和GPRS的大流量可能造成的在GPRS与GSM间频繁切换的信道数量;在宾馆饭店等地区,GSM业务量一般集中在白天,GPRS业务量一般集中在夜晚,建议少配置静态PDCH,多配置动态PDCH,在白天动态PDCH可主要给GSM使用,在晚上动态PDCH可主要给GPRS使用。
(2)应分别为TCH、动态PDCH、静态PDCH分配连续的信道,且动态PDCH位于TACH与静态PDCH之间,GSM对动态PDCH的占用应从最靠近TACH的一侧顺序占用,以便于业务使用时信道的分配。
3.0.8为了便于对MS的寻呼和移动性管理,GSM网将若干相邻的小区组合为一个位置区;GPRS网在GSM网位置区的基础上划分了路由区(RoutingArea),即路由区是位置区的子集,路由区的标识RAI=MCC+MNC+LAC+RAC,其中,MCC、MNC、LAC与GSM网一致。
4交换网络组织
4.1各网元的职能
4.1.1GPRS交换子系统由SGSN、GGSN、HLR、DNS、CG、BG、NTP服务器以及LIG组成。
4.1.2SGSN主要负责GPRS用户的接入控制、与HLR协同工作对用户数据进行鉴权,根据DNS提供的信息在GPRS网内部进行路由选择,同时还与HLR协同工作执行GPRS用户的附着、位置更新等移动性管理,以及对GPRS用户的计费。
4.1.3GGSN主要负责提供GPRS网与外部分组数据网(如:
Internet、企业专用网等)的接口,GPRS用户通过GPRS网对外部数据网的访问均要由GGSN完成,同时GGSN还负责对GPRS用户的计费。
4.1.4GPRS网的HLR/AUC中存放GPRS用户的所有签约信息。
GPRS用户主动发起对外部数据网的访问时,GPRS网的HLR/AUC的任务只是对GPRS用户进行鉴权,包括IMSI鉴权和APN鉴权;在外部数据网主动访问GPRS用户时,GPRS网的HLR/AUC提供用户的位置信息和路由信息。
4.1.5DNS完成对APN的解析,它将SGSN提供的APN解析为相应的GGSN的IP地址,并返回给SGSN,SGSN根据DNS提供的GGSN的IP地址建立至相应的GGSN的连接。
在MS进行SGSN间路由区更新时,DNS还可将新SGSN提供的原SGSN的逻辑名解析为原SGSN的IP地址,并返回给新SGSN。
4.1.6GPRS业务的计费点在SGSN和GGSN,在SGSN和GGSN上产生CDR。
SGSN和GGSN将产生的CDR送至CG,由CG完成CDR的检错、纠错和合并,并完成格式转换,然后将计费话单以标准格式送至运营公司的计费系统。
GPRS用户的1次业务使用有可能占用很长时间,在此期间将产生多个CDR,CG应完成对于1个用户1次使用业务的多个CDR的合并。
4.1.7当GPRS用户在不同运营公司的GPRS网间漫游时有可能会出现不同运营公司的GPRS网元之间的通信,此时则需要通过两个运营公司的BG之间的互联来完成。
4.1.8NTP服务器为GPRS网内所有的SGSN和GGSN提供时间同步信号,时间同步主要是为了解决异地SGSN和GGSN所产生的CDR的一致性问题,用户每次使用业务,在SGSN和GGSN均产生CDR,由NTP服务器为SGSN和GGSN提供统一的时间信号,保证SGSN和GGSN对于每次呼叫产生的CDR中的起、止时间完全一致。
4.1.9LIG负责收集GPRS用户的相关信息,传送给监听机构。
LIG是可选设备。
4.2网络结构
4.2.1从网络结构上看,GPRS交换网络可划分为2层:
GPRS骨干网和GSN节点。
4.3GSN节点
4.3.1GPRS网元通过局域网相连,构成GSN节点。
根据GSN节点所需完成的功能,一个GSN节点中将包括以下所有网元或部分网元:
SGSN、GGSN、DNS、CG、以及部分骨干网网元。
4.3.2SGSN和GGSN可以合设也可以分设,但从长远的角度看,SGSN与GGSN应分别独立设置。
4.3.3SGSN的设置应综合考虑业务量、工程投资、GPRS骨干传输承载网的覆盖情况三个方面的因素。
在工程建设初期,省内各本地网GPRS实际用户数、每用户业务量、用户发展潜力尚不能准确估测的情况下,应采用SGSN集中设置的方案,即多个本地网共用设置在一个本地网的SGSN,以有效地在用户发展较快和较慢本地网间进行平衡,并且可以在建网初期节省SGSN的设备投资,提高工程效益。
但由于SGSN在GPRS网中所起的作用与MSC/VLR在GSM网中所起的作用极其相似,从长远的角度看,SGSN宜设置在靠近用户的地方,应采用SGSN分散设置的方案,即在GPRS业务覆盖区域内的各本地网分别设置一个或多个SGSN,同时提高了网络的安全可靠性。
4.3.4GGSN的设置与其所连接的外部数据网建设情况、业务流量流向、GPRS骨干传输承载网的覆盖情况、SGSN的建设情况、所开放的业务需求这五方面因素密切相关。
在工程建设初期,应采用GGSN集中设置的方案,即多个本地网共用设置在一个本地网的GGSN。
在集中设置的GGSN能够满足业务需求时,GGSN的下放必须同时具备以下条件:
①本地有企业专网接入需求;②SGSN已经下放至本地网;③GPRS骨干传输承载网已覆盖至本地网;④GPRS业务的本地业务量所占比例较大。
在集中设置的GGSN不能满足业务需求时,GGSN的下放必须同时具备以下条件:
①SGSN已经下放至本地网;②GPRS骨干传输承载网已覆盖至本地网;③选择业务量较大的本地网设置GGSN。
4.3.5CG的设置与SGSN、GGSN的话单存储能力、工程投资、话单传送带宽这四个方面因素密切相关。
由于SGSN、GGSN保存话单的能力有限,在SGSN和/或GGSN不能满足保存话单的需求时,CG应以GSN节点为单位设置。
在SGSN和GGSN均能满足保存话单的需求时,CG可以集中设置(即多个GSN节点共用一套CG),也可以分散设置(CG以GSN节点为单位设置)。
由于CG具备话单合并功能,在CG分散设置的情况下,可节省话单传送带宽。
4.3.6为保证计费话单的安全可靠性,CG应成对设置。
4.3.7DNS应以省为单位集中设置,且为了保证网络安全性,DNS应成对设置。
4.3.8在SGSN分散设置,且同一个APN对应多个GGSN时,DNS应能够利用SGSN的源地址来实现APN解析。
4.3.9对于多个负荷分担的GGSN,DNS应具备ROUNDROBBIN的轮选功能。
4.3.10由于GPRS业务是为GSM用户提供的附加业务,即一般情况下GPRS用户也是GSM网用户,因此,GPRS网的HLR/AUC应与GSM的HLR/AUC合设,即升级现有GSM网的HLR/AUC,增加下表中用户数据,即HLR不包含在GSN节点中。
域
描述
IMSI
用户标识
MSISDN
用户基本的MSISDN
SGSN编号
用户登记的SGSN的SS7号码
SGSN编号
用户登记的SGSN的IP地址
SMS参数
短消息有关的用户签约数据
MSGPRS清除
用户GPRS清除标志
MNRG
用户GPRS不可及标志
GGSN-列表
列表,每一项包含某一GGSN的SS7号码和IP地址
每个IMSI包含零个或多个下列PDP上下文签约记录
PDP上下文标识
PDP上下文索引
PDP类型
PDP类型
PDP地址
PDP地址
签约的Qos文件
用户登记的Qos过滤
允许的VPLMN地址
是否允许用户使用VPLMN的APN
接入点名
外部分组数据网接入点
4.3.11GSN节点中各网元之间通过由局域网交换机、路由器等设备组织的局域网相连,在条件许可的情况下,应尽量采用双以太网组织。
4.3.12在GSN节点局域网内,为了提高数据传送效率、提高网络安全性,应根据数据流向划分为多个VLAN,包括SGSN与GGSN、DNS构成的GnVLAN、GGSN的GiVLAN、SGSN和GGSN与CG构成的GaVLAN、GSN网元的Go&mVLAN、CG的计费VLAN。
4.4GSN节点与相关网络的组织
4.4.1SGSN与PCU之间通过Gb接口相连,SGSN与PCU的连接方式可采用以下四种方式:
方式一:
PCU利用现有A接口的空余传输容量,至MSC后通过MSC半永久连接至SGSN。
方式二:
通过分组网专线,完成PCU与SGSN的连接。
方式三:
通过2Mb/s的E1专线完成PCU与SGSN的连接。
方式四:
通过复用设备复用后,利用2Mb/s的E1专线完成PCU与SGSN的连接,以减少对E1专线的占用。
4.4.2SGSN与HLR间的Gr接口、SGSN与MSC/VLR间的Gs接口、SGSN与短消息中心间的Gd接口、GGSN与HLR间的Gc接口均是基于七号信令的接口。
SGSN应采用准直联方式,通过七号信令准直联信令网与各相关信令点交互信令消息;在开放Gc接口的情况下,GGSN也应采用准直联方式,通过七号信令准直联信令网与HLR交互信令消息。
4.4.3SGSN、GGSN连入七号信令网,需解决时钟同步问题,SGSN和GGSN的时钟同步等级为3级,当SGSN和GGSN设备具有外同步时钟接口时,应直接从GSM网的BITS中提取;当SGSN和GGSN设备不具有外同步时钟接口时,应从与GSM网STP的业务码流中提取。
4.4.4GSN节点之间通过Gn/p接口相连,承载网络为TCP/IP网络,详见4.5.8。
4.4.5GGSN与外部数据网之间通过Gi接口相连。
(1)当外部数据网为连接Internet的开放的IP网时,在Gi接口应设置防火墙,进行用户级的安全保证和权限控制。
根据业务量,防火墙可以由GGSN兼作,或设置独立的防火墙设备。
(2)当外部数据网为企业专网时,GGSN应具备L2TP、GRE、IPsec等企业客户要求采用的安全协议。
4.4.6各GSN节点的CG应与省计费中心和/或本地计费中心连接,传送GPRS用户的计费话单,其网络组织应遵循省计费中心和/或本地计费中心的组网原则。
4.4.7各GSN节点的网元应与网管网连接,传送GPRS网元的网管信息,其网络组织应遵循网管网的组网原则。
4.5GPRS骨干网
4.5.1GPRS骨干网网元包括NTP服务器、根DNS、骨干GGSN和BG。
除BG外,GPRS骨干网网元均可以设置在部分GSN节点的局域网内。
4.5.2为保障网络安全性,并根据网络规模和NTP服务器的设备性能,NTP服务器应设置2个或2个以上,每个NTP服务器划定一个服务区,为本服务区内的SGSN和GGSN提供时间同步信号,同时选定另一个服务区的NTP服务器作为备用,当NTP服务器数量为偶数时,各NTP服务器两两互为主备用;当NTP服务器数量为奇数时,各NTP服务器之间循环备份,即SGSN和GGSN通过Gn接口从本服务区的NTP服务器提取时间同步信号作为主用,从另一服务区的NTP服务器提取时间同步信号作为备用。
同时,互为备用的两个NTP服务器应设置在距离较远的两个省,以做到容灾。
4.5.3为保障网络安全性,并根据设备处理能力,全网应设置一对高处理能力的根DNS,两个根DNS应设置在距离较远的两个省,以做到容灾。
4.5.4为保障网络安全性,骨干GGSN应成对设置,互为主备用,且成对的两个骨干GGSN应设置在距离较远的两个省,以做到容灾。
4.5.5骨干GGSN是为发生GPRS网间漫游的MS服务的,根据业务处理能力需求,骨干GGSN可以与各省GSN节点内的GGSN综合设置,也可独立设置。
4.5.6为保障网络安全性,并根据设备处理能力,全网应设置一对高处理能力的BG,两个BG应设置在距离较远的两个省,以做到容灾。
4.5.7BG不应设置在GSN节点局域网内,否则对此GSN节点的接口带宽要求较高。
为了便于网络组织,BG应通过网络设备直接与GPRS网的IP骨干传输网相连,同时BG与GRX组织在中国设置的GPRS互联点连接。
4.5.8GPRS骨干网提供连接GSN网元的Gn/p接口的传输通路,应采用TCP/IP网络。
Gn/p接口组网方案有以下两种:
方案一:
利用不与Internet连接的封闭的IP网作为Gn/p接口的承载网络。
方案二:
利用与Internet连接的开放的IP网作为Gn/p接口的承载网络。
Gn/p接口是GPRS网内部的接口,保证GPRS网络设备安全性,免受Internet网用户的恶意攻击应是选用方案的首要考虑条件。
因此,在GPRS网络建设中应首选方案一,在采用方案一的条件不具备的情况下,可采用方案二,但此时必须在Gn/p接口采用一定的安全措施,来保证GPRS网络的安全性。
4.5.9对于4.5.8中的方案一有以下两种可选建设方式:
方式一:
利用专线进行Gn/p接口的网络组织,即组建GPRS专用的IP骨干传输网,将各GSN节点的Gn/p接口路由器连接起来。
方式二:
利用GPRS网络运营商自己已经建成的封闭的IP专网(如DCN等)进行Gn/p接口的网
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