GPRS 网络建设方案及设计网络建设方案及设计1 GPRS 系统基本结构系统基本结构GPRS 系统的主要功能单元： 1）分组控制单元（PCU）：主要用于完成 RLC/MAC 功能和与 Gb 接口的转换； 2）服务 GPRS 支持节点（SGSN）：执行移动性管理、安全功能和接入控制和路由 选择等功能； 3）网关 GPRS 支持节点（GGSN）：负责提供 GPRS PLMN 与外部分组数据网的接 口，并提供必要的网间安全机制（如防火墙）。GGSN 与 HLR 之间的 Gc 接口是 可选接口，用于 GGSN 向 HLR 查询 MS 的路由信息； 4）边界网关（BG）：边界网关用于 PLMN 间 GPRS 骨干网的互连，它应具有基本 的安全功能，此外还可以根据运营商之间的漫游协定增加相关功能； 5）计费网关（CG）：计费网关通过 Ga 接口与 GPRS 网络中的计费实体如 GSN 等 通信，用于收集各 GSN 发送的计费数据记录并进行计费； 6）域名服务器（DNS）：负责提供 GPRS 网内部 SGSN、GGSN 等网络节点的域名 解析以及 APN 的解析。从 GPRS 网络结构图可看出，GPRS 网络建设包括两大方面： 1）核心网部分，包括 SGSN、GGSN、BG、CG、DNS； 2）现网升级部分，就是包括交换子系统、基站子系统、操作维护系统的软、硬 升级方案和 Gb 接口连接方案。2 GPRS 网络建设方案网络建设方案目前广东移动仅在广州、深圳建设有 GPRS 核心节点。 广州采用爱立信 GPRS 设备，建设有 1 套 SGSN、BGW，容量为 5 万用户，广州核 心网设备之间通过局域网交换机连接，与 CMNET 通过局域网接口连接，与计费中心通过 设在机房内的前端采集机连接，与广州 PCU 通过 2Mbit/s 电路直连。 深圳核心网设备之间通过局域网交换机连接，与 CMNET 通过 2Mbit/s 专线接入广州 CMNET，与计费中心通过计费采集路由器连接，与深圳 PCU 通过 2Mbit/s 电路直连。本工程 GPRS 网的网路组织原则： 1） GPRS 承载网为中国移动互联网； 2） 保证网路能够安全、可靠、有效地疏通全网数据。特别是在非正常情况下，应最 大限度地降低丢包率； 3） 适合用户业务的分布情况； 4） 便于将来网络的扩展； 5） 便于全网路由组织； 6） 中继链路设置经济。3 GPRS 网络建设方案网络建设方案3.1 与与 CMNET 的连接的连接中国移动 GPRS 网向移动用户提供 Internet 接入服务时，通过 CMNET 接入 Internet，用户认证由 CMNET 认证中心 RADIUS 完成。 本工程 GPRS 核心网设备与 CMNET 的连接通过 GPRS 网防火墙连接到 CMNET 省 网局域网交换机上。3.2 与计费中心的连接与计费中心的连接本工程中 SGSN 设备通过租用两条 64kbit/s DDN 专线将计费信息传送到广州 BGW， 由于本期计费路由器上没有 V.35 接口，本期工程配置 2 个 E1/V.35 转换设备，将 E1 接口 转换成 V.35 接口后接入 DDN。3.3 与网管中心连接与网管中心连接OSS 系统与 SGSN 设备在同一机楼，因此 SGSN 的网管信息通过本期工程配置的计 费网管路由器以局域网的方式接入到 OSS 系统的局域网交换机。3.4 GSN 与与 No.7 信令网的连接信令网的连接本工程 SGSN 设备需要 1 个信令编码，1 个 MSCID 号码，它与一对 LSTP 连接。 具体网路组织下图所示：3.5 SGSN 与与 PCU 的连接方案的连接方案1） 利用原有 A 接口的空余容量，通过 MSC 的半永久连接，将 GPRS 话务连接到 SGSN 适合 GPRS 网络建设初期，并且交换机侧有富余 ET 板的情况； 2）租用中国电信专用分组网实现。 3）通过专用 2Mbit/s E1 PCM 链路实现。 4） 通过 DACS 复用后利用 E1 PCM 链路实现。本工程中 GSM 网均为爱立信设备，BSC 容量较大，因此各 PCU 基本采用 2Mbit/s 直 连的方式与 SGSN 连接。 通过后面的 SGSN 的计算可知，本期 GPRS 的 SGSN 总的 Gb 接口需求为 24 个 2Mbit/s 接口。3.6 设备选型设备选型中国移动 GPRS 网二期工程 GPRS 核心网网元设备采购和建设采用统一规划、统一 谈判、统一建设的实施方法。3.7 数据量、传输带宽、中继机信令链路的计算取定数据量、传输带宽、中继机信令链路的计算取定3.8 话务参数取定话务参数取定GPRS 用户的数据量预测： 忙时平均每用户数据吞吐速率为 180bit/s，考虑到专线、专网集团用户的业务量目前 无法确定，本工程暂在总的用户数据业务量基础上扩大 20%计算。业务模型： 1）忙时每用户 ATTACH 次数：0.5； 2）忙时每用户 DTTACH 次数：0.5； 3）忙时每用户 PDP 上下文激活次数：1 4）忙时每用户 PDP 上下文去激活次数：1； 5）忙时每用户路由区更新次数：1.5； 6）上下行数据量的比例：1:4； 7）平均 IP 包长：200byte（不含开销）； 8）忙时每用户短消息个数：0.5； 9）漫游入和漫游出用户的比例均为 10%，其中国际用户为 1%，其中 30%的漫游业 务量回归属地 GGSN 接入数据网； 10）电路利用率：70%； 11）信令链路单向正常负荷：0.2。3.9 SGSN/GGSN 传输带宽、中继电路的计算机分配传输带宽、中继电路的计算机分配根据上面话务量参数计算可得局域网的相应数据： 1）Gb 接口数据量：21801.21.35/0.7/100=8.33Mbit/s； 2）SGSN Gn 接口数据量为：7.65Mbit/s； 3）到 CMNET 的数据量为：6.12Mbit/s。3.10 信令链路的负荷及配置信令链路的负荷及配置本次只开放 Gr 接口，Gs 和 Gd 接口暂不开放，Gr 的信令主要为位置更新和鉴权信令， 参考 GSM 网的数据取定位置更新和鉴权参数如下： 1）忙时路由区更新次数：1.5； 2）SGSN 间路由区更新比例：20%； 3）忙时 ATTACH 次数：0.5； 4）忙时鉴权次数：2； 5）需要向 HLR 取鉴权集的次数占总鉴权次数的比例：25%。时钟同步：本期工程 SGSN 采用主从同步方式从 LSTP 获得主用时钟同步信号、从惠 州 LSTP 获得备用时钟同步信号。时间同步：中国移动 GPRS 网一期工程已在北京、广州设置了两套 NTPServer，本工 程将在上海新建 1 套 NTPServer，3 套 NTPServer 分别为全国 GPRS 设备提供时间同步 信号； 同时北京 NTPServer 作为广州 NTPServer 的备用； 广州 NTPServer 作为上海 NTPServer 的备用； 上海 NTPServer 作为北京 NTPServer 的备用。 SGSN 设备从广州和北京 NTPServer 读取时间同步信号，其中广州 NTPServer 为主 用信号源，北京 NTPServer 为备用信号源。3.11 计费计费计费话单参数如下： 1）忙时每用户产生 S-CDR 话单数为 3 个； 2）产生 G-CDR 话单数 2 个； 3）每张话单的长度 1.6kB。SGSN 至广州 BGW 需要配置两条 64kbit/s 的 DDN 专线。 CG 与计费中心的接口：CG 与计费中心的接口协议栈可采用 TCP/IP 之上的 FTAM 协 议，或者采用子 TCP/IP 之上的 FTP 协议。3.12 网络管理功能网络管理功能根据 GPRS 网络结构，GPRS 管理系统分层结构。 GPRS 网管结构分为两个层次：全国 GPRS 网管系统和省级网管系统。 全国在北京设置一个 GPRS 全国网管中心，在各个省会设置一个 GPRS 省级网管中 心，全国网管中心与省级网管中心之间可以通过 DCN 网或专线进行连接。 本地 GSM 网管系统以完成升级。本期新建的 GRPS 设备通过新配置的 AXC623 路由器与现有 OSS 系统相连。由于 GPRS 网本期数据类网元较少，因此本工程广州 NMS 暂不对 GPRS 网数据产品进行管理。3.13 IP 地址分配地址分配网络设备接口：设备的操作维护接口、Ga 接口、与计费中心的接口均采用保留 IP 地 址；其它设备接口采用公有 IP 地址。 考虑到目前地址紧张，建议 GPRS 使用 CMNET 省网地址，该方案 GPRS 设备地址 为 CMNET 省网的一部分，便于 CMNET 全网寻址，但希望 Gn、Gi 接口地址相对独立。 用户地址：本期用户使用 WAP 业务和 Internet 业务时均使用私有 IP 地址，GGSN 内 设置两个地址组，一个为 WAP 业务地址组，一个为 Internet 业务地址组。 用户使用 WAP 业务时，从 WAP 业务地址组分配私有地址，进行地址封装后，与 WAP 网关建立 GRE 隧道； 用 Internet 业务时，从 Internet 地址组分配私有地址，在防火墙上转换为公有地址， 与 Internet 通信。3.14 用户的鉴权和认证用户的鉴权和认证接入 GPRS 网的鉴权与认证： 在 GPRS 附着时由 MS、SGSN 和 HLR 配合对 GPRS 用户进行鉴权和认证，移动用 户通过 HLR 的鉴权和认证后可以有权使用 GPRS 网络。接入外部数据网的鉴权与认证： 本工程接入的外部数据网为 CMNET 和 CMWAP，其中 CMNET 为透明接入，不需认 证，CMWAP 采用非透明接入方式，需认证。3.15 APN 的解析与路由计划的解析与路由计划信令路由： SGSN 与 HLR 之间的信令通过 STP 转换，非漫游用户附着 GPRS、激活 PDP 上下 文时，信令路由为 SGSN-LSTP1/LSTP2-HLR；省际漫游用户附着 GPRS、激活 PDP 上下文时，信令路由为 SGSN-SGSN 侧 HSTP- HLR 侧 LSTP-HLR；省内漫游用户附着 GPRS、激活 PDP 上下文时，信令路由为 SGSN-SGSN 侧 LSTP- HLR 侧 LSTP-HLR。APN 的解析：APN 由网络标识和运营商标识两部分组成。 网络标识定义了 GGSN 连接的外部网络。运营者定义了 GGSN 所处的 PLMN GPRS 网。 存储在 HLR 中的 APN 只包括 APN 网络标识。 MS 在激活 PDP 上下文时提供的 APN 必需包括网络标识，运营者标识为可选。 SGSN 应能根据 IMSI 来生成缺省的运营者标识。3.16 现网升级现网升级移动 GSM 网目前全网由 6 个 MSC、3 个 HLR、11 个 BSC 组成。GSM 网络为 GSM900 网络，采用爱立信设备，现在全网有 11 个 BSC，405 个宏蜂窝基站，4215 个载 频。为了支持 GPRS 业务，除了新增核心网设备（SGSN、GGSN 等），原 GSM 交换设 备 HLR/AUC、MSC、BSC 等均需升级，扩展 GPRS 功能。3.17 交换网络交换网络 GPRS 功能扩展功能扩展为了支持 GPRS 业务，除了新增核心网设备（SGSN、GGSN 等），原 GSM 交换设 备 HLR/AUC、MSC 均需升级，扩展 GPRS 功能。3.18 HLR/AUC 升级升级对现有的 HLR 进行软件升级，增加 GPRS 用户签约数据和路由信息。 SGSN 经过新的 Gr 接口取得 HLR 的信息。 对应漫游用户，HLR 可以与正服务于用户的 SGSN 不在同一个 PLMN 网络中。HLR 中的用户记录增加了用户的网络接入模式。3.19 MSC/VLR 升级升级MSC/VLR 需进行软件升级支持 MSC 与 SGSN