GPRS 核心网各网元介绍GGSNGGSN （Gateway GPRS Support Node） 网关 GPRS 支持节点GGSN （Gateway GSN，网关GSN）主要是起网关作用，它可以和多种不同的数 据网络连接，如 ISDN、PSPDN 和 LAN 等。有的文献中，把 GGSN 称为 GPRS 路由 器。GGSN可以把GSM网中的GPRS分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分 组数据包传送到远端的 TCPIP 或 X.25 网络。GPRS 网络与外网的分界线 ,对内负责 Gn 网络的传输,对外是一台因特网路由器。 其中的BGGSN（Border GGSN）负责连接不同运营商之间的 Gn网络，实现网间漫游。 GGSN 通过基于 IP 协议的 GPRS 骨干网与其它 GGSN 和 SGSN 相连主要功能GGSN 具有网络控制的信息屏蔽功能 ，可以选择哪些分组能够进入 GPRS 网络，以便 保证 GPRS 网络的安全 ;GGSN 具有计费信息收集功能 ，能够收集每个 MS 实用外部数据网和 GPRS 网络资 源相关的计费信息 G_CDR 。2）维护路由表 ,实现路由选择和分组的转发功能GGSN具有存储转发功能，从上一节点接收到的分组数据（PDP PDU）转发给路由中 下一个节点的功能。GGSN同时具有对PDP PDU排序的功能。GGSN应保证GGSN与MS之间传送的 PDP PDU 的最大尺寸为 1500 字节，对从外部数据网收到的大于上述要求的 PDP PDU，GGSN 应根据 PDP 的类型和具体实施对其进行分段、丢弃或拒绝。GGSN 具有 PDP 上下文激活、 PDP 上下文修改、 PDP 上下文去激活的功能 ;GGSN具有地址翻译和映射功能，包括查找DNS,实现域名解析功能；GGSN具有封装和隧道传输功能，可以将来自外部数据网的PDP PDU用GTP字头 和 TCP/IP 或 UDP/IP 字头进行分装的功能 ，并以这些字头中的恶相关地址信息作为标 识，在 GPRS 骨干网中 ，利用一条点对点的双向隧道来传输封装数据。对于发向外部数 据网的 PDP PDU，GGSN 将去除其封装字头后再转发给外部数据网。3）用户数据管理 ,实现对分组数据的过滤GGSN 能够存储、修改及删除用户数据 ，实现对用户分组数据的过滤。4）移动性管理功能GGSN 能够配合 SGSN 实现移动性管理的功能 ，主要是 MS 在不同的 SGSN 登录时 的位置管理功能。5）其他功能GGSN具有为MS动态分配IP地址的功能，或则可以通过接入 DHCP（动态主机配 置协议）服务器来实现动态分配IP的地址的功能；GGSN 具有接入 RADIUS（ 远端授权拨入用户服务 ）服务器等实现用户认证功能。SGSNSGSN - GPRS 服务支持节点SGSN 是 英 文 SERVICING GPRS SUPPORT NODE 的 缩 写 。 SGSN 作 为 GPRS/TD-SCDMA(WCDMA) 核心网分组域设备重要组成部分，主要完成分组数据包 的路由转发、移动性管理、会话管理、逻辑链路管理、鉴权和加密、话单产生和输出 等功能。SGSN 即 GPRS 服务支持节点，它通过 Gb 接口提供与无线分组控制器 PCU 的连 接，进行移动数据的管理，如用户身份识别，加密，压缩等功能；通过Gr接口与HLR 相连，进行用户数据库的访问及接入控制；它还通过Gn接口与GGSN相连，提供IP数据包到无线单元之间的传输通路和协议变换等功能； SGSN 还可以提供与 MSC 的 Gs 接口连接以及与 SMSC 之间的 Gd 接口连接，用以支持数据业务和电路业务的协同 工作和短信收发等功能。SGSN 与 GGSN 配合，共同承担 TD-SCDMA(WCDMA) 的 PS 功能。当作为 GPRS 网络的一个基本的组成网元时，通过 Gb 接口和 BSS 相连。其主要的作用就是为本 SGSN 服务区域的 MS 进行移动性管理，并转发输入 /输出的 IP 分组，其地位类似于 GSM电路网中的VMSC。此外，SGSN中还集成了类似于GSM网络中VLR的功能， 当用户处于 GPRS Attach(GPRS 附着)状态时， SGSN 中存储了同分组相关的用户 信息和位置信息。当 SGSN 作为 TD-SCDMA(WCDMA) 核心网的 PS 域功能节点，它 通过 Iu_PS 接口与 UTRAN 相连，主要提供 PS 域的路由转发、移动性管理、会话管 理、鉴权和加密等功能。 GGSN9811 主要提供 PS 与外部 PDN(Packet Data Network ， 分组数据网)的接口，承担网关或路由器的功能。SGSN和GGSN合称为GSN(GPRS Support Node )。GMSCGMSC (Gateway Mobile Switching Center)网关移动交换中心，GMSC是网关移动 交换中心，它具有从HLR查询得到被叫MS目前的位置信息，并根据此信息选择路由。GMSC 可以是任意的 MSC ，也可以单独设置。单独设置时，不处理 MS 的呼 叫，因此不需设 VLR ，不与 BSC 相连移动网网关局(GMSC )的功能当固定电话用户拨打 GSM 网用户时，根据就近入网的原则，该呼叫将被接续至 最近的移动网。由于移动电话用户漫游的特殊性，网络必须先查询用户归属的 HLR 以获得该用户当前的位置信息，才能继续进行接续。向 HLR 查询用户当前的位置并 获得包含路由信息的漫游号码的功能称为 “Interrogation HLR”，由Gateway MSC (简称GMSC )完成。当网络规模较小时(只设有12个MSC ),各MSC与PSTN直联，该项功能由 MSC 完成。随着网络的逐步扩容， MSC 数目的增加，若仍采用各 MSC 与 PSTN 直联 的方式，网络结构会存在诸多弊 病：(1)网络结构复杂，不利于维护管理； (2)各 MSC 的中继线群多，每个线群中继系统少，利用率低； ( 3)虽然网络建设初期投资 少，但日后运行维护成本高； (4)不利于两网间话费结算。由此可见， GSM 网的多局制使得 GSM 网原有与 PSTN 之间的组网方式，已不再 继续适用。因此为维护网络界面的清晰，保障网间结算的准确便捷，需要在移动网与 其他网之间设置独立的GMSC，以实现本地移动网与其他网间的话务、信令转接。网关局可以简单地理解为不同网络间话务流通的必经交换局， 它不仅需要承担网 间结算的功能，还需要具备路由查询功能，以保证其他网呼叫移动电话用户时能准确 确定被叫所在的交换机，接通相应的话路。网关局作为GSM网和其他网的唯一接口，其重要程度是不言而喻的。 为避免单个局点传输发生障碍或出现意外灾害而造成网间 瘫痪，通常设置1个以上的GMSC。对于中、小规模的GSM网，可设置1对GMSC， 但随着本业务区内 MSC 数目的增多，话务量的提高，可能需要设置多个GMSC。GMSC 的组网方案讨论GMSC 的组网方式与移动网的网络规模和市话网的网络结构有密切关系， 其设置 方法也是多种多样的，以下讨论几种典型的组网方案。1. 方案1：设置1对GMSC进行来话汇接(1)方案简介 移动网内各 MSC 与 GMSC 设置直达中继， GMSC 与 PSTN 的市 话汇接局、部分端局相连，设置来话路由以疏通 PSTN 至移动网之间的话务。当固定 电话用户拨打GSM网用户时，PSTN将话务负荷分担地接入 GMSC , GMSC查询HLR， 获得漫游号码后重新选择路由，将呼叫接入 MSC 或 TMSC。每个 MSC 与 PSTN 中的汇接局或市话端局相连，设置 GSM 网与 PSTN 的去话路 由。当本地移动电话用户呼叫 PSTN 中的固定电话用户时，由该去话路由直接疏通 GSM 网与 PSTN 之间的去话业务。GMSC与一级汇接中心(TMSC1 / TMSC2 )相连，设置去话路由，以疏通本地 PSTN至外地GSM网的话务(如图1所示)。( 2)方案特点 GSM网至PSTN的去话采用直达方式，减少了转接次数； 对 GSM 网网关局容量要求较低； GSM网与PSTN的维护界面较多，网间结构复杂，且网间结算不易。2. 方案 2：设置 1 对 GMSC 进行来、去话汇接( 1)方案简介 移动网内各 MSC 与 GMSC 设置直达中继， GMSC 与 PSTN 的市 话汇接局设置直达中继，以疏通PSTN与GSM网之间的来、去话业务；GMSC与TMSC1 TMSC2 相连，设置去话路由，以疏通本地 PSTN 至外地 GSM 网的话务。当 GSM 网用户拨打固定电话用户时， MSC 将话务负荷分担地接入 GMSC， GMSC 分析被叫号码选择路由至相应的市话局；当固定电话用户拨打 GSM 网用户时， PSTN 将话务负荷分担地接入 GMSC， GMSC 进行 “InterrogationHLR” ，获得漫游号码后重 新选择路由，将呼叫接入 MSC或TMSC (如图2所示)。( 2)方案特点 PSTN与GSM网之间所有的呼叫均通过1对GMSC转接，使得两网间界限分明， 便于网络维护管理。 两网相对独立，可保证在一段时间内其中一网进行扩容或网调时，不会导致另 一网结构发生较大变化，有利于两网的发展和调整。 采用负荷分担的方式，网络运行安全、可靠，可在一定程度上减少传输故障及 意外灾害造成的影响。 有利于 PSTN 和 GSM 网进行网间结算。3. 方案3：设置2对GMSC分功能汇接(1)方案简介 方案 3由方案 2过渡而来，可满足规模较大的网络需要，适用于 网络已设置了 1 对 GMSC 因扩容需新建 1 对 GMSC 的情况。新建 GMSC 在选型上可 根据扩容和未来网络发展的需要选择处理能力较强的新型处理器(各 GSM 供应商也 在不断推出功能更强大的新产品) 。两对 GMSC 中，一对作为去话汇接，一对作为来话汇接。当 GSM 网用户拨打固 定电话用户时， MSC 将话务负荷分担地接入做去话汇接的一对 GMSC， GMSC 分析 被叫号码选择路由至相应的市话局；当固定电话用户拨打 GSM 网用户时， PSTN 将 话务负荷分担地接入做来话汇接的一对 GMSC，GMSC进行“Interrogation HLR”，获 得漫游号码后重新选择路由，将呼叫接入 MSC或TMSC。根据两对 GMSC 处理能力的比较，方案 3有如下 2种实现方式： 方式 1：若两对 GMSC 处理能力 强弱，可将处理能力强的一对 GMSC 作为 移动电话用户的来话汇接，担负寻址功能，另一对 GMSC 作为移动电话用户的去话 汇接； 方式 2：若两对 GMSC 处理能力一样，可将原有一对 GMSC 作为移动电话用户 的来话汇接，新建一对作为移动电话用户的去话汇接 (如图 3 所示)。( 2)方案特点(1)若采用方式 1 组网，由于新建 GMSC 处理能力强，处理机处理能力的限制 不再是网络的瓶颈，而原有 GMSC 不需更换新的处理机，较方式 2 可支持更多的用 户，但该方式网调工作量大。 (2)若采用方式 2 组网，可避免 PSTN 的大规模网 调，但作为来话汇接的 1 对 GMSC 处理能力有限，可能会对网络的进一步发展产生 制约。(3) 每个网关局功能明确，网路清晰，利于两网间结算。(4) 网络为单向中继，如果话务流量、流向预测不准，网络不易进行调整。(5) 新建2个GMSC，网络投资较大。4. 方案 4：设置多对 GMSC 分区域汇接(1)方案简介 随着我国 GSM 网的飞速发展，目前我国一些经济发达地区的移 动本地网已拥有10