VoLTE端到端关键技术课件.pptx
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- VoLTE 端到端 关键技术 课件
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1、1VoLTE端到端关键技术2014年10月2 2PTN(QoS)三合一HSSSBCCSCFMGCF/IM-MGWIBCFENUM/ DNSSAE GWMMEPCCDRALTE接入IMS域业务平台VoLTE AS彩铃AS彩印ASIM-SSFeMSCGMSC电路域eNodeBBSC分组域VoLTE终端/芯片2G接入网管系统BOSS系统支撑系统CMNET/IP专网(IPV6/QoS)信令网用户数据VoLTE引入从无线网、核心网、信令网、承载网、用户数据等端到端的网络改变VoLTE涉及端到端的网络的改变3 3BOSSNMSOMC支撑系统业务平台核心网IMS域分组域PCC2G/3G电路域eNodeBBT
2、S/BSCLTE接入接入网2G接入终端VoLTE UEI/S-CSCF /BGCF信令网用户数据DRAPCRFVoLTE SBCMGCFIBCFSAE GW/GGSN/PCEF三合一HSSDNS/ENUM(e)MSCGMSC彩印业务平台彩铃业务平台VoLTE AS/IM-SSF智能网SCPMME/SGSNIP短信网关ShMwSGiRxGxMxSvS11/GnMg/MjNcNcCAPCAPS1-MMES1-UUuMw/I2UmAGbISC承载网定位业务平台CxRx/GxS6a/SLgCx/Sh/Zh/S6a/SLhSLh/SLgSLs承载网JUtGm业务配置代理网关UtZhC/DGrVoLTE网
3、络架构及接口4VoLTE端到端关键流程5 55VoLTE基本流程注册eNBMMESAE-GW3in1HSSPCRFSBCS-CSCFSCC ASEPCIMS1. 用户开机进行EPC附着 2. 使用IMS APN建立PDN连接,并为用户建立QCI=5的默认承载3. 终端通过上述默认承载发起IMS注册请求并完成IMS核心网注册4. S-CSCF发起第三方注册,向SCC AS更新STN-SR,之后SCC AS 通过HSS向MME下发STN-SR6 66VoLTE基本流程呼叫PCRFEPCSBCS-CSCFS-CSCFEPCPCRFSBCSCC AS3in1HSS主叫域被叫域1. 主叫发起呼叫,信令路
4、由至被叫域2. 被叫侧触发SCC AS进行被叫域选择,根据HSS返回的信息决定在IMS进行呼叫3. 信令路由至被叫终端4. 被叫接听后返回200 OK响应,被叫SBC根据INVITE和200 OK中的SDP信息向PCRF申请资源,PCRF通知EPC预留资源5. 资源预留成功后,被叫SBC向主叫转发200 OK响应6. 主叫SBC收到200 OK响应后根据INVITE和200 OK中的SDP信息向PCRF申请资源,PCRF通知EPC预留资源7. 资源预留成功后,主叫SBC向主叫终端转发200 OK响应8. 媒体链接建立7 7SRVCC流程EPC2G/TDSRVCC eMSCMGWMMESAE-P
5、GWHSSCSSvMGCFSCC ASIMSCSCFMGWMSCSLTESRVCC(Single Radio Voice Call Continuity)存在切换性能问题,无法达到语音中断时长小于300ms的部署要求,会严重影响VoLTE用户体验远端IMS终端1. SRVCC终端发起向另一IMS终端的语音呼叫语音中断时长T1语音中断时长T2最短语音中断总时长800ms最长语音中断总时长则可能大于1s信令媒体2. 呼叫成功,媒体连接建立,双方进行通话3. 用户离开LTE覆盖,发生SRVCC切换,SAE网络通知SRVCC MSC准备切换,MSC完成预留资源4. 通知终端切换到2G/TD,切换过程中
6、语音发生中断,中断时间T1约为200ms5. SRVCC MSC发起远端媒体更新,通知远端IMS终端通过SRVCC MSC接收和发送语音6. 远端IMS终端将媒体连接切换至SRVCC MSC7. 从SRVCC终端切换到2G/TD到远端IMS终端切换媒体连接完成,这段时间语音将发生中断,中断时间T2约为800ms左右(如果远端终端处于漫游中,这段时间还会更长)SRVCC8 8eSRVCC:在SRVCC基础上,通过在拜访地引入ATCF作为媒体锚定点,节省远端媒体更新时间,可将切换时延减低至300ms以内eSRVCCeSRVCC EPC2G/TDeSRVCC eMSCMGWMMESAE-PGWHSS
7、CSATCFSCC ASIMSCSCFMGWMSCSLTE远端IMS终端SIP信令CS信令媒体99紧急呼叫流程-基于IMS终端有卡时,默认用户已经进行EPC正常附着用户发起紧急呼叫时,终端建立紧急PDN连接,之后发起紧急注册和呼叫LTEeNodeBE-CSCFP-CSCFS/P-GWPSAP/ECPCRFEATFLRF1.建立紧急PDN连接2.UE进行IMS紧急注册3.UE发起IMS紧急呼叫4.通过PCC获取用户位置信息(TAI)5.E-CSCF通过查询LRF获取用户就近的呼叫中心信息6.将呼叫路由至相应紧急呼叫中心,若PSAP支持SIP则可直接通过IMS路由;若PSAP不支持SIP则需经由C
8、S路由MGCF/MGWPSAP/ECHSSI/S-CSCFDRA101010CSFB为国际漫游提供语音业务紧急呼叫流程-基于电路域LTEUE MMEMSC2G/3G核心网EPCSMSC2G/3GUE PSAP/ECS&PGWP-CSCF1.UE进行联合附着2.UE在IMS核心网进行注册3.UE回落到2/3G网络4.要求UE依据380回复使用Emergency/Normal Setup方式发起紧急呼叫,MSC将呼叫路由至PSAP/EC电路域提供紧急呼叫需要UE进行联合附着,UE进行紧急呼叫时,需通过CSFB回落到2/3G电路域 UE使用Emergency Setup方式发起紧急呼叫,影响: 1)
9、MSC需做配置;2)UE遵循标准要求;3)无卡终端不能接续。 UE使用Normal Setup方式发起紧急呼叫,影响: 1)对终端有要求,要求UE使用普通Setup方式发起紧急呼叫。1111VoLTE端到端关键技术15IMSEPC信令网36承载网7无线网8终端用户数据24PCC9计费10容灾12IMS1313IMS15IMS组网视频回落号码补齐3卡与码号24漫游6放音抑制1414CM-IMS现有网络采用“一网多域”组网模式CM-IMS的组网架构是一网多域,用户按需接入不同的域,使用相应的业务CM-IMS一网多域:CM-IMS是一个完整的核心网,用户根据所使用业务接入到不同的域,域之间通过统一的
10、路由寻址设备、相同的协议和标准的接口实现互通互联各省IMS域:分省部署,为中小企业用户和家庭用户提供固网业务,由各省公司运营管理VoLTE IMS域:需要考虑VoLTE IMS的部署模式、和现网IMS之间的关系B省IMS域C省IMS域D省IMS域 互联网用户IMS域双跨用户IMS域VoLTE IMS域A省IMS域双跨用户IMS域:集中部署,为全国1500家大型企业提供企业融合通信业务,由政企分公司运营管理互联网用户IMS域:集中部署,为国际互联网用户提供国际VoIP业务,由国际公司运营管理1515VoLTE IMS适合分省部署HSS适合分省部署 VoLTE IMS与2/3G核心网有交互和业务继
11、承,需要考虑2/3G网络对VoLTE 的影响 VoLTE IMS中的部分网元只适合分省部署。其他网元如果集中部署,需要做大量额外工作 VoLTE用户可以在2/3G附着,也可以在LTE附着,需要保证用户在CS域和LTE域均可以正常使用补充业务 需要通过升级现网2合1 HSS设备支持3合1HSS MGCF/MGW是跨接在CS域和IMS域的网元,负责处理CS与IMS之间的信令与媒体互通 CS域设备部署在各省,为避免信令与媒体迂回,MGCF/MGW适合部署在省中心CSCF、ENUM/DNS、AS可分省可集中 VoLTE集中部署需要组建全网集中的运维部门或组织 需要一级业务支撑系统做改造,支持分省部署的
12、HSS开通,以及各省用户话单分拣 集中部署方式只能部分网元集中,必然存在通话控制层的设备分属不同运维主体的情况,通话故障定位和网络维护等需要跨组织协作 集中部署对MGCF有功能和数据配置要求,互通路由需重新调整核心控制层HLR/HSSCSCFMGCF/MGW接入层VoLTE用户ENUM/DNSSBCSBCSBCVoLTE基础与补充业务业务层智能网业务彩铃业务融合通信业务MGCF/MGW适合分省部署 SBC负责用户接入IMS域,处理用户间媒体流,与P-GW相连 媒体面设备需要尽量靠近用户,减少时延,SBC适合部署在省中心SBC适合分省部署1616VoLTE IMS与固网IMS的各层功能对比VoL
13、TE IMS固网IMS VoLTE IMS与固网IMS的控制层功能基本一致,HSS面向的用户群不同 VoLTE IMS与固网IMS的业务层和接入层功能有所不同VoLTE ASCentrex ASMMTel AS彩铃 AS其他AS用户群个人和家庭用户为主功能需求需解决移动性带来的域切换支持多媒体业务用户群企业用户为主功能需求语音业务为主需支持V网、融合总机等企业类业务功 能 区 别较大功能需求HSS支持IMS域/CS域/PS域 用户数据CSCF在ENUM/DNS配合下实现消息路由MGCF实现与CS互通功能需求HSS支持IMS域用户数据CSCF在ENUM/DNS配合下实现消息路由MGCF实现与CS
14、互通功能需求SBC需支持ATCF功能SBC需具备Rx接口SBC需和P-CSCF合设功能需求SBC需支持防火墙穿越SBC和P-CSCF可以分设,也可以合设三合一HSSMGCFENUM/DNSI/S-CSCFHSSMGCFENUM/DNSI/S-CSCF功能基本一致HSS有所不同SBCSBC/P-CSCFSBC/P-CSCF功 能 区 别较大业务层控制层接入层业务层控制层接入层1717VoLTE IMS适合与各省现网IMS共用核心控制层VoLTE IMS与现网IMS共用原则: 独立网元:VoLTE SBC(功能和位置不同)、VoLTE AS (功能不同) 、3合1 HSS (功能和用户群不同) 共
15、用网元:CSCF、MGCF/MGW、ENUM/DNSENUM / DNS双跨ASVoLTE AS现网 AS国际业务AS3合1 HSSHSSMGCFMGW VoLTE SBC现网 SBCCSCFMGCFMGWCSCF国际业务SBC业务层核心控制层接入层双跨HSS各省现网 IMSVoLTE IMS互联网用户 IMS双跨用户 IMSENUM / DNSCSCFHSS 服务的用户不同,可独立发展:VoLTE IMS与已有的各省现网IMS、双跨用户IMS、互联网用户IMS分别面向不同的用户群提供服务 VoLTE IMS与各省现网IMS均为分省部署,核心控制层的功能一致,具备融合条件,VoLTE IMS与
16、双跨用户IMS和互联网用户IMS保持互通关系1818VoLTE IMS建设完成后的网络架构 部署模式:HSS、MGCF/MGW、SBC等用户数据与媒体面设备分省部署;CSCF、ENUM/DNS、AS等信令面设备分省部署;IP短信网关集中部署接入层:SBC负责用户接入,应该就近接入用户,适合分省部署核心层:HSS由现网二合一HSS升级,适合分省部署;MGCF/MGW负责与CS域进行信令与媒体互通,适合分省部署;CSCF和ENUM/DNS可分省可集中,考虑到集中对网络运维管理机制要求重大调整,建议分省部署业务层:AS需考虑的问题与CSCF类似,建议分省部署。IP短信网关业务处理量较小,建议全国集中
17、部署3合合1 HSSIM-MGWENUM/DNSCSCFIM-MGWENUM/DNSCSCFA省省B省省VoLTE SBCVoLTE ASMGCFMGCF二级BOSS二级BOSS一级BOSSIP短信网关短信网关现现网网SBC现网现网ASEPCEPC现网现网ASHSSVoLTE SBC现现网网SBC3合合1 HSSHSSVoLTE AS1919IMS15IMS组网视频回落号码补齐3卡与码号24漫游6放音抑制2020VoLTE使用USIM卡(1/2)国际移动用户标识(IMSI)移动用户ISDN号码(MSISDN)(可选)加密密钥(CK,Cipher Key)和完整性密钥(IK,Integrity
18、Key)USIM模块ISIM模块IMS私有用户标识(IMPI)IMS公有用户标识(IMPU)归属网络域(Home Domain)USIM卡ISIM卡 VoLTE终端使用USIM卡或ISIM卡均能接入IMS网络,使用VoLTE业务 ISIM卡是USIM卡的增强,增加了ISIM模块,用于存储接入IMS所需的用户标识及域名国际移动用户标识(IMSI)移动用户ISDN号码(MSISDN)(可选)加密密钥(CK,Cipher Key)和完整性密钥(IK,Integrity Key)USIM模块 ISIM卡中存储参数介绍 IMPI(IMS Private Identity):相当于IMSI,标示用户身份,
19、用于用户注册鉴权,对用户不可见 IMPU(IMS Public identity):相当于MSISDN,是用户用于通信的标识,有两种格式 TEL URI:电话号码的国际号码格式,如”tel: +8613912345678” SIP URI:用户名+域名格式,如”sip: +” 归属网络域(Home Domain):用户归属运营商的网络域名 USIM卡无法存储上述参数,因此需要VoLTE终端通过IMSI导出2121ISIM卡USIM卡业务体验 不同卡内用户标识的差异对用户不可见,业务流程和体验相同发卡流程 两种卡相同,均需要提前规划IMSI与MSISDN的对应关系,开卡和补卡均需写卡终端支持 国
20、际标准要求VoLTE终端必须同时支持ISIM卡和USIM卡域名体系 可根据需求自定义域名系统: 如: 考虑国际漫游,后缀要求使用标准格式,可扩展,如: bj.ims.mnc.mcc.3gppnetwork.org 终端导出,只能采用ims.mnc.mcc.3gppnetwork.org格式域名卡成本 高于USIM卡,但随着规模增大,成本将趋于相同 初期成本较ISIM卡略低网络要求 核心网无新增功能及新增容量要求 核心网需部署特殊路由方案,保证呼叫正确路由至用户归属省, 注册涉及DRA跨省流程,对DRA有容量要求写卡系统要求 需要对营业厅写卡系统进行升级改造,若营业厅尚未升级支持USIM写卡,则
21、可一次升级支持ISIM写卡 无新增要求 目前USIM卡在业务功能和用户体验方面能够满足VoLTE需求,且4G用户已开始换USIM卡,因此建议VoLTE用户卡采用USIM卡 后续如有新业务支持需求再行考虑USIM卡的增强VoLTE使用USIM卡(2/2)2222VoLTE码号建议采用标准格式 在使用USIM卡的前提下,每个VoLTE用户在HSS上需要配置4个IMS码号 终端导出2个:1个IMPI、1个IMPU(SIP URI),用于注册 网络下发2个:2个IMPU(Tel URI和SIP URI),用于呼叫 考虑国际漫游和简化路由的要求,SIP URI域名系统建议采用GSMA定义的标准格式并扩展
22、省名HSSVoLTE终端IMPI: IMSIims.mnc000.mcc460.3gppnetwork.orgIMPU 1: sip:IMSIims.mnc000.mcc460.3gppnetwork.orgIMPU 2: Tel:+8613912345678IMPU 3: sip:+8613912345678bj. ims.mnc000.mcc460.3gppnetwork.org导出导出网络下发网络下发开通配置开通配置开通配置开通配置GSMA标准格式CM-IMS域名格式域名格式标准情况国际标准格式运营商自定义格式终端导出规则VoLTE导出规则标准非标导出规则国际漫游可支持国际漫游不能支持国
23、际漫游2323IMS15IMS组网视频回落号码补齐3卡与码号24漫游6放音抑制2424VoLTE用户与2/3G及他网用户视频回落问题分析目标 VoLTE用户与TD-SCDMA及他网用户不互通视频,回落为语音呼叫现网环境现网支持固网IMS用户与TD-SCDMA用户视频互通,不支持与他网用户视频互通CMNS-CSCF/BGCFMGCFVIGGMSCGMSCVMSCVMSCCMNMGCFVIGS-CSCF/BGCF他网PLMN他网PLMNS-CSCF/BGCF根据媒体类型路由,语音呼叫信令通过MGCF,视频呼叫信令通过VIG,长途由GMSC经CMN至VMSC如视频呼叫的被叫用户未签约视频业务或为他网
24、用户,则GMSC返回失败,原因值58,终端重新发起语音呼叫如视频呼叫的被叫用户签约视频业务,但附着在2G网络上,则VMSC返回失败,原因值47,终端重新发起语音呼叫固网IMS呼叫2/3G及他网2/3G及他网呼叫固网IMS现网CMN和GMSC均连接MGCF和VIG,均具有音视频信令选路功能,语音呼叫信令通过MGCF,视频呼叫信令通过VIG中国联通视频呼叫在其网内的GMSC终止中国电信视频在其分组域,与我网无互通固网IMS用户2G/3G用户固网IMS用户场景描述TD-LTE覆盖下的VoLTE用户视频呼叫2G/3G用户TD-SCDMA用户视频呼叫VoLTE用户TD-LTE覆盖下的VoLTE用户视频呼
25、叫他网PLMN用户或PSTN用户他网PLMN(3G)用户呼叫VoLTE用户语音会话信令视频会话信令2525VoLTE用户与2/3G及他网用户视频回落解决方案方案一:VoLTE用户与2G/3G/及他网用户视频呼叫回落语音,保留现有固网IMS用户与2G/3G及他网用户视频互通方式CMNS-CSCF/BGCFMGCFVIGGMSCGMSCVMSCVMSCCMNMGCFVIGS-CSCF/BGCF他网PLMN他网PLMNS-CSCF/BGCF将VoLTE视频会话信令路由至MGCF,保留现有语音会话信令及固网IMS视频会话信令路由MGCF在收到IMS侧发来的视频呼叫请求时,在返回IMS侧的183响应SD
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