GMSC (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当前的漫游号码,并根据此信息选择
路由。
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1~2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GM-SC。
组网方案
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。
(2)方案特点
①GSM网至PSTN的去话采用直达方式,减少了转接次数;
②对GSM网网关局容量要求较低;
③GSM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GM-SC,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。
(2)方案特点
①PSTN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。
②两网相对独立,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。
③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。
④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:
①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;
②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。
(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,我国一些经济发达地区的移动本地网已拥有10~20个移动端局。对于这样超大规模的GSM网,可根据本地区的地理特点,将整个GSM网划分为多个汇接区。每个汇接区内的网络结构可采用方案2或方案3的网络结构,因此又有2种实现方式:
①实现方式1:每个汇接区内设置1对GMSCGSM网内采用来话全覆盖、去话分区汇接的方式,PSTN与GSM网之间采用来话分区汇接、去话全覆盖的方式。具体组网方式为:a.各MSC与本汇接区内的1对GMSC建立直达中继,各GMSC均与PSTN内的市话汇接局、部分端局相连。当本汇接区内的移动电话用户呼叫PSTN用户时,MSC以负荷分担的方式将呼叫送至本区内的1对GMSC,GMSC分析被叫号码将呼叫送至相应的市话局或长途局。b.本汇接区内的市话汇接局和部分端局与本区内的1对GMSC建立直达中继,各GMSC与移动本地网内的所有MSC建立直达中继。当本区内的固定电话用户拨打GSM网用户时,市话局将呼叫负荷分担地接至本区内的1对GMSC,由GMSC通过查询HLR得到包含移动电话用户当前的位置信息的漫游号码后,重新选择路由将呼叫送至相应的MSC。
②实现方式2:全网设置多个GMSC分功能汇接 每个汇接区内设置1对GMSC,分别担负来话汇接功能和去话汇接功能。GSM网内采用来话全覆盖、去话分区汇接的方式,PSTN与GSM网之间采用来话分区汇接、去话全覆盖的方式,具体组网方式。a.各MSC与本汇接区内的担负去话汇接功能的GMSC建立直达中继,该GMSC与PSTN内的市话汇接局、部分端局相连。当本汇接区的移动电话用户呼叫PSTN用户时,MSC将呼叫送至本区内的去话汇接功能GMSC,GMSC分析被叫号码将呼叫送至相应的市话局或长途局。b.本汇接区内的市话汇接局和部分端局至少应与1对担负来话汇接功能的GMSC建立直达中继,所有负责来话汇接的GMSC应与移动本地网内的所有MSC建立直达中继。当本区内的固定电话用户拨打GSM网用户时,市话局将呼叫负荷分担地接至1对来话汇接功能的GMSC,由GMSC通过查询HLR,得到包含移动电话用户当前的位置信息的漫游号码后,重新选择路由将呼叫送至相应的MSC或TMSC。c.由于每个MSC至PSTN的去话均采用单
路由方式,显然安全性不好,考虑到每个MSC都与本汇接区内的1对GMSC建立了直达中继,因此当GSM网用户呼叫PSTN用户时,可将MSC至去话GMSC的中继作为主用电路,MSC至来话GMSC的中继作为备用电路。也就是说,虽然在正常情况下来话GMSC承担GSM网的来话汇接功能,但在传输故障或其他意外灾害时,来话GMSC也可肩负去话汇接的功能。
(2)方案特点 方式1和方式2分别融合方案2、3的特点,且能够满足大规模移动网的需要。方式2较方式1结构简单,中继线群少,但路由关系较为复杂。
GMSC与PSTN的连接方式
GMSC与PSTN连接时可直接与市话端局相连,也可与市话汇接局相连。根据其连接对象的不同,可分为如下2种方式:
1.来、去话二次汇接方式
(1)组网方式 GMSC只与PSTN的市话汇接局相连。
(2)方案特点
①PSTN与GSM网之间所有的呼叫均通过两网之间的汇接局,全网局间中继线群较少,中继利用率高,有利于网络维护管理、调度方便。
②由于GSM网用户与本地市话用户之间的呼叫均需经过市话汇接局和GSM网独立
网关局二次汇接,因此汇接话务量大大提高,市话汇接局的设备配置增大;同时市话汇接局容量的限制可能会制约GSM网的发展。
2.来、去话一次汇接的方式
(1)组网方式 GMSC与PSTN中的部分端局和汇接局(汇接小话务量端局)设置直达中继,以疏通PSTN和GSM网之间的来、去话;与长途局相连,疏通GSM网与PSTN的长途去话话务。
(2)方案特点
①GSM网网关局与部分市话端局设置直达中继,可减少1次中继,有利于提高接续速度和接通率。
②GSM网的发展不会受PSTN的结构以及汇接局容量的影响。
③全网局间中继线群较多,中继利用率较低,不利于网络维护管理和调度。
OpenBSC(BSC/MSC/HLR)是一个开源的
基站控制器(Base Station Controller),部分实现了 A-bis (包含 BSC/MSC/HLR) 协议,以及 GSM 技术规范 08.5x 和 12.21,该项目的目的是:
1. 提供一个基础,实验和安全研究的GSM网络
2.文件,宣传,并指出任何安全相关的问题,我们认为作为其中的一部分
3.在一个较低的层次上了解更多关于 GSM 网络的技术