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2g网络架构有哪些网元（2g组网结构）

网络架构 5个月前 (01-08) 1024

本篇文章给大家谈谈2g网络架构有哪些网元，以及2g组网结构对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。本文目录一览： 1、2G网络总共有多少种？3G网络总共有多少种？4G网络总共有多少种？5G网络总共有多少种

本篇文章给大家谈谈2g网络架构有哪些网元，以及2g组网结构对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。

本文目录一览：

1、2G网络总共有多少种？3G网络总共有多少种？4G网络总共有多少种？5G网络总共有多少种
2、GSM有什么网元及其功能
3、2G/3G网络结构分为几层？每层名称是什么？都有哪些网元？
4、gsm的网络单元有哪些
5、2G-3G-4G-5G的专有名词和网络架构

2G网络总共有多少种？3G网络总共有多少种？4G网络总共有多少种？5G网络总共有多少种

随着互联网的普及和智能手机的广泛应用，大家对2G、3G、4G网络并不陌生。然而什么是2G、3G、4G网络，很多人就只能懵逼的人为是上网速度有差异。

其实，真正从个人用户的角度来说，上述理解无可厚非。G指的是Generation，也就是“代”的意思。1G~5G等的定义，主要是从速率，业务类型，传输时延，还有各种切换成功率角度给出具体实现的技术不同。所以1G就是第一代移动通信系统的意思，2G、3G、4G、5G就分别指第二、三、四、五代移动通信系统，而这也确实是人为划代。

1G：

第一代移动通信系统是模拟蜂窝移动通信，移动性和蜂窝组网的特性就是从第一代移动通信开始的，但是1G是模拟通信，抗干扰性能差，同时简单的使用FDMA技术使得频率复用度和系统容量都不高。1G主要就是两种制式，分别是来自美洲的AMPS和来自欧洲的TACS（中国当时跟随欧洲使用TACS），那是属于大哥大的时代。

代表：摩托罗拉8000X，即俗称“大哥大”；

缺点：串号、盗号

2G：

第二代移动通信技术加入更多的多址技术，包括TDMA和CDMA，同时2G是数字通信，因此在抗干扰能力上大大增强。第二代移动通信可以说对接下来的3G和4G奠定了基础，比如分组域的引入，和对空中接口的兼容性改造，使得手机不再只有语音、短信这样单一的业务，还可以更有效率的连入互联网（电路域也可以提供internet业务，只是相对来说分组域更适合internet业务）。2G主要的制式也是两个，分别是来自欧洲ETSI组织的GSM（GPRS/EDGE）和来自美洲以高通公司为主力的TIA组织的CDMA IS95/CDMA2000 1x。

代表：诺基亚7110，支持WAP；

缺点：传输速率低，网络不稳定，维护成本高；

3G：

其实前两代系统中，并没有一个国际组织做出明确的定义说什么是1G，什么是2G，而是靠各个国家和地区的通信标准化组织自己制定协议。但是到了3G，ITU（国际电信联盟）提出了IMT-2000，要求符合IMT-2000要求的才能被接纳为3G技术，具体IMT-2000的需求可以自行百度谷歌维基或参考相关书籍。ITU向全世界征集IMT-2000标准的时候，许多国家和地区的通信标准化组织都提出了自己的技术，比如欧洲的ETSI和日本的ARIB/TTC提出了关键参数和技术大致相同的WCDMA技术，随后成立3GPP组织，对WCDMA进行了标准化，所谓的标准化就是技术PK和口水仗后，形成一份统一的协议，保证彼此接口的兼容。美国以高通公司为首的TIA组织也提出了CDMA2000，随后纠集利益同盟成立了3GPP2组织，也对CDMA2000进行了标准化。中国当时的CWTS（现为CCSA）也提出了TD-SCDMA，随后加入到3GPP组织中，与来自ETSI的UTRA TDD进行了融合，完成了标准化。所以3G主流的制式主要就是WCDMA、CDMA2000 EVDO、TD-SCDMA这三个，后来IEEE组织的Wimax也获准加入IMT-2000家族，也成了3G标准，即第三代移动通信技术。

3G相对于2G来说主要是采用了CDMA技术（暂时无视掉Wimax），扩展了频谱，增加了频谱利用率，提升了速率，更加利于internet业务，同时3G的演进技术将多种多址方式进行了结合（FDD-HSPA、TD-SCDMA都是多种多址技术结合的产物），使用了更高阶的调制技术和编码技术，还采用了包括多载波捆绑、MIMO等新技术，使得速率进一步提升，部分功能也从RNC之类的上级机器下移到基站中来完成，提高了响应速度，降低了时延。同时3GPP组织在演进3G技术的同时也不断为未来做准备，包括核心网电路域的软交换、分组域和传输网的IP化等等。

代表：联想、华硕各自推出平板电脑；

优点：CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。

4G：

第四代移动通信技术也是由ITU提出了需求，也就是IMT-Advanced家族，具体需求可自行百度维基谷歌。4G的标准的制定主要是两个组织，一个是3GPP组织，代表了绝大多数传统的运营商、通信设备制造商等等，LTE/LTE-Advanced出自其手。一个是IEEE组织，主要是IT界对通信界的一次挑战，推出了Wimax的后续，也就是WierlessMAN-Advanced。在3G时代呼风唤雨的高通公司和以其为首的3GPP2组织在4G时代也放弃了自家的UMB技术，转而投向LTE。LTE能得到高通公司和3GPP2组织的支持，可以说是对竞争对手Wimax的一次重大打击，但是由于高通公司的加入，LTE的利益分配注定也少不了高通，是好是坏看官们自己评判吧。

由于目前4G中以LTE的应用最广泛，所以以LTE来说说4G相对于3G的改变。首先是网络架构的大变化，LTE抛弃了2G、3G一直沿用的基站-基站控制器（2G）/无线资源管理器（3G）-核心网这样的网络结构，而改成基站直连核心网，整个网络更加扁平化，降低时延，提升用户感受。核心网方面抛弃了电路域，核心网迈向全IP化，统一由IMS承载原先的业务。空中接口的关键技术也抛弃3G的CDMA而改成OFDM，其在大带宽上比CDMA更加具备可行性和适应性，大规模使用MIMO技术提升了频率复用度，跨载波聚合能获得更大的频谱带宽从而提升速率，这些技术都是LTE-Advanced能跻身4G标准的重要因素（4G要求静止状态下1Gb/s下行和500Mb/s上行）。4G由于大频谱带宽的需求以及各国各地区频谱资源的稀缺，所以会看到更多的频段被使用，相比之下3G则主要在800/850/900/1700/1900/2100等频段。目前LTE以占据绝对优势的地位成为4G主流，Wimax家族可以说被完全压制，所以4G也很有希望能结束多年以来多个同代制式相争的混乱局面，由LTE实现大致的一个统一。

代表：Android、windows移动设备普及；

缺点：覆盖范围有限，数据传输有延迟；

5G：

第五代移动通信技术目前尚未正式商用，不过5G概念已被炒的如火如荼。5G技术标准征集可望于2017底陆续确定，2019年到2020年可看到全球营运商将陆续推出5G商业服务试营，包括：物联网、车联网、智慧医疗、VR/AR、工业4.0等关键应用，将驱动新产业生态链。

国际电信联盟IMT-2020也是负责监督5G技术标准制定，日前阐述了5G新技术的优势所在。该机构表示，即将推出的通用规范将支持每平方公里100万个互联网设备、1毫秒延迟以及数据包从一点到另一个点的时间量、更高的能效和频谱效率，以及高达每秒20吉比特（gigabit, GB）的峰值数据下载速度。以自动驾驶汽车为例，车辆间能以0.001秒的速度交换数据。

代表：拭目以待；

缺点：科技发展无止境，5G也肯定有其不足之处，有待各位去发掘；

下面通过表单的形式，简要对比各代通标的具体区别：

番外篇

5G标准化将分两个阶段完成

第一阶段是希望2017年底能完成5G标准化的中期里程碑（非独立模式的标准），3GPP计划在今年12月前能把非独立（Non-Standalone）的标准冻结。

第二阶段，3GPP希望在2018年年中左右实现第二个里程碑，即完成独立（Standalone）模式的标准化。

据《南华早报》于2017年6月报导，Jefferies证券分析师指出，中国三大电信商（中国移动、中国联通、中国电信）预估在7年内于5G 基础建设上投入1800亿美元，远高于2013-2020年它们在4G网络1170亿美元的投入。中兴和华为科技等设备制造商将成为主要的受益者。

2g网络架构有哪些网元（2g组网结构）

GSM有什么网元及其功能

一套完整的蜂窝移动通信系统主要是由交换网络子系统（NSS）、无线基站子系统（BSS）、移动台（MS）及操作维护子系统（OMS）四大子系统设备组成。

NSS 包括：

MSC: 交换，采集原始通话记录，移动性管理；

HLR: 用来储存本地用户位置信息的数据库；

VLR：用来储存来访用户位置信息的数据库；

EIR: 存储移动台设备（ME)参数的数据库；

AUC：可靠地识别用户身份；

IWF：提供与其它数据网络的链接，数率匹配，协议匹配；

EC: 用于消除PLMN与PSTN通话时，PLMN一侧的回声；

BSS 包括：

BSC: 无线资源的控制与管理；

BTS：无线相关功能的实施者；

XCDR：变码器，完成空中编码与陆地网络变码之间的转换；

MS 包括：

ME：移动设备（手机）

SIM: SIM卡

OMS 包括：

NMC: 负责移动网络的全局性管理；

OMC: 负责移动网络的区域性管理；

（omc基本可以实现nmc的功能，现网没有nmc)

以下是具体一点的解释，以上是自己总结的；

1交换网络子系统

1．MSC移动交换中心

它是GSM网络系统的核心部分，是对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路交换的功能实体，也是移动通信系统与其它公用通信网之间的接口。MSC提供交换功能，完成移动用户寻呼接入、信道分配、呼叫接续、话务量控制、计费、基站管理等功能，还可完成BSS、MSC之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等，并提供面向系统其它功能实体和面向固定网（PSTN、ISDN等）的接口功能。作为网络的核心，MSC与网络其他部件协同工作，完成移动用户位置登记、越区切换和自动漫游、合法性检验及频道转接等功能。

MSC处理用户呼叫所需的数据和后面介绍的三个数据库有关，它们是HLR 、VLR 和AUC，MSC根据用户当前位置和状态信息更新数据库。

2．HLR归属位置寄存器

HLR是一个静态数据库，用来存储本地用户数据信息的数据库。一个HLR能够控制若干个移动交换区域或整个移动通信网，所有用户重要的静态数据都存贮在HLR中，在GSM通信网中，通常设置若干个HLR，每个用户都必须在某个HLR（相当于该用户的原籍）中登记。登记的内容分为两类：一种是永久性的参数，如用户号码、移动设备号码、接入的优先等级、预定的业务类型以及保密参数等；另一种是暂时性的需要随时更新的参数，即用户当前所处位置的有关参数，即使用户漫游到HLR所服务的区域外，HLR也要登记由该区传送来的位置信息。这样做的目的是保证当呼叫任一个不知处于哪一个地区的移动用户时，均可由该移动用户的原地位置寄存器获知它当时处于哪一个地区，进而建立起通信链路。

HLR储存两类数据：

一是用户的参数，包括MSISDN、IMSI 、用户类别、Ki，补充业务等参数。

二是用户的位置信息，即该MS 目前处于哪个MSC/VLR中的MSC/VLR 地址。

3．VLR拜访位置寄存器

VLR是一种用于存储来访用户位置信息的数据库。一个VLR通常为一个MSC控制区服务，也可为几个相邻MSC控制区服务。当移动用户漫游到新的MSC控制区时，它必须向该地区的VLR申请登记。VLR要从该用户的HLR查询有关的参数，要给该用户分配一个新的漫游号码（MSRN），并通知其HLR修改该用户的位置信息，准备为其它用户呼叫此移动用户时提供路由信息。如果移动用户由一个VLR服务区移动到另一个VLR服务区时，HLR在修改该用户的位置信息后，还要通知原来的VLR，删除此移动用户的位置信息。因此VLR可看作一个动态的数据库。

VLR用于寄存所有进入本交换机服务区域用户的信息。VLR看成是分布的HLR，由于每次呼叫，它们之间有大量的信令传递，若分开，信令链路负荷大，所以在爱立信系统中，VLR和MSC配对合置于一个物理实体中，将MSC与VLR之间的接口做成AXE 的内部接口。

VLR中也寄存两类信息：

一是本交换区用户参数，该参数是从HLR中获得的。

二是本交换区MS的LAI 。

4．AUC鉴权中心

AUC属于HLR的一个功能单元部分，专用于GSM系统的安全性管理。它产生为确定移动客户的身份和对呼叫保密所需鉴权、加密的三参数（随机号码RAND，符合响应SRES，密钥Kc）的功能实体，用户的鉴权和加密都需通过系统提供的用户三参数组参与来完成。

三参数组：RANDom number (RAND)、Signed RESponse (SRES)、Ciphering Key (Kc)

AUC存储着鉴权信息与加密密钥，用来进行用户鉴权及对无线接口上的话音、数据、信令信号进行加密，防止无权用户接入和保证移动用户通信安全。

每个用户在注册登记时，就被分配一个用户号码和用户识别码（IMSI）。IMSI通过SIM写卡机写入SIM卡中，同时在写卡机中又产生一个对应此IMSI的唯一的用户密钥Ki，它被分别存储在SIM卡和AUC中。

AUC中有个伪随机码发生器，用户产生一个不可预测的伪随机数（RAND）。RAND和Ki经AUC的A8算法（也叫加密算法）产生一个Kc，经A3算法（鉴权算法）产生一个响应数（SRES）。由RAND、SRES、Kc一起组成该用户的一个三参数组，AUC中每次对每个用户产生7——10组三参数组，传送给HLR，存储在该用户的用户资料库中。

VLR一次向HLR要5组三参数组，每鉴权一次用1组，当只剩下2组（该数值可在交换机中设置）时，再向HLR要5组，如此反复。

空中接口是移动通信中最重要的通道。保护在它上面所传送的用户信息和信令不被无权者获知，是PLMN网提供的一种重要功能，即用户安全功能。

所谓空中接口的安全是指：

——空中所传送的话音及数据不被窃听

——网络不为无权者提供服务

——使用接口的用户不能被识别或跟踪

针对用户安全问题，GSM提供下列用户安全功能：

 1）鉴权（AUTHENTICATION）

鉴权是为了保护合法用户，防止假冒合法用户的“入侵”。当用户请求接入时，MSC/VLR通过控制信道将RAND传送给用户，SIM卡收到后，用此RAND与SIM卡中的Ki经同样的A3算法得到响应数SRES，传送给MSC/VLR。MSC/VLR将收到的SRES与三参数组中的SRES进行比较，若相同就允许接入，若不同则拒绝此次呼叫。

图1-4 鉴权过程

 2）加密（CIPHERING）

就是对用户在空中所传送的用户数据（包括话音及数据）和信令数据进行加密，以保护话务和信令通道中的用户信息的隐私。

加密是指无线信道上的加密，是为了防止在BTS和MS之间交换用户信息和用户参数时被非法个人或团体监听或窃取。MS侧以A8算法得到Kc。根据MSC/VLR发送出的加密命令，BTS侧和MS侧同时使用Kc。在MS侧，由Kc、TDMA帧号和加密命令一起经A5算法，对用户信息数据流进行加密（也叫扰码），在无线路径上传送。在BTS侧，把收到的数据流、TDMA帧号和Kc再经A5算法解密后传送给BSC和MSC。

图1-5 Kc的产生

5．EIR设备识别寄存器

EIR也是一个数据库，存储有关移动台设备参数。主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防止非法移动台的使用。

EIR存贮着移动设备的国际移动设备识别号（IMEI），通过核查白色清单、黑色清单、灰色清单这三种表格，分别列出准许使用、出现故障需监视、失窃不准使用的移动设备识别号（IMEI）。运营部门可据此确定被盗移动台的位置并将其阻断，对故障移动台能采取及时的防范措施。

但在我国，基本上没有采用EIR进行设备识别。

1.2.2 无线基站子系统

BSS系统是在一定的无线覆盖区中由MSC控制，与MS进行通信的系统设备，它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。功能实体可分为基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。

基站子系统BSS在GSM网络的固定部分和无线部分之间提供中继，一方面BSS通过无线接口直接与移动台实现通信连接，另一方面BSS又连接到网络端的移动交换机。

1．BSC基站控制器

基站控制器（BSC）是基站收发台和移动交换中心之间的连接点，也为基站收发台和操作维护中心之间交换信息提供接口。一个基站控制器通常控制多个基站收发台，其主要功能是进行无线信道管理、实施呼叫和通信链路的建立和拆除，并为本控制区内移动台的过区切换进行控制，控制完成移动台的定位、切换及寻呼等，是个很强的业务控制点。

2．BTS基站收发台

基站收发台（BTS）包括无线传输所需要的各种硬件和软件，如发射机、接收机、支持各种上小区结构（如全向、扇形、星状和链状）所需要的天线，连接基站控制器的接口电路以及收发台本身所需要的检测和控制装置等。BTS完全由BSC控制，主要负责无线传输，完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。

BTS包括无线收发信机和天线，此外还有与无线接口相关的信号处理电路。信号处理电路将实现多址复用所需的帧和时隙的形成和管理，以及为改善无线传输所需的信道编、解码和加密、解密，速率适配等功能。

1.2.3 移动台MS

移动台就是常说的“手机”，它是GSM系统的移动客户设备部分，它由两部分组成，移动终端（MS）和客户识别卡（SIM）。MS可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。

SIM卡就是“身份卡”，它类似于现在所用的IC卡，因此也称作智能卡，存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网络。SIM卡还存储与网络和客户有关的管理数据，只有插入SIM后移动终端才能接入网络进行正常通信。

1.2.4 操作维护子系统

GSM系统还有个操作维护子系统（OMC），它主要是对整个GSM网络进行管理和监控。通过它实现对GSM网内各种部件功能的监视、系统的自检、报警与备用设备的激活、系统的故障诊断与处理、话务量的统计和计费数据的记录与传递，以及各种资料的收集、分析与显示等功能。