基本介紹
- 中文名：移動網網關局
- 外文名：Gateway Mobile Switching Center
- 縮寫：GMSC
- 性質：移動通信
功能,組網方案,
功能
當固定電話用戶撥打GSM網用戶時，根據就近入網的原則，該呼叫將被接續至最近的移動網。由於行動電話用戶漫遊的特殊性，網路必須先查詢用戶歸屬的HLR以獲得該用戶當前的位置信息，才能繼續進行接續。向HLR查詢用戶當前的位置並獲得包含路由信息的漫遊號碼的功能稱為“Interrogation HLR”，由Gateway MSC（簡稱GMSC）完成。
當網路規模較小時（只設有1～2個MSC），各MSC與PSTN直聯，該項功能由MSC完成。隨著網路的逐步擴容，MSC數目的增加，若仍採用各MSC與PSTN直聯的方式，網路結構會存在諸多弊 病：（1）網路結構複雜，不利於維護管理；（2）各MSC的中繼線群多，每個線群中繼系統少，利用率低；（3）雖然網路建設初期投資少，但日後運行維護成本高；（4）不利於兩網間話費結算。
由此可見，GSM網的多局制使得GSM網原有與PSTN之間的組網方式，已不再繼續適用。因此為維護網路界面的清晰，保障網間結算的準確便捷，需要在移動網與其他網之間設定獨立的GMSC，以實現本地移動網與其他網間的話務、信令轉接。
網關局可以簡單地理解為不同網路間話務流通的必經交換局，它不僅需要承擔網間結算的功能，還需要具備路由查詢功能，以保證其他網呼叫行動電話用戶時能準確確定被叫所在的交換機，接通相應的話路。網關局作為GSM網和其他網的唯一接口，其重要程度是不言而喻的。為避免單個局點傳輸發生障礙或出現意外災害而造成網間癱瘓，通常設定1個以上的GMSC。對於中、小規模的GSM網，可設定1對GMSC，但隨著本業務區內MSC數目的增多，話務量的提高，可能需要設定多個GM－SC。
組網方案
GMSC的組網方式與移動網的網路規模和市話網的網路結構有密切關係，其設定方法也是多種多樣的，以下討論幾種典型的組網方案。
1.方案1：設定1對GMSC進行來話匯接
（1）方案簡介 移動網內各MSC與GMSC設定直達中繼，GMSC與PSTN的市話匯接局、部分端局相連，設定來話路由以疏通PSTN至移動網之間的話務。當固定電話用戶撥打GSM網用戶時，PSTN將話務負荷分擔地接入GMSC，GMSC查詢HLR，獲得漫遊號碼後重新選擇路由，將呼叫接入MSC或TMSC。
每個MSC與PSTN中的匯接局或市話端局相連，設定GSM網與PSTN的去話路由。當本地行動電話用戶呼叫PSTN中的固定電話用戶時，由該去話路由直接疏通GSM網與PSTN之間的去話業務。
GMSC與一級匯接中心（TMSC1/TMSC2）相連，設定去話路由，以疏通本地PSTN至外地GSM網的話務（如圖1所示）。
圖1 設定1對GMSC進行來話匯接的網路組織圖
（2）方案特點
①GSM網至PSTN的去話採用直達方式，減少了轉接次數；
②對GSM網網關局容量要求較低；
③GSM網與PSTN的維護界面較多，網間結構複雜，且網間結算不易。
2.方案2：設定1對GMSC進行來、去話匯接
（1）方案簡介 移動網內各MSC與GMSC設定直達中繼，GMSC與PSTN的市話匯接局設定直達中繼，以疏通PSTN與GSM網之間的來、去話業務；GMSC與TMSC1/TMSC2相連，設定去話路由，以疏通本地PSTN至外地GSM網的話務。
當GSM網用戶撥打固定電話用戶時，MSC將話務負荷分擔地接入GMSC，GMSC分析被叫號碼選擇路由至相應的市話局；當固定電話用戶撥打GSM網用戶時，PSTN將話務負荷分擔地接入GM－SC，GMSC進行“InterrogationHLR”，獲得漫遊號碼後重新選擇路由，將呼叫接入MSC或TMSC（如圖2所示）。
圖2 設定1對GMSC進行來話匯接的網路組織圖
（2）方案特點
①PSTN與GSM網之間所有的呼叫均通過1對GMSC轉接，使得兩網間界限分明，便於網路維護管理。
②兩網相對獨立，可保證在一段時間內其中一網進行擴容或網調時，不會導致另一網結構發生較大變化，有利於兩網的發展和調整。
③採用負荷分擔的方式，網路運行安全、可靠，可在一定程度上減少傳輸故障及意外災害造成的影響。
④有利於PSTN和GSM網進行網間結算。
3.方案3：設定2對GMSC分功能匯接
（1）方案簡介 方案3由方案2過渡而來，可滿足規模較大的網路需要，適用於網路已設定了1對GMSC因擴容需新建1對GMSC的情況。新建GMSC在選型上可根據擴容和未來網路發展的需要選擇處理能力較強的新型處理器（各GSM供應商也在不斷推出功能更強大的新產品）。
兩對GMSC中，一對作為去話匯接，一對作為來話匯接。當GSM網用戶撥打固定電話用戶時，MSC將話務負荷分擔地接入做去話匯接的一對GMSC，GMSC分析被叫號碼選擇路由至相應的市話局；當固定電話用戶撥打GSM網用戶時，PSTN將話務負荷分擔地接入做來話匯接的一對GMSC，GMSC進行“Interrogation HLR”，獲得漫遊號碼後重新選擇路由，將呼叫接入MSC或TMSC。
根據兩對GMSC處理能力的比較，方案3有如下2種實現方式：
①方式1：若兩對GMSC處理能力—強—弱，可將處理能力強的一對GMSC作為行動電話用戶的來話匯接，擔負定址功能，另一對GMSC作為行動電話用戶的去話匯接；
②方式2：若兩對GMSC處理能力一樣，可將原有一對GMSC作為行動電話用戶的來話匯接，新建一對作為行動電話用戶的去話匯接（如圖3所示）。
圖3 設定2對GMSC分功能匯接的網路組織圖
（2）方案特點
（1）若採用方式1組網，由於新建GMSC處理能力強，處理機處理能力的限制不再是網路的瓶頸，而原有GMSC不需更換新的處理機，較方式2可支持更多的用戶，但該方式網調工作量大。 （2）若採用方式2組網，可避免PSTN的大規模網調，但作為來話匯接的1對GMSC處理能力有限，可能會對網路的進一步發展產生制約。
（3）每個網關局功能明確，網路清晰，利於兩網間結算。
（4）網路為單向中繼，如果話務流量、流向預測不準，網路不易進行調整。
（5）新建2個GMSC，網路投資較大。
4.方案4：設定多對GMSC分區域匯接
（1）方案簡介 隨著我國GSM網的飛速發展，目前我國一些經濟發達地區的移動本地網已擁有10～20個移動端局。對於這樣超大規模的GSM網，可根據本地區的地理特點，將整個GSM網劃分為多個匯接區。每個匯接區內的網路結構可採用方案2或方案3的網路結構，因此又有2種實現方式：
①實現方式1：每個匯接區內設定1對GMSCGSM網內採用來話全覆蓋、去話分區匯接的方式，PSTN與GSM網之間採用來話分區匯接、去話全覆蓋的方式。具體組網方式為：a.各MSC與本匯接區內的1對GMSC建立直達中繼，各GMSC均與PSTN內的市話匯接局、部分端局相連。當本匯接區內的行動電話用戶呼叫PSTN用戶時，MSC以負荷分擔的方式將呼叫送至本區內的1對GMSC，GMSC分析被叫號碼將呼叫送至相應的市話局或長途局。b.本匯接區內的市話匯接局和部分端局與本區內的1對GMSC建立直達中繼，各GMSC與移動本地網內的所有MSC建立直達中繼。當本區內的固定電話用戶撥打GSM網用戶時，市話局將呼叫負荷分擔地接至本區內的1對GMSC，由GMSC通過查詢HLR得到包含行動電話用戶當前的位置信息的漫遊號碼後，重新選擇路由將呼叫送至相應的MSC（如圖4所示）。
圖4 每個匯接區內設定1對GMSC的網路組織圖
②實現方式2：全網設定多個GMSC分功能匯接 每個匯接區內設定1對GMSC，分別擔負來話匯接功能和去話匯接功能。GSM網內採用來話全覆蓋、去話分區匯接的方式，PSTN與GSM網之間採用來話分區匯接、去話全覆蓋的方式，具體組網方式如圖5所示。a.各MSC與本匯接區內的擔負去話匯接功能的GMSC建立直達中繼，該GMSC與PSTN內的市話匯接局、部分端局相連。當本匯接區的行動電話用戶呼叫PSTN用戶時，MSC將呼叫送至本區內的去話匯接功能GMSC，GMSC分析被叫號碼將呼叫送至相應的市話局或長途局。b.本匯接區內的市話匯接局和部分端局至少應與1對擔負來話匯接功能的GMSC建立直達中繼，所有負責來話匯接的GMSC應與移動本地網內的所有MSC建立直達中繼。當本區內的固定電話用戶撥打GSM網用戶時，市話局將呼叫負荷分擔地接至1對來話匯接功能的GMSC，由GMSC通過查詢HLR，得到包含行動電話用戶當前的位置信息的漫遊號碼後，重新選擇路由將呼叫送至相應的MSC或TMSC。c.由於每個MSC至PSTN的去話均採用單路由方式，顯然安全性不好，考慮到每個MSC都與本匯接區內的1對GMSC建立了直達中繼，因此當GSM網用戶呼叫PSTN用戶時，可將MSC至去話GMSC的中繼作為主用電路，MSC至來話GMSC的中繼作為備用電路。也就是說，雖然在正常情況下來話GMSC承擔GSM網的來話匯接功能，但在傳輸故障或其他意外災害時，來話GMSC也可肩負去話匯接的功能。
圖5 全網設定GMSC分功能匯接的網路組織圖
（2）方案特點 方式1和方式2分別融合方案2、3的特點，且能夠滿足大規模移動網的需要。方式2較方式1結構簡單，中繼線群少，但路由關係較為複雜。
GMSC與PSTN的連線方式
GMSC與PSTN連線時可直接與市話端局相連，也可與市話匯接局相連。根據其連線對象的不同，可分為如下2種方式：
1.來、去話二次匯接方式
（1）組網方式 GMSC只與PSTN的市話匯接局相連。
（2）方案特點
①PSTN與GSM網之間所有的呼叫均通過兩網之間的匯接局，全網局間中繼線群較少，中繼利用率高，有利於網路維護管理、調度方便。
②由於GSM網用戶與本地市話用戶之間的呼叫均需經過市話匯接局和GSM網獨立網關局二次匯接，因此匯接話務量大大提高，市話匯接局的設備配置增大；同時市話匯接局容量的限制可能會制約GSM網的發展。
2.來、去話一次匯接的方式
（1）組網方式 GMSC與PSTN中的部分端局和匯接局（匯接小話務量端局）設定直達中繼，以疏通PSTN和GSM網之間的來、去話；與長途局相連，疏通GSM網與PSTN的長途去話話務。
（2）方案特點
①GSM網網關局與部分市話端局設定直達中繼，可減少1次中繼，有利於提高接續速度和接通率。
②GSM網的發展不會受PSTN的結構以及匯接局容量的影響。
③全網局間中繼線群較多，中繼利用率較低，不利於網路維護管理和調度。
OpenMSC - 開源移動交換中心
OpenBSC（BSC/MSC/HLR）是一個開源的基站控制器（Base Station Controller），部分實現了 A-bis （包含 BSC/MSC/HLR） 協定，以及 GSM 技術規範 08.5x 和 12.21，該項目的目的是：
1. 提供一個基礎，實驗和安全研究的GSM網路
2.檔案，宣傳，並指出任何安全相關的問題，我們認為作為其中的一部分
3.在一個較低的層次上了解更多關於 GSM 網路的技術
