移動核心網絡逐漸步入軟交換時代

2019-11-05 02:39:46

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

　　2003年12月，全球第一個基于軟交換架構的商用3G網絡――阿聯酋ETISALAT的UMTS網絡放號運營；同月，香港SUNDAY也選擇軟交換架構來建設覆蓋全港的3G網絡；2004年3月，泰國AISGSM移動軟交換核心網割接入網；4月，中國移動選擇移動軟交換技術建設覆蓋全國的移動長途匯接網；7月，毛里求斯EMTEL采用R4軟交換建設3G網絡――“軟交換”不再只是固定網絡運營商的熱點，移動設備提供商和移動網絡運營商已將軟交換系統真實地推到了用戶的面前，標志著移動核心網軟交換時代已經來臨。
　　
　　那么，移動網絡運營商為什么會紛紛選擇軟交換架構來建設3G和2G的核心網呢？為此，首先需要了解一下軟交換技術的發展歷程，在此基礎上，本文也將進一步闡明為什么說R4軟交換技術是當前移動核心網建設的最佳選擇。
　　
　　軟交換技術發展歷程
　　軟交換的概念起源于下一代網絡(NGN)，是NGN的核心技術。從狹義上講，NGN指固定網領域相對于傳統PSTN而言的下一代網絡。
　　
　　接入平面。提供各種網絡和設備接入到核心骨干網的方式和手段，主要包括信令網關、媒體網關、接入網關等多種接入設備。
　　
　　傳輸平面。負責提供各種信令和媒體流傳輸的通道，網絡的傳輸網目前可以是ATM或者ip分組網絡，但采用IP分組網絡是大勢所趨。
　　
　　控制平面。該平面的主要組成部分是軟交換設備，是NGN體系中的控制核心，它獨立于底層承載協議，主要完成呼叫控制、媒體網關接入控制、資源分配、協議處理、路由、計費等主要功能，可以向用戶提供現有網絡能夠提供的業務，并向業務支撐環境提供底層網絡能力的訪問接口，也是目前電路交換網向分組網演進的主要設備之一。
　　
　　應用平面。利用底層的各種網絡資源為用戶提供豐富多樣的網絡業務。主要包括應用服務器(Appli?cationServer)、策略/治理服務器(PolicyServer)、AAA服務器(Au?thorityAuthenticationandAccount?ingServer)等。其中最主要的功能實體是應用服務器，它是軟交換網絡體系中業務的執行環境。
　　
　　盡管“軟交換”是目前NGN/3G討論的熱點，但是人們對它的概念仍然有些似是而非。綜合業界的看法，從廣義來講，軟交換概念是指上述以軟交換設備為控制核心的NGN，即下一代網絡；從狹義來講，軟交換特指位于NGN控制平面的軟交換設備。軟交換設備(softswitch)，曾被稱為呼叫服務器(callserver)、呼叫代理(callagent)或媒體網關控制器(MediaGatewayCon?trol)，是VoIP體系中把呼叫控制功能從媒體網關中分離出來，通過服務器上的軟件實現基本呼叫控制功能的產物；1999年后，軟交換設備這一名詞為業界普遍認可，成為最后的通用概念。
　　
　　順應固定和移動融合以及整個電信網全IP化演進的趨勢，3G網絡的發展在很多方面應用了NGN的技術。2000年前后，3GPP在制訂WCDMAR4階段的規范時，首次把NGN領域提出的軟交換概念引入到移動核心網領域，而且從網絡結構、接口協議、業務以及業務開發各方面，3G與NGN的發展是協調一致的：在網絡結構方面，NGN和3G中都提出了承載和控制分離的網絡結構；在接口協議方面，3G網絡與NGN所采用的協議很多都是一致的，包括BICC協議、SIP/SIP-T協議、H.248/MEGAO協議、SIGTRAN協議；在業務方面，3G和NGN不僅提供的業務種類是相似的，例如話音和多媒體業務，而且在業務的實現方式上也是類似的；3G和NGN都支持開放業務接口，所以二者在業務層面上是統一的，架構上也是一致的，也就是說，對于相似的業務，可以同時構建在NGN固定網和3G移動網絡之上。
　　
　　因此，從廣義上講，NGN包括了固定和無線領域，WCDMAR4和R5及后續階段都屬于NGN構架。軟交換技術應用于NGN固定領域時，可以稱為固定軟交換；應用于廣義NGN的3G領域時，可以稱為移動軟交換。
　　
　　值得注重的是，從2003年以來，華為公司基于對軟交換技術的深刻理解，在業界首次把軟交換的技術應用到對傳統GSM網絡的改造和升級中，而且率先在國內外獲得了大規模商用。
　　
　　軟交換技術的主要特點包括以下幾個方面。
　　
　　降低投資和維護成本。由于軟交換設備處理能力強、容量大，對原來須采用多個MSC進行治理的地區可以集中在同一個MSCServer上進行治理，顯著降低維護成本(OPEX)。軟交換平臺中廣泛采用了分組交換和IP傳輸技術，可以大大節省傳輸資源，提高產品集成度，減少系統耗電量，從而降低投資成本(CAPEX)。而且對于移動軟交換設備，由一個MSCServer控制的多個MGW可以分布在與每個地區接入網和PSTN靠近的地方，顯著節省傳輸，降低回程費用。
　　
　　高效靈活?；赥DM的傳統話音技術，雖然可以提供優良的語音業務，但是每個交換節點都要完成業務的交換和信令的控制，需要較長的周期提供新業務，軟交換體系結構的最大優勢在于將應用層和控制層與承載層完全分開，與具體的承載無關，有利于以最快的方式、最有效的方式引入各類新業務，大大縮短了新業務的開發周期。利用該體系結構，用戶可以非常靈活地享受所提供的業務和應用，運營商也可以更快地獲得收入。由于軟交換設備和MGW分離，組網可以非常靈活，例如，在話務量大的地方設置大容量的MGW，話務量稀少的地方則只設置小容量的MGW，然后連接到同一個MSCServer。
　　
　　開放性。由于軟交換體系架構中的所有網絡部件之間均采用標準協議，因此各個部件之間既能獨立發展和演進，又能有機組合成一個整體，實現互聯互通。這樣運營商可以根據自己的需要選擇市場上的優勢產品，實現最佳配置。而且軟交換設備還支持通過開放的協議或API與開放業務平臺進行交互，使其能夠間接地利用底層的網絡資源，從而實現業務與呼叫控制的分離。
　　
　　有利于固定和移動核心網融合。固定軟交換與3GR4及其后的核心網結構和業務模型十分吻合，為未來網絡的完全融合提供了可能。
　　
　　R4軟交換技術是當前移動核心網建設最佳選擇
　　眾所周知，WCDMA目前分為3GPPR99、R4、R5/R6幾個階段與版本。
　　
　　R99在GSM/GPRS網絡的基礎上，對接入網部分進行了革命性的變革，由TDMA制式發展為CD?MA制式，從而大大提高了頻譜利用率和數據業務的帶寬，而且也引入了能夠支持小區呼吸的AMR語音編解碼技術。
　　
　　R4在R99的基礎上對電路域進行了徹底的改造，引入了NGN中首先提出的軟交換技術，將控制與承載面分離，信令與話路都引入了分組技術。
　　
　　分離構架的引入，使得網絡結構清楚合理，路由方式簡單靈活，業務提供與升級更加方便快捷，有效降低了建設成本與網絡運維成本；分組技術的引入，使網絡可以采用不同編解碼與靜音檢測技術節省傳輸，也可以采用TrFO技術減少語音編解碼次數從而提高語音質量。軟交換架構的采用，適應了將來網絡架構的需求，也更輕易與其它各種網絡進行有機的融合，這為將來的基于分組網絡的固定語音、寬帶多媒體和新的增值業務提供了堅實的網絡基礎。
　　
　　R5/R6在原有R4分組域的基礎上疊加了一個IP多媒體域，提供了一個統一的基于分組的核心網，為將來的各種業務融合提供平臺。R5/R6更多地側重于多媒體業務的應用，與R4不是對立而是相輔相成的關系。R4的分組語音技術得到充分應用，必將為R5/R6的應用提供堅實的基礎，而且R4網絡中的承載網在R5/R6仍然可以繼續使用。R4的網元可以通過軟件升級支持R5/R6相關協議，例如R4的軟交換設備，即MSCServer網元可以很輕易地通過軟件升級成為R5/R6的MGCF網元。
　　
　　當前階段，語音業務仍然是各運營商的主要收入來源。對于新建的3G網絡來說，在R5/R6本身技術尚未完全成熟的前提下，網絡架構優于R99卻又比R5/R6成熟可靠的R4軟交換技術是最佳選擇。它保證了新建網絡的穩定運營和業務提供的方便快捷，同時又為網絡今后的演進發展做好了預備。進退攻守，應付自如。
　　
　　同樣，R4也是傳統GSM運營商在對現有GSM核心網絡擴容升級時的首選。
　　
　　在3G即將在全世界范圍內部署的前夜，假如仍然采用傳統的2GMSC設備升級或擴容現有設備，顯然不利于投資的保護。華為公司在業界首次把軟交換技術引入到對GSM核心網的擴容和升級上，使得這些采用軟交換架構的2GMSC今后只需要進行軟件升級即可作為3G時代的核心網網元，最大限度地保護了運營商的投資。
　　
　　因此，在當前階段，不論移動運營商是新建3G網絡，還是改造老的2G網絡，引入R4軟交換技術都是最佳的選擇。事實上，正如本文開頭所介紹的情況，目前運營商采用軟交換架構建設3G和2G移動核心網已成潮流，采用軟交換架構也必將為運營商帶來豐厚的回報和最大的投資保護。

上一篇：WLAN安全了嗎？Wi-Fi打起防御戰

下一篇：共享網絡和GSM/GPRS/WCDMA無縫網絡