分析軟交換技術(shù)時代的移動核心網(wǎng)發(fā)展
軟交換技術(shù)有很多值得學(xué)習(xí)的地方,這里我們主要介紹軟交換技術(shù)時代的移動核心網(wǎng)發(fā)展。2003年12月,***個基于軟交換架構(gòu)的商用3G網(wǎng)絡(luò)——阿聯(lián)酋ETISALAT的UMTS網(wǎng)絡(luò)放號運營;同月,中國香港SUNDAY也選擇軟交換架構(gòu)來建設(shè)覆蓋全港的3G網(wǎng)絡(luò)。
2004年3月,泰國AIS2G移動軟交換割接入網(wǎng);4月,中國移動選擇移動軟交換技術(shù)建設(shè)覆蓋全國的移動長途匯接網(wǎng);7月,毛里求斯EMTEL采用R4軟交換建設(shè)3G網(wǎng)絡(luò)……“軟交換”不再是固定網(wǎng)絡(luò)運營者熱烈討論的一個熱點詞匯,深具眼光的移動設(shè)備提供商和移動網(wǎng)絡(luò)運營商們已將軟交換系統(tǒng)真實地推到了用戶面前,標(biāo)志著移動核心網(wǎng)軟交換時代已經(jīng)來臨。
那么,移動網(wǎng)絡(luò)運營商們?yōu)槭裁磿娂娺x擇軟交換架構(gòu)來建設(shè)3G和2G的核心網(wǎng)呢?為此,首先要了解一下軟交換技術(shù)的發(fā)展歷程,在此基礎(chǔ)上,本文也將進一步闡明為什么說R4軟交換技術(shù)是當(dāng)前移動核心網(wǎng)建設(shè)的***選擇。
軟交換技術(shù)發(fā)展歷程
軟交換的概念起源于下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN),是NGN的核心技術(shù)。從狹義上講,NGN指固定網(wǎng)領(lǐng)域相對于傳統(tǒng)PSTN而言的下一代網(wǎng)絡(luò)。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(yè)界的看法,從廣義上講,軟交換概念是指上述以軟交換設(shè)備為控制核心的NGN,即下一代網(wǎng)絡(luò);從狹義上講,軟交換特指位于NGN控制平面的軟交換設(shè)備。軟交換設(shè)備(softswitch),曾被稱為呼叫服務(wù)器(callserver)、呼叫代理(callagent)或媒體網(wǎng)關(guān)控制器(MediaGatewayControl),是VoIP體系中把呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)中分離出來,通過服務(wù)器上的軟件實現(xiàn)基本呼叫控制功能的產(chǎn)物;1999年后,軟交換設(shè)備這一名詞為業(yè)界普遍認可,成為***的通用概念。
順應(yīng)固定和移動融合以及整個電信網(wǎng)全IP化演進的趨勢,3G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展在很多方面應(yīng)用了NGN的技術(shù)。2000年前后,3GPP在制訂WCDMAR4階段的規(guī)范時,***把NGN領(lǐng)域提出的軟交換概念引入到移動核心網(wǎng)領(lǐng)域,而且從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、接口協(xié)議、業(yè)務(wù)以及業(yè)務(wù)開發(fā)等方面看,3G與NGN的發(fā)展是協(xié)調(diào)一致的;在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面,NGN和3G都提出了承載和控制分離的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);在接口協(xié)議方面,3G網(wǎng)絡(luò)與NGN所采用的協(xié)議很多都是一致的,包括BICC協(xié)議、SIP/SIP-T協(xié)議、H.248/MEGAO協(xié)議、SIGTRAN協(xié)議;在業(yè)務(wù)方面,3G和NGN不僅提供的業(yè)務(wù)種類是相似的,例如話音和多媒體業(yè)務(wù),而且在業(yè)務(wù)的實現(xiàn)方式上也是類似的;3G和NGN都支持開放業(yè)務(wù)接口,所以二者在業(yè)務(wù)層面上是統(tǒng)一的,架構(gòu)上也是一致的,也就是說,對于相似的業(yè)務(wù),可以同時構(gòu)建在NGN固定網(wǎng)和3G移動網(wǎng)絡(luò)之上。
因此,從廣義上講,NGN包括了固定和無線領(lǐng)域,WCDMAR4和R5及后續(xù)階段都屬于NGN構(gòu)架。軟交換技術(shù)應(yīng)用于NGN固定領(lǐng)域時,可以稱為固定軟交換;應(yīng)用于廣義NGN的3G領(lǐng)域時,可以稱為移動軟交換。值得注意的是,從2003年以來,華為公司基于對軟交換技術(shù)的深刻理解,在業(yè)界***把軟交換的技術(shù)應(yīng)用到對傳統(tǒng)GSM網(wǎng)絡(luò)的改造和升級中,而且率先在海內(nèi)外獲得了大規(guī)模商用。
降低投資和維護成本由于軟交換設(shè)備處理能力高、容量大,對原來需要采用多個MSC進行管理的地區(qū)可以進行集中在同一個MSCServer上進行管理,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(shù),可以大大節(jié)省傳輸資源,提高產(chǎn)品集成度,減少系統(tǒng)耗電量,從而降低投資成本(CAPEX)。而且對于移動軟交換設(shè)備,由一個MSCServer控制的多個MGW可以分布在與每個地區(qū)接入網(wǎng)和PSTN靠近的地方,顯著節(jié)省傳輸,降低回程費用。
高效靈活基于TDM的傳統(tǒng)話音技術(shù),雖然可以提供優(yōu)良的語音業(yè)務(wù),但是每個交換節(jié)點都要完成業(yè)務(wù)的交換和信令的控制,需要較長的周期提供新業(yè)務(wù),軟交換體系結(jié)構(gòu)的***優(yōu)勢在于將應(yīng)用層和控制層與承載層完全分開,與具體的承載無關(guān),有利于以最快的方式和最有效的方式引入各類新業(yè)務(wù),大大縮短了新業(yè)務(wù)的開發(fā)周期,利用該體系結(jié)構(gòu),用戶可以非常靈活地享受所提供的業(yè)務(wù)和應(yīng)用,運營商也可以更快地獲得收入。另一方面,由于軟交換設(shè)備和MGW分離,組網(wǎng)可以非常靈活,例如,在話務(wù)量大的地方設(shè)置大容量的MGW,話務(wù)量***的地方則只設(shè)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(gòu)中的所有網(wǎng)絡(luò)部件之間均采用標(biāo)準協(xié)議,因此各個部件之間既能獨立發(fā)展和演進,又能有機組合成一個整體,實現(xiàn)互聯(lián)互通。這樣運營商可以根據(jù)自己的需要選擇市場上的優(yōu)勢產(chǎn)品,實現(xiàn)***配置。而且軟交換設(shè)備還支持通過開放的協(xié)議或API與開放業(yè)務(wù)平臺進行交互,使其能夠間接地利用底層的網(wǎng)絡(luò)資源,從而實現(xiàn)業(yè)務(wù)與呼叫控制的分離。有利于固定和移動核心網(wǎng)融合固定軟交換與3GR4及其后的核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)模型十分吻合,為未來網(wǎng)絡(luò)的完全融合提供了可能。
R4軟交換技術(shù)是當(dāng)前移動核心網(wǎng)建設(shè)的***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(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,對接入網(wǎng)部分進行了革命性變革,由TDMA制式發(fā)展為CDMA制式,從而大大提高了頻譜利用率和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的帶寬,而且也引入了能夠支持小區(qū)呼吸的AMR語音編解碼技術(shù)。R4在R99的基礎(chǔ)上對于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(shù),將控制與承載面分離,信令與話路都引入了分組技術(shù)。
分離構(gòu)架的引入,使得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)清晰合理,路由方式簡單靈活,業(yè)務(wù)提供與升級更加方便快捷,這有效地降低了建設(shè)成本與網(wǎng)絡(luò)運維成本;分組技術(shù)的引入,使網(wǎng)絡(luò)可以采用不同編解碼與靜音檢測技術(shù)節(jié)省傳輸,也可以采用TrFO技術(shù)減少語音編解碼次數(shù)從而提高語音質(zhì)量。軟交換架構(gòu)的采用,適應(yīng)了將來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的需求,也更容易與其它各種網(wǎng)絡(luò)進行有機融合,這為將來的基于分組網(wǎng)絡(luò)的固定語音、寬帶多媒體和新的增值業(yè)務(wù)提供了堅實的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。
R5/R6在原有R4分組域的基礎(chǔ)上疊加了一個IP多媒體域,提供一個統(tǒng)一的基于分組的核心網(wǎng),為將來的各種業(yè)務(wù)融合提供平臺。R5/R6更多地側(cè)重于多媒體業(yè)務(wù)的應(yīng)用,與R4不是對立而是相輔相成的關(guān)系。R4的分組語音技術(shù)得到充分應(yīng)用,必將為R5/R6的應(yīng)用提供堅實的基礎(chǔ),而且R4網(wǎng)絡(luò)中的承載網(wǎng)在R5/R6仍然可以使用。R4的網(wǎng)元可以通過軟件升級支持R5/R6相關(guān)協(xié)議,例如R4的軟交換設(shè)備,即MSCServ?er網(wǎng)元可以很容易地通過軟件升級成為R5/R6的MGCF網(wǎng)元。
當(dāng)前階段,語音業(yè)務(wù)仍然是各運營商的主要收入來源。對于新建的3G網(wǎng)絡(luò)來說,在R5/R6本身技術(shù)尚未完全成熟的前提下,網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)于R99卻又比R5/R6成熟可靠的R4軟交換技術(shù)是***選擇。它保證了新建網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運營、業(yè)務(wù)提供的方便快捷,同時又為網(wǎng)絡(luò)今后的演進發(fā)展做好了準備。進退攻守,應(yīng)付自如。