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固定與移動(dòng)網(wǎng)一步步走向融合

李衛剛 2005/12/02

　　隨著(zhù)3G的臨近，移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)同時(shí)引入了軟交換的設計思想，同時(shí)演繹著(zhù)電路交換向軟交換的轉變，也預示著(zhù)一個(gè)重要的趨勢——移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)的融合。

　　隨著(zhù)新型通信手段、通信方式和業(yè)務(wù)的出現，通信網(wǎng)絡(luò )正在向更加開(kāi)放、更加靈活的下一代網(wǎng)絡(luò )（NGN，Next Generation Network）演進(jìn)。下一代網(wǎng)絡(luò )是以分組技術(shù)為基礎，可以同時(shí)提供話(huà)音、數據和多媒體等多種業(yè)務(wù)綜合的、全開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò )體系，分組、開(kāi)放、分層的網(wǎng)絡(luò )體系是下一代網(wǎng)絡(luò )的顯著(zhù)特征。軟交換是下一代網(wǎng)絡(luò )的核心技術(shù)，為下一代網(wǎng)絡(luò )提供具有實(shí)時(shí)性要求的業(yè)務(wù)的呼叫控制和連接控制功能，是其呼叫與控制的核心。軟交換的主要特點(diǎn)是業(yè)務(wù)提供和呼叫控制分開(kāi)；呼叫控制與承載連接分開(kāi)；開(kāi)放的接口便于第三方提供業(yè)務(wù)。

　　作為下一代網(wǎng)絡(luò )核心的軟交換技術(shù)，結合了傳統電話(huà)網(wǎng)絡(luò )的可靠性與IP技術(shù)的靈活性和有效性的優(yōu)點(diǎn)，成為目前通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。隨著(zhù)3G的臨近，移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)同時(shí)引入了軟交換的設計思想，發(fā)生著(zhù)電路交換向軟交換的演進(jìn)。在演進(jìn)的過(guò)程中，其中一個(gè)重要的趨勢就是移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)的融合。

移動(dòng)網(wǎng)與固定網(wǎng)的軟交換技術(shù)

　　移動(dòng)網(wǎng)與固定網(wǎng)的融合已經(jīng)成為未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的大趨勢。實(shí)現網(wǎng)絡(luò )的融合，核心和關(guān)鍵的內容便是軟交換的融合。因此移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)都引入了軟交換的概念，為兩網(wǎng)的融合奠定了技術(shù)基礎。

1．固定網(wǎng)中的軟交換技術(shù)

　　在固定網(wǎng)中引入軟交換技術(shù)，將傳統電路交換領(lǐng)域的業(yè)務(wù)移植到分組承載網(wǎng)上來(lái)實(shí)現，并建立全新的基于全IP的多媒體業(yè)務(wù)系統。固定網(wǎng)的軟交換技術(shù)在初期階段主要體現為傳統電信業(yè)務(wù)從專(zhuān)用TDM承載向IP/ATM承載的多業(yè)務(wù)傳輸網(wǎng)絡(luò )的轉移，并借助接入網(wǎng)關(guān)完成網(wǎng)絡(luò )層業(yè)務(wù)傳輸的分組化，同時(shí)將原電路交換網(wǎng)絡(luò )設備劃分為物理上獨立的控制面軟交換設備和承載面媒體網(wǎng)關(guān)部分，實(shí)現控制與承載的分離。之后，固定網(wǎng)的軟交換將實(shí)現真正的IP業(yè)務(wù)特性，用戶(hù)以SIP/H.232分組終端的方式接入軟交換網(wǎng)絡(luò )，網(wǎng)絡(luò )體系結構和業(yè)務(wù)的提供方式基于全IP的承載網(wǎng)絡(luò )。

2．移動(dòng)網(wǎng)中的軟交換技術(shù)

　　由3GPP(3rd Generation Partnership Project)組織制定的第三代移動(dòng)通信系統——WCDMA從R4版本開(kāi)始，在核心網(wǎng)中引入了軟交換的概念，將控制和承載分離，原來(lái)的MSC分為了MSC服務(wù)器（MSC Server）和媒體網(wǎng)關(guān)MG（Media Gateway）。MSC Server完成呼叫控制和移動(dòng)性管理的功能，而MG完成媒體流的處理功能，移動(dòng)軟交換之間的呼叫控制主要采用BICC協(xié)議。在WCDMA R5階段，核心網(wǎng)又引入了IP多媒體子系統（IMS）：針對下一代網(wǎng)絡(luò )提出的承載、控制與業(yè)務(wù)分離的原則，IMS完全實(shí)現了其承載、會(huì )話(huà)控制與應用業(yè)務(wù)的分層。IMS的核心特點(diǎn)就是采用SIP協(xié)議和與接入的無(wú)關(guān)性，建立了對呼叫/會(huì )話(huà)進(jìn)行控制的軟交換平臺。IMS的提出，使移動(dòng)核心網(wǎng)正在沿著(zhù)以軟交換和IP技術(shù)為基礎的全IP網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)，這也符合下一代網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展趨勢。

3．網(wǎng)絡(luò )融合的必然性

　　移動(dòng)核心網(wǎng)和固定交換網(wǎng)的發(fā)展都是基于軟交換技術(shù)的演進(jìn)路線(xiàn)，未來(lái)的網(wǎng)絡(luò )也將是以軟交換為核心，以分組網(wǎng)為承載，通過(guò)與網(wǎng)絡(luò )分離的業(yè)務(wù)平臺靈活提供豐富業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò )。正是軟交換在移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)中的應用和發(fā)展，使得網(wǎng)絡(luò )融合成為可能。網(wǎng)絡(luò )融合可以讓運營(yíng)商使用有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò )來(lái)共用核心基礎網(wǎng)，大大降低運營(yíng)商對網(wǎng)絡(luò )建設的投資成本。融合后的網(wǎng)絡(luò )將移動(dòng)業(yè)務(wù)和固定應用業(yè)務(wù)平臺結合起來(lái)，實(shí)現業(yè)務(wù)與媒體資源的共享，有利于運營(yíng)商以更高的服務(wù)質(zhì)量為用戶(hù)提供更豐富的業(yè)務(wù)。同時(shí)對于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)融合到一起，可以實(shí)現真正的隨時(shí)隨地溝通，而且在通信手段和方式上也有了更多的選擇和更大的靈活性。

網(wǎng)絡(luò )融合的發(fā)展思路

　　雖然移動(dòng)和固定網(wǎng)的融合代表了下一代網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展方向，但是目前移動(dòng)和固定網(wǎng)的發(fā)展還是獨立的，有著(zhù)各自的演進(jìn)方式，要實(shí)現兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )的完全融合是一個(gè)長(cháng)期的、逐步發(fā)展的過(guò)程。

　　網(wǎng)絡(luò )融合的體系結構首先應堅持網(wǎng)絡(luò )分層和功能分離的原則：應用層和控制層分離，以便業(yè)務(wù)與用戶(hù)的物理位置具備無(wú)關(guān)性;控制層與傳輸層分離，便于呼叫/會(huì )話(huà)的控制獨立于承載的控制，基于不同的承載提供相同的控制能力；傳輸層和接入層完全分離，使無(wú)論何種終端、何種接入方式都可以共享同一承載網(wǎng)絡(luò )，充分利用網(wǎng)絡(luò )資源，降低網(wǎng)絡(luò )的復雜性。

　　網(wǎng)絡(luò )融合的體系構架可以采用基于IMS的體系架構。與固定軟交換相比，IMS的結構更加嚴謹，功能更為豐富，通過(guò)功能實(shí)體的細分來(lái)提供基本的移動(dòng)性管理功能，提供了移動(dòng)電路交換域、固定軟交換網(wǎng)和IMS核心域互通的體系結構，通過(guò)設置獨立的存儲用戶(hù)屬性的數據庫促進(jìn)了控制層面與數據層面的分離。網(wǎng)絡(luò )融合采取基于IMS的網(wǎng)絡(luò )融合方案，目的在于使IMS成為基于SIP會(huì )話(huà)的通用平臺，同時(shí)支持固定和移動(dòng)的多種接入方式，實(shí)現移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)的融合。

綜合各種因素，網(wǎng)絡(luò )融合的發(fā)展思路如下：

　　（1）首先，現有移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)可以分別采用軟交換技術(shù)和基于軟交換的IMS技術(shù)向下一代移動(dòng)網(wǎng)和下一代固定網(wǎng)演進(jìn)，演進(jìn)可采用重疊網(wǎng)策略或者替換策略。

　　（2）在網(wǎng)絡(luò )融合的初期，可以形成以IMS為核心，移動(dòng)網(wǎng)、固定網(wǎng)、其他網(wǎng)絡(luò )與IMS域互聯(lián)互通的多種網(wǎng)絡(luò )并存的網(wǎng)絡(luò )架構。移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)首先在業(yè)務(wù)層融合，以提供融合的應用業(yè)務(wù)。此時(shí)，可采取兩種業(yè)務(wù)提供方式：方式一是建設統一的業(yè)務(wù)平臺，各個(gè)網(wǎng)絡(luò )都與其存在接口，使得該平臺同時(shí)為多種網(wǎng)絡(luò )提供業(yè)務(wù)；方式二是對于普通業(yè)務(wù)，各網(wǎng)仍然通過(guò)以前的方式提供，而對于豐富的寬帶數據和多媒體業(yè)務(wù)，可以通過(guò)設置用戶(hù)屬性標識等方式路由到IMS域，由IMS統一提供。

　　（3）隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)在控制層和傳輸層實(shí)現融合，形成統一的核心網(wǎng)。同時(shí)實(shí)現無(wú)所不在的、始終如一的終端接入。此時(shí)的網(wǎng)絡(luò )將以IMS作為主要的會(huì )話(huà)控制業(yè)務(wù)提供網(wǎng)絡(luò )，提供寬帶、窄帶、移動(dòng)、固定等多種終端接入方式，提供用戶(hù)和業(yè)務(wù)的移動(dòng)性以及開(kāi)放的業(yè)務(wù)能力。融合后的網(wǎng)絡(luò )架構將真正成為基于全IP的統一開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò )體系。

移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)融合的解決方案

　　在下一代網(wǎng)絡(luò )的體系下，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )和固定網(wǎng)絡(luò )的最大區別就在于接入層的不同。由于接入方式的不同，使得移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)存在很大區別。移動(dòng)用戶(hù)擁有漫游的特點(diǎn)，移動(dòng)網(wǎng)的核心控制層——移動(dòng)軟交換和固定軟交換相比，不但要處理呼叫控制，還要完成對用戶(hù)的位置管理、數據庫管理、切換控制等移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )所特有的功能。但是移動(dòng)軟交換和固定軟交換在本質(zhì)上是一致的，都是業(yè)務(wù)/控制與傳送/接入分離思想的體現。因此從技術(shù)層面來(lái)看，移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)的融合是可以實(shí)現的。

　　移動(dòng)和固定網(wǎng)的融合，將會(huì )形成一個(gè)交集，這個(gè)交集應是貫穿于兩網(wǎng)中軟交換的各個(gè)層面，如業(yè)務(wù)層、控制層、傳輸層、接入層，另外還應包括用戶(hù)數據的管理、計費、客戶(hù)服務(wù)等方面。交集中包含的功能實(shí)體同屬于移動(dòng)軟交換網(wǎng)絡(luò )和固定軟交換網(wǎng)絡(luò )。融合的解決方案應做到不影響現有網(wǎng)絡(luò )的運營(yíng)和發(fā)展，降低新業(yè)務(wù)的成本，提供更可靠的服務(wù)質(zhì)量。

1.傳輸層面的融合

　　移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)在傳輸層的融合，是控制層、業(yè)務(wù)層達到完全融合的前提和基礎。對于傳輸層來(lái)說(shuō)，移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )需求是完全一致的，都采用了IP骨干承載網(wǎng)絡(luò )，網(wǎng)絡(luò )可以共享一個(gè)分組承載網(wǎng)絡(luò )。采用以IP協(xié)議為基礎的IP承載網(wǎng)絡(luò )不僅符合下一代網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展趨勢，而且還可為融合后的網(wǎng)絡(luò )提供統一的安全制定策略和方法，規劃IP地址，制定Qos體系架構等。

　　不管是基于軟交換的移動(dòng)核心網(wǎng)部分，還是固定網(wǎng)軟交換系統，其實(shí)質(zhì)都在于利用不同的網(wǎng)關(guān)將媒體與信令接入到IP承載網(wǎng)，在軟交換服務(wù)器的控制下，完成信令的處理和媒體的交互。這樣，移動(dòng)和固定軟交換系統的區別僅在于信令的不同和媒體轉換的不同，所以在傳輸層的融合是完全可行和自然的。

2.控制層面的融合

　　移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)基于IP傳輸層的融合，使得其上層控制層的融合成為可能。移動(dòng)和固定軟交換在本質(zhì)上是一樣的，其控制層的功能都主要由軟交換服務(wù)器完成，而移動(dòng)網(wǎng)中MSC服務(wù)器與固定網(wǎng)中的呼叫服務(wù)器的融合，是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )融合的核心內容，只有實(shí)現了軟交換服務(wù)器的融合，移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)才能真正融合起來(lái)。

　　移動(dòng)網(wǎng)中的MSC軟交換服務(wù)器為了支持用戶(hù)的可移動(dòng)性，需要有位置定位功能，支持切換、漫游等功能，這與固定網(wǎng)中呼叫服務(wù)器的差別較大。但是位于移動(dòng)匯接長(cháng)途局的軟交換服務(wù)器與固定網(wǎng)的差別不大，可以采用統一軟交換控制實(shí)體來(lái)實(shí)現融合。所以在實(shí)際融合的時(shí)候，可以分為兩個(gè)階段：

　　第一個(gè)階段就是采用一個(gè)匯接網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現在匯接長(cháng)途局的融合。本地移動(dòng)網(wǎng)與本地固定網(wǎng)各自獨立，通過(guò)BICC或SIP協(xié)議匯接至該網(wǎng)絡(luò )。

　　第二個(gè)階段就是實(shí)現在端局的融合。由于移動(dòng)和固定網(wǎng)中的軟交換都采用控制與媒體分離的思想，因此兩網(wǎng)中的軟交換服務(wù)器可采用統一的軟交換控制模塊，只要分別在各自的端局也就是下層提供移動(dòng)軟交換和固定軟交換各種接入設備（如MG、SG、IAD等）以及相關(guān)的協(xié)議功能，如RANAP、DTAP、Megaco、MGCP等。這樣，移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)中的軟交換服務(wù)器就可以合二為一，對于移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)的接入設備來(lái)說(shuō)，它們“看到”的是同一個(gè)軟交換服務(wù)器。

3.接入層面的融合

　　由于移動(dòng)和固定網(wǎng)的接入層支持不同的接入方式，而且移動(dòng)媒體網(wǎng)關(guān)和固定媒體網(wǎng)關(guān)實(shí)現的功能需求差別比較大，以及移動(dòng)與固定網(wǎng)的編碼方式不同，因此兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )之間的互通需要在接入網(wǎng)關(guān)處進(jìn)行轉換。同時(shí)由于接入層面的融合主要是通過(guò)綜合接入媒體網(wǎng)關(guān)來(lái)實(shí)現，這樣，對于媒體網(wǎng)關(guān)的融合可以分為兩步走：第一步，主要是要求兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )的接入媒體網(wǎng)關(guān)接口相同，相互支持一個(gè)共同的編碼類(lèi)型，這樣媒體網(wǎng)關(guān)之間可以直接互通，便于接入同一個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò )；第二步，實(shí)現媒體網(wǎng)關(guān)的融合。

　　這樣，媒體網(wǎng)關(guān)既可以接入無(wú)線(xiàn)設備，也可接入固定軟交換設備，同時(shí)，媒體網(wǎng)關(guān)還需要具有編碼轉換的能力。

4.業(yè)務(wù)層面的融合

　　業(yè)務(wù)的融合是移動(dòng)和固定網(wǎng)絡(luò )融合的最終目的。固定網(wǎng)的發(fā)展要求將網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)和業(yè)務(wù)運營(yíng)相分離，形成一個(gè)獨立于網(wǎng)絡(luò )提供商的業(yè)務(wù)提供商，以此構成一個(gè)各參與方共同提供和使用業(yè)務(wù)、共同獲益的局面。實(shí)現這一目標的關(guān)鍵技術(shù)就是采用開(kāi)放的、標準的應用編程接口——ParlayAPI接口。同時(shí)，3GPP組織也基于ParlayAPI提出了3G提供業(yè)務(wù)的OSA結構，OSA向業(yè)務(wù)提供商提供一種開(kāi)放的、標準的、統一的網(wǎng)絡(luò )應用編程接口，為移動(dòng)用戶(hù)提供個(gè)性化業(yè)務(wù)。因此無(wú)論是固定軟交換網(wǎng)還是移動(dòng)3G，都支持ParlayAPI，這為建立統一的業(yè)務(wù)平臺提供了良好的基礎。

　　移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)對于業(yè)務(wù)的目標是一致的，兩者借助ParlayAPI接口，把各自網(wǎng)內的資源抽象成API，并開(kāi)放給第三方業(yè)務(wù)提供者;第三方業(yè)務(wù)提供者開(kāi)發(fā)的一個(gè)業(yè)務(wù)邏輯可以用來(lái)服務(wù)于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )，這就可以實(shí)現兩者在應用層的融合;對于全業(yè)務(wù)運營(yíng)商來(lái)說(shuō)，可以充分發(fā)揮自己的優(yōu)勢，在以業(yè)務(wù)為驅動(dòng)的發(fā)展趨勢中，提升核心競爭力，找到有利的增長(cháng)點(diǎn)。

5.用戶(hù)數據管理

　　移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)的融合還應該包括用戶(hù)數據的統一管理和維護。移動(dòng)軟交換系統的用戶(hù)數據包括用戶(hù)數據/鑒權數據、業(yè)務(wù)數據以及位置信息。對于固定用戶(hù)可能不需要位置信息，但是固定用戶(hù)的可移動(dòng)性是目前固定網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展的重要趨勢之一，如SIP 等智能終端的可移動(dòng)性。不管是基于移動(dòng)網(wǎng)的移動(dòng)用戶(hù)，還是基于固定網(wǎng)的智能終端，要實(shí)現其移動(dòng)性，都必須完成對設備的鑒權、用戶(hù)的鑒權、用戶(hù)位置信息的更新，以及業(yè)務(wù)數據的更新。

　　移動(dòng)與固定網(wǎng)對于用戶(hù)移動(dòng)性的支撐，其本質(zhì)是一致的，只是在實(shí)現的實(shí)體和信令協(xié)議上有差別。所以基于軟交換的移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)在用戶(hù)數據層面可以完全融合。對所需管理的用戶(hù)數據可以進(jìn)行統一的存儲和管理。對外提供標準的接口，對于本網(wǎng)絡(luò )內的軟交換設備，由于信息交互量遠大于與外部網(wǎng)絡(luò )的交互，所以可以選擇效率相對較高、成本較低的內部接口，這與移動(dòng)網(wǎng)中，VLR 通常內置于MSC的思想是相同的。基于以上分析，在融合的軟交換網(wǎng)絡(luò )里，用戶(hù)的數據庫是完全統一的。用戶(hù)數據還包括其業(yè)務(wù)觸發(fā)數據，融合的軟交換網(wǎng)絡(luò )在用戶(hù)數據層面的融合也為業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )的融合奠定了基礎。

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