面向下一代網(wǎng)絡(luò)構(gòu)筑第三代移動通信系統(tǒng)

一、簡介

　　第三代移動通信系統(tǒng)建設(shè)拉開帷幕。3G牌照具體什么時候發(fā)，3G什么時候能上，3G有些什么新的應(yīng)用，目前還沒有明確的答案，但預(yù)計最遲2004年年底會發(fā)放3G牌照。提到的許多應(yīng)用，通過2.5G網(wǎng)絡(luò)基本都能夠?qū)崿F(xiàn)，3G的應(yīng)用前景仍然很模糊，這仿佛預(yù)示著3G時代的到來還需時日。

　　引入3G時，我們肯定不能為3G而3G，需要分析如何利用3G系統(tǒng)的優(yōu)勢，才能使得運營商的投資得以充分發(fā)揮。我們?yōu)槭裁葱枰�建設(shè)3G網(wǎng)絡(luò)?3G系統(tǒng)究竟能夠給我們帶來什么?更高的頻譜使用效率，給用戶帶來更好的網(wǎng)絡(luò)性能，基于3G網(wǎng)絡(luò)開展多媒體業(yè)務(wù)成為了可能。但我們更應(yīng)該看到的是業(yè)務(wù)提供能力，3G系統(tǒng)的一個重要特點是空中無線部分的分組傳輸，可以降低數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的成本。同時軟交換的引入可以降低系統(tǒng)建設(shè)投資(EPEX)和運行維護(hù)費用(OPEX)。最重要的還是能夠更快、更方便地提供業(yè)務(wù)，Parlay和OSA的引入為第三方提供業(yè)務(wù)帶來了方便，這也正是互聯(lián)網(wǎng)得以快速發(fā)展的原因。

　　下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)是電信行業(yè)的一個目標(biāo)，它表征了一種寬帶化、光纖化、大容量、包交換、數(shù)據(jù)化、層次化、呼叫承載分離、快速開發(fā)業(yè)務(wù)、集中部署業(yè)務(wù)等的理想網(wǎng)絡(luò)，下一代網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以向用戶提供PSTN話音業(yè)務(wù)、無線話音業(yè)務(wù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等。從長遠(yuǎn)來看，3G系統(tǒng)只是下一代網(wǎng)絡(luò)的一種接入手段，所以3G系統(tǒng)建設(shè)時，需要適應(yīng)未來下一代網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的需要。

二、3G系統(tǒng)建設(shè)的相關(guān)技術(shù)考慮

　　組網(wǎng)思路上，對已有第二代移動網(wǎng)絡(luò)的運營商來說，如何實現(xiàn)向3G平滑過渡、最大化地降低演進(jìn)成本是關(guān)鍵因素；對新興的運營商而言，關(guān)鍵因素是要快速建立起一個覆蓋廣泛的3G網(wǎng)絡(luò)，搶占市場。

　　版本選擇上，一旦3G牌照下放，運營商將開始3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，必須要確定是采用R99標(biāo)準(zhǔn)還是R4的標(biāo)準(zhǔn)，這需要立足于我們對不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不同網(wǎng)絡(luò)性能有清晰的認(rèn)識。為了規(guī)避技術(shù)風(fēng)險，目前運營商基本都傾向于R99標(biāo)準(zhǔn)，在技術(shù)的成熟性和系統(tǒng)的先進(jìn)性之間，運營商選擇了技術(shù)成熟性。網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)時需要考慮網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，R99只是3G的初期版本，R4、R5、R6在核心網(wǎng)絡(luò)上有很大變化，業(yè)務(wù)提供性能上也有改進(jìn)，如果初期采用R99，到R4、R5部署時期，需要能夠方便地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)升級、改造，同時初期投資需要最大限度地得到保護(hù)。五年之內(nèi)，R4、R5將進(jìn)入成熟使用期，按理R99的投資回收期應(yīng)該控制在五年之內(nèi)，但是采用R4、R5以后，需要更換的只是核心網(wǎng)絡(luò)部分，核心網(wǎng)絡(luò)占總體投資的20％以下，所以屆時對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行升級從成本上是可行的�！　�3G系統(tǒng)中，將與NGN系統(tǒng)結(jié)合得更加緊密，從WCDMA的R99、R4到R5，接入網(wǎng)絡(luò)部分基本保持不變。變化的是核心網(wǎng)絡(luò)部分，從R99的ATM接口，到R4的無線軟交換和媒體網(wǎng)關(guān)，到R5的全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)�？傊�，3G系統(tǒng)與NGN將會更加緊密的結(jié)合。

三、　以下一代網(wǎng)絡(luò)為目標(biāo)構(gòu)筑3G網(wǎng)絡(luò)

　　3GPP標(biāo)準(zhǔn)不同的版本對于從電路交換的核心網(wǎng)絡(luò)到全I(xiàn)P的分組核心網(wǎng)絡(luò)的過渡有不同的處理方法：R99標(biāo)準(zhǔn)定義了ATM的核心網(wǎng)絡(luò)，并定義了Iu-cs的接口，用于發(fā)送從無線接入網(wǎng)(RAN)到核心網(wǎng)的語音業(yè)務(wù)流；R4采用相同的ATM核心網(wǎng)絡(luò)，但是規(guī)定了MSC中交換和呼叫控制的分離，成為了不同的網(wǎng)元，即媒體網(wǎng)關(guān)(Media Gateway)和MSC服務(wù)器，即無線軟交換(wireless softswitch)，MSC服務(wù)器提供傳統(tǒng)MSC的所有呼叫控制功能。這種分離與固定網(wǎng)絡(luò)中將第四類和第五類傳統(tǒng)電路交換機分解成媒體網(wǎng)關(guān)和軟交換一樣；R5建立在分組核心網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，定義了從ATM核心網(wǎng)過渡到全I(xiàn)P核心網(wǎng)，并基于分組核心網(wǎng)發(fā)送語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)。

　　無線軟交換設(shè)備MSC Server不僅要完成話路相關(guān)的控制功能，而且要實現(xiàn)移動所特有的鑒權(quán)、位置更新、尋呼、切換等移動性管理功能；移動的媒體網(wǎng)關(guān)設(shè)備也具有移動特有的一些功能，例如需要支持UMTS中的AMR編碼以及寬帶AMR等技術(shù)，另外需要支持TFO/TrFO技術(shù)和相應(yīng)的配置協(xié)調(diào)機制。在協(xié)議方面，移動網(wǎng)絡(luò)需要特有的MAP協(xié)議、CAP協(xié)議；除此以外對于共用的協(xié)議，例如媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議H.248，增加了移動相關(guān)的擴(kuò)展。

　　R99規(guī)定了從基于ATM的移動交換中心(MSC)的核心網(wǎng)的呼叫，一些設(shè)備商開始提供與R99兼容的MSC服務(wù)器和媒體網(wǎng)關(guān)，除了繼續(xù)采用R99中基于ATM的核心網(wǎng)絡(luò)以外，電路交換的MSC肯定會被R4的媒體網(wǎng)關(guān)和MSC服務(wù)器所取代。業(yè)務(wù)提供商可以一開始就選擇采用與R99兼容的媒體網(wǎng)關(guān)和無線軟交換解決方案，這樣可以在R99網(wǎng)絡(luò)中利用R4的媒體網(wǎng)關(guān)和無線軟交換的方案。從呼叫控制中分離交換功能，允許運營商將呼叫控制功能集中起來。運營商可以將網(wǎng)絡(luò)中的媒體網(wǎng)關(guān)在與PSTN關(guān)口局的地方集中起來，就像今天的MSC一樣。因此運營商可以降低中繼的開銷。同時將MSC服務(wù)器集中起來還可以降低網(wǎng)絡(luò)運行維護(hù)的開銷，這也是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中將MSC集中起來的原因。

　　采用與R99兼容媒體網(wǎng)關(guān)的MSC服務(wù)器代替R99傳統(tǒng)的MSC，將具有更高的費效比，同時在提供無線服務(wù)期間，能夠降低更多的建設(shè)投資和運作投資。運營商需要根據(jù)多種因素決定選擇基于現(xiàn)有技術(shù)MSC采用完全的R99或者全新的MSC服務(wù)器/媒體網(wǎng)關(guān)。

　　同時，無線軟交換和媒體網(wǎng)關(guān)還可以用到第二代移動通信網(wǎng)絡(luò)中，提供基于分組語音，通過在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)節(jié)點上進(jìn)行語音編解碼轉(zhuǎn)換。

　　第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)得到了部分標(biāo)準(zhǔn)化，預(yù)計在2003年？2005年開始商用，日本和韓國已經(jīng)于今年開始商用，業(yè)務(wù)發(fā)展形勢很好。3G系統(tǒng)可以提供高達(dá)2Mbps速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，兩個主要的3G標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)階段性地制訂出來了：一個是3GPP的UMTS，一個是3GPP2的CDMA2000。UMTS主要解決從2G GSM網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，CDMA2000解決基于CDMA網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)。前者主要是針對歐洲和亞洲市場，后者主要是面向美國和一些亞洲市場。

四、融合到下一代網(wǎng)絡(luò)

　　1.NGN？通信網(wǎng)絡(luò)的歸宿

　　電信運營商總是喜歡統(tǒng)一：統(tǒng)一的核心網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)一的業(yè)務(wù)平臺、統(tǒng)一的運營管理平臺。統(tǒng)一的電信網(wǎng)絡(luò)給運營商帶來用戶信息統(tǒng)一、計費、維護(hù)管理等優(yōu)勢，也會節(jié)省設(shè)備、系統(tǒng)等的投資，給運營商帶來直接好處是投資(CAPEX)和運維(OPEX)費用的下降。追求綜合網(wǎng)的努力雖然并未達(dá)到預(yù)期的結(jié)果，但促進(jìn)了不同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合，這說明這種努力還是有價值的。

　　B-ISDN曾經(jīng)一度是電信人的夢想，B-ISDN準(zhǔn)備用一種新的網(wǎng)絡(luò)替代電話網(wǎng)絡(luò)及各種專用網(wǎng)絡(luò)。利用單一的綜合網(wǎng)傳輸各類信息，提供更高的數(shù)據(jù)傳輸率，提供新業(yè)務(wù)，包括點播電視、電視廣播、動態(tài)多媒體電子郵件、可視電話、CD質(zhì)量的音樂、局域網(wǎng)互聯(lián)、用于科研和工業(yè)的高速數(shù)據(jù)傳送等。

　　B-ISDN將統(tǒng)一延伸到用戶的業(yè)務(wù)接入點，一點接入提供所有業(yè)務(wù)。B-ISDN的夢破滅以后，又希望統(tǒng)一到下一代網(wǎng)絡(luò)，下一代網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一只是在核心網(wǎng)絡(luò)以后，而且更加側(cè)重于技術(shù)上的融合。從技術(shù)實現(xiàn)的可行性來看，下一代網(wǎng)絡(luò)比B-ISDN更現(xiàn)實。有人曾經(jīng)說過下一代網(wǎng)絡(luò)概念本來就不準(zhǔn)確，我們每一次談下一代網(wǎng)絡(luò)時，結(jié)果始終是下一代網(wǎng)絡(luò)，而且更下一代網(wǎng)絡(luò)也很難定義。ITU和ETSI給下一代網(wǎng)絡(luò)做了很不明確的定義：“NGN是一種規(guī)范和部署網(wǎng)絡(luò)的概念，通過使用分層、分面和開放接口的方式，給業(yè)務(wù)提供者和運營者提供一個平臺，借助這一平臺逐步演進(jìn)以生成、部署和管理新的業(yè)務(wù)�！倍�義中更多的是表達(dá)了愿望：人們能夠在任何時候、任何地方、以可以接受的價格和安全使用一組包括所有信息模式和支持開放式多種應(yīng)用的通信業(yè)務(wù)。

　　傳統(tǒng)的電信運營商，其主營的電話業(yè)務(wù)正遭受前所未有的資費改革影響以及移動和IP業(yè)務(wù)的分流威脅。在長途和國際通信大量業(yè)務(wù)量被IP分流；在本地網(wǎng)則大量業(yè)務(wù)量被移動分流。在這樣的形勢下，運營商急需尋找降低網(wǎng)絡(luò)成本、增加業(yè)務(wù)收入、開發(fā)新業(yè)務(wù)的戰(zhàn)略性新途徑，NGN的出現(xiàn)和發(fā)展恰好提供了一個重要機遇。ITU-T為NGN列出了七方面的特征：

　　基于分組傳送；

　　控制功能與承載分離，呼叫與業(yè)務(wù)分離；

　　開放的業(yè)務(wù)接口，業(yè)務(wù)的提供與網(wǎng)絡(luò)獨立開發(fā)，支持廣泛的業(yè)務(wù)類型：

　　具有端對端透明的寬帶能力：

　　與現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互連互通：

　　通用移動性；

　　用戶自由接入和自由選擇業(yè)務(wù)的能力。

　　下一代網(wǎng)絡(luò)將是基于IP協(xié)議且有電信業(yè)務(wù)質(zhì)量保證(QoS)的網(wǎng)絡(luò)，寬帶化和移動性是其基本能力。

　　影響NGN推進(jìn)的因素很多：技術(shù)的進(jìn)步、用戶對電信業(yè)務(wù)的需求等等。促動NGN的因素有兩方面：互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的成功，雖然截止到今日，互聯(lián)網(wǎng)還沒有實現(xiàn)盈利，但是互聯(lián)網(wǎng)的用戶增長速度和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的開發(fā)速度是其它電信業(yè)務(wù)所不能比擬的。

　　NGN的另外一個促動是智能網(wǎng)的進(jìn)一步延伸。傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)中，業(yè)務(wù)邏輯在交換機中實現(xiàn)，提供電信新業(yè)務(wù)時，需要對每一個交換機的硬件、軟件作比較大的調(diào)整，導(dǎo)致提供業(yè)務(wù)的種類和速度都受到了很大限制。智能網(wǎng)系統(tǒng)在傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)上疊加了業(yè)務(wù)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯，因此提供新業(yè)務(wù)時只需要在交換機上作很小的修改就可以實現(xiàn)業(yè)務(wù)，加快了提供業(yè)務(wù)的速度和種類。但是智能網(wǎng)還是需要在交換機上進(jìn)行修改，同時還需要依賴智能網(wǎng)系統(tǒng)的廠家。下一代網(wǎng)絡(luò)中，業(yè)務(wù)與控制分離、呼叫控制與承載分離，所有的控制功能都集中在軟交換中實現(xiàn)。所以提供新業(yè)務(wù)時，只需要對軟交換系統(tǒng)進(jìn)行修改就可以了，而不需要對全網(wǎng)媒體網(wǎng)關(guān)普遍的修改，同時向第三方提供開放的業(yè)務(wù)接口，提高業(yè)務(wù)推出的速度和種類。

　　電信網(wǎng)絡(luò)正在向信息網(wǎng)絡(luò)過渡，最后將統(tǒng)一到以分組網(wǎng)絡(luò)為核心、具有良好的可擴(kuò)展性和開放的體系架構(gòu)、支持各種綜合業(yè)務(wù)、可持續(xù)發(fā)展的下一代網(wǎng)絡(luò)。

　　2.融合到下一代網(wǎng)絡(luò)

　　隨著通信網(wǎng)絡(luò)向分組化的演進(jìn)，傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)正經(jīng)受著一場前所未有的變革。網(wǎng)絡(luò)向分組化融合的大趨勢已漸趨明顯。3G是NGN接入層的技術(shù)，NGN成為固網(wǎng)和未來3G系統(tǒng)的橋梁。在包交換技術(shù)迅速發(fā)展的大趨勢下，移動網(wǎng)絡(luò)也同樣面臨著向下一代網(wǎng)絡(luò)融合和演進(jìn)的問題。就移動網(wǎng)絡(luò)而言，其發(fā)展方向是分組化、智能化和寬帶化的第三代通信網(wǎng)絡(luò)(3G)。但在更廣泛的意義上來說，3G也是下一代網(wǎng)絡(luò)的一個組成部分，而且它和其它組成部分間的聯(lián)系比現(xiàn)在GSM網(wǎng)絡(luò)與其它網(wǎng)絡(luò)間的聯(lián)系要密切得多，軟交換技術(shù)在其中將發(fā)揮重要的粘合作用。

　　基于分組網(wǎng)絡(luò)語音業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，帶來了用戶之間語音傳輸?shù)闹卮笞兏�。在VoIP中，承載業(yè)務(wù)流在私網(wǎng)或公網(wǎng)代替PSTN以數(shù)據(jù)包的形式傳送。與傳輸網(wǎng)絡(luò)一樣，除移動交換外語音業(yè)務(wù)流在無線通信系統(tǒng)中以電路交換的方式進(jìn)行通信。第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)制訂時，就準(zhǔn)備從基于電路交換的核心網(wǎng)絡(luò)過渡到分組交換的核心網(wǎng)絡(luò)，UMTS系統(tǒng)定義了分組核心網(wǎng)絡(luò)的過渡方案，其中語音業(yè)務(wù)以包的形式在分組核心網(wǎng)絡(luò)上傳輸。

五、結(jié)論

　　未來的電信網(wǎng)絡(luò)將是具有QoS保證，能夠提供更多的新業(yè)務(wù)，能夠以各種方式為用戶提供接入并訪問業(yè)務(wù)。但是完善的通信網(wǎng)絡(luò)不是一蹴而就，需要歷經(jīng)接入網(wǎng)絡(luò)、交換網(wǎng)絡(luò)、傳輸網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)平臺、支撐系統(tǒng)的變革。從運營商的角度來看，投資需要保護(hù)，不可能是一蹴而就的革命，我們現(xiàn)在需要做的事情是建設(shè)好3G網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)出更多適合廣大用戶使用的3G業(yè)務(wù)，為進(jìn)一步的網(wǎng)絡(luò)變革奠定堅實的基礎(chǔ)。

　　3G系統(tǒng)建設(shè)對每一個運營商都意味著一筆巨大的投資，因此技術(shù)方案的選擇顯得尤其重要，不同的技術(shù)方案將會影響運營商的業(yè)務(wù)提供能力，也代表了運營商技術(shù)路線的選擇。運營商需要認(rèn)真考慮技術(shù)方案，以便符合未來長遠(yuǎn)的技術(shù)發(fā)展方向。