移動通信核心網的演進

移動通信核心網的演進（邢寧霞）
    摘要：本文介紹了全IP核心網的概念以及無線網、骨干網、信令網的演進。
    關鍵詞：全IP核心網  公用電話交換網  第三代移動通信
    1、前言
    隨著ITU-R TG8/1赫爾辛基會議落下帷幕，第三代通信的接口標準格局已基本形成，產生
了五種無線接口技術，其中包括IMT-2000 CDMA DS、IMT-2000 CDMA MC、 IMT-2000 CDMA 
TDD三種寬帶CDMA技術和IMT-2000 TDMA SC、IMT-2000 TDMA TDD兩種TDMA技術。
    第三代移動通信系統(tǒng)是在第二代移動通信系統(tǒng)的龐大的基礎網絡與眾多客戶的基礎上發(fā)
展起來的。無疑它首先要考慮與第二代系統(tǒng)的互聯(lián)和兼容問題，以實現在最初階段兩大系統(tǒng)
并存時的綜合利用，這也是目前GSM和CDMA運營者所關注的主要問題。與第三代無線接口相比
較，核心網的演進總趨勢要明確的多，即“全IP的核心網絡”。
    2、全IP核心網絡
    目前每一個從事電信行業(yè)的人士都非常熟悉一句話，那就是“一切基于IP，IP基于一切”，
而且國際國內各個電信標準化組織都在探討“全IP”網絡的概念，希望在未來能實現真正全
球完全一致的“全IP核心網絡”。這里為什么要強調全IP核心網絡的概念呢？因為從技術發(fā)
展趨勢來看，核心網趨于一致，各式各樣的服務器接入統(tǒng)一的核心網來為用戶提供越來越完
善的服務是大勢所趨。而目前對IP核心網的認同基本上是“IP核心骨干網”上，也就是說，
只是拿IP取代了傳統(tǒng)網絡的傳輸層（如MTP），而控制層（如SCCP）、應用層（如TCAP、MAP、
IS-41等）等都還是傳統(tǒng)的概念，只不過在不斷增加新的功能。但應該看到是全部，這才是真
正意義上的“全IP”網絡概念。運營業(yè)也順應這種變化趨勢，將從現在大而全的方式逐漸走
向專業(yè)化發(fā)展，將出現網絡傳輸提供商（長途的、本地的）、網絡運營商、接入提供商（有
線、無線）、接入運營商等新的運營形式。
    未來無線基站（BTS）也將可以通過IP協(xié)議直接接入“全IP核心網絡”，原BSC、MSC、
HLR、VLR、AC等涉及的呼叫處理、移動性管理、用戶數據、業(yè)務生成等功能都將由這一網絡
上的一個服務器或數據庫來實現，不再有目前的GSM-MAP和IS-41等信令方式的區(qū)別，差異性
越來越向最終接入節(jié)點處延伸，共性越來越大，這將帶來運營、制造、科研的一場革命，其
變化是前所未有的。
    3、中國移動現有的網絡結構
    中國移動通信集團的網絡是基于中國七叫信令（MTP-SCCP、TACP）的傳統(tǒng)電路型網絡，
高層協(xié)議采用GSM-MAP。
    4、無線網絡的演進 
    由于第三代移動通信的無線傳輸技術與第二代GSM有很大差異，因此對中國移動來講無
線基站部分需重新建設。第三代移動通信系統(tǒng)在開始時很像引入了一個新的無線接入系統(tǒng)，
在無線接口處使用新的頻段、新的無線傳輸技術、新的話音編碼形式，因而不是“演進”，
而是“革命”。
    第三代移動通信系統(tǒng)將在3G業(yè)務需求熱點的地區(qū)首先引入。接入演變后的核心網絡，通
過多頻多模終端實現第三代用戶到第二代網絡的漫游。具體實施步驟如下。
    （1）在第三代的無線接入部分RNC（Radio Network Controller）中引入IWF模塊，將第
三代的I接口轉換為A接口接入現有第二代系統(tǒng)設備，如MSC、SGSN等。
    （2）對現有設備的功能升級，使之支持第三代的I接口，第三代的RNC直接接入現有設備。
    （3）引入一個新的功能實體（第三代接入網關），無線系統(tǒng)通過新的接入網關接入核心
網絡。
    （4）不使用第三代接入網關，無線系統(tǒng)直接接入核心網絡。  
    隨著IP向無線方面的延伸，核心網絡不斷演進，最終不同網絡協(xié)議間的差異消失，第三
代無線接入網關將取消，3G無線部分將直接接入IP核心網。
    5、骨干網絡的演進
    隨著未來數據業(yè)務、多媒體業(yè)務主導地位的確立，整個電信網正朝著寬帶化、分組化、
綜合化、個人化方向發(fā)展。寬帶、分組交換模式的IP骨干網也將成為主流、話音、數據、圖
像等各種信息業(yè)務將根據市場的需求綜合在這個網中傳送。我們可以在第二代系統(tǒng)上通過引
入GPRS初步形成分組交換網絡，并將隨著第三代系統(tǒng)的引入逐步向以IP為主的骨干網演進，
演進步驟如下。
    第一步：在GSM網上引入GPRS，初步建立IP骨干網，話音走傳統(tǒng)電路網絡，數據進入GPRS
的IP網絡。
    第二步：IP骨干網不斷擴大，傳統(tǒng)電路型網絡逐漸縮小，在引入第三代移動通信系統(tǒng)時，
部分話音及數據進入IP網絡。  
    6、信令網的演進
    從核心網信令協(xié)議看，目前中國移動GSM網是基于中國七號信令及GSM-MAP規(guī)程，而世界
上還有其他令食如CCITT信令、ANSI信令等等。雖然在運營者融合組織的提議下，兩個無線接
入網從原理上講都可以與兩個核心網互聯(lián)。但這將給設備制造商增加開發(fā)難度、成本和時間，
從而增加運營者的運營成本及維護難度。所以目前正在制定一種全新的基于IP核心網的信令
協(xié)議。
    目前，中國七號信令網向全IP網的演進可以大致分為兩步，傳輸層協(xié)議MTP首先變?yōu)镮P，
其他控制層和應用層協(xié)議不變；隨著技術的發(fā)展，SCCP、TCAP、GSM/MAP等信令也將全部被
IP信令所取代，目前MWIF（移動無線因特網論壇）正在進行有關方面的研究。這樣網絡演進
較為平滑，兼容性更好，因為已經不再有中國七號信令與CCITT以及北美SS7信令的差別，也
不再有GSM/MAP和IS-41的差別，真正從網絡上實現全球統(tǒng)一。
    7、結束語
    每個運營者最終如何選擇IP核心網并如何過渡，很大程度上取決于技術發(fā)展和市場對全
IP網的業(yè)務需求以及第二代網絡平滑演進的要求。我們將對IP帶給我們的改變作好充分準備，
迎接新一代網絡變革時代的到來。


摘自《電信科學》