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相对于固定网络而言,第三代移动网络的标准化工作非常完善,因此对千移动运营商来说,移动网络演进的路线比较明确,无非是技术标准版本的选择。在第三代移动网络的发展中,软交换技术和IP技术得到充分体现。然而,软交换技术在移动网络中的应用不是只能从3G网络开始,事实上在3G即将到来之前,软交换技术已经逐渐在2G网络中崭露头角。
3G移动核心网标准的进展
3G网络主要有3个标准,它们是3GPP制定的WCDMA(UMTS)标准、3GPP2制定的CDMA2000标准以及我国推出的TD-SCDMA标准。3G移动核心网标准主要是由3GPP和3GPP2发布。
1.3GPP标准的进展
3GPP推出的标准分为不同版本。自1999年3GPP为其3G系统完成R99之后,已经陆续推出了R4、R5和R6,目前正在研究和制定当中的是R7。由千受当时市场需求和技术成熟度的影响,每个版本推出的内容和技术有所不同,这造成各自面向的业务、形成的网络架构不尽相同。了解它们之间的差异性,有助千对移动网络演进趋势的研究,也有助于对这些版本在3G网络中的应用有一个正确的判断。
(1)R99
下图所示是R99网络体系结构的示意图。R99在移动网络无线接口方面是一次革命,引入了新的频率、新的无线技术,但在核心网络方面则基本保持了2.5G的GPRS引入后的网络架构。在3GPPR99环境下,电路交换(CS,CircuitSwitch)域的点到点连接(如话音呼叫)都是通过No.7信令建立,而在分组交换CPS,PacketSwitch)域,基千GTP协议的分组信令只能建立从终端到GGSN为止的分组数据承载,用于网页浏览、内容下载等非点到点类型业务。如果某个分组呼叫的目的地是网内的另外一个移动终端,GGSN会自动终止该连接。因此,从R!J!)的网络结构中可以看出R99属千承载与控制还未分离的传统网络,不具备全业务支持能力。
虽然R99要求核心网使用集成式MSC,但一些供应商巳开始提供适合R99的MSC分解模型(媒体网关+MSC服务器)方案来代替在R99网中使用传统的以ATM为基础的电路交换MSC的方案。
R99提供的服务与2G十网络中提供的服务基本是相同的,但如果采用软交换模式,R99将可以提供更多的新服务。使用了R99后,由于提高了终端用户的数据带宽,目前在2.5G网络中没法提供或不经济的服务都可以提供了。由于宽带传送,用户可以获得功能更加强大的无线电子邮件服务,而不像现在的2G网络那样只能获得有限的、短小的信息。与此同时,语音传送仍将占据着网络中大部分的传送任务。
(2)R4
R4基本功能在2001年3月确定,核心网络PS域的网络结构和R99保持一致,CS域则基于NGN构架。R4核心网具有控制集中、接入分散、业务架构开放的特点,具备了全业务支持能力。R4对核心网中的电路域进行改造,支持ATM/IP/TDM多种承载方式,并第一次在3G标准中引入了软交换技术,其主要特征是实现了承载与控制的分离,将传统移动交换机分解为媒体网关和MSC服务器(MSCServer)两部分。从RNC开始将控制流与信息流分开,信息流经过媒体网关进入承载网,控制流送往MSC服务器,进人控制层,如图15.12所示。媒体网关提供从分组核心网到传统电路交换网的语音承载转换。MSC服务器通过标准的控制接口媒体网关控制协议(Megaco)一—来控制媒体网关。MSC服务器和媒体网关的组合可以取代R99中的MSC。除了语音分组交换和处理,MSC服务器提供的其他服务与R99相同。
(3)R5
R5基本功能冻结千2002年3月,部分功能冻结于2002年6月。除了核心网的变化外,R5规范中最重要的两个技术亮点就是IMS和HSDPACHigh-SpeedDownlinkPacketAccess,高速下行数据分组接入)。R5核心网仍保留CS域用千语音和电路型数据业务,其网络结构和R4保持一致。
上图是RS网络体系结构示意图。RS核心网采用全IP承载网络。根据提供业务功能的不同,核心网可分为电路域、分组域和多媒体子域,分别处理语音、数据和IP多媒体业务。其中,CS域和IMS域是按照控制和承载分离原则进行构造的。CS域中媒体网关作为承载层设备,主要完成媒体流转换和承载通道的适配;MSC服务器作为控制层设备,主要完成呼叫控制和移动控制功能。IMS域中MGCF和MGW是实现多媒体子域与PSTN/ISDN以及PLMN互通的功能实体,MGCF完成媒体网关控制功能。3GPP规定MGW和MSC服务器之间以及MGCF和MGW之间的接口协议采用H.248协议。根据移动网络的需求,3GPP还对H.248协议进行了扩展。