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

一、簡(jiǎn)介

　　第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)建設(shè)拉開帷幕。3G牌照具體什么時(shí)候發(fā)，3G什么時(shí)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(jì)最遲2004年年底會(huì)發(fā)放3G牌照。提到的許多應(yīng)用，通過(guò)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(shí)代的到來(lái)還需時(shí)日。

　　引入3G時(shí)，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(shì)，才能使得運(yùn)營(yíng)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(lái)什么?更高的頻譜使用效率，給用戶帶來(lái)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(gè)重要特點(diǎn)是空中無(wú)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(shí)軟交換的引入可以降低系統(tǒng)建設(shè)投資(EPEX)和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)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(lái)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(gè)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(wú)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(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)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(shí)，需要適應(yīng)未來(lái)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(duì)已有第二代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，如何實(shí)現(xiàn)向3G平滑過(guò)渡、最大化地降低演進(jìn)成本是關(guān)鍵因素；對(duì)新興的運(yùn)營(yíng)商而言，關(guān)鍵因素是要快速建立起一個(gè)覆蓋廣泛的3G網(wǎng)絡(luò)，搶占市場(chǎng)。

　　版本選擇上，一旦3G牌照下放，運(yùn)營(yíng)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(duì)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(shí)。為了規(guī)避技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，目前運(yùn)營(yíng)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(yùn)營(yíng)商選擇了技術(shù)成熟性。網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)時(shí)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(shí)期，需要能夠方便地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)升級(jí)、改造，同時(shí)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(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)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(wú)線軟交換和媒體網(wǎng)關(guān)，到R5的全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)。總之，3G系統(tǒng)與NGN將會(huì)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(duì)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(guò)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(wú)線接入網(wǎng)(RAN)到核心網(wǎng)的語(yǔ)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(wú)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(jī)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(guò)渡到全I(xiàn)P核心網(wǎng)，并基于分組核心網(wǎng)發(fā)送語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)。

　　無(wú)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(shí)現(xiàn)移動(dòng)所特有的鑒權(quán)、位置更新、尋呼、切換等移動(dòng)性管理功能；移動(dòng)的媒體網(wǎng)關(guān)設(shè)備也具有移動(dòng)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(jī)制。在協(xié)議方面，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)需要特有的MAP協(xié)議、CAP協(xié)議；除此以外對(duì)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(dòng)相關(guān)的擴(kuò)展。

　　R99規(guī)定了從基于ATM的移動(dòng)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(huì)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(wú)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(wú)線軟交換的方案。從呼叫控制中分離交換功能，允許運(yùn)營(yíng)商將呼叫控制功能集中起來(lái)。運(yùn)營(yíng)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(lái)，就像今天的MSC一樣。因此運(yùn)營(yíng)商可以降低中繼的開銷。同時(shí)將MSC服務(wù)器集中起來(lái)還可以降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)的開銷，這也是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中將MSC集中起來(lái)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(fèi)效比，同時(shí)在提供無(wú)線服務(wù)期間，能夠降低更多的建設(shè)投資和運(yùn)作投資。運(yùn)營(yíng)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(shí)，無(wú)線軟交換和媒體網(wǎng)關(guān)還可以用到第二代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，提供基于分組語(yǔ)音，通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行語(yǔ)音編解碼轉(zhuǎn)換。

　　第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)得到了部分標(biāo)準(zhǔn)化，預(yù)計(jì)在2003年？2005年開始商用，日本和韓國(guó)已經(jīng)于今年開始商用，業(yè)務(wù)發(fā)展形勢(shì)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(gè)主要的3G標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)階段性地制訂出來(lái)了：一個(gè)是3GPP的UMTS，一個(gè)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(duì)歐洲和亞洲市場(chǎng)，后者主要是面向美國(guó)和一些亞洲市場(chǎng)。

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(yùn)營(yíng)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(tái)、統(tǒng)一的運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)。統(tǒng)一的電信網(wǎng)絡(luò)給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)用戶信息統(tǒng)一、計(jì)費(fèi)、維護(hù)管理等優(yōu)勢(shì)，也會(huì)節(jié)省設(shè)備、系統(tǒng)等的投資，給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)直接好處是投資(CAPEX)和運(yùn)維(OPEX)費(fèi)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(shuō)明這種努力還是有價(jià)值的。

　　B-ISDN曾經(jīng)一度是電信人的夢(mèng)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(diǎn)播電視、電視廣播、動(dòng)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(diǎn)，一點(diǎn)接入提供所有業(yè)務(wù)。B-ISDN的夢(mèng)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(shí)現(xiàn)的可行性來(lái)看，下一代網(wǎng)絡(luò)比B-ISDN更現(xiàn)實(shí)。有人曾經(jīng)說(shuō)過(guò)下一代網(wǎng)絡(luò)概念本來(lái)就不準(zhǔn)確，我們每一次談下一代網(wǎng)絡(luò)時(shí)，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(guò)使用分層、分面和開放接口的方式，給業(yè)務(wù)提供者和運(yùn)營(yíng)者提供一個(gè)平臺(tái)，借助這一平臺(tái)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(shí)候、任何地方、以可以接受的價(jià)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(yùn)營(yíng)商，其主營(yíng)的電話業(yè)務(wù)正遭受前所未有的資費(fèi)改革影響以及移動(dòng)和IP業(yè)務(wù)的分流威脅。在長(zhǎng)途和國(guó)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(dòng)分流。在這樣的形勢(shì)下，運(yùn)營(yíng)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(gè)重要機(jī)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(dú)立開發(fā)，支持廣泛的業(yè)務(wù)類型：

　　具有端對(duì)端透明的寬帶能力：

　　與現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互連互通：

　　通用移動(dòng)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(dòng)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(duì)電信業(yè)務(wù)的需求等等。促動(dòng)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(shí)現(xiàn)盈利，但是互聯(lián)網(wǎng)的用戶增長(zhǎng)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(gè)促動(dòng)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(jī)中實(shí)現(xiàn)，提供電信新業(yè)務(wù)時(shí)，需要對(duì)每一個(gè)交換機(jī)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(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯，因此提供新業(yè)務(wù)時(shí)只需要在交換機(jī)上作很小的修改就可以實(shí)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(jī)上進(jìn)行修改，同時(shí)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(shí)現(xiàn)。所以提供新業(yè)務(wù)時(shí)，只需要對(duì)軟交換系統(tǒng)進(jìn)行修改就可以了，而不需要對(duì)全網(wǎng)媒體網(wǎng)關(guān)普遍的修改，同時(shí)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(guò)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(chǎng)前所未有的變革。網(wǎng)絡(luò)向分組化融合的大趨勢(shì)已漸趨明顯。3G是NGN接入層的技術(shù)，NGN成為固網(wǎng)和未來(lái)3G系統(tǒng)的橋梁。在包交換技術(shù)迅速發(fā)展的大趨勢(shì)下，移動(dòng)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(wèn)題。就移動(dòng)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(lái)說(shuō)，3G也是下一代網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)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(yǔ)音業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，帶來(lái)了用戶之間語(yǔ)音傳輸?shù)闹卮笞兏铩Ｔ赩oIP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(dòng)交換外語(yǔ)音業(yè)務(wù)流在無(wú)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(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)制訂時(shí)，就準(zhǔn)備從基于電路交換的核心網(wǎng)絡(luò)過(guò)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(guò)渡方案，其中語(yǔ)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(lái)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(wèn)業(yè)務(wù)。但是完善的通信網(wǎng)絡(luò)不是一蹴而就，需要?dú)v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(tái)、支撐系統(tǒng)的變革。從運(yùn)營(yíng)商的角度來(lái)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　3G系統(tǒng)建設(shè)對(duì)每一個(gè)運(yùn)營(yíng)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(huì)影響運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)提供能力，也代表了運(yùn)營(yíng)商技術(shù)路線的選擇。運(yùn)營(yíng)商需要認(rèn)真考慮技術(shù)方案，以便符合未來(lái)長(zhǎng)遠(yuǎn)的技術(shù)發(fā)展方向。