移動網(wǎng)絡的演進與NGN的融合

庾志成



　　移動通信網(wǎng)有自己的從現(xiàn)在的2代、2.5代向3代乃至未來的超3代的演進方式，而NGN是業(yè)界基于PSTN網(wǎng)絡提出下一代網(wǎng)絡的概念。眾多的相似之處以及通信網(wǎng)未來發(fā)展的大趨勢決定了這兩個不同的網(wǎng)絡最終將走向統(tǒng)一。在此試圖從移動通信網(wǎng)絡與NGN之間的關(guān)系出發(fā)，對未來移動網(wǎng)的演進與NGN的融合闡述一些看法。



1.蜂窩移動通信網(wǎng)向下一代演進的歷程



　　第一代移動通信系統(tǒng)是模擬話音通信，有制式多、互不兼容、安全性差、容量有限和不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務等不足。以GSM為代表的第二代移動通信系統(tǒng)（2G）是數(shù)字移動通信，頻率利用率和安全性有很大提高，但帶寬有限、無法很好地滿足數(shù)據(jù)通信業(yè)務的要求，并且由于標準不統(tǒng)一而無法實現(xiàn)真正意義的全球漫游。為了解決2G網(wǎng)絡存在的上述問題，第三代移動通信系統(tǒng)（3G）被開發(fā)出來，并已開始商用。



　　在2G向3G的過渡過程中出現(xiàn)了如GPRS、CDMA2O0OlX等2.5G系統(tǒng)。2.5G系統(tǒng)可以在一定性度上滿足用戶的移動數(shù)據(jù)業(yè)務的要求，但是在峰值速率等問題上沒有達到ITU提出的標準IMT2O00的規(guī)定。



　　2.5G沒有做到的事情。似乎3G也很難做到。從目前的各種3G系統(tǒng)來看，除了在速率上能夠比2.5G系統(tǒng)高一些之外，并沒有更多優(yōu)勢。尤其是在全球統(tǒng)一標準的問題上，2G因缺乏統(tǒng)一制式而產(chǎn)生的全球漫游問題，3G并沒有根本解決。3G同樣有WCDMA、cdna2O00和TD-SCDMA三大標準。大概是出于對3G標準工作某種程度上的失望，超3G、4G等系統(tǒng)的技術(shù)研究和標準制定工作，在3G尚未大規(guī)模商用的時候就被提到ITU的議事日程。目前，對第四代移動通信標準和概念的討論已開始了好幾年。一般來說，一代通信系統(tǒng)的從概念提出到標準成熟，大約需要十年左右的時間；從商用系統(tǒng)開始部署到達到頂峰大約為10到15年的時間；而從開始被新技術(shù)取代到完全退出歷史舞臺大約不到10年時間。



2.移動系統(tǒng)是下一代網(wǎng)絡重要的組成部分。



　　業(yè)界基于PSTN提出了下一代網(wǎng)絡(NGN)的概念。雖然目前對NGN還沒有形成統(tǒng)一認識，NGN最終發(fā)展成什么樣子，現(xiàn)在也難以描述清楚，但NGN對移動接入的要求是肯定的。自從2002年全球移動電話用戶總數(shù)超過固定電話用戶總數(shù)之后，這一點就被廣泛地認同了。移動電話的大發(fā)展充分表明人們對移動性的需求，電話服務需要移動性，互聯(lián)網(wǎng)服務同樣需要移動性。越來越多的人希望在移動的過程中高速接入互聯(lián)網(wǎng)，獲取急需的信息，完成所想做的事情。所以，真正的NGN必須能支持普遍的移動性。



　　移動網(wǎng)絡自身的發(fā)展演進過程也具備了下一代網(wǎng)絡的特征。一般認為下一代網(wǎng)絡應該具有的特征在下一代移動網(wǎng)中也得到體現(xiàn)。首先是采用開放的網(wǎng)絡構(gòu)架體系。移動通信行業(yè)也提出了以業(yè)務為目標的類似NGN概念——開放業(yè)務接入體系(0SA)。其次，下一代網(wǎng)絡是以業(yè)務驅(qū)動的網(wǎng)絡，業(yè)務與呼叫控制分離、呼叫與承載分離。OSA要求業(yè)務獨立于網(wǎng)絡。網(wǎng)絡具有提供標準化的業(yè)務能力，借助于OSA，一方面提供了業(yè)務開發(fā)的靈活性；一方面也為業(yè)務的使用提供標準化的接入手段(OSA API)；第三，下一代網(wǎng)絡是基于統(tǒng)一協(xié)議的、基于分組的網(wǎng)絡。移動網(wǎng)絡也是如此，以WCDMA網(wǎng)絡為例，它就沿著R99-R4-R5的演進策略，明確定位于以IP網(wǎng)絡為基礎的面向下一代的移動網(wǎng)絡架構(gòu)。



　　實際上，移動網(wǎng)、PSTN網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)未來的發(fā)展也必將融合成為統(tǒng)一的網(wǎng)絡，如圖l所示。







　　互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的下一步將是下一代互聯(lián)網(wǎng)——NGI；PSTN電話網(wǎng)發(fā)展的下一步即是通常所說的狹義的NGN；而移動網(wǎng)發(fā)展的下一步是3G乃至于4G網(wǎng)絡。這三個網(wǎng)演進的同一趨勢就是三網(wǎng)將趨向于融合統(tǒng)一。而且這種融合已經(jīng)和正在發(fā)生。比如我們可以認為GPRS和WLAN的產(chǎn)生就分別是在移動網(wǎng)絡上增加分組交換數(shù)據(jù)的功能和在固定局域網(wǎng)上增加移動性。而互聯(lián)網(wǎng)和電話網(wǎng)的融合才產(chǎn)生了VoIP業(yè)務。同樣，固定網(wǎng)絡和移動網(wǎng)絡本身也在相互接近，諸如無線市話系統(tǒng)(PHS)就可以說是賦予固定電話網(wǎng)移動性的表現(xiàn)。



　　那么這三個網(wǎng)絡相融合的最終結(jié)果是什么呢?這個問題實際上是下一代網(wǎng)絡的核心問題。問題的結(jié)果必然是統(tǒng)一的廣義的下一代網(wǎng)絡(Uniform NGN—UNGN)。UNGN將會是分組交換、移動接入和固網(wǎng)NGN的發(fā)展融合的最終產(chǎn)物。



　　中國全業(yè)務運營商對下一代網(wǎng)絡的要求將是UNGN發(fā)展最大的驅(qū)動力。融合了互聯(lián)網(wǎng)、移動網(wǎng)和PSTN網(wǎng)絡的UNGN將使運營商能夠使有線接入網(wǎng)絡和無線接入網(wǎng)絡共用核心網(wǎng)絡，節(jié)省對下一代網(wǎng)絡的建設投資；同時UNGN將會移動業(yè)務和固定應用業(yè)務平臺結(jié)合起來，便于運營商靈活開展業(yè)務，從而全面提升運營商的競爭優(yōu)勢。因此對于全業(yè)務運營商來說，發(fā)展統(tǒng)一的UNGN是必然的趨勢。



　　對于用戶來說，有線網(wǎng)絡和移動網(wǎng)絡結(jié)合到一起，可以實現(xiàn)真正的隨時隨地溝通，而且在通信手段和方式上也有了NGN更多的選擇和更大的靈活性。所以說，未來的移動網(wǎng)是固網(wǎng)NGN的重要組成部分，它們的融合統(tǒng)一是未來通信網(wǎng)絡發(fā)展的必然趨勢。



3.移動網(wǎng)與固定網(wǎng)在下一代網(wǎng)絡中的融合



　　(1)核心網(wǎng)上移動軟交換和固定軟交換的統(tǒng)一



　　移動網(wǎng)絡和固定網(wǎng)絡的最大區(qū)別在于接入方式不同，但不管是固定接入還是移動接入都是NGN多種接入方式的一個子集。當然，接入方式的不同也使得移動網(wǎng)絡和固定網(wǎng)絡存在著很大的區(qū)別。由于移動用戶漫游的特點，移動NGN的核心控制層——移動軟交換和固定軟交換相比，不但要處理呼叫控制，還要完成對用戶的位置管理、數(shù)據(jù)庫管埋、切換控制等移動網(wǎng)絡所特定的功能。



　　但是，移動軟交換和固定軟交換在本質(zhì)上是一樣的，都是業(yè)務/控制與傳送/接入分離思想的體現(xiàn)，是NGN體系結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵技術(shù)，其核心思想是通過軟件的方式來實現(xiàn)原來交換機的控制、接續(xù)和業(yè)務處理等功能，各實體之間通過標準的協(xié)議進行連接和通信，便于在NGN中更快地實現(xiàn)各類復雜的協(xié)議，更方便地提供業(yè)務。



　　(2)業(yè)務管理層



　　NGN的發(fā)展要求將網(wǎng)絡運營和業(yè)務運營相分離，形成一個獨立于網(wǎng)絡提供商的業(yè)務提供商，以此形成一個由多方構(gòu)成的開放價值鏈，各參與方共同設計和提供業(yè)務。實現(xiàn)這一目標的關(guān)鍵技術(shù)就是采用開放的、標準的應用編程接口——Parlay API接口如圖2所示。







　　Parlay API開放的應用編程接口，為網(wǎng)絡業(yè)務的創(chuàng)建和開發(fā)提供一種標準化的、安全簡便的方法，從而實現(xiàn)業(yè)務的可攜性，比如第2代移動通信中開發(fā)的業(yè)務同樣也可以用于第3代移動通信。Parlay應用編程接口與具體的網(wǎng)絡技術(shù)和協(xié)議無關(guān)，第3方業(yè)務開發(fā)商、獨立軟件提供商可以利用Parlay所提供的資源對網(wǎng)絡進行控制從而達到生成新業(yè)務的目的，使大量新業(yè)務的應用成為可能。Parlay應用編程接口主要適用于混合網(wǎng)，具有簡單、易擴充、可應用于不同類型的網(wǎng)絡和業(yè)務的特點。



　　3GPP還基于Parlay API提出了業(yè)務接入（OSA）結(jié)構(gòu)，OSA通過向業(yè)務提供商提供一種開放的、標準的、統(tǒng)一的網(wǎng)絡應用編程接口，為移動用戶提供個性化業(yè)務。業(yè)務部署和網(wǎng)絡運營分離，也使第三方業(yè)務提供商能公平的參與競爭，以利于實現(xiàn)多廠商環(huán)境和快速部署新業(yè)務。



　　3GPP定義的開放業(yè)務接入（OSA）結(jié)構(gòu)如圖3所示。








　　由此可見，固定NGN和未來移動網(wǎng)對于業(yè)務的目標是一致的。借助于API接口，移動和固定NGN可以實現(xiàn)兩者在應用層的融合，這對于全業(yè)務運營商來說，可以充分發(fā)揮自己的優(yōu)勢，提升核心競爭力。



　�。�3）傳送網(wǎng)



　　對于傳送網(wǎng)，固定NGN網(wǎng)絡和未來移動網(wǎng)絡的需求完全一致，都可以采用ATM/IP骨干網(wǎng)絡，兩個網(wǎng)絡可以共用一個傳送網(wǎng)絡。



　　面對移動網(wǎng)絡和固定網(wǎng)絡日漸融合的業(yè)務以及更多來自第三方的豐富多彩的業(yè)務，一個統(tǒng)一的基于IP/ATM的分組核心網(wǎng)將成為多業(yè)務網(wǎng)絡的基礎，可以大大優(yōu)化網(wǎng)絡資源，提高帶寬利用率，從而有效地降低運營成本，并節(jié)省運營開支，提升運營商的競爭優(yōu)勢。



　�。�4）接入網(wǎng)



　　固定網(wǎng)絡主要有如下幾種接入技術(shù)PSTN/綜合接入設備（IAD）/xDSL/LAN接入等；移動接入主要包括2G、3G的蜂窩網(wǎng)接入、WLAN、BWA、WPAN等技術(shù)。所有這些接入方式都可以通過各種網(wǎng)關(guān)或者直接接入到NGN的核心IP網(wǎng)絡上，詳見圖4。






4.NGN移動性的標準化進展



　　目前相關(guān)國際組織針對NGN的移動性問題從不同的角度進行研究。3GPP和3GPP2著重研究IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)的演進，它們所提供的移動性管理只對它們自己的系統(tǒng)有效，要實現(xiàn)在3GPP和3GPP2之間的IMS接入，需在兩個多媒體系統(tǒng)之間進行協(xié)調(diào)互通。



　　IETF正在研究移動IP技術(shù)，以實現(xiàn)路由器間的宏觀移動性，但如何把移動IP應用于其它情況(如無線網(wǎng))是個值得考慮的問題。



　　ITU-T中的SSG負責IMT2000的協(xié)調(diào)和集中問題，且已開始撰寫要求。



5.總結(jié)



　　隨著電信市場的全面放開和各大運營商逐漸向各個業(yè)務領域拓展，以及新的個體不斷進入電信市場，電信市場的競爭將越來越激烈。而高起點的、全業(yè)務運營的NGN網(wǎng)絡，可以有效地提升運營商的核心競爭力。對于傳統(tǒng)的電信運營商而言，隨著技術(shù)的逐步成熟，用戶對多樣化、個性化業(yè)務的需求以及競爭的需要，各種傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡，無論是固網(wǎng)，還是移動通信網(wǎng)，向下一代網(wǎng)絡(NGN)演進的趨勢是不可逆轉(zhuǎn)的。但是在發(fā)展演進的過程中，必須保持各種業(yè)務的延續(xù)性以及對演進成本進行有效的控制，從目前的情況來看，移動網(wǎng)、固定網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)自身的獨特要求在短時間內(nèi)還無法從一個統(tǒng)一的NGN上得到滿足。因此向NGN的演進還將是一個長期的漸進的過程，但移動網(wǎng)的演進與NGN融合的趨勢將是肯定的。




摘自　泰爾網(wǎng)