移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)與NGN的融合

庾志成



　　移動(dòng)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(lái)的超3代的演進(jìn)方式，而NGN是業(yè)界基于PSTN網(wǎng)絡(luò)提出下一代網(wǎng)絡(luò)的概念。眾多的相似之處以及通信網(wǎng)未來(lái)發(fā)展的大趨勢(shì)決定了這兩個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)最終將走向統(tǒng)一。在此試圖從移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與NGN之間的關(guān)系出發(fā)，對(duì)未來(lái)移動(dòng)網(wǎng)的演進(jìn)與NGN的融合闡述一些看法。



1.蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)向下一代演進(jìn)的歷程



　　第一代移動(dòng)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(wù)等不足。以GSM為代表的第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)（2G）是數(shù)字移動(dòng)通信，頻率利用率和安全性有很大提高，但帶寬有限、無(wú)法很好地滿足數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的要求，并且由于標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一而無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正意義的全球漫游。為了解決2G網(wǎng)絡(luò)存在的上述問(wèn)題，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G）被開(kāi)發(fā)出來(lái)，并已開(kāi)始商用。



　　在2G向3G的過(guò)渡過(guò)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(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的要求，但是在峰值速率等問(wèn)題上沒(méi)有達(dá)到ITU提出的標(biāo)準(zhǔn)IMT2O00的規(guī)定。



　　2.5G沒(méi)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(lái)看，除了在速率上能夠比2.5G系統(tǒng)高一些之外，并沒(méi)有更多優(yōu)勢(shì)。尤其是在全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題上，2G因缺乏統(tǒng)一制式而產(chǎn)生的全球漫游問(wèn)題，3G并沒(méi)有根本解決。3G同樣有WCDMA、cdna2O00和TD-SCDMA三大標(biāo)準(zhǔn)。大概是出于對(duì)3G標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)制定工作，在3G尚未大規(guī)模商用的時(shí)候就被提到ITU的議事日程。目前，對(duì)第四代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)和概念的討論已開(kāi)始了好幾年。一般來(lái)說(shuō)，一代通信系統(tǒng)的從概念提出到標(biāo)準(zhǔn)成熟，大約需要十年左右的時(shí)間；從商用系統(tǒng)開(kāi)始部署到達(dá)到頂峰大約為10到15年的時(shí)間；而從開(kāi)始被新技術(shù)取代到完全退出歷史舞臺(tái)大約不到10年時(shí)間。



2.移動(dòng)系統(tǒng)是下一代網(wǎng)絡(luò)重要的組成部分。



　　業(yè)界基于PSTN提出了下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)的概念。雖然目前對(duì)NGN還沒(méi)有形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，NGN最終發(fā)展成什么樣子，現(xiàn)在也難以描述清楚，但NGN對(duì)移動(dòng)接入的要求是肯定的。自從2002年全球移動(dòng)電話用戶總數(shù)超過(guò)固定電話用戶總數(shù)之后，這一點(diǎn)就被廣泛地認(rèn)同了。移動(dòng)電話的大發(fā)展充分表明人們對(duì)移動(dòng)性的需求，電話服務(wù)需要移動(dòng)性，互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)同樣需要移動(dòng)性。越來(lái)越多的人希望在移動(dòng)的過(guò)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(dòng)性。



　　移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)自身的發(fā)展演進(jìn)過(guò)程也具備了下一代網(wǎng)絡(luò)的特征。一般認(rèn)為下一代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有的特征在下一代移動(dòng)網(wǎng)中也得到體現(xiàn)。首先是采用開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架體系。移動(dòng)通信行業(yè)也提出了以業(yè)務(wù)為目標(biāo)的類似NGN概念——開(kāi)放業(yè)務(wù)接入體系(0SA)。其次，下一代網(wǎng)絡(luò)是以業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)與呼叫控制分離、呼叫與承載分離。OSA要求業(yè)務(wù)獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)具有提供標(biāo)準(zhǔn)化的業(yè)務(wù)能力，借助于OSA，一方面提供了業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)的靈活性；一方面也為業(yè)務(wù)的使用提供標(biāo)準(zhǔn)化的接入手段(OSA API)；第三，下一代網(wǎng)絡(luò)是基于統(tǒng)一協(xié)議的、基于分組的網(wǎng)絡(luò)。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)也是如此，以WCDMA網(wǎng)絡(luò)為例，它就沿著R99-R4-R5的演進(jìn)策略，明確定位于以IP網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的面向下一代的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。



　　實(shí)際上，移動(dòng)網(wǎng)、PSTN網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展也必將融合成為統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)，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(shuō)的狹義的NGN；而移動(dòng)網(wǎng)發(fā)展的下一步是3G乃至于4G網(wǎng)絡(luò)。這三個(gè)網(wǎng)演進(jìn)的同一趨勢(shì)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(rèn)為GPRS和WLAN的產(chǎn)生就分別是在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)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(dòng)性。而互聯(lián)網(wǎng)和電話網(wǎng)的融合才產(chǎn)生了VoIP業(yè)務(wù)。同樣，固定網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)本身也在相互接近，諸如無(wú)線市話系統(tǒng)(PHS)就可以說(shuō)是賦予固定電話網(wǎng)移動(dòng)性的表現(xiàn)。



　　那么這三個(gè)網(wǎng)絡(luò)相融合的最終結(jié)果是什么呢?這個(gè)問(wèn)題實(shí)際上是下一代網(wǎng)絡(luò)的核心問(wèn)題。問(wèn)題的結(jié)果必然是統(tǒng)一的廣義的下一代網(wǎng)絡(luò)(Uniform NGN—UNGN)。UNGN將會(huì)是分組交換、移動(dòng)接入和固網(wǎng)NGN的發(fā)展融合的最終產(chǎn)物。



　　中國(guó)全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商對(duì)下一代網(wǎng)絡(luò)的要求將是UNGN發(fā)展最大的驅(qū)動(dòng)力。融合了互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)和PSTN網(wǎng)絡(luò)的UNGN將使運(yùn)營(yíng)商能夠使有線接入網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)共用核心網(wǎng)絡(luò)，節(jié)省對(duì)下一代網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)投資；同時(shí)UNGN將會(huì)移動(dòng)業(yè)務(wù)和固定應(yīng)用業(yè)務(wù)平臺(tái)結(jié)合起來(lái)，便于運(yùn)營(yíng)商靈活開(kāi)展業(yè)務(wù)，從而全面提升運(yùn)營(yíng)商的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。因此對(duì)于全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，發(fā)展統(tǒng)一的UNGN是必然的趨勢(shì)。



　　對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，有線網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合到一起，可以實(shí)現(xiàn)真正的隨時(shí)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(shuō)，未來(lái)的移動(dòng)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(lái)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢(shì)。



3.移動(dòng)網(wǎng)與固定網(wǎng)在下一代網(wǎng)絡(luò)中的融合



　　(1)核心網(wǎng)上移動(dòng)軟交換和固定軟交換的統(tǒng)一



　　移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和固定網(wǎng)絡(luò)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(dòng)接入都是NGN多種接入方式的一個(gè)子集。當(dāng)然，接入方式的不同也使得移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和固定網(wǎng)絡(luò)存在著很大的區(qū)別。由于移動(dòng)用戶漫游的特點(diǎn)，移動(dòng)NGN的核心控制層——移動(dòng)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(duì)用戶的位置管理、數(shù)據(jù)庫(kù)管埋、切換控制等移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)所特定的功能。



　　但是，移動(dòng)軟交換和固定軟交換在本質(zhì)上是一樣的，都是業(yè)務(wù)/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(guò)軟件的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)原來(lái)交換機(jī)的控制、接續(xù)和業(yè)務(wù)處理等功能，各實(shí)體之間通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議進(jìn)行連接和通信，便于在NGN中更快地實(shí)現(xiàn)各類復(fù)雜的協(xié)議，更方便地提供業(yè)務(wù)。



　　(2)業(yè)務(wù)管理層



　　NGN的發(fā)展要求將網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)和業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)相分離，形成一個(gè)獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)提供商的業(yè)務(wù)提供商，以此形成一個(gè)由多方構(gòu)成的開(kāi)放價(jià)值鏈，各參與方共同設(shè)計(jì)和提供業(yè)務(wù)。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)就是采用開(kāi)放的、標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用編程接口——Parlay API接口如圖2所示。







　　Parlay API開(kāi)放的應(yīng)用編程接口，為網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的創(chuàng)建和開(kāi)發(fā)提供一種標(biāo)準(zhǔn)化的、安全簡(jiǎn)便的方法，從而實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的可攜性，比如第2代移動(dòng)通信中開(kāi)發(fā)的業(yè)務(wù)同樣也可以用于第3代移動(dòng)通信。Parlay應(yīng)用編程接口與具體的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和協(xié)議無(wú)關(guān)，第3方業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)商、獨(dú)立軟件提供商可以利用Parlay所提供的資源對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制從而達(dá)到生成新業(yè)務(wù)的目的，使大量新業(yè)務(wù)的應(yīng)用成為可能。Parlay應(yīng)用編程接口主要適用于混合網(wǎng)，具有簡(jiǎn)單、易擴(kuò)充、可應(yīng)用于不同類型的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的特點(diǎn)。



　　3GPP還基于Parlay API提出了業(yè)務(wù)接入（OSA）結(jié)構(gòu)，OSA通過(guò)向業(yè)務(wù)提供商提供一種開(kāi)放的、標(biāo)準(zhǔn)的、統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程接口，為移動(dòng)用戶提供個(gè)性化業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)部署和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)分離，也使第三方業(yè)務(wù)提供商能公平的參與競(jìng)爭(zhēng)，以利于實(shí)現(xiàn)多廠商環(huán)境和快速部署新業(yè)務(wù)。



　　3GPP定義的開(kāi)放業(yè)務(wù)接入（OSA）結(jié)構(gòu)如圖3所示。








　　由此可見(jiàn)，固定NGN和未來(lái)移動(dòng)網(wǎng)對(duì)于業(yè)務(wù)的目標(biāo)是一致的。借助于API接口，移動(dòng)和固定NGN可以實(shí)現(xiàn)兩者在應(yīng)用層的融合，這對(duì)于全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，可以充分發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)，提升核心競(jìng)爭(zhēng)力。



　�。�3）傳送網(wǎng)



　　對(duì)于傳送網(wǎng)，固定NGN網(wǎng)絡(luò)和未來(lái)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的需求完全一致，都可以采用ATM/IP骨干網(wǎng)絡(luò)，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以共用一個(gè)傳送網(wǎng)絡(luò)。



　　面對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和固定網(wǎng)絡(luò)日漸融合的業(yè)務(wù)以及更多來(lái)自第三方的豐富多彩的業(yè)務(wù)，一個(gè)統(tǒng)一的基于IP/ATM的分組核心網(wǎng)將成為多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，可以大大優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源，提高帶寬利用率，從而有效地降低運(yùn)營(yíng)成本，并節(jié)省運(yùn)營(yíng)開(kāi)支，提升運(yùn)營(yíng)商的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。



　�。�4）接入網(wǎng)



　　固定網(wǎng)絡(luò)主要有如下幾種接入技術(shù)PSTN/綜合接入設(shè)備（IAD）/xDSL/LAN接入等；移動(dòng)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(guò)各種網(wǎng)關(guān)或者直接接入到NGN的核心IP網(wǎng)絡(luò)上，詳見(jiàn)圖4。






4.NGN移動(dòng)性的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展



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



　　IETF正在研究移動(dòng)IP技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)路由器間的宏觀移動(dòng)性，但如何把移動(dòng)IP應(yīng)用于其它情況(如無(wú)線網(wǎng))是個(gè)值得考慮的問(wèn)題。



　　ITU-T中的SSG負(fù)責(zé)IMT2000的協(xié)調(diào)和集中問(wèn)題，且已開(kāi)始撰寫要求。



5.總結(jié)



　　隨著電信市場(chǎng)的全面放開(kāi)和各大運(yùn)營(yíng)商逐漸向各個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域拓展，以及新的個(gè)體不斷進(jìn)入電信市場(chǎng)，電信市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)將越來(lái)越激烈。而高起點(diǎn)的、全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的NGN網(wǎng)絡(luò)，可以有效地提升運(yùn)營(yíng)商的核心競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)于傳統(tǒng)的電信運(yùn)營(yíng)商而言，隨著技術(shù)的逐步成熟，用戶對(duì)多樣化、個(gè)性化業(yè)務(wù)的需求以及競(jìng)爭(zhēng)的需要，各種傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)，無(wú)論是固網(wǎng)，還是移動(dòng)通信網(wǎng)，向下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)演進(jìn)的趨勢(shì)是不可逆轉(zhuǎn)的。但是在發(fā)展演進(jìn)的過(guò)程中，必須保持各種業(yè)務(wù)的延續(xù)性以及對(duì)演進(jìn)成本進(jìn)行有效的控制，從目前的情況來(lái)看，移動(dòng)網(wǎng)、固定網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)自身的獨(dú)特要求在短時(shí)間內(nèi)還無(wú)法從一個(gè)統(tǒng)一的NGN上得到滿足。因此向NGN的演進(jìn)還將是一個(gè)長(zhǎng)期的漸進(jìn)的過(guò)程，但移動(dòng)網(wǎng)的演進(jìn)與NGN融合的趨勢(shì)將是肯定的。




摘自　泰爾網(wǎng)