淺談全I(xiàn)P軟交換的未來(lái)發(fā)展
出處:李凱 王帥宇 魏冰 發(fā)布于:2011-08-31 10:46:22
IP是英文Internet Protocol(網(wǎng)絡(luò)之間互連的協(xié)議)的縮寫,中文簡(jiǎn)稱為“網(wǎng)協(xié)”,也就是為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相互連接進(jìn)行通信而設(shè)計(jì)的協(xié)議。在因特網(wǎng)中,它是能使連接到網(wǎng)上的所有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)相互通信的一套規(guī)則,規(guī)定了計(jì)算機(jī)在因特網(wǎng)上進(jìn)行通信時(shí)應(yīng)當(dāng)遵守的規(guī)則。任何廠家生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),只要遵守 IP協(xié)議就可以與因特網(wǎng)互連互通。IP地址具有性,根據(jù)用戶性質(zhì)的不同,可以分為5類。另外,IP還有進(jìn)入防護(hù),知識(shí)產(chǎn)權(quán),指針寄存器等含義。
1 背景
移動(dòng)軟交換屬于3GPP R4階段的技術(shù),到2004年3GPP移動(dòng)軟交換相關(guān)協(xié)議已趨于成熟,首先實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)的IP化。隨后,3GPP R5和R6階段引入了IU接口的IP化,R7實(shí)現(xiàn)了Gb和A接口控制面IP化,在R8引入A接口用戶面IP化,并終實(shí)現(xiàn)移動(dòng)軟交換下的端到端IP承載。
IP協(xié)議中還有一個(gè)非常重要的內(nèi)容,那就是給因特網(wǎng)上的每臺(tái)計(jì)算機(jī)和其它設(shè)備都規(guī)定了一個(gè)的地址,叫做“IP 地址”。由于有這種的地址,才保證了用戶在連網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上操作時(shí),能夠高效而且方便地從千千萬(wàn)萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)中選出自己所需的對(duì)象來(lái)。現(xiàn)在電信網(wǎng)正在與 IP網(wǎng)走向融合,以IP為基礎(chǔ)的新技術(shù)是熱門的技術(shù),如用IP網(wǎng)絡(luò)傳送話音的技術(shù)(即VoIP)就很熱門,其它如IP over ATM、IPover SDH、IP over WDM等等,都是IP技術(shù)的研究重點(diǎn)。
IP是怎樣實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連的?各個(gè)廠家生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和設(shè)備,如以太網(wǎng)、分組交換網(wǎng)等,它們相互之間不能互通,不能互通的主要原因是因?yàn)樗鼈兯鶄魉蛿?shù)據(jù)的基本單元(技術(shù)上稱之為“幀”)的格式不同。IP協(xié)議實(shí)際上是一套由軟件程序組成的協(xié)議軟件,它把各種不同“幀”統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成“IP數(shù)據(jù)包”格式,這種轉(zhuǎn)換是因特網(wǎng)的一個(gè)重要的特點(diǎn),使所有各種計(jì)算機(jī)都能在因特網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)互通,即具有“開放性”的特點(diǎn)。
2 軟交換IP化總體演進(jìn)策略
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軟件“IP地址切換器”(簡(jiǎn)稱IPCFG)就是為解決這種問(wèn)題而設(shè)計(jì)的,而且操作簡(jiǎn)單,速度飛快。“IP地址切換器”可以備份已經(jīng)設(shè)置好的網(wǎng)絡(luò)地址配置,讓您的網(wǎng)卡在備份好的配置之間快速切換。支持多網(wǎng)卡(10塊)。為您解決IP地址換來(lái)?yè)Q去的煩惱!
軟交換IP化既有驅(qū)動(dòng)力、又有存在很大風(fēng)險(xiǎn),主要體現(xiàn)為:
(1)IP網(wǎng)的靈活帶來(lái)業(yè)務(wù)的靈活和開放等一系列好處,但是IP網(wǎng)的靈活多變也給電信網(wǎng)絡(luò)一貫的高品質(zhì)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。IP軟交換帶來(lái)成本節(jié)約的同時(shí),也不同程度的出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的下降。
(2)IP軟交換扁平化的組織方式,對(duì)管理模式,運(yùn)維模式帶來(lái)挑戰(zhàn)。IP網(wǎng)絡(luò)某一部分的變化和故障往往很容易影響到全網(wǎng),這些都給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)巨大挑戰(zhàn);IP網(wǎng)絡(luò)扁平化的組網(wǎng)改變了傳統(tǒng)的維護(hù)模式,推進(jìn)了集中化的維護(hù)模式,對(duì)維護(hù)體制是巨大變化。
(3)IP化帶來(lái)了資源重新組織的能力,對(duì)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)在長(zhǎng)途、漫游,業(yè)務(wù)歸屬關(guān)系都帶來(lái)挑戰(zhàn);IP化導(dǎo)致很難確定某一個(gè)業(yè)務(wù)是為一個(gè)地區(qū)服務(wù)還是為全網(wǎng)服務(wù),這就要求改變業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商的思維,梳理全網(wǎng)服務(wù)意識(shí)。
(4)為保證長(zhǎng)期投資的有效性,使移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)到下一代網(wǎng)絡(luò),針對(duì)網(wǎng)絡(luò)IP化既有驅(qū)動(dòng)力、又有存在很大風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)際情況,移動(dòng)軟交換IP化應(yīng)遵循分步驟逐漸演進(jìn)的策略。主要體現(xiàn)為:對(duì)于全網(wǎng)IP化,按先R4移動(dòng)軟交換(網(wǎng)絡(luò)),再IMS(業(yè)務(wù))的思路演進(jìn);對(duì)于網(wǎng)絡(luò)IP化,按先網(wǎng),再接入網(wǎng)的思路演進(jìn);對(duì)于網(wǎng)IP化,按先話音,再信令的思路演進(jìn);對(duì)于話音IP化,按先匯接,再端局的思路演進(jìn);對(duì)于端局IP化,按先分離架構(gòu),再IP承載語(yǔ)音的思路演進(jìn)。
3 全I(xiàn)P軟交換催生技術(shù)創(chuàng)新
3.1 分離式架構(gòu)催生新的部署策略
R99網(wǎng)電路域基于TDM承載的傳統(tǒng)程控交換方式,網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與GSM網(wǎng)相同。如果將R99
MSC在地理上集中設(shè)置,會(huì)導(dǎo)致明顯的話路迂回,網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)方面的安全性也有問(wèn)題。
移動(dòng)軟交換實(shí)現(xiàn)了控制與承載相分離,可以把容量相對(duì)較小的MGW拉遠(yuǎn)到地級(jí)市負(fù)責(zé)交換本地話路,這樣就可以避免本地話路迂回的問(wèn)題;同時(shí)把MSC Server部署在省會(huì)中心,便于集中維護(hù)和管理。由于軟交換可以通過(guò)MGW歸屬到多個(gè)MSC Server(地理可分離)的機(jī)制實(shí)現(xiàn)MSC Server POOL組網(wǎng),可以在在一定程度上補(bǔ)償由于MSC Server集中設(shè)置所帶來(lái)的容災(zāi)方面的安全性問(wèn)題。
3.2網(wǎng)IP承載語(yǔ)音優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)
中國(guó)移動(dòng)采用基于IP承載語(yǔ)音的軟交換架構(gòu)組網(wǎng)。軟交換機(jī)集中設(shè)置在省中心城市,媒體網(wǎng)關(guān)MGW靠近話務(wù)源部署在各地市。移動(dòng)軟交換機(jī)和MGW都應(yīng)具備同時(shí)支持3G和2G的能力。在控制面,全國(guó)省內(nèi)所有軟交換機(jī)平面組網(wǎng),省際軟交換機(jī)之間的BICC信令經(jīng)CMN轉(zhuǎn)接。在用戶面,全國(guó)所有的MGW平面組網(wǎng),MGW之間的媒體流由IP承載網(wǎng)疏通,不再經(jīng)其他MGW轉(zhuǎn)接。
對(duì)于省際、省內(nèi)長(zhǎng)途IP端局與TDM端局的互通話務(wù),由交換關(guān)口局GMGW或TMG做互通設(shè)備(IW-MGW),疏通TDM側(cè)的省際話務(wù)和部分省內(nèi)話務(wù)。實(shí)現(xiàn)TDM端局到IP端局互通話務(wù)的就近入IP,IP端局到TDM端局互通話務(wù)的就遠(yuǎn)出IP路由方式。
網(wǎng)IP承載語(yǔ)音的上述路由方式保證IP端局之間媒體直連,IP-TDM互通話務(wù)盡量由本地網(wǎng)轉(zhuǎn)接,降低匯接網(wǎng)TMG擴(kuò)容規(guī)模壓力。
3.3 無(wú)線接入網(wǎng)IP化實(shí)現(xiàn)端到端全面IP承載
對(duì)于網(wǎng)絡(luò)IP化的策略,在全I(xiàn)P軟交換的基礎(chǔ)上,引入無(wú)線接入網(wǎng)IP化,可實(shí)現(xiàn)端到端全面IP承載。
BTS與BSC間的Abis接口目前為設(shè)備廠家的私有接口,主要采用設(shè)備廠家的自有方案實(shí)現(xiàn)IP承載,Gb接口IP化標(biāo)準(zhǔn)化和設(shè)備實(shí)現(xiàn)都比較成熟,但3GPP早期僅僅對(duì)A接口信令面的IP化進(jìn)行了規(guī)定,在用戶面的IP化方面尚屬一片空白。
A接口用戶面的IP化能夠帶來(lái)節(jié)省傳輸帶寬,提高語(yǔ)音質(zhì)量等優(yōu)勢(shì),中國(guó)移動(dòng)積極推動(dòng)相關(guān)研究,并已經(jīng)在2008年將研究成果全部推入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),填補(bǔ)了3GPP在AoIP方面的空白。
A接口用戶面IP化的完成,標(biāo)志著移動(dòng)軟交換下端到端基于IP承載的實(shí)現(xiàn),其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)為:
(1) 話音業(yè)務(wù)質(zhì)量提高:在A接口TDM承載時(shí)(網(wǎng)IP化條件下),單個(gè)2G-2G呼叫需要經(jīng)過(guò)4次TC(編解碼轉(zhuǎn)換)過(guò)程 ,語(yǔ)音質(zhì)量下降;AoIP后,可實(shí)現(xiàn)全程免編解碼從而提高語(yǔ)音質(zhì)量。
(2) 降低網(wǎng)絡(luò)成本:A接口IP化后,由于TC從BSC上移到MGW,IP化后TrFO情況下的2G呼2G不需要TC,大量降低設(shè)備投資。
(3) BSC信令直達(dá)MSC Server,取消SG:BSC和MSC Server皆有IP端口,信令可以直接從BSC直連MSC Server,不再需要SG做TDM→IP轉(zhuǎn)接,簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)組織。
(4) IP化利于MSC POOL組網(wǎng)實(shí)施:在A/Gb為TDM情況下,由于E1傳輸連接太復(fù)雜, MSC in Pool、SGSN in Pool方案實(shí)現(xiàn)難度大。IP帶來(lái)的組網(wǎng)扁平化使得MSC、SGSN資源池的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)得以快速實(shí)施。
(5) 簡(jiǎn)化維護(hù)管理難度:GSM網(wǎng)和接入網(wǎng)統(tǒng)一支持全I(xiàn)P組網(wǎng),有利于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。Abis接口、A接口、Gb接口IP化后,可以將需要維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)類型歸一化,減少維護(hù)人員的技能要求,簡(jiǎn)化了維護(hù)管理難度。
(6) 2G/3G共享網(wǎng)絡(luò)傳輸,利于傳輸網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì):在3G RAN采用IP傳輸?shù)那闆r下,3G RAN的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)必然將采用IP化傳輸技術(shù),IP BSS使得2G、3G可以共享基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò),不需要為2G BSS單獨(dú)維護(hù)一張TDM基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。
4 ICS技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)由IMS統(tǒng)一控制
對(duì)于全網(wǎng)IP化,在移動(dòng)軟交換IP化的基礎(chǔ)上,再引入基于IP的IMS控制架構(gòu),實(shí)現(xiàn)從承載到業(yè)務(wù)控制的全面IP化。
IMS支持多種固定/移動(dòng)接入方式的融合,支持無(wú)縫的移動(dòng)性和業(yè)務(wù)連續(xù)性,是全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的目標(biāo)網(wǎng)架構(gòu)。在LTE階段,運(yùn)營(yíng)商可以提供由IMS控制的PS承載語(yǔ)音及豐富的多媒體業(yè)務(wù)。但LTE初期可能以熱點(diǎn)覆蓋為主,一段時(shí)間內(nèi)還無(wú)法形成與2/3G接近的全面覆蓋。由于2/3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶寬和QoS等因素的限制,運(yùn)營(yíng)商可以在2/3G網(wǎng)絡(luò)提供一些PS域非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù),但移動(dòng)話音業(yè)務(wù)還需要從CS域接入。IMS
Centralized Services (ICS)就是要建立一個(gè)公共的網(wǎng)絡(luò),同時(shí)向移動(dòng)/固定IP接入和移動(dòng)CS接入用戶提供統(tǒng)一服務(wù),以實(shí)現(xiàn)有效地降低網(wǎng)的OPEX和CAPEX。
5 結(jié)束語(yǔ)
全網(wǎng)IP化是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì),軟交換從網(wǎng)到無(wú)線接入網(wǎng)全面引入IP承載,為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)整體平滑演進(jìn)到下一代全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)奠定了基礎(chǔ)。同時(shí),全I(xiàn)P軟交換也催生了許多新的網(wǎng)絡(luò)部署策略、路由組織策略,便于部署更多的新技術(shù)。因此,全I(xiàn)P軟交換必然會(huì)進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)的安全性和業(yè)務(wù)質(zhì)量。
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