移動網絡的演進與NGN的融合

2019-11-03 09:22:10

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供稿：網友

庾志成

　　移動通信網有自己的從現在的2代、2.5代向3代乃至未來的超3代的演進方式，而NGN是業界基于PSTN網絡提出下一代網絡的概念。眾多的相似之處以及通信網未來發展的大趨勢決定了這兩個不同的網絡最終將走向統一。在此試圖從移動通信網絡與NGN之間的關系出發，對未來移動網的演進與NGN的融合闡述一些看法。

1.蜂窩移動通信網向下一代演進的歷程

　　第一代移動通信系統是模擬話音通信，有制式多、互不兼容、安全性差、容量有限和不能提供數據業務等不足。以GSM為代表的第二代移動通信系統（2G）是數字移動通信，頻率利用率和安全性有很大提高，但帶寬有限、無法很好地滿足數據通信業務的要求，并且由于標準不統一而無法實現真正意義的全球漫游。為了解決2G網絡存在的上述問題，第三代移動通信系統（3G）被開發出來，并已開始商用。

　　在2G向3G的過渡過程中出現了如GPRS、CDMA2O0OlX等2.5G系統。2.5G系統可以在一定性度上滿足用戶的移動數據業務的要求，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系統來看，除了在速率上能夠比2.5G系統高一些之外，并沒有更多優勢。尤其是在全球統一標準的問題上，2G因缺乏統一制式而產生的全球漫游問題，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等系統的技術研究和標準制定工作，在3G尚未大規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；而從開始被新技術取代到完全退出歷史舞臺大約不到10年時間。

2.移動系統是下一代網絡重要的組成部分。

　　業界基于PSTN提出了下一代網絡(NGN)的概念。雖然目前對NGN還沒有形成統一認識，NGN最終發展成什么樣子，現在也難以描述清楚，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超過固定電話用戶總數之后，這一點就被廣泛地認同了。移動電話的大發展充分表明人們對移動性的需求，電話服務需要移動性，互聯網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網，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。

　　移動網絡自身的發展演進過程也具備了下一代網絡的特征。一般認為下一代網絡應該具有的特征在下一代移動網中也得到體現。首先是采用開放的網絡構架體系。移動通信行業也提出了以業務為目標的類似NGN概念——開放業務接入體系(0SA)。其次，下一代網絡是以業務驅動的網絡，業務與呼叫控制分離、呼叫與承載分離。OSA要求業務獨立于網絡。網絡具有提供標準化的業務能力，借助于OSA，一方面提供了業務開發的靈活性；一方面也為業務的使用提供標準化的接入手段(OSA API)；第三，下一代網絡是基于統一協議的、基于分組的網絡。移動網絡也是如此，以WCDMA網絡為例，它就沿著R99-R4-R5的演進策略，明確定位于以ip網絡為基礎的面向下一代的移動網絡架構。

　　實際上，移動網、PSTN網和互聯網未來的發展也必將融合成為統一的網絡，如圖l所示。

　　互聯網發展的下一步將是下一代互聯網——NGI；PSTN電話網發展的下一步即是通常所說的狹義的NGN；而移動網發展的下一步是3G乃至于4G網絡。這三個網演進的同一趨勢就是三網將趨向于融合統一。而且這種融合已經和正在發生。比如我們可以認為GPRS和WLAN的產生就分別是在移動網絡上增加分組交換數據的功能和在固定局域網上增加移動性。而互聯網和電話網的融合才產生了VoIP業務。同樣，固定網絡和移動網絡本身也在相互接近，諸如無線市話系統(PHS)就可以說是賦予固定電話網移動性的表現。

　　那么這三個網絡相融合的最終結果是什么呢?這個問題實際上是下一代網絡的核心問題。問題的結果必然是統一的廣義的下一代網絡(Uniform NGN—UNGN)。UNGN將會是分組交換、移動接入和固網NGN的發展融合的最終產物。

　　中國全業務運營商對下一代網絡的要求將是UNGN發展最大的驅動力。融合了互聯網、移動網和PSTN網絡的UNGN將使運營商能夠使有線接入網絡和無線接入網絡共用核心網絡，節省對下一代網絡的建設投資；同時UNGN將會移動業務和固定應用業務平臺結合起來，便于運營商靈活開展業務，從而全面提升運營商的競爭優勢。因此對于全業務運營商來說，發展統一的UNGN是必然的趨勢。

　　對于用戶來說，有線網絡和移動網絡結合到一起，可以實現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，未來的移動網是固網NGN的重要組成部分，它們的融合統一是未來通信網絡發展的必然趨勢。

3.移動網與固定網在下一代網絡中的融合

　　(1)核心網上移動軟交換和固定軟交換的統一

　　移動網絡和固定網絡的最大區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絡和固定網絡存在著很大的區別。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、數據庫管埋、切換控制等移動網絡所特定的功能。

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

　　(2)業務管理層

　　NGN的發展要求將網絡運營和業務運營相分離，形成一個獨立于網絡提供商的業務提供商，以此形成一個由多方構成的開放價值鏈，各參與方共同設計和提供業務。實現這一目標的關鍵技術就是采用開放的、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，為網絡業務的創建和開發提供一種標準化的、安全簡便的方法，從而實現業務的可攜性，比如第2代移動通信中開發的業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絡技術和協議無關，第3方業務開發商、獨立軟件提供商可以利用Parlay所提供的資源對網絡進行控制從而達到生成新業務的目的，使大量新業務的應用成為可能。Parlay應用編程接口主要適用于混合網，具有簡單、易擴充、可應用于不同類型的網絡和業務的特點。

　　3GPP還基于Parlay API提出了業務接入（OSA）結構，OSA通過向業務提供商提供一種開放的、標準的、統一的網絡應用編程接口，為移動用戶提供個性化業務。業務部署和網絡運營分離，也使第三方業務提供商能公平的參與競爭，以利于實現多廠商環境和快速部署新業務。

　　3GPP定義的開放業務接入（OSA）結構如圖3所示。

　　由此可見，固定NGN和未來移動網對于業務的目標是一致的。借助于API接口，移動和固定NGN可以實現兩者在應用層的融合，這對于全業務運營商來說，可以充分發揮自己的優勢，提升核心競爭力。

　　（3）傳送網

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

　　面對移動網絡和固定網絡日漸融合的業務以及更多來自第三方的豐富多彩的業務，一個統一的基于IP/ATM的分組核心網將成為多業務網絡的基礎，可以大大優化網絡資源，提高帶寬利用率，從而有效地降低運營成本，并節省運營開支，提升運營商的競爭優勢。

　　（4）接入網

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

4.NGN移動性的標準化進展

　　目前相關國際組織針對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(IMS)的演進，它們所提供的移動性管理只對它們自己的系統有效，要實現在3GPP和3GPP2之間的IMS接入，需在兩個多媒體系統之間進行協調互通。

　　IETF正在研究移動IP技術，以實現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)是個值得考慮的問題。

　　ITU-T中的SSG負責IMT2000的協調和集中問題，且已開始撰寫要求。

5.總結

　　隨著電信市場的全面放開和各大運營商逐漸向各個業務領域拓展，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、全業務運營的NGN網絡，可以有效地提升運營商的核心競爭力。對于傳統的電信運營商而言，隨著技術的逐步成熟，用戶對多樣化、個性化業務的需求以及競爭的需要，各種傳統電信網絡，無論是固網，還是移動通信網，向下一代網絡(NGN)演進的趨勢是不可逆轉的。但是在發展演進的過程中，必須保持各種業務的延續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、固定網和互聯網自身的獨特要求在短時間內還無法從一個統一的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，但移動網的演進與NGN融合的趨勢將是肯定的。

摘自　泰爾網

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