核心網(wǎng)發(fā)展方向

核心網(wǎng);簡單點說，可以把移動網(wǎng)絡(luò)劃分為三個部分，基站子系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)，和系統(tǒng)支撐部分比如說安全管理等這些。核心網(wǎng)部分就是位于網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)內(nèi)，核心網(wǎng)的主要作用是把A口上來的呼叫請求或數(shù)據(jù)請求，接續(xù)到不同的網(wǎng)絡(luò)上。
核心網(wǎng)全面進入“IP”時代，IP、融合、寬帶、智能、容災(zāi)和綠色環(huán)保是其主要特征。從電路域看，移動軟交換已經(jīng)全面從TDM的傳輸電路轉(zhuǎn)向IP;從分組域看，寬帶化、智能化是其主要特征;從用戶數(shù)據(jù)看，新的HLR被廣泛接受，逐步向未來的融合數(shù)據(jù)中心演進。另外，運營商紛紛將容災(zāi)和綠色環(huán)保提到戰(zhàn)略的高度;移動網(wǎng)絡(luò)在未來發(fā)展和演進上殊途同歸，在4G時代，GSM和CDMA兩大陣營將走向共同的IMS+SAE+LTE架構(gòu)。核心網(wǎng)的功能主要是提供用戶連接、對用戶的管理以及對業(yè)務(wù)完成承載，作為承載網(wǎng)絡(luò)提供到外部網(wǎng)絡(luò)的接口。用戶連接的建立包括移動性管理(MM)、呼叫管理(CM)、交換/路由、錄音通知(結(jié)合智能網(wǎng)業(yè)務(wù)完成到智能網(wǎng)外圍設(shè)備的連接關(guān)系)等功能。用戶管理包括用戶的描述、Qos(加入了對用戶業(yè)務(wù)Qos的描述)、用戶通信記錄(Accounting)、VHE(與智能網(wǎng)平臺的對話提供虛擬居家環(huán)境)、安全性(由鑒權(quán)中心提供相應(yīng)的安全性措施包含了對移動業(yè)務(wù)的安全性管理和對外部網(wǎng)絡(luò)訪問的安全性處理)。承載連接(Access to)包括到外部的PSTN、外部電路數(shù)據(jù)網(wǎng)和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)、Internet和Intranets、以及移動自己的SMS服務(wù)器等等 核心網(wǎng)可以提供的基本業(yè)務(wù)包括移動辦公、電子商務(wù)、通信、娛樂性業(yè)務(wù)、旅行和基于位置的服務(wù)、遙感業(yè)務(wù)(Telemetry)-簡單消息傳遞業(yè)務(wù)(監(jiān)視控制)等等。

演進和構(gòu)成核心網(wǎng)分成電路交換域和分組交換域。CS域需要的功能部件包括TRAU、MSC等，PS域需要的功能部件包括GGSN、SGSN和其它一些寄存器和服務(wù)器。規(guī)范中規(guī)定由RNC提供的Iu接口是開放的，在Iu CS域和Iu PS域上的信令和接口都是開放的。Iu CS域和Iu PS域上的信令平面都是RANAP協(xié)議，稱為RANAP-CS和RANAP-PS。CS域的業(yè)務(wù)平面對應(yīng)的是話音，需要完成AMR的速率適配和TRAU的碼型轉(zhuǎn)換，而DATA業(yè)務(wù)無需碼型轉(zhuǎn)換直接送往SGSN完成相應(yīng)功能。

北電網(wǎng)絡(luò)在實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接過程中引入了無線網(wǎng)關(guān)(Wireless Gateway)的概念，無線網(wǎng)關(guān)實際是設(shè)備的綜合節(jié)點，在R99版本，CS域TRAU部分需添加新的功能，MSC和SGSN不需發(fā)生變化。從RNC提供的接口是光纖接口，傳輸?shù)氖茿TM信元，話音承載AAL2，數(shù)據(jù)承載AAL5。通過OC-3/STM-1板卡接入之后在內(nèi)部分成二個分支，AAL2將送往TRAU來完成碼型轉(zhuǎn)換和速率適配，適配到64kbps的TDM流――E1電路的同步流來傳送用戶信息。對于分組域，由SGSN轉(zhuǎn)換成IP，業(yè)務(wù)將承載到IP骨干網(wǎng)上，送往GGSN。在Iu Cs接口上的信令對于TRAU來說是透明通過的，TRAU只是物理層的設(shè)備，不會分析信令消息。所以從信令角度來說，Iu CS上的信令是RNC和MSC之間的對話，透明穿過TRAU到達MSC，由MSC的CPU進行處理。作為PS域來說，由于中間不需要速率適配和碼型轉(zhuǎn)換，所以Iu PS端口就存在于RNC和SGSN之間，直接的協(xié)議仍然是RANAP-PS協(xié)議。從SGSN到GGSN協(xié)議將直接轉(zhuǎn)換到GPRS的協(xié)議――GTP協(xié)議，包括GTP-C和GTP-U。與GSM最大的不同，作為GPRS來說，SGSN和GGSN之間是GTP-U，而SGSN和PCU之間仍然是幀中繼的協(xié)議。在WCDMA中，Gn接口上的GTP-U協(xié)議將會被延展至Iu Ps接口上。也就是從RNC開始，業(yè)務(wù)將分配一個Tunnel ID，在Iu Ps和Gn接口上使用。在R4和R5版本中都將引進多媒體網(wǎng)關(guān)MGW和Call Server的概念。在R4中，將MSC中有關(guān)電路交換部分以及面向用戶業(yè)務(wù)傳遞的話音中繼平面和中繼模塊全部都取消了，只保留了信令處理單元――CPU處理單元。增加的二個控制功能可以是軟件實現(xiàn)或通過板卡來實現(xiàn)，稱為WGC和PSTN GC，完成二個MGW之間的話音通路建立的控制。CPU集中處理中心稱為Call Server。Call Server在初期仍然是原來MSC的平臺，最終將真正實現(xiàn)服務(wù)器的處理平臺。話音將通過WGC和PSTN-GC來完成建立在分組骨干網(wǎng)上以異步數(shù)據(jù)流的方式傳遞。分組骨干網(wǎng)選擇何種類型取決于規(guī)范的發(fā)展趨勢，按趨勢來看都會Over在IP上。所以從骨干承載來說，R4版本首先將話音和數(shù)據(jù)的傳遞方式實現(xiàn)了一體化。在這種情況下需要完成話音通信時，信令仍然通過Call Server實現(xiàn)通信，話音的通路只需要在不同的WGC之間或者是在不同的WGC和PSTN GC之間來建立連接關(guān)系就可以了。

PSTN GC的引入就是提供專門到PSTN的64kbps 2M的話音電路中繼的交換。移動撥打移動時只需要通過WGC之間完成，PSTN GC是針對PSTN設(shè)置的網(wǎng)關(guān)。到R5版本之后，都將成為分組骨干網(wǎng)的一個節(jié)點，不再區(qū)分不同的功能模塊，每個節(jié)點都將分配一個IP地址，通過IP路由方案來尋址并完成路由的建立。在R4版本中強調(diào)的是CS域的變化，并沒有強調(diào)對接入網(wǎng)絡(luò)部分所需要發(fā)生的變化。如移動打固定時，移動用戶呼叫，信令將送往Call Server進行相應(yīng)處理，完成與公網(wǎng)之間的No.7信令的轉(zhuǎn)移和對話，對端震鈴，用戶摘機，回復(fù)信息給Call Server，由Call Server完成內(nèi)部控制，通知WGC和PSTN-GC建立MGCP協(xié)議，控制WG和PSTN G之間建立一條Voice over IP的通路，用戶開始通信。Call Server將有路由分析的功能，確定不同WG和PSTNG之間的通路。國內(nèi)領(lǐng)先的通信技術(shù)論壇實現(xiàn)了R4版本后，將會用到TFO和TrFO的功能。TFO稱為Tandem Free Operation，TrFO稱為Trancoder Free Operation。TFO功能指的是當(dāng)移動打移動時，雙方已經(jīng)協(xié)商好通信的速率保持不變的前提下，無需通過TRAU功能完成碼型轉(zhuǎn)換，這個過程就稱為TFO功能。實現(xiàn)這一功能的前提是使用異步流的傳送方式。TFO是可選的，指的是移動打移動時，是否需要通過碼型轉(zhuǎn)換將作為可選項，取決于二端速率是否協(xié)商。如一端用戶選擇的速率是12.2kbps，對端只有4.75kbps，經(jīng)過分組骨干網(wǎng)時，承載的速率都是64kbps。

在這種情況下二端都需要通過TRAU。如果中間有一端不通過TRAU，啟動TFO功能就可實現(xiàn)一端不通過TRAU。而TrFO則需要事先協(xié)商好彼此的通信速率。MSCBSC 移動通信論壇2N9~,Z%S7f3j所謂R5版本，就是全IP的骨干網(wǎng)。無論是接入網(wǎng)絡(luò)還是核心骨干網(wǎng)，底層都是基于IP的骨干網(wǎng)。IP效率比ATM要高，而且底層以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展較快。所以完全可以選擇IP的骨干網(wǎng)，實現(xiàn)一體化的網(wǎng)絡(luò)。在R5版本所以的交換都是軟交換，也就是在分組骨干網(wǎng)中的節(jié)點都可以通過服務(wù)器來實現(xiàn)。服務(wù)器平臺包括HLR(歸屬位置寄存器)、SCP(智能網(wǎng)業(yè)務(wù)控制點平臺)、UAS(播放錄音通知平臺)，這些平臺之間仍然通過No.7信令連接的，所以需要一個USP，USP功能相當(dāng)于GPRS中SIG的功能，也就是No.7到IP的網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換服務(wù)器。協(xié)議棧的演進，R99版本中數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)建立再IP，底層是AAL5以ATM為承載，話音選擇AAL2以ATM為承載。R99+版本，數(shù)據(jù)選擇的是MPLS，底層仍是ATM作承載，話音沒有變化。到R4版本，對話音有二個選項，話音既可以O(shè)ver在IP上，也可以仍然選擇AAL2的承載。最終到R5版本，實現(xiàn)的是100%的Over IP，數(shù)據(jù)鏈路層仍是ATM信元。