移动通信网络的演进与NGN的融合

1、移动通信网络的演进与 NGN 的融合移动通信网有自己的从现在的 2代、 2.5代向 3代乃至未来的超 3代的演进方式, 而 NGN 是业界基于 PSTN 网络提出下一代网络的概念。 众多的相似之处以及通信网未来发展的大趋 势决定了这两个不同的网络最终将走向统一。 在此试图从移动通信网络与 NGN 之间的关系 出发,对未来移动网的演进与 NGN 的融合阐述一些看法。1.蜂窝移动通信网向下一代演进的历程第一代移动通信系统是模拟话音通信,有制式多、互不兼容、安全性差、容量有限和不 能提供数据业务等不足。以 GSM 为代表的第二代移动通信系统(2G 是数字移动通信,频 率利用率和安全性有很大提高, 但

2、带宽有限、 无法很好地满足数据通信业务的要求, 并且由 于标准不统一而无法实现真正意义的全球漫游。为了解决 2G 网络存在的上述问题,第三代 移动通信系统(3G 被开发出来,并已开始商用。在 2G 向 3G 的过渡过程中出现了如 GPRS 、 CDMA2O0OlX 等 2.5G 系统。 2.5G 系统可以 在一定性度上满足用户的移动数据业务的要求,但是在峰值速率等问题上没有达到 ITU 提 出的标准 IMT2O00的规定。2.5G没有做到的事情。似乎 3G 也很难做到。从目前的各种 3G 系统来看,除了在速率上 能够比 2.5G 系统高一些之外, 并没有更多优势。 尤其是在全球统一标准的问题上

3、, 2G 因缺 乏统一制式而产生的全球漫游问题, 3G 并没有根本解决。 3G 同样有 WCDMA 、 cdna2O00和 TD-SCDMA 三大标准。大概是出于对 3G 标准工作某种程度上的失望,超 3G 、 4G 等系 统的技术研究和标准制定工作, 在 3G 尚未大规模商用的时候就被提到 ITU 的议事日程。 目 前, 对第四代移动通信标准和概念的讨论已开始了好几年。 一般来说, 一代通信系统的从概 念提出到标准成熟,大约需要十年左右的时间;从商用系统开始部署到达到顶峰大约为 10到 15年的时间;而从开始被新技术取代到完全退出历史舞台大约不到 10年时间。2.移动系统是下一代网络重要的组

4、成部分业界基于 PSTN 提出了下一代网络 (NGN的概念。 虽然目前对 NGN 还没有形成统一认识, NGN 最终发展成什么样子,现在也难以描述清楚,但 NGN 对移动接入的要求是肯定的。 自从 2002年全球移动电话用户总数超过固定电话用户总数之后, 这一点就被广泛地认同了。 移动电话的大发展充分表明人们对移动性的需求, 电话服务需要移动性, 互联网服务同样需 要移动性。 越来越多的人希望在移动的过程中高速接入互联网, 获取急需的信息, 完成所想 做的事情。所以,真正的 NGN 必须能支持普遍的移动性。移动网络自身的发展演进过程也具备了下一代网络的特征。一般认为下一代网络应该具 有的特征在

5、下一代移动网中也得到体现。 首先是采用开放的网络构架体系。 移动通信行业也 提出了以业务为目标的类似 NGN 概念 开放业务接入体系 (0SA。其次,下一代网络是 以业务驱动的网络,业务与呼叫控制分离、呼叫与承载分离。 OSA 要求业务独立于网络。 网络具有提供标准化的业务能力,借助于 OSA ,一方面提供了业务开发的灵活性;一方面 也为业务的使用提供标准化的接入手段 (OSAAPI ;第三,下一代网络是基于统一协议的、 基于分组的网络。移动网络也是如此,以 WCDMA 网络为例,它就沿着 R99-R4-R5的演进策略,明确定位于以 IP 网络为基础的面向下一代的移动网络架构。实际上, 移动网

6、、 PSTN 网和互联网未来的发展也必将融合成为统一的网络, 如图 l 所示。互联网发展的下一步将是下一代互联网 NGI ; PSTN 电话网发展的下一步即是通常所 说的狭义的 NGN ; 而移动网发展的下一步是 3G 乃至于 4G 网络。 这三个网演进的同一趋势 就是三网将趋向于融合统一。而且这种融合已经和正在发生。比如我们可以认为 GPRS 和 WLAN 的产生就分别是在移动网络上增加分组交换数据的功能和在固定局域网上增加移动 性。而互联网和电话网的融合才产生了 V oIP 业务。同样,固定网络和移动网络本身也在相 互接近,诸如无线市话系统 (PHS就可以说是赋予固定电话网移动性的表现。那

7、么这三个网络相融合的最终结果是什么呢 ? 这个问题实际上是下一代网络的核心问题。 问题的结果必然是统一的广义的下一代网络 (Uniform NGN UNGN 。 UNGN 将会是分组交 换、移动接入和固网 NGN 的发展融合的最终产物。中国全业务运营商对下一代网络的要求将是 UNGN 发展最大的驱动力。融合了互联网、 移动网和 PSTN 网络的 UNGN 将使运营商能够使有线接入网络和无线接入网络共用核心网 络,节省对下一代网络的建设投资;同时 UNGN 将会移动业务和固定应用业务平台结合起 来, 便于运营商灵活开展业务, 从而全面提升运营商的竞争优势。 因此对于全业务运营商来 说,发展统一的

8、 UNGN 是必然的趋势。对于用户来说,有线网络和移动网络结合到一起,可以实现真正的随时随地沟通,而且 在通信手段和方式上也有了 NGN 更多的选择和更大的灵活性。所以说,未来的移动网是固 网 NGN 的重要组成部分,它们的融合统一是未来通信网络发展的必然趋势。3.移动网与固定网在下一代网络中的融合(1核心网上移动软交换和固定软交换的统一移动网络和固定网络的最大区别在于接入方式不同,但不管是固定接入还是移动接入都 是 NGN 多种接入方式的一个子集。当然,接入方式的不同也使得移动网络和固定网络存在 着很大的区别。由于移动用户漫游的特点,移动 NGN 的核心控制层 移动软交换和固定 软交换相比,

9、 不但要处理呼叫控制, 还要完成对用户的位置管理、数据库管埋、 切换控制等 移动网络所特定的功能。但是, 移动软交换和固定软交换在本质上是一样的, 都是业务 /控制与传送 /接入分离思想 的体现,是 NGN 体系结构中的关键技术,其核心思想是通过软件的方式来实现原来交换机 的控制、 接续和业务处理等功能, 各实体之间通过标准的协议进行连接和通信, 便于在 NGN 中更快地实现各类复杂的协议,更方便地提供业务。(2业务管理层NGN 的发展要求将网络运营和业务运营相分离,形成一个独立于网络提供商的业务提供 商, 以此形成一个由多方构成的开放价值链, 各参与方共同设计和提供业务。 实现这一目标 的关

10、键技术就是采用开放的、标准的应用编程接口 Parlay API接口如图 2所示。Parlay API开放的应用编程接口,为网络业务的创建和开发提供一种标准化的、安全简便 的方法,从而实现业务的可携性,比如第 2代移动通信中开发的业务同样也可以用于第 3代移动通信。 Parlay 应用编程接口与具体的网络技术和协议无关,第 3方业务开发商、独立 软件提供商可以利用 Parlay 所提供的资源对网络进行控制从而达到生成新业务的目的,使 大量新业务的应用成为可能。 Parlay 应用编程接口主要适用于混合网,具有简单、易扩充、 可应用于不同类型的网络和业务的特点。3GPP还基于 Parlay API

11、提出了业务接入(OSA 结构, OSA 通过向业务提供商提供一种 开放的、 标准的、 统一的网络应用编程接口, 为移动用户提供个性化业务。 业务部署和网络 运营分离, 也使第三方业务提供商能公平的参与竞争, 以利于实现多厂商环境和快速部署新 业务。3GPP定义的开放业务接入(OSA 结构如图 3所示。由此可见,固定 NGN 和未来移动网对于业务的目标是一致的。借助于 API 接口,移动 和固定 NGN 可以实现两者在应用层的融合,这对于全业务运营商来说,可以充分发挥自己 的优势,提升核心竞争力。(3传送网对于传送网,固定 NGN 网络和未来移动网络的需求完全一致,都可以采用 A TM/IP骨干

12、 网络,两个网络可以共用一个传送网络。面对移动网络和固定网络日渐融合的业务以及更多来自第三方的丰富多彩的业务,一个 统一的基于 IP/ATM 的分组核心网将成为多业务网络的基础, 可以大大优化网络资源, 提高 带宽利用率,从而有效地降低运营成本,并节省运营开支,提升运营商的竞争优势。(4接入网固定网络主要有如下几种接入技术 PSTN/综合接入设备(IAD /xDSL/LAN接入等;移 动接入主要包括 2G 、 3G 的蜂窝网接入、 WLAN 、 BWA 、 WPAN 等技术。所有这些接入方 式都可以通过各种网关或者直接接入到 NGN 的核心 IP 网络上,详见图 4。4.NGN移动性的标准化进

13、展目前相关国际组织针对 NGN 的移动性问题从不同的角度进行研究。 3GPP 和 3GPP2着重 研究 IP 多媒体子系统 (IMS的演进, 它们所提供的移动性管理只对它们自己的系统有效, 要 实现在 3GPP 和 3GPP2之间的 IMS 接入,需在两个多媒体系统之间进行协调互通。IETF 正在研究移动 IP 技术,以实现路由器间的宏观移动性,但如何把移动 IP 应用于其 它情况 (如无线网 是个值得考虑的问题。ITU-T中的 SSG 负责 IMT2000的协调和集中问题,且已开始撰写要求。5.总结随着电信市场的全面放开和各大运营商逐渐向各个业务领域拓展,以及新的个体不断进 入电信市场,电信市场的竞争将越来越激烈。而高起点的、全业务运营的 NGN 网络,可以 有效地提升运营商的核心竞争力。 对于传统的电信运营商而言, 随着技术的逐步成熟, 用户 对多样化、 个性化业务的需求以及竞争的需要