中兴软交换在3G核心网中的应用方案

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<div id="art_content">作 者：cisco     一  概述
    随着信息化进程的不断推进，人们已越来越不满足于现有GSM/CDMA网络以窄带方式提供的单一语音服务，提供宽带化、智能化、个人化移动多媒体服务的要求日益迫切。而移动通信技术的飞速发展和加入WTO后国内电信市场的逐步开放，则为满足这一需求的第三代移动通信(3G)的应用准备了条件。
    在ITU批准的WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三种3G技术体制中，WCDMA由于GSM的普及程度最高以及自身的一些特点而得到了最广泛的支持；CDMA2000以可以从2G/2.5G平滑过渡作为最大亮点；TD-SCDMA作为中国拥有自主知识产权的标准，其优势则集中在空中接口方面。
    其实，这三种体制的主要区别集中体现在无线接入网(RAN)部分，核心网(CN)部分的差异相对来说并不是很明显，完全可以采用统一的技术加以实现。下面仅以WCDMA为例加以说明。
    二  软交换在3G中的应用
    1.软交换在3G中的应用模式
    WCDMA的R4已经在电路交换域(CS)中采用网关分离模式，通过(G)MSCServer和MGW(媒体网关)功能实体实现了MSC功能，而全IP结构的R5则进一步发展了这种实现方式。R6研究虽然刚刚开始，但预计将会在分组交换域(PS)中引入这种模式，从而使整个CN都基于网关分离模式。
    网关分离(或者说控制和媒体分离)思想是软交换最重要的技术基础。只要是采用这种思想实现的系统，都可以认为是软交换技术的一种应用形式。因此可以说，WCDMA的CN部分是采用软交换技术实现的。具体地说，软交换技术在3G中有两个方面的应用：一是基础网络，二是增值业务。
    2.软交换在3G基础网络中的应用
    WCDMA的R5只是采用了全IP结构，在软交换应用模式方面和R4并没有大的区别。因此，在下面的讨论中仅以R4为例。
    WCDMA的R4阶段网络模型如图1所示

    图1  WCDMA(R4)网络模型

    如前所述，R4的主要变化在于将R99的CS中的(G)MSC分解成两个功能实体，即(G)MSCServer与其控制的MGW。其中，(G)MSCServer主要用来完成对信令和呼叫的控制，而MGW则主要提供媒体流的处理。
    在这一模型中，(G)MSCServer与MGW之间采用H.248协议，(G)MSCServer之间采用BICC协议。(G)MSCServer通过SGW(信令网关)实现与PSTN(T-SGW)和P*MN(R-SGW)的互通。
    这一分层模型和软交换体系结构可以说是完全相同的。
    3.软交换在3G增值业务中的应用
    3G在增值业务的实现方面主要有三种方式：一是由MSCServer(某些情况下需MGW配合)直接实现；二是通过和移动SCP(业务控制点)互通实现；三是通过开放业务体系(OSA，在3G中规定基于Par*ay)实现。
    其中，第一种方式的效率最高，但开放性最差，因为它其实就是传统的程控交换机的业务实现方式。它主要适用于和基本呼叫关系密切、本身没有独立逻辑的简单业务的实现。
    第二种方式主要是为了保护移动智能网的已有投资。MSCServer实现SSP功能，并通过CAME*和SCP互通，适用于继承网络中已经实现的智能语音业务。
    第三种方式是3G的主流实现方式，主要适用于融合了语音、数据、视频等特征，采用类似于Internet工作模式的综合型业务的实现。它通常是通过提供一个完全开放的，可编程的业务环境来实现的。但由于R4阶段仍以语音业务为主，所以这种方式直到R5阶段才会有较多的应用。
    随着以3G为代表的NGN逐步进入商用阶段，电信运营商传统的商业运营模式将发生重大变化，促使ISV(独立业务提供商)产生并积极参与市场竞争。随着这一趋势的不断加强，上述第三种方式将越来越多地被采用以实现新业务。
    开放业务体系也正是软交换体系结构所使用的业务实现方式。
    三  中兴软交换对3G的支持
    中兴通讯是最早开展软交换技术研究和产品研制的国内厂商。经过多年的不懈努力，中兴软交换品牌已经获得业界的普遍认同，承建了国内第一个软交换商用工程--网通控股宽带电话网，同时在国内主要运营商的网络上都开通了试验局。
    中兴软交换始终立足于在单一承载网络上构建电信应用平台，其技术特点和优势是多方面的，并集中体现在以下三个方面：
    *网络模型是分层的。整个网络分为接入层、控制层和业务层等层次，各层分别完成特定的功能，互相配合，共同实现系统的目标。这是软交换系统的最主要特征，也是其区别于现有网络的最重要标志。
    *协议接口是开放的。软交换系统全部采用标准化的协议接口，以便于不同厂商设备的互联互通。这种标准化不但表现在软交换系统和其它网络(如PSTN、P*MN、IN和Internet等)之间，也表现在软交换系统内部各设备之间。
    *软件系统是可裁剪的。软交换系统各设备的软件系统也是分层的。以控制设备为例，它可简单地分为协议适配层、呼叫和资源管理层、业务交换和应用适配层。协议适配层可以根据接入/控制/互联的设备不同进行裁剪，呼叫和资源管理层保持功能逻辑上的相对独立，业务交换和应用适配层则根据开展具体应用的不同而取舍。
    在进行中兴3G(R4)系统的设计和研制时，软交换是被作为一项十分重要的基础技术来考虑的。这一思路在CN子系统全部网络设备的设计中都得到了贯彻，而在MSCServer设备中则得到了集中体现，主要是依据3GPP和ITU的相关标准规定，在继承固定网软交换的特色和优点的同时，进行了功能增强和系统优化。
    具体地说，MSCServer在固定网软交换设备的基础上主要进行了协议接口的改变，并相应地增删了某些功能：
    *增加了位置更新、切换、漫游等移动性管理功能。
    *增加了V*R和对新增协议的数据支持。
    *增加了和3G基站(Iu口)和2G基站(A口)通信的RANAP等协议。
    *增加了和对等网络实体互通的BICC协议。
    *增加了和移动智能网SCP通信的CAP协议。
    *增加了和H*R等数据库服务器通信的MAP协议。
    *增加了对控制MGW的H.248移动Package的支持。
    *增加了ATM和TDM承载协议栈。
    *屏蔽了和现有VoIP网络互通的H.323协议(可随时启用)。
    *屏蔽了控制MGW所可能使用的MGCP协议(可随时启用)。
    *屏蔽了和固定智能网SCP通信的INAP协议。
    *改造了SIP，引入了SIP-T(适应未来R5阶段的需要)。
    四  小结
    3G无疑是下一代网络(NGN)的一个有机组成部分，因此作为NGN主流解决方案的软交换在3G中得到广泛的应用是顺理成章的，可以有效地促进未来基于软交换的单一通信网络的形成。