WCDMA R4與固定網NGN的互通與融合
2019-11-03 19:30:13
供稿：網友
李梅 許慕鴻
固定網ＮＧＮ在中國的發展已超過三年，并已逐漸開始商用實驗和部署。隨著３Ｇ的臨近，無線領域的軟交換技術（ＷＣＤＭＡ Ｒ４ ＢＩＣＮ ／ Ｒ５ ＩＭＳ，ｃｄｍａ２０００ ＬＭＳＤ／ＭＭＤ）也逐漸進入試驗階段。固定網和移動網同時發生著ＴＤＭ話音向分組話音、電路交換向軟交換的演進，這就產生了兩個軟交換系統是否有融合的可能的問題。本文以ＷＣＤＭＡ Ｒ４ ＢＩＣＮ 為例，從技術角度重點分析移動網軟交換與固定網ＮＧＮ的差異性，從而找出兩網融合的難點與解決方案。需要指出的是，本文所提及的“固定網ＮＧＮ”都是指固定網ＮＧＮ的窄帶解決方案，即以主流的Ｈ．２４８或類似主從協議（如ＭＧＣＰ）為基礎的軟交換系統，基于Ｈ．３２３的ＶｏＩＰ在電信網絡中較少采用，不在本文討論范圍之內。
１．概述
Ｒ４ ＢＩＣＮ和固定網ＮＧＮ都是主從結構的軟交換系統，控制和承載分離在呼叫服務器（ｃａｌｌ ｓｅｒｖｅｒ）和媒體網關（ＭＧＷ）兩個實體上實現，并具有非常類似的網絡結構。這兩個系統并不提供比傳統ＰＳＴＮ更多的業務，而是以節省運維成本為主要目的。
由于長期以來移動網和固定網各自發展，逐漸形成了Ｒ４ ＢＩＣＮ和固定網ＮＧＮ各自不同的標準。對于同時擁有兩種業務牌照的運營商來說，擁有兩個獨立的接入網是合理的，但兩個獨立的核心網在一定程度上卻屬于重復建設。如果能在一個核心網上支持不同的接入網、對最終用戶實現業務與接入的獨立，當然是理想的解決方案。但要達到這樣的最終目標還需要一個逐步演進的過程。為此，我們將兩個系統的融合劃分為兩個階段：話音互通（Ｒ４ ＢＩＣＮ和固定網ＮＧＮ的用戶可以通話）和網絡融合（Ｒ４ ＢＩＣＮ和固定網ＮＧＮ的網絡平臺，即呼叫服務器和媒體網關合并）。為了更好地理解為什么需要這兩個階段，首先需要了解Ｒ４ ＢＩＣＮ和固定網ＮＧＮ的異同。
２．Ｒ４ ＢＩＣＮ與固定網ＮＧＮ的異同
總體來講，Ｒ４ ＢＩＣＮ和固定網ＮＧＮ是非常類似的系統：二者同樣基于軟交換技術以及分組技術，系統結構同為主從結構，采用相同的信令結構以及類似的網絡規劃和話音質量優化方法。但固定網ＮＧＮ發展較早，又要考慮固定接入的多樣性，需要兼容不同協議；而Ｒ４ ＢＩＣＮ只考慮ＧＳＭ和ＷＣＤＭＡ的接入，協議定義清晰嚴格。歸納起來，二者的不同點主要體現在以下幾個方面。
（１）信 令
·呼叫服務器間信令：固定網ＮＧＮ采用ＳＩＰ－Ｔ，而Ｒ４ ＢＩＣＮ采用ＢＩＣＣ。
·呼叫服務器－媒體網關間信令：固定網ＮＧＮ采用Ｈ．２４８、ＭＧＣＰ等而Ｒ４ ＢＩＣＮ則以Ｈ．２４８為基礎，采用Ｑ．１９５０并增加了３ＧＰＰ擴展。
·媒體網關間信令：固定網ＮＧＮ采用業務發現協議（ＳＤＰ）；Ｒ４ ＢＩＣＮ采用ＩＰ承載控制協議（ＩＰＢＣＰ），即 Ｑ．１９７０ ／ Ｑ．１９９０ ｔｕｎｎｅｌ，并增加ＮｂＵＰ信令。
·媒體網關－用戶設備間信令：固定網ＮＧＮ采用接入線信令或者中繼信令（ＰＲＩ、 ＳＳ７等）；而Ｒ４ ＢＩＣＮ中存在Ｉｕ接口或Ａ接口信令。
（２）編解碼
·固定網ＮＧＮ多采用Ｇ．７２９和Ｇ．７１１；Ｒ４ ＢＩＣＮ一般采用ＡＭＲ／ＡＭＲ２和Ｇ．７１１。
·Ｒ４ ＢＩＣＮ采用ＴＦＯ和ＴｒＦＯ實現免編解碼的操作；固定網ＮＧＮ無此功能。
（３）用戶識別和驗證
·用戶標識：固定網ＮＧＮ將每一用戶線或端口作為一個用戶，并用一個Ｅ．１６４號碼標識；而Ｒ４ ＢＩＣＮ繼承了ＧＳＭ和Ｒ９９以ＩＭＳＩ標識用戶的方法，并對應ＭＳＩＳＤＮ作為用戶號碼。
·用戶驗證：Ｒ４ ＢＩＣＮ中采用ＡＫＡ驗證，保證接入的安全性，這對于移動環境是必要的；而在固定網ＮＧＮ中；用戶號碼對應物理接口或線，用戶和號碼不移動時無需要驗證。
·用戶數據：固定網ＮＧＮ的用戶數據分散存儲在呼叫服務器中；Ｒ４ ＢＩＣＮ集中存儲在歸屬位置寄存器（ＨＬＲ）中。
（４）移動性
移動性是固定網和移動網之間最大的區別，Ｒ４ ＢＩＣＮ中需要在切換／重定位時保證呼叫的連續性，而固定網ＮＧＮ不支持移動性。考慮固定網與移動網的平臺合并時，需要考慮這種區別，但這并不影響兩者的互通。
（５）ＩＰ服務質量
基于ＩＰ的固定網ＮＧＮ比Ｒ４ ＢＩＣＮ更難解決ＱｏＳ問題。這并不是技術問題造成的，ＩＰ承載網對話音質量的影響還是一樣的，但兩者組網形式的不同造成固定網ＮＧＮ解決ＩＰ ＱｏＳ問題更加困難。
３．Ｒ４ ＢＩＣＮ與固定網ＮＧＮ的分組互通
在移動網和固定網的分組化過程中，兩網用戶的相互呼叫是不可避免的，因此話音互通是運營商必須解決的問題，只是要看互通的形式是ＴＤＭ還是分組而已。Ｒ４ ＢＩＣＮ與固定網ＮＧＮ互通最簡單的方式就是通過ＴＤＭ互通（即通過ＰＳＴＮ互通），雙方都由分組話音還原到ＴＤＭ話音互通，而互通信令采用傳統的窄帶七號信令，例如ＩＳＵＰ。在這種方式下，實際上雙方都把對方視為ＰＳＴＮ進行互通。軟交換與ＰＳＴＮ互通是一個最基本的特性，因此這種方式具有成熟、可靠、不存在互操作問題等優點。
但是，兩個軟交換系統通過ＴＤＭ互通顯然不是最優的方式，通過軟交換方式，或者說通過分組方式互通，才能真正發揮軟交換的優點。作為同樣基于軟交換技術的Ｒ４ ＢＩＣＮ和固定網ＮＧＮ系統，分組方式看似最自然、最簡單，但由于兩者在協議上的差異性，分組方式互通存在一定的障礙，因為目前還沒有國際或國內標準定義采用何種協議進行分組互通，各個廠家的方法可能不同，從而造成互操作問題。
鑒于Ｒ４ ＢＩＣＮ和固定網ＮＧＮ的差異，兩系統的分組方式互通必然需要一種既支持Ｒ４ Ｎｃ、Ｎｂ接口，又支持固定網ＮＧＮ ‘Ｎｃ’ （ＳＩＰ－Ｔ）、‘Ｎｂ’接口的雙接口設備作為互通網關。此網關與Ｒ４ ＢＩＣＮ側設備通過Ｎｃ、Ｎｂ信令通信，與固定網ＮＧＮ側設備通過‘Ｎｃ’、‘Ｎｂ’通信，完成信令轉換和編解碼轉換。當然，實施此方案時，可以將此網關合并到Ｒ４ ＢＩＣＮ中或固定網ＮＧＮ中。
這種增加雙模網關的方法可以在不對Ｒ４ ＢＩＣＮ和固定網ＮＧＮ進行大量改造的前提下實現兩網的分組互通，并可以通過編解碼的規劃，保證互通后的話音質量。需要注意的是，該雙模網關只是一個互通網關，主要完成信令轉換和編解碼轉換，網元本身并不需要具備ＶＭＳＣ和ＮＧＮ端局的全部功能。
４．Ｒ４ ＢＩＣＮ與固定網ＮＧＮ的平臺融合
當兩網可以做到分組互通后，下一個目標就是將兩網的平臺設備合二為一，真正實現一個核心網平臺可以支持不同的接入。
實現這個步驟就需要既支持Ｒ４ ＢＩＣＮ又支持固定網ＮＧＮ的雙模設備，這樣的雙模設備除了支持雙接口（Ｒ４ Ｎｃ／Ｎｂ ＋ 固定網ＮＧＮ ‘Ｎｃ’／’Ｎｂ’接口），還需要支持兩者所有的功能，例如： 呼叫服務器需支持Ｒ４的ＶＬＲ移動性管理，以及固定網ＮＧＮ的防火墻穿透、ＰＲＩ信令和Ｖ．３５信令處理等。
當然，由于固定網領域接入類型的復雜性，網絡中永遠不會只存在一種媒體網關。Ｒ４ ＢＩＣＮ中的移動媒體網關更接近于固定網的中繼媒體網關，因此將逐漸與中繼媒體網關合并成雙模的中繼網關，而固定網中的接入媒體網關（如ＩＡＤ）仍然繼續存在，無需具備任何移動網特性。
不過，平臺的融合是逐步發生的，而且基于軟交換系統的容量限制和安全性的考慮，很多場合下不可能用一個設備滿足移動和固定兩方面的容量要求，網絡中必然長期存在單獨的Ｒ４ ＢＩＣＮ設備和固定網ＮＧＮ設備。當網絡中只有部分平臺升級為雙模時，這些雙模設備可以與原有的Ｒ４ ＢＩＣＮ和固定網ＮＧＮ系統以標準方式互通，以保證演進的平滑性和后向兼容。
摘自 泰爾網
