移動(dòng)NGN、IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其平臺(tái)的探討

1、移動(dòng)ngn、ims網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及其平臺(tái)的探討經(jīng)過幾年的技術(shù)探討和測試，3g似乎已是萬事俱備只欠東風(fēng)。與固定核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)較成熟但投資相對(duì)乏力的現(xiàn)狀相比，在移動(dòng)通信市場強(qiáng)大的投資推動(dòng)下，移動(dòng)核心網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該更有可能后來居上，在幾年內(nèi)快速打造成全國規(guī)模的下一代移動(dòng)核心網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)ngn化，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備平臺(tái)通用化。中國移動(dòng)市場目前完美的財(cái)政狀況和用戶增長形勢，及中長期更加競爭化的市場和arpu必然下降趨勢，不斷督促著設(shè)備提供商和電信運(yùn)營商提供和建設(shè)更有成本優(yōu)勢、更強(qiáng)大、方便未來演進(jìn)的下一代移動(dòng)核心網(wǎng)絡(luò)。具體來說下一代移動(dòng)核心網(wǎng)絡(luò)應(yīng)達(dá)到以下要求：達(dá)到成本優(yōu)化，綜合考慮capex和opex 有利于快速業(yè)務(wù)引入，

2、包括網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和設(shè)備改造等方面符合電信/it技術(shù)和業(yè)務(wù)融合發(fā)展的要求，更加具有開放性同時(shí)保證網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定和質(zhì)量，確保最終客戶的滿意度為滿足這些要求，通信界經(jīng)過十幾年的技術(shù)準(zhǔn)備和探索，已普遍認(rèn)可網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)ngn化的發(fā)展方向，并逐漸確定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備平臺(tái)通用化的發(fā)展策略。兩種發(fā)展方向相互交織、相互促進(jìn)，共同成為下一代移動(dòng)核心網(wǎng)絡(luò)的核心要素。下一代核心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)特點(diǎn)1.移動(dòng)ngn 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)ngn化在移動(dòng)界的普遍認(rèn)同應(yīng)該歸功于3gpp中r4的電路域ngn和r5/r6/r7的ims規(guī)范的確定。而目前業(yè)界正廣泛討論的ngmn在核心網(wǎng)側(cè)架構(gòu)更延續(xù)和拓展了ngn化的趨勢。 圖一：r4 ngn結(jié)構(gòu)圖r4電路域ngn的基本思想是

3、承接ietf組織的承載控制分離的定義，即承載由mgw完成、控制由mgc（又稱軟交換）完成，其結(jié)構(gòu)圖參見圖一?？梢哉fr4 ngn架構(gòu)的選擇已經(jīng)是下一代移動(dòng)核心網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的第一步，已基本滿足相應(yīng)的要求，如下做一簡要分析：成本優(yōu)化可分為機(jī)房環(huán)境、局所數(shù)量、傳輸資源、維護(hù)人員等幾個(gè)方面考慮。在機(jī)房環(huán)境成本方面，由于設(shè)備尤其是mgw普遍采用了更新的技術(shù)，占地、耗電、空調(diào)等的成本都能大大降低，估計(jì)能優(yōu)化70。在局所數(shù)量成本方面，集中控制的mgc可以保證更少的局所，這尤其在目前國內(nèi)流行的大本地網(wǎng)組網(wǎng)方式上更能體現(xiàn)，估計(jì)能優(yōu)化50。在傳輸資源成本方面，由于采用ip做為承載網(wǎng)絡(luò)，成本上至少可優(yōu)化50。在維護(hù)人員成

4、本方面，由于ngn設(shè)備普遍采用ip、java、corba等通用it技術(shù)，操作維護(hù)趨于一致、網(wǎng)管網(wǎng)絡(luò)搭建趨于簡化，而且mgc的少局所和mgw的維護(hù)簡單等因素等都將導(dǎo)致維護(hù)成本的優(yōu)化?？焖贅I(yè)務(wù)引入可分為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和設(shè)備改造兩方面考慮。在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面，由于電路業(yè)務(wù)基本在mgc上完成，而不影響mgw，僅需修改少量mgc，方便了業(yè)務(wù)的引入。在設(shè)備改造方面，部分設(shè)備提供商的mgc采用先進(jìn)的通用平臺(tái)，業(yè)務(wù)開發(fā)周期可大大加快。面向網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)和融合考慮到ims已被確認(rèn)為核心網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的目標(biāo)，而r4 ngn設(shè)備在ims階段仍能互通，而采用通用平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備更能保證其平滑演進(jìn)至ims，從而確保網(wǎng)絡(luò)可演進(jìn)性。網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和可

5、靠性考慮到電信設(shè)備提供商普遍在研發(fā)中采用嚴(yán)格的質(zhì)量控制流程，而電信運(yùn)營商在設(shè)備準(zhǔn)入、入網(wǎng)測試等方面也有較高門檻，經(jīng)過近兩年r4 ngn設(shè)備在2g網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)網(wǎng)逐漸采用和運(yùn)行，表明移動(dòng)ngn設(shè)備已完全達(dá)到規(guī)模商用的能力。目前中國各大運(yùn)營商在3g的核心網(wǎng)電路域已確定采用r4 ngn，并已完成大量測試，測試結(jié)果表明各廠家設(shè)備已具備商用條件。2.ims網(wǎng)絡(luò)近幾年ims技術(shù)在作為符合ngn架構(gòu)的固定移動(dòng)融合的電信目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)方面，在作為對(duì)抗skype、msn等internet發(fā)展而來的技術(shù)架構(gòu)的競爭方面，在確?；蛑匦芦@得ip化網(wǎng)絡(luò)中電信運(yùn)營商的價(jià)值鏈控制地位方面，已基本得到電信界的一致地認(rèn)同和擁護(hù)。在規(guī)范方面3g

6、pp r6和tispan r1已基本完成，包含的內(nèi)容已基本滿足電信設(shè)備商和運(yùn)營商的研制和運(yùn)營預(yù)商用及商用網(wǎng)絡(luò)的要求。 圖二：ims網(wǎng)絡(luò)分層架構(gòu)ims的架構(gòu)分為業(yè)務(wù)、控制和接入三個(gè)層面（參見圖二），擁有提供多媒體業(yè)務(wù)、水平型業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)、接入無關(guān)性和采用電信“it”協(xié)議sip等諸多特點(diǎn)。ims架構(gòu)是下一代移動(dòng)核心網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)目標(biāo)，已很好地滿足相應(yīng)的要求：成本優(yōu)化由于相對(duì)移動(dòng)r4 ngn來說各廠商設(shè)備已更普遍采用通用平臺(tái)，在集成度等方面有更多的提高。在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和設(shè)備實(shí)現(xiàn)上，部分設(shè)備廠商由于較早較好地考慮了移動(dòng)r4 ngn的演進(jìn)，推行統(tǒng)一軟交換、統(tǒng)一mgw及統(tǒng)一應(yīng)用服務(wù)器的策略，將使網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)成本更加優(yōu)化。

7、快速業(yè)務(wù)引入ims由于采用水平型業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)，大大提高了快速業(yè)務(wù)引入能力，能提供各種多媒體業(yè)務(wù)，大大豐富了電信業(yè)務(wù)，而且還給電信運(yùn)營商一個(gè)強(qiáng)有力控制電信業(yè)務(wù)價(jià)值鏈的手段。面向網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)和融合ims由于具有與接入方式無關(guān)性的特點(diǎn)，目前已被業(yè)界確定為固網(wǎng)移動(dòng)融合的目標(biāo)架構(gòu)，由3gpp/3gpp2/tispan等各大標(biāo)準(zhǔn)組織攜手完成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作。目前業(yè)界也正探討與cable等網(wǎng)絡(luò)的基于ims架構(gòu)的融合工作。網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和可靠性相信經(jīng)過大約兩年的設(shè)備研制、測試、互通、預(yù)商用的步驟，ims在2008年應(yīng)能達(dá)到規(guī)模商用的要求。目前中國各大運(yùn)營商均已開展ims的理論研究和實(shí)驗(yàn)室測試工作，為下一代移動(dòng)核心網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)架構(gòu)

8、的建設(shè)開展積極的準(zhǔn)備工作。下一代網(wǎng)絡(luò)設(shè)備平臺(tái)的通用化大家應(yīng)可以注意到以上在探討下一代移動(dòng)核心網(wǎng)絡(luò)的ngn網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的要素時(shí)，已處處體現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備平臺(tái)通用化的要素兩者之間相輔相成、共同發(fā)展的關(guān)系?？梢孕蜗蟮卣fngn網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是下一代移動(dòng)核心網(wǎng)絡(luò)的“表”，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備平臺(tái)通用化是下一代移動(dòng)核心網(wǎng)絡(luò)的“骨”。最早的程控交換機(jī)全部硬件直至芯片都是某個(gè)廠家專有的，而目前廣泛使用中的程控交換機(jī)的芯片已基本采用通用芯片，但硬件板的設(shè)計(jì)和操作系統(tǒng)等仍是由廠家專有。由于電信設(shè)備相對(duì)地不開放性，導(dǎo)致電信界的技術(shù)發(fā)展相對(duì)不如it界的技術(shù)發(fā)展日新月異，且相對(duì)的成本較高。種種動(dòng)力促使電信界加速轉(zhuǎn)型，分工更加專業(yè)化。 圖三：下一

9、代電信設(shè)備的分工模式目前業(yè)界正得到廣泛認(rèn)可的分工模式例圖見圖三，從下至上分為：芯片級(jí)業(yè)界已普遍認(rèn)可采用x86芯片。底層交換業(yè)界已普遍認(rèn)可采用以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)做為物理、mac和llc層完成交換功能。硬件平臺(tái)目前業(yè)界較流行的是atca平臺(tái)，其他并存或早期的有cpci，sun netra， ibm blade server等。相對(duì)來說atca最開放，普遍被業(yè)界認(rèn)可。目前已有moto、intel、ccpu等多家硬件廠商提供商用atca硬件。操作系統(tǒng)目前業(yè)界趨勢是cgl（電信級(jí)linux），其他并存或早期有sun solaris, hp unix, vx works等。相對(duì)來說cgl最開放，普遍被業(yè)界認(rèn)可。目

10、前已有redhat， montavista, novell等公司提供商用cgl軟件。中間件和協(xié)議棧在協(xié)議棧方面，已有trillium，等公司提供各種商用電信協(xié)議棧。而目前業(yè)界對(duì)中間件的標(biāo)準(zhǔn)定義仍在進(jìn)行中，正由國際組織sa等進(jìn)行協(xié)調(diào)。近期仍由電信設(shè)備商與電信業(yè)務(wù)層軟件一起提供。電信業(yè)務(wù)層各種電信業(yè)務(wù)的“應(yīng)用”軟件由專業(yè)的電信設(shè)備提供商研制，并同時(shí)完成整體的垂直集成工作，提供完整的電信設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備平臺(tái)通用化能真正滿足下一代移動(dòng)核心網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)要求：在成本優(yōu)化方面由于采用水平分工，各層面由多家更專業(yè)的公司完成，保證了效率的最大化，同時(shí)在各個(gè)層面又具有相對(duì)的規(guī)模效應(yīng)，從而確保成本最大限度地優(yōu)化。在快速業(yè)務(wù)引入方面也由于采用水平分工，電信設(shè)備提供商能更專注于電信業(yè)務(wù)的開發(fā)，而其他相應(yīng)的改動(dòng)如信令協(xié)議棧由其他專業(yè)公司完成，從而必然使新電信業(yè)務(wù)的開發(fā)周期大大縮短，目前業(yè)界估計(jì)可縮短至三分之一左右。在網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)和融合方面由于采用和it界類似的分工方式，下層如硬件、以至操作系統(tǒng)，普遍最大地繼承了it界的最新技術(shù)，從而提供了電信、it網(wǎng)絡(luò)融合良好的基礎(chǔ)和可能。在網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定和質(zhì)量方面由于為電信市場服務(wù)的相關(guān)各層廠家需按電信市場的要求進(jìn)行從標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)設(shè)計(jì)、研發(fā)測試、現(xiàn)網(wǎng)驗(yàn)證和準(zhǔn)入等電信界相關(guān)流程，而且最終的集成工作仍由對(duì)電信網(wǎng)絡(luò)