移動通信交換概論

《移動通信交換項目課程Ⅰ》

移動通信交換概論

2009年2月1提綱二、移動通信交換的發(fā)展及趨勢一、移動通信交換概念移動通信概念現(xiàn)代交換技術(shù)概念移動通信交換概念交換技術(shù)的發(fā)展我國移動通信發(fā)展所處的階段主流運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)21.1移動通信概念移動通信是指通信雙方至少有一方在移動中（或者臨時停留在某一非預(yù)定的位置上）進(jìn)行信息傳輸和交換，這包括移動體（車輛、船舶、飛機(jī)或行人）和移動體之間的通信，移動體和固定體（固定無線電臺或有線用戶）之間的通信。必須利用無線電波進(jìn)行信息傳輸在復(fù)雜的干擾環(huán)境中運(yùn)行的可以利用的頻譜資源非常有限，而移動通信業(yè)務(wù)量的需求卻與日俱增移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多種多樣，網(wǎng)絡(luò)管理和控制必須有效3現(xiàn)代通信系統(tǒng)建立在多點(diǎn)之間，構(gòu)成了我們常見的通信網(wǎng)絡(luò)。在這一背景下，產(chǎn)生了交換（switching）技術(shù)，又稱轉(zhuǎn)接。其思路是建立一個交換中心，設(shè)置一部或多部交換機(jī)，將信息在用戶點(diǎn)間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，這樣可以大大減少用戶點(diǎn)數(shù)，使鍵路數(shù)減小。通信中交換的要領(lǐng)源于電話交換。從通信資源分配的角度來看，交換就是按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路資源的一種運(yùn)作。當(dāng)然，這也是一門技術(shù)，稱之為交換技術(shù)。1.2現(xiàn)代交換技術(shù)概念4

開放系統(tǒng)互連參考模型（OSI／RM）。它是國際標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，是一個七層模型。該模型包括七層功能及其對應(yīng)的協(xié)議，每層完成一個明確定義的功能集合，并按協(xié)議相互通信。每層向上層提供所需服務(wù)，同時為了完成本層協(xié)議也要使用下層提供的服務(wù)。七個層次由下向上依次是：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳送層、會話層、表示層與應(yīng)用層。1.2現(xiàn)代交換技術(shù)概念51.2現(xiàn)代交換技術(shù)概念6移動通信交換就是將程控交換技術(shù)應(yīng)用于移動通信中。移動通信網(wǎng)絡(luò)中使用的交換機(jī)通常稱為移動交換中心MSC（MobileSwitchingCenter）。

它與常規(guī)交換機(jī)的不同之處是：MSC除了要完成常規(guī)交換機(jī)的所有功能外，它還負(fù)責(zé)移動性管理和無線資源管理（包括越區(qū)切換、漫游、用戶位置登記管理等）。1.3移動通信交換概念7在蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)中，為便于網(wǎng)絡(luò)組織，將一個移動通信網(wǎng)分為若干個服務(wù)區(qū)，每個服務(wù)區(qū)又分為若干個MSC區(qū)，每個MSC區(qū)又分為若干個位置區(qū)，每個位置區(qū)由若干個基站小區(qū)組成。一個移動通信網(wǎng)由多少個服務(wù)區(qū)或多少個MSC區(qū)組成，它取決于移動通信網(wǎng)所覆蓋地域的用戶密度和地形地貌等。1.3移動通信交換概念服務(wù)區(qū)MSC區(qū)位置區(qū)小區(qū)8提綱二、移動通信交換的發(fā)展及趨勢一、移動通信交換概念移動通信概念現(xiàn)代交換技術(shù)概念移動通信交換概念交換技術(shù)的發(fā)展我國移動通信發(fā)展階段主流運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)9交換領(lǐng)域的技術(shù)變遷映射了電信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，從交換技術(shù)的發(fā)展歷史來看，數(shù)據(jù)交換經(jīng)歷了電路交換、報文交換、分組交換和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換等。各種交換技術(shù)各有特點(diǎn)，適用于不同的業(yè)務(wù)種類。2.1交換技術(shù)的發(fā)展102.1交換技術(shù)的發(fā)展112.1交換技術(shù)的發(fā)展12A1A2A3B1B2B3交換結(jié)點(diǎn)交換結(jié)點(diǎn)A1A2A3B1B2B3交換結(jié)點(diǎn)交換結(jié)點(diǎn)電路交換:分組交換:2.1交換技術(shù)的發(fā)展132.1交換技術(shù)的發(fā)展142.1交換技術(shù)的發(fā)展152.1交換技術(shù)的發(fā)展16

1987年11月第一個TACS模擬蜂窩移動電話系統(tǒng)在廣東省建成并投入商用；1993年9月我國第一個GSM數(shù)字程控移動交換局在嘉興成功運(yùn)行；2001年12月22日聯(lián)通新時空CDMA網(wǎng)絡(luò)建成；2001年12月31日中國移動通信關(guān)閉TACS模擬移動電話網(wǎng)，停止經(jīng)營模擬移動電話業(yè)務(wù)。目前我國移動通信采用的交換技術(shù)主要是電路交換，同時隨著IP技術(shù)的發(fā)展，軟交換技術(shù)發(fā)展迅速。軟交換技術(shù)正逐漸開始取代電路交換。2.2我國移動通信交換發(fā)展階段17中國移動

中國移動目前的主要網(wǎng)絡(luò)為GSM網(wǎng)。中國移動GSM網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)采用二級網(wǎng)和三級網(wǎng)的混合結(jié)構(gòu)。每個省設(shè)置一級匯接中心(TMSC1)負(fù)責(zé)省際話務(wù)接續(xù)；省內(nèi)設(shè)置二級匯接中心(TMSC2)，負(fù)責(zé)省內(nèi)話務(wù)接續(xù)。以福建移動為例：福建移動在福州和廈門各設(shè)置了一個一級匯接中心(TMSC1)，與其他省市的一級匯接中心直連，負(fù)責(zé)福建移動與其它省之間的省際話務(wù)接續(xù)。福州、廈門、泉州、漳州各設(shè)置1個二級匯接中心TMSC2（福州B、廈門B、泉州B、漳州B），負(fù)責(zé)省內(nèi)移動業(yè)務(wù)的匯接。全省分福泉、廈漳兩個匯接區(qū)，福州、泉州、莆田、寧德、南平，由福州B、泉州B完成匯接功能，廈門、漳州、龍巖、三明，由廈門B、漳州B完成匯接功能。2.3主流運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)18福建移動GSM網(wǎng)話路網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖中國電信CDMA中國電信CDMA網(wǎng)采用三級網(wǎng)結(jié)構(gòu)。即一級匯接中心(簡稱TMSC1)、二級匯接中心(簡稱TMSC2)、本地交換中心(簡稱MSC)。CDMA一級匯接網(wǎng)工程，已在全國九城市(包括北京、上海、廣州、沈陽、濟(jì)南、武漢、成都、杭州、南京、西安)建設(shè)獨(dú)立的一級匯接中心(TMSC1)，除北京、上海為直轄市不存在二級匯接中心的問題，及杭州另建有二級匯接中心外，其他點(diǎn)均為一級與二級合設(shè)的匯接中心，以疏通省際長途話務(wù)。CDMA二期福建省新建一對獨(dú)立的一/二級匯接中心TMSC1/2。即新建福州TMSC1/2-1和TMSC1/2-2，完成全省移動用戶的省內(nèi)、省際來去話話務(wù)疏通。2.3主流運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)20CDMA網(wǎng)話路網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖其他TMSC1-1福州MSC1廈門MSC莆田MSC/GMSC福州MSC2寧德MSC/GMSC南平MSC/GMSC三明MSC/GMSC上海TMSC1-1北京TMSC1-1廣州TMSC1-1福州TMSC2-1廈門TMSC2-2泉州MSC1泉州MSC2漳州MSC1漳州MSC2龍巖MSC/GMSC福州GW(一對)廈門GW(一對)泉州GW(一對)漳州GW(一對)移動交換網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的動力－業(yè)務(wù)發(fā)展和運(yùn)營的要求移動交換網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的趨勢－軟交換化、IP化移動交換網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的目標(biāo)－IMS＋SAE＋LTE2.3移動交換網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)222.3移動交換網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)GGSNSGSN分組域簡化IMS域SIPProxySIPProxyMSCA省TMGMGWMGWTMSS/CMNTMSS/CMNMSSMGWMGWB省HLRHLRSCPSCPMSSTMG電路域業(yè)務(wù)平臺業(yè)務(wù)平臺核心網(wǎng)窄帶無線+固定P/S/I-CSCFBGCFMGCFMRFPMRFCIMSMGWHSSSLFIMS域移動：非實時業(yè)務(wù)VideoSharingIMPoCVoIPCentrex固定CSIOFFICE發(fā)展愿景：核心網(wǎng)IP化，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化；2G/3G一張網(wǎng)；與IMS互通；面向SAE的發(fā)展；固移融合23網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)中的重要技術(shù)－軟交換

移動軟交換主要針對核心網(wǎng)絡(luò)的交換部分，其核心概念是實現(xiàn)了控制面與用戶面的分離。移動交換中心（MSC）被分解為MSC服務(wù)器（MSS）和媒體網(wǎng)關(guān)（MGW），所有的控制功能集中在MSS中，所有的交換功能在MGW中完成。MSS通過標(biāo)準(zhǔn)的H.248接口控制MGW完成話務(wù)的交換。同時，MSS通過傳統(tǒng)的MAP信令與HLR交互，通過傳統(tǒng)的信令完成對接入網(wǎng)絡(luò)的控制?？刂泼媾c用戶面的分離決定了移動軟交換技術(shù)符合未來電信網(wǎng)絡(luò)面向全I(xiàn)P發(fā)展的趨勢，同時兼顧原有的TDM承載需要。此外，當(dāng)引入IP承載話音時，可以將話音承載平面化。由于IP網(wǎng)絡(luò)本身具備路由與交換的特性，因此原有的匯接局將不再需要，而且整個網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)將趨于簡單，使得網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作效率大為提高，成本也隨之下降。2.3移動交換網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)24網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)現(xiàn)狀

目前移動軟交換正逐步走向成熟并不斷向縱深發(fā)展。早在2004年12月，中國移動就用軟交換成功替換傳統(tǒng)的長途電路交換機(jī)，中國移動長途匯接軟交換網(wǎng)絡(luò)已建成；中國聯(lián)通則構(gòu)造了一個覆蓋全國的基于分組技術(shù)的全新業(yè)務(wù)網(wǎng)。福建移動于2006年開始引入軟交換技術(shù)，在福州、泉州各建成了一個軟交換局，從而啟動了核心網(wǎng)的軟交換工作。截至2008年底，福建移動2/3以上的用戶承載在軟交換網(wǎng)絡(luò)上，預(yù)計2009年福建移動將完成全網(wǎng)的軟交換化。2.3移動交換網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)25中國移動核心網(wǎng)CS域目標(biāo)網(wǎng)架構(gòu)圖網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)目標(biāo)移動核心網(wǎng)全面進(jìn)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(jìn)。另外，運(yùn)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(jìn)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)。在核心網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展上，WCDMA和CDMA2000的電路域核心網(wǎng)都不約而同地選擇了軟交換架構(gòu)，并向未來共同的統(tǒng)一核心控制層IMS逐步演進(jìn)；在無線接入網(wǎng)絡(luò)發(fā)展上，4G時代WCDMA陣營和CDMA陣營將統(tǒng)一走向LTE。2.3移動交換網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)27名詞解釋28華為技術(shù)有限公司華為技術(shù)有限公司是一家總部位于中國廣東深圳市的生產(chǎn)銷售電信設(shè)備的員工持股的民營科技公司，于1988年成立于中國深圳。華為的主要營業(yè)范圍是交換，傳輸，無線和數(shù)據(jù)通信類電信產(chǎn)品，在電信領(lǐng)域為世界各地的客戶提供網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)和解決方案。華為產(chǎn)品和解決方案涵蓋移動（HSDPA/WCDMA/EDGE/GPRS/GSM,CDMA20001xEV-DO/CDMA20001X,TD-SCDMA和WiMAX）、核心網(wǎng)（IMS,MobileSoftswitch,NGN）、網(wǎng)絡(luò)（FTTx,xDSL,光網(wǎng)絡(luò),路由器和LANSwitch