移動NGN、IMS網(wǎng)絡架構及其平臺的探討

1、移動ngn、ims網(wǎng)絡架構及其平臺的探討經(jīng)過幾年的技術探討和測試，3g似乎已是萬事俱備只欠東風。與固定核心網(wǎng)絡技術較成熟但投資相對乏力的現(xiàn)狀相比，在移動通信市場強大的投資推動下，移動核心網(wǎng)絡應該更有可能后來居上，在幾年內快速打造成全國規(guī)模的下一代移動核心網(wǎng)絡，實現(xiàn)網(wǎng)絡架構ngn化，網(wǎng)絡設備平臺通用化。中國移動市場目前完美的財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，不斷督促著設備提供商和電信運營商提供和建設更有成本優(yōu)勢、更強大、方便未來演進的下一代移動核心網(wǎng)絡。具體來說下一代移動核心網(wǎng)絡應達到以下要求：達到成本優(yōu)化，綜合考慮capex和opex 有利于快速業(yè)務引入，

2、包括網(wǎng)絡架構和設備改造等方面符合電信/it技術和業(yè)務融合發(fā)展的要求，更加具有開放性同時保證網(wǎng)絡穩(wěn)定和質量，確保最終客戶的滿意度為滿足這些要求，通信界經(jīng)過十幾年的技術準備和探索，已普遍認可網(wǎng)絡架構ngn化的發(fā)展方向，并逐漸確定網(wǎng)絡設備平臺通用化的發(fā)展策略。兩種發(fā)展方向相互交織、相互促進，共同成為下一代移動核心網(wǎng)絡的核心要素。下一代核心網(wǎng)絡架構特點1.移動ngn 網(wǎng)絡架構ngn化在移動界的普遍認同應該歸功于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)側架構更延續(xù)和拓展了ngn化的趨勢。 圖一：r4 ngn結構圖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，其結構圖參見圖一?？梢哉fr4 ngn架構的選擇已經(jīng)是下一代移動核心網(wǎng)絡發(fā)展的第一步，已基本滿足相應的要求，如下做一簡要分析：成本優(yōu)化可分為機房環(huán)境、局所數(shù)量、傳輸資源、維護人員等幾個方面考慮。在機房環(huán)境成本方面，由于設備尤其是mgw普遍采用了更新的技術，占地、耗電、空調等的成本都能大大降低，估計能優(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，這尤其在目前國內流行的大本地網(wǎng)組網(wǎng)方式上更能體現(xiàn)，估計能優(yōu)化50。在傳輸資源成本方面，由于采用ip做為承載網(wǎng)絡，成本上至少可優(yōu)化50。在維護人員成

4、本方面，由于ngn設備普遍采用ip、java、corba等通用it技術，操作維護趨于一致、網(wǎng)管網(wǎng)絡搭建趨于簡化，而且mgc的少局所和mgw的維護簡單等因素等都將導致維護成本的優(yōu)化。快速業(yè)務引入可分為網(wǎng)絡結構和設備改造兩方面考慮。在網(wǎng)絡架構方面，由于電路業(yè)務基本在mgc上完成，而不影響mgw，僅需修改少量mgc，方便了業(yè)務的引入。在設備改造方面，部分設備提供商的mgc采用先進的通用平臺，業(yè)務開發(fā)周期可大大加快。面向網(wǎng)絡演進和融合考慮到ims已被確認為核心網(wǎng)絡發(fā)展的目標，而r4 ngn設備在ims階段仍能互通，而采用通用平臺的網(wǎng)絡設備更能保證其平滑演進至ims，從而確保網(wǎng)絡可演進性。網(wǎng)絡穩(wěn)定性和可

5、靠性考慮到電信設備提供商普遍在研發(fā)中采用嚴格的質量控制流程，而電信運營商在設備準入、入網(wǎng)測試等方面也有較高門檻，經(jīng)過近兩年r4 ngn設備在2g網(wǎng)絡現(xiàn)網(wǎng)逐漸采用和運行，表明移動ngn設備已完全達到規(guī)模商用的能力。目前中國各大運營商在3g的核心網(wǎng)電路域已確定采用r4 ngn，并已完成大量測試，測試結果表明各廠家設備已具備商用條件。2.ims網(wǎng)絡近幾年ims技術在作為符合ngn架構的固定移動融合的電信目標網(wǎng)絡方面，在作為對抗skype、msn等internet發(fā)展而來的技術架構的競爭方面，在確保或重新獲得ip化網(wǎng)絡中電信運營商的價值鏈控制地位方面，已基本得到電信界的一致地認同和擁護。在規(guī)范方面3g

6、pp r6和tispan r1已基本完成，包含的內容已基本滿足電信設備商和運營商的研制和運營預商用及商用網(wǎng)絡的要求。 圖二：ims網(wǎng)絡分層架構ims的架構分為業(yè)務、控制和接入三個層面（參見圖二），擁有提供多媒體業(yè)務、水平型業(yè)務結構、接入無關性和采用電信“it”協(xié)議sip等諸多特點。ims架構是下一代移動核心網(wǎng)絡的架構目標，已很好地滿足相應的要求：成本優(yōu)化由于相對移動r4 ngn來說各廠商設備已更普遍采用通用平臺，在集成度等方面有更多的提高。在網(wǎng)絡架構和設備實現(xiàn)上，部分設備廠商由于較早較好地考慮了移動r4 ngn的演進，推行統(tǒng)一軟交換、統(tǒng)一mgw及統(tǒng)一應用服務器的策略，將使網(wǎng)絡演進成本更加優(yōu)化。

7、快速業(yè)務引入ims由于采用水平型業(yè)務結構，大大提高了快速業(yè)務引入能力，能提供各種多媒體業(yè)務，大大豐富了電信業(yè)務，而且還給電信運營商一個強有力控制電信業(yè)務價值鏈的手段。面向網(wǎng)絡演進和融合ims由于具有與接入方式無關性的特點，目前已被業(yè)界確定為固網(wǎng)移動融合的目標架構，由3gpp/3gpp2/tispan等各大標準組織攜手完成技術標準工作。目前業(yè)界也正探討與cable等網(wǎng)絡的基于ims架構的融合工作。網(wǎng)絡穩(wěn)定性和可靠性相信經(jīng)過大約兩年的設備研制、測試、互通、預商用的步驟，ims在2008年應能達到規(guī)模商用的要求。目前中國各大運營商均已開展ims的理論研究和實驗室測試工作，為下一代移動核心網(wǎng)絡目標架構

8、的建設開展積極的準備工作。下一代網(wǎng)絡設備平臺的通用化大家應可以注意到以上在探討下一代移動核心網(wǎng)絡的ngn網(wǎng)絡結構的要素時，已處處體現(xiàn)與網(wǎng)絡設備平臺通用化的要素兩者之間相輔相成、共同發(fā)展的關系。可以形象地說ngn網(wǎng)絡結構是下一代移動核心網(wǎng)絡的“表”，網(wǎng)絡設備平臺通用化是下一代移動核心網(wǎng)絡的“骨”。最早的程控交換機全部硬件直至芯片都是某個廠家專有的，而目前廣泛使用中的程控交換機的芯片已基本采用通用芯片，但硬件板的設計和操作系統(tǒng)等仍是由廠家專有。由于電信設備相對地不開放性，導致電信界的技術發(fā)展相對不如it界的技術發(fā)展日新月異，且相對的成本較高。種種動力促使電信界加速轉型，分工更加專業(yè)化。 圖三：下一

9、代電信設備的分工模式目前業(yè)界正得到廣泛認可的分工模式例圖見圖三，從下至上分為：芯片級業(yè)界已普遍認可采用x86芯片。底層交換業(yè)界已普遍認可采用以太網(wǎng)標準做為物理、mac和llc層完成交換功能。硬件平臺目前業(yè)界較流行的是atca平臺，其他并存或早期的有cpci，sun netra， ibm blade server等。相對來說atca最開放，普遍被業(yè)界認可。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linux），其他并存或早期有sun solaris, hp unix, vx works等。相對來說cgl最開放，普遍被業(yè)界認可。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)界對中間件的標準定義仍在進行中，正由國際組織sa等進行協(xié)調。近期仍由電信設備商與電信業(yè)務層軟件一起提供。電信業(yè)務層各種電信業(yè)務的“應用”軟件由專業(yè)的電信設備提供商研制，并同時完成整體的垂直集成工作，提供完整的電信設備。網(wǎng)絡設備平臺通用化能真正滿足下一代移動核心網(wǎng)絡的相應要求：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，同時在各個層面又具有相對的規(guī)模效應，從而確保成本最大限度地優(yōu)化。在快速業(yè)務引入方面也由于采用水平分工，電信設備提供商能更專注于電信業(yè)務的開發(fā)，而其他相應的改動如信令協(xié)議棧由其他專業(yè)公司完成，從而必然使新電信業(yè)務的開發(fā)周期大大縮短，目前業(yè)界估計可縮短至三分之一左右。在網(wǎng)絡演進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，從而提供了電信、it網(wǎng)絡融合良好的基礎和可能。在網(wǎng)絡穩(wěn)定和質量方面由于為電信市場服務的相關各層廠家需按電信市場的要求進行從標準制定、技術設計、研發(fā)測試、現(xiàn)網(wǎng)驗證和準入等電信界相關流程，而且最終的集成工作仍由對電信網(wǎng)絡