3g技术普及手册初级

3g技术普及手册初级内容摘要：

上承载 ),占用的带宽非常少 ,使得 MSC Server 和MGW 之间可以经济地拉远放置 ,因此在 R4 的规划过程中 ,完全可以考虑将MSC Server只设置在省会或者中心城市 ,在经济不发达地区可以只设置 MGW来和 PSTN 以及 RNC 互通 ｡由于 MSC Server 较为复杂并且负责有关业务逻辑 ､呼叫控制 ､计费等与业务相关地部分 ,因此 MSC Server 的集中设置一方面有利于系统软件升级和新业务普及 ,另外一方面运营商也可以考虑只需要在中心机房配备维护人员 ,节约维护运营 成本 ｡ 设置在每个本地网的 MGW 也可以根据原有本地网的机房情况灵活配置 ,如设置在和 PSTN 同址的机房 ,从而节省传输资源 ,降低成本 ,还可以起到容灾的作用 ｡另外一方面适当地集中配置部分共享资源 (如放音资源等 )到某个 MGW,也可以减少相关资源配置更新的维护工作量 ,加快新业务的响应速度 ｡ 6 MSC Server的集中设置需要 MSC Server设备在功能上支持管理多个本地网 ,容量要足够大 ｡因此这就带来网络安全性的问题 ,如 R99 的组网模式下 ,一个MSC Server 出现故障仅仅影响一个本地网 ,而在 R4 的组网模式下 ,一个 MSC Server 的故障可能会造成很大的影响 ｡针对这个问题 ,部分设备厂商都提出了DUAL HOMING(双归属 )的解决方案 ,即让一个 MGW 可以在故障的时候注册到另外一个 MSC Server 上 ｡ R4 的控制和承载分离也影响了汇接网的组网模式 ｡传统的 R99 组网模式一般为多级组网方式 ,端到端之间的话路需要多级转接 ｡而在 R4的组网中 ,由于媒体流可以在 IP 上承载 ,使得承载可以看作是一个平面上交互。 只要相关信令通过MSC Server 或者 TMSC Server 协商完成 ,就可以建立起端到端到承载 ｡ 5)R99 和 R4 在业 务功能上的差异 R99 到 R4 在功能上差别比较小 ,主要是引入了 TrFO 功能 ｡由于话音编码器对话音编码是有损压缩 ,每经过一次编解码会降低话音质量 ,因此减少语音解码次数可以改善语音质量 ｡同时减少语音解码次数还可以减少话音的传输时延和节省网络设备功率 ｡另外 ,相对 R99,R4在业务上对 MMS､LCS等也进一步地完善和明确规范 ｡ 6)R99 和 R4 在设备开发的差异 在 3G 的网路建设中 ,由于业务个性化多样化和开放的业务平台将产生越来越多的业务 ,因此对设备提出了更高处理能力需求。 而 R4 的分离式建设和组网使得设备越来越集中设置 ,提出了大容量建设的需求 ｡所以 R4 的核心网电路域设备必须满足大容量 ,高处理能力的需求 ｡ 同时由于在 R4 阶段核心网络分组化 ,使信令传输和内部交换带宽得到了质的提高。 控制和承载分离和网络构件化 ,使得各个业务实体分工明确并且可以分别针对不同的技术方向发展 ｡因此相对 R99 的核心网电路域设备 ,R4 核心网电路域设备一般具有更高的集成度 ､更大的容量和更强的处理能力 ｡ 9. 承载与控制分离的结构有什么好处 ? 答复 : 承载与控制分离的结构是指控制面的信令和用户面的承载分别由独立的网元 ,Server 和 MGW 来负责 , Server 通过 控制 MGW,3G R4 的核心网电路域采用的就是这种结构 ｡ 承载与控制分离的结构给组网带来的最大变化就是 :Server 和 MGW 可以分开放置 ｡通常 Server 集中在省会和区域中心 ,而 MGW 可以按最佳的话务吸收点进行设置 ｡这种组网方式带来的好处有 : 升级方便 ,便于新业务的开展 ｡业务的处理逻辑主要在 Server 上 ,因此开展新业务时 ,一般只需要 Server升级 ,而 Server容量大 ,网元少且集中设置 ,升级的工作量相对少 ,从而加快了新业务的开展 ｡因为移动网的服务要求能全程全网提供 ,所以这个优点对新业务的开展很 有意义 ｡ 7 Server 的集中管理 ,便于提高运维的效率 ｡业务的处理 ,计费 ,信令的监控等主要集中在 Server 上 ,维护人员主要配置在 Server 的所在地 ,从而提高了运维的效率 ｡ 组网灵活性增强 ,MGW 可按最佳的话务吸收点设置 ｡采用承载控制合一的设备组网时 ,在非用户密集地区 ,为了实现广覆盖 ,往往需要将 MSC 下放到各小本地网 ,网元数多 ,网络结构较复杂 ｡如果采用大容量的 MSC负责多个本地网的业务处理又会导致大量本地话务长途迂回的问题 ,这样就出现了广覆盖 ､大容量与路由迂回间的矛盾 ,且采用承载控制合一的设备无法解决这个 矛盾 ｡R4 阶段 ,因Server 和 MGW 可分离设置 ,Server 大容量 ,集中设置在省会和区域中心 ,而MGW 按照最佳话务吸收点设置在各本地网 ,可以和 RNC 共址 ,解决以上所提的问题 ,网络结构更优化 ｡ 10. 3GPP R4 相对于 R99 的优势 答复 : 相对于传统电路交换网络 ,软交换网络可以实现更简单的目标网络结构 ,主要是从节约运营成本 ､易于维护和保护投资三方面为运营商带来利益 ｡ 1)简单的目标网络结构  简单清晰的网络结构 软交换架构的核心网采用 IP 承载方式可以实现无级组网 ,无需建设汇接网 ｡在承载网方面 ,IP 承载网节点与 TDM 汇接网节点相比 ,节点容量大大增加 ｡TDM的终局容量一般在 20204000E1 左右 ,交换容量在 48G 左右。 而目前主流高性能 IP路由器的交换容量已经可以达到 4080G,部分厂家 IP路由器的交换容量可以达到数百 G｡大容量的交换节点可以使网络结构更加清晰 ,节点之间的连接大大减少 ｡  简单灵活的路由方式 较之于传统的电话网络 ,在软交换网络中没有了传统的汇接局之间固定的中继接口和局间中继群的操作维护的概念 ,取而代之的是“虚拟中继”概念 :话路不再是预先设置好而是根据需要在数据网络上动态建立的 ｡这一改变大大降低了设备 成本和与之相应的操作维护成本 ,以及网络的总带宽需求量 ｡ 2)可快速提供新业务 采用 IP 承载技术的软交换网络 ,最大的特点是承载与控制的相分离 ,这一特征应用于实际的组网就是 MSC SERVER 的集中设置和 MGW 的分散设置相结合 ｡ 我们知道 ,很多业务的推行往往需要全网的业务控制功能实体的升级 ,在 GSM时代 ,MSC 是业务控制的实体 ,分布于各本地网 ,数量很大 ,升级工程困难 ,导致业务推出周期长 ｡采用 R4 组网时 ,MSC SERVER 是业务控制的功能实体 ,容量大 ,局点少 ,集中设置 ,升级很方便 ,这在 3G 建设初期 ,新业务不断涌 现的情况下尤为重要 ,便于帮助运营商尽快推出 3G 特色新业务 ,在未来业务竞争中赢得优势 ｡ 8 在 2G 时代 ,控制和承载合一 ,集于 MSC 一身 ｡在话路量少的地区 ,往往不设置MSC,通过将 BSS接入到临近地区的 MSC来提供移动业务 ,这样本地区的移动､固定间的呼叫就存在话路迂回的问题 ｡采用 R4 组网时 ,在话务量少的地区仅仅设置一个 MGW 与当地 PSTN 互通和接入 RAN,MSC SERVER 远程控制MGW,就可以很好的解决话路迂回的问题 ｡ 3)降低建网成本和运营成本  IP 承载技术的软交换网络容量利用率高 基于 TDM 连接的传统汇接网 络各网元之间网状网相连 ,造成各个网元两两之间局向的 N 平方问题 ,随着网络节点的增加 ,各个局向的中继利用率很低。 采用IP 承载技术的软交换网络中的 MGW 通过千兆以太网口或 STM1 接口连接至分组骨干传输网 ,组成一个平面网络 ,由骨干网本身进行用户层话务的路由 ､连接 ,不必象传统 CS 网络那样需要规划和配置各个局向的电路 ,大大提高了话务的收敛比和端口的利用率 ,从而有效的提高了网络利用率 ､减少了网络建设容量 ､节省了传输 ,有利于降低建网成本 ｡  减少局点数目 ,降低配套设施成本 由于控制层与用户层的分离 ,在网络的组织方面 ,处于控 制层面的 MSC server可采用集中部署的方式 ,如只在大区城市设置 ,可以更有效地利用控制资源 ,减少网络中的闲置容量 ,从而大幅度减少局点数量 ｡MSC Server 的容量可达 100万用户以上 ,大容量的网元具有集成度高 ,耗电量低 ,占地面积小等特点 ,自然就减少了网元数目和局点数目 ,从而降低了配套设施的成本 ｡  IP 承载技术带来的传输成本的节约和运营维护成本的降低。 IP 传输建设和维护成本远低于 TDM 交换成本 ｡对于分组传输骨干网络 , MSC Server系统还可以通过 AMR(Adaptive MultiRate)达 到节省传输的目的 ｡AMR使用 的语音编码 ,而不是象基于 TDM 连接的传统网络 ,无论语音编码的实际带宽多少总要占用多达 64kb/s 的一个时隙 ,从而极大地节省了传输 ｡而核心分组交换网络具有规划简单 ､易于维护的特点 ,也将大大降低网络的整体运营维护成本 ｡  语音 ､数据和多媒体等可以共用同一分组骨干网 软交换系统支持 IP/ATM传输网 ,未来可以与分组核心网共用同一个 IP/ATM骨干网 ,从而使运营商不必运营和管理两个独立的传输网络 ｡ 4)对网络的维护变得更容易及更有效 传统的交换网络是基于 2Mbps TDM 的固定连 接 ,需要根据话务量模型 , 规划骨干网络带宽 ,存在两两节点之间的 N平方问题 , 配置工作量很大 ｡一旦网络中的某个节点即使只需要少量的扩容或数据修改 ,往往就会引起波及网络其它部分甚至整个网络的连锁反应 ,网络规模越大情况就越严重 ｡ 采用 IP 承载技术的软交换网络中的 MGW 可以通过千兆以太网口或 STM1 接口灵活地连接至分组骨干传输网 ,使它的安装 ､开通 ､配置和扩容等网络操作比传统的交换网元简单易行 ､对网络影响小 ,同时减少运营商的规划工作量 ,网络可按需边规划边建设 ,缩短了网络扩容所需时间 ,可以更好地根据网络的实际情况和需 要决定安装的数量和地点 ,使得网络维护工作量大大下降 ｡ 9 5)易于向下一代网络演进  具备全业务提供潜力 为运营商部署软交换网络主要不是源于技术驱动 ,而是市场驱动 ｡中国电信目前的业务收入主要来自于传统的话音业务 ｡而软交换网络做为可以同时支持移动和固定业务的融合网络 ,具有潜在的提供丰富业务的能力 ,可以为将来的基于分组网络的固定语音 ､宽带多媒体和新的增值业务提供坚实的网络基础 ｡  长远的投资保护 采用软交换方案可使运营商以最快的速度 ,及时地向 3G网络和全 IP网络迈进 ｡运营商用于软交换网络的投资可充分地用于 3G 网络和全 IP 网络 ,保护了运营商的长远投资 ｡ 当网络发展到 R5/R6 和全 IP 阶段 ,软交换网络的所有网元都可以得到利用 ,同时无需改变网络的体系结构 ｡建设 3G R5 网络时 ,MSC Server 系统仍然会在网络中存在相当长的时间 ,也可以平滑升级成为 MGCF 功能实体 ,MGW 功能不变或平滑升级成为综合媒体网关 ｡所以软交换系统可以确保平滑的网络演进 ,向未来 3GPP R5/R6 全 IP 核心网迈出了第一步 ｡ 11. 3GPP R5 版本为什么要引入 IMS 域 答复 : IMS 的主要特点是使用 SIP 协议和它的接入无关性 ｡基于 SIP 协议的 IMS 域 ,为在 3G 网络上运行的 IP 业务提供了一个统一的会话管理机制 ｡现在的 IP 网络 ,基本上每一种应用都需要使用一套独特的会话信令协议 ｡相比之下 SIP 协议为大部分的 IP 业务提供了一套简化了的统一会话控制机制 ,这将有助于在移动网络开展不同的应用业务 ｡IMS 的接入无关性是指它除了可以应用在移动网络外 ,也可应用在固网 ,GPRS,WLAN 和所有 IP 网络 ｡ IMS域和分组域一起可以综合实现话音和数据结合的 IP 多媒体业务 ,完全不依赖于电路域 ｡引入 IMS 域所带来的新业务主要有 : 1) 基于 SIP 的 VoIP IMS 可以提供基于 IMS SIP 信令控制的 VoIP,通过在 IMS 域中的媒体网关和MGCF 实现 IMS 终端与 CS 域 /PSTN 的互通 ｡其中 MGCF 需要支持ISUP, 和 SIP 协议 ,MGCF 与 CSCF 间通过 SIP进行通讯 ｡这种情况下终端必须支持 SIP 协议才能使用基于 SIP 的 VoIP 业务 ｡ 2) Push to Talk Push To Talk,简称 PTT,是一项使用户立即通话的半双工语音通信方式 ,区别于传统的电路交换语音通信方式 ｡PTT 有两个特点 ,一方面 PTT 不需要等待话音电路的建立过程 ,按键即讲话。 另一方面 PTT 采用半双工方式可以节 省网络资源 ,即一方在讲话状态 ,其余在听状态 ,同一时间只有一个人在说话 ｡ 3) Instant Messaging 10 Instant Message 可以使用户彼此高速发送消息 ,消息格式可以是短消息文本 ､图片 ､甚至视频等 ｡Instant message 比 MMS 的优势是实时性更强 ｡Instant message 服务器可以配置 ,当网络传输质量差时 ,实行存储转发 ,也可以设定阀值 ,超时时丢弃该消息 ｡ 4) Presence Presenc。