移动通信核心网的演进

移动通信核心网的演进（邢宁霞）
    摘要：本文介绍了全IP核心网的概念以及无线网、骨干网、信令网的演进。
    关键词：全IP核心网  公用电话交换网  第三代移动通信
    1、前言
    随着ITU-R TG8/1赫尔辛基会议落下帷幕，第三代通信的接口标准格局已基本形成，产生
了五种无线接口技术，其中包括IMT-2000 CDMA DS、IMT-2000 CDMA MC、 IMT-2000 CDMA 
TDD三种宽带CDMA技术和IMT-2000 TDMA SC、IMT-2000 TDMA TDD两种TDMA技术。
    第三代移动通信系统是在第二代移动通信系统的庞大的基础网络与众多客户的基础上发
展起来的。无疑它首先要考虑与第二代系统的互联和兼容问题，以实现在最初阶段两大系统
并存时的综合利用，这也是目前GSM和CDMA运营者所关注的主要问题。与第三代无线接口相比
较，核心网的演进总趋势要明确的多，即“全IP的核心网络”。
    2、全IP核心网络
    目前每一个从事电信行业的人士都非常熟悉一句话，那就是“一切基于IP，IP基于一切”，
而且国际国内各个电信标准化组织都在探讨“全IP”网络的概念，希望在未来能实现真正全
球完全一致的“全IP核心网络”。这里为什么要强调全IP核心网络的概念呢？因为从技术发
展趋势来看，核心网趋于一致，各式各样的服务器接入统一的核心网来为用户提供越来越完
善的服务是大势所趋。而目前对IP核心网的认同基本上是“IP核心骨干网”上，也就是说，
只是拿IP取代了传统网络的传输层（如MTP），而控制层（如SCCP）、应用层（如TCAP、MAP、
IS-41等）等都还是传统的概念，只不过在不断增加新的功能。但应该看到是全部，这才是真
正意义上的“全IP”网络概念。运营业也顺应这种变化趋势，将从现在大而全的方式逐渐走
向专业化发展，将出现网络传输提供商（长途的、本地的）、网络运营商、接入提供商（有
线、无线）、接入运营商等新的运营形式。
    未来无线基站（BTS）也将可以通过IP协议直接接入“全IP核心网络”，原BSC、MSC、
HLR、VLR、AC等涉及的呼叫处理、移动性管理、用户数据、业务生成等功能都将由这一网络
上的一个服务器或数据库来实现，不再有目前的GSM-MAP和IS-41等信令方式的区别，差异性
越来越向最终接入节点处延伸，共性越来越大，这将带来运营、制造、科研的一场革命，其
变化是前所未有的。
    3、中国移动现有的网络结构
    中国移动通信集团的网络是基于中国七叫信令（MTP-SCCP、TACP）的传统电路型网络，
高层协议采用GSM-MAP。
    4、无线网络的演进 
    由于第三代移动通信的无线传输技术与第二代GSM有很大差异，因此对中国移动来讲无
线基站部分需重新建设。第三代移动通信系统在开始时很像引入了一个新的无线接入系统，
在无线接口处使用新的频段、新的无线传输技术、新的话音编码形式，因而不是“演进”，
而是“革命”。
    第三代移动通信系统将在3G业务需求热点的地区首先引入。接入演变后的核心网络，通
过多频多模终端实现第三代用户到第二代网络的漫游。具体实施步骤如下。
    （1）在第三代的无线接入部分RNC（Radio Network Controller）中引入IWF模块，将第
三代的I接口转换为A接口接入现有第二代系统设备，如MSC、SGSN等。
    （2）对现有设备的功能升级，使之支持第三代的I接口，第三代的RNC直接接入现有设备。
    （3）引入一个新的功能实体（第三代接入网关），无线系统通过新的接入网关接入核心
网络。
    （4）不使用第三代接入网关，无线系统直接接入核心网络。  
    随着IP向无线方面的延伸，核心网络不断演进，最终不同网络协议间的差异消失，第三
代无线接入网关将取消，3G无线部分将直接接入IP核心网。
    5、骨干网络的演进
    随着未来数据业务、多媒体业务主导地位的确立，整个电信网正朝着宽带化、分组化、
综合化、个人化方向发展。宽带、分组交换模式的IP骨干网也将成为主流、话音、数据、图
像等各种信息业务将根据市场的需求综合在这个网中传送。我们可以在第二代系统上通过引
入GPRS初步形成分组交换网络，并将随着第三代系统的引入逐步向以IP为主的骨干网演进，
演进步骤如下。
    第一步：在GSM网上引入GPRS，初步建立IP骨干网，话音走传统电路网络，数据进入GPRS
的IP网络。
    第二步：IP骨干网不断扩大，传统电路型网络逐渐缩小，在引入第三代移动通信系统时，
部分话音及数据进入IP网络。  
    6、信令网的演进
    从核心网信令协议看，目前中国移动GSM网是基于中国七号信令及GSM-MAP规程，而世界
上还有其他令食如CCITT信令、ANSI信令等等。虽然在运营者融合组织的提议下，两个无线接
入网从原理上讲都可以与两个核心网互联。但这将给设备制造商增加开发难度、成本和时间，
从而增加运营者的运营成本及维护难度。所以目前正在制定一种全新的基于IP核心网的信令
协议。
    目前，中国七号信令网向全IP网的演进可以大致分为两步，传输层协议MTP首先变为IP，
其他控制层和应用层协议不变；随着技术的发展，SCCP、TCAP、GSM/MAP等信令也将全部被
IP信令所取代，目前MWIF（移动无线因特网论坛）正在进行有关方面的研究。这样网络演进
较为平滑，兼容性更好，因为已经不再有中国七号信令与CCITT以及北美SS7信令的差别，也
不再有GSM/MAP和IS-41的差别，真正从网络上实现全球统一。
    7、结束语
    每个运营者最终如何选择IP核心网并如何过渡，很大程度上取决于技术发展和市场对全
IP网的业务需求以及第二代网络平滑演进的要求。我们将对IP带给我们的改变作好充分准备，
迎接新一代网络变革时代的到来。

摘自《电信科学》