WCDMAR4与NGN商用、运营关键问题比较

  从R4阶段开始,NGN与3G技术开始走到一起:NGN承载与控制分离的软交换机制、统一的IP/ATM分组业务承载都被引入到了3G核心网中。
  
  WCDMAR4网络与NGN网络异同点,可以从总体网络架构、基础传输网络、设备网元功能、可商用/可运营关键技术等多个方面进行比较。
  
  总体网络架构
  WCDMAR4与NGN网络均采用了相似的承载与控制分离的分层体系架构,即原有承载、控制合一的交换机分离为专门负责用户面的媒体处理与交换功能的媒体网关,以及专门负责控制面呼叫处理及业务提供的软交换设备,并且媒体网关之间、软交换之间以及软交换与媒体网关之间的媒体与控制流的承载均由传统的TDM专线交换演化为基于分组转发的宽带包交换网络(IP/ATM)。软交换与媒体网关之间不再是话音媒体流,而是基于H.248的控制消息。
  
  基础传输网络
  WCDMAR4与NGN对于基础传输网络设施,包括路由器、交换机以及底层的SDH/DWDM传输设备及传输链路,其需求均是相同的,均统一采用基于分组统计复用及包/信元转发的宽带IP/ATM承载。
  
  设备网元功能
  WCDMAR4与NGN中业务独立的设备网元包括:通过H.248控制的特殊媒体资源(MRS)以及负责宽窄带信令互通的信令网关(SG)。
  
  MRS主要用于软交换在普通呼叫及智能呼叫流程中对分组网中集中放音、收号、会议等媒体资源的支持。SG主要用于各类应用层信令(包括MAP、INAP/CAP等)在SIGTRAN承载与基于TDMMTP1/2承载之间的互通转换,它们所基于的底层传输协议栈是相同的,因此对SG的互通功能需求完全相同。
  
  此外,其他网元设备基本在功能、业务流程方面存在较大的差异性。主要体现在以下几个方面:
  
  网络设备构件的差异性。WCDMAR4网络划分为接入网及核心网两个部分。接入网由WCDMA基站NodeB及基站控制器RNC构成。核心网部分除原移动交换机MSC分离为控制面软交换MSCserver及承载面媒体网关MGW设备外,其他核心网及业务应用层网元设备均继承移动WCDMAR99,包括SGSN/GGSN、HLR、移动SCP、SMSC等。
  
  NGN网络也可划分为接入网及核心网两个部分:接入网由从C5交换机分离出来的固定电话远/近端接入部分的接入网关AG/IAD等组成,而核心网则由固网相当于C5/C4交换机控制部分的软交换及与其他网互通的中继网关构成,其他业务应用层网元设备如固网SCP等均直接继承PSTN。
  
  软交换设备的差异性。WCDMAR4与NGN软交换的差别主要体现在业务特性集及交互协议方面。WCDMAR4的MSCserver继承了3G端局MSC及关口局MSC所有的业务控制层的业务处理及信令接口功能,与UTRAN移动接入网及其他PSTN/PLMN网络进行控制面流程交互实现3G用户的接入及实现与其他运营商或传统网络的互通,并在业务流程中根据需要调用经过移动扩展的H.248协议控制移动接入或中继媒体网关完成媒体流的汇聚、映射及交换。
  
  NGN软交换则继承传统C4固定端局及C5长途局交换机的所有业务处理及信令接口功能,并通过MGCP/H.248协议控制固定接入网关或中继网关完成媒体流的汇聚、映射及交换,实现与PSTN用户及其他运营商或传统网络的互通。
  
  WCDMAR4采用RANAP/BSSAP协议接入移动用户,BICC作为软交换局间中继控制;而NGN软交换则采用H.248/MGCP/IUA/V5UA接入固定用户,H.323/SIP/SIP-T/BICC作为软交换局间的中继控制。
  
  WCDMAR4软交换具备NGN软交换没有的移动性管理及呼叫管理(CM/MM)特性。
  
  移动、固定接入及中继的差异性。移动接入媒体网关与UTRAN接入网进行复杂的控制面交互(Q.AAL2/IuUP),将UTRAN业务流转换为IP/ATM核心网业务流,并转接来自UTRAN的非接入层信令(如层3呼叫控制)到MSCserver或转发从MSCserver到UTRAN的控制命令,固定接入媒体网关则直接或通过AN接入传统POTS或ISDN用户,转换模拟或数字线信号为IP/ATM核心网业务流,将用户呼叫进程事件转换为H.248/MGCP或IUA消息上报或作反向转换。
  
  移动中继媒体网关与固定中继媒体网关都承担VoIP/VoATM与传统电路交换网之间的承载类型、语音编解码模式转换及回声抑止的控制,但移动与固网采用的编解码算法(移动采用AMR/EFR,而固网采用G.723/G.729)以及对回声抑止功能参数的需求均不同,并且移动中继媒体网关还涉及复杂的用户面及TrFO功能的处理。
  
  软交换与媒体网关间的媒体控制协议在WCDMAR4与NGN中也存在较大差别,移动媒体控制协议是在固网H.248协议基础上作了大量扩展,包括ITU-T的CBC资源控制模型Q.1950扩展,以及3GPP的TS29.232UMTS域特有扩展。
  
  WCDMAR4与NGN可商用、可运营等关键问题的比较
  WCDMAR4与NGN网络在可商用、可运营的关键问题的异同主要可以从承载网QoS、网络安全性等几方面展开比较。
  
  承载网QoS问题。总体来说,WCDMAR4的QoS问题相对NGN更易解决,因为WCDMAR4面临着与NGN相同的承载核心骨干层QoS问题,而其接入层则不存在接入层QoS问题,相反NGN网络解决QoS问题的难点恰恰在于承载网接入层。
  
  承载网接入层QoS。无论3G的语音或数据应用,均要通过UTRAN接入网承载接入R4的IP承载骨干网,由于RNC、NodeB、MGW及SGSN等接入网相关实体均共同基于ATM的高速转发及区分QoS类别处理的能力,完善的基于每事务的QoS协议保证机制,使得WCDMAR4的UTRAN接入网在资源配置足够的情况下,几乎不必引入额外的机制便可提供很好的QoS保障。NGN网络中固定话音或数据用户接入IP核心网络的层次更复杂、可选接入方式更多,最终导致其QoS的保障实施相对WCDMAR4接入网更为困难。不同的接入方式对应不同的QoS策略。
  
  承载网核心骨干层QoS。NGN及WCDMAR4对IP核心骨干网,包括其基础IP传输网络尤其是IP路由器、L2交换设备所必须具备的QoS能力有着相似的需求,其综合QoS解决方案的经验也可以相互借鉴,在WCDMAR4与NGN核心承载网共用的情况下,其QoS工程也可以统一规划。
  
  网络安全性的问题。NGN的软交换须采用非标准的认证机制以确认接入网关(AG/IAD)的身份有效性,其对NGN用户的认证实际就隐含在对AG/IAD设备的认证过程中,而WCDMAR4则由HLR、MSCserver、UTRAN及终端UE的配合,提供了完备而强大的标准的双向鉴权加密机制来确保接入用户的身份可靠性、数据完整性及业务私密性。MSCserver对接入MGW的合法性认证,则可以通过WCDMAR4核心设备间SCTP连接所具备的加强连接建立认证以及H.248协议加密能力得到支持。
  
  在开放的公共IP承载网中,WCDMAR4与NGN均可考虑通过核心设备端到端IPSec或外挂路由器间的隧道IPSec方式提供网络层的身份认证及信息完整性保护,同时均可考虑引入层2及层3VPN(VLAN及IPVPN)实现WCDMAR4及NGN实时业务与其他非实时业务的逻辑隔离以更彻底地杜绝网络安全隐患。
  
  NGN与WCDMAR4在组网制式方面的比较
  承载网组网。就承载网组网制式而言,WCDMAR4与NGN基本上相同。
  
  信令网组网。在采用IP作为信令控制面承载的前提下,WCDMAR4与NGN的信令网组网方面还是存在一定差别的。固定NGN网络中一般采用SIP或H.323作为局间信令,而对应与远地软交换之间的信令一般选择平面式的寻址,WCDMAR4的信令网要考虑呼叫独立的移动信令网(MAP/CAP)以及呼叫信令网(BICC)两种完全不同的情况。