移動軟交換:向下一代網路穩步演進

 移動通信和寬頻技術的發展給整個電信行業帶來了前所未有的機遇和挑戰。怎樣順應向下一代網路轉型的歷史潮流開發出更加豐富多彩的業務套用,從而打造可持續盈利的運營模式,成為當今電信運營商關注的焦點。面對市場需求的變化,現在以tdm交換為主的移動通信網路已經無法滿足寬頻化、智慧型化的業務和運營要求,在網路核心層面,我們急需一種先進架構的出現,在這一背景下移動軟交換應運而生,並逐漸成為技術主流。隨著全球越來越多的主流運營商開始全面引入移動軟交換,核心網新一輪的演進已經進入實質性階段。

先進架構符合網路演進趨勢

事實上,早在上世紀90年代末就有人提出在第三代移動通信系統中引入移動伺服器的構想,形成了日後的軟交換思想。近幾年來,電信網逐步走向ip化,固定網與移動網融合的趨勢越來越明顯,跟固網一樣,移動網同樣要從pstn向ip網過渡。因此,3gpp在制定wcdmar4規範時正式在移動核心網中引入了軟交換的概念,促進了行動網路的演進及與固定網路的融合。

  移動軟交換主要針對核心網路的交換部分,其核心概念是實現了控制面與用戶面的分離。移動交換中心(msc)被分解為msc伺服器(mss)和媒體網關(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通過標準的h.248接口控制mgw完成話務的交換。同時,mss通過傳統的map信令與hlr互動,通過傳統的信令完成對接入網路的控制。

  控制面與用戶面的分離決定了移動軟交換技術符合未來電信網路面向全ip發展的趨勢,同時兼顧原有的tdm承載需要。而建立在多承載基礎上的trfo技術通過減少編解碼過程,同時解決了提高話音質量與節約核心網頻寬的需求。由於軟交換技術在r4中被定義,因此很多新的電路交換功能也在移動軟交換設備中被引入,從而為運營商發展更豐富的電路交換業務提供了可能。這種架構上的先進性還使得移動軟交換在網路最佳化方面的效率大為提高。處於控制面的mss容量相對原有交換機大大提高,而且可以集中放置在省會與地區中心的機房,負責交換的mgw則放置在各個本地網中,由此就實現了清晰的網路結構。這樣一來,主要的控制與管理工作將可以集中完成,新業務的引入也可以集中在mss中進行,而mss與mgw之間可以通過ip連線。此外,當引入ip承載話音時,可以將話音承載平面化。由於ip網路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,而且整個網路的結構將趨於簡單,使得網路最佳化工作效率大為提高,成本也隨之下降。

業務和技術驅動移動軟交換快速發展

傳統的移動交換中心不是開放的計算機硬體和平台,其業務承載和呼叫控制集中在一起。由於不同廠家採用自己專有的操作平台和軟硬體,造成了傳統交換機在購買設備、軟硬體升級和維護等方面的費用很高。面對業務數量和質量要求越來越高的形勢,移動軟交換因其強大的業務支持能力和低成本獲得了快速發展。

 一方面,移動運營商想通過各種促銷手段來增加移動用戶數量,吸引用戶延長使用行動電話的時 間,增加使用頻度,但是由於競爭的加劇和資費的降低,運營收入並沒有隨著用戶數的增加成正比例增長。因此,移動運營商就面臨了很大的壓力,要在不斷推出新業務的同時,努力降低運營成本,提高收益。但是,傳統交換機的維護成本很高。此外,必須構建一個全業務網路,而不斷成熟的3g等領先移動通信技術又逼迫運營商進行大量投資,將移動設備更新換代,使其能提供數據、多媒體等新業務。運營商擁有的大量程控電話交換機是為傳統電話業務設計的,所採用的資源獨占的電路交換方式,以及為通信雙方提供的對等固定頻寬通道的方式,不適用於承載突發數據量大、上下行數據流量差異大的數據業務。在這樣的情形下,移動軟交換快速發展起來,因為它不僅能以一種更經濟的方式繼續服務現有的用戶,還能滿足未來網路發展需要。

另一方面,下一代網路的發展最明顯的一個特徵就是ip化。對於專為電話業務而設計的傳統交換設備來說,在基於二進制的最佳化平台上實現那些大多基於文本的ip協定,將是一個很大的挑戰。設計理念上的巨大差異使傳統交換機開發者很難在其專有平台上開發ip接口,而且任何ip接口的實現都是從零開始的,開發成本巨大,無法利用市場上成熟的ip技術和產品,使製造商進入了進退兩難的境地。在此情況下,移動軟交換這種基於開放標準的計算機平台的呼叫伺服器和媒體網關,成為傳統電信網向前發展的關鍵一步。

全球商用浪潮風起雲湧

依靠移動軟交換技術網路架構等方面的先進理念,運營商在網路建設、運維成本方面節約了大量開支,同時業務提供和控制更加靈活有效,彩鈴等基於軟交換的殺手級業務使他們獲益頗豐。這些優勢使得全球各地的移動運營商都對移動軟交換關注有加,並且努力對自身的移動交換機進行改造,全球的移動軟交換市場呈現出增長態勢。據相關市場調查機構的樂觀預測,未來幾年軟交換市場將保持高增長率。今年全球運營商將投資高達390億美元於軟交換技術,該投資將實現全球服務收入850億美元。這種服務收入大大超過投資支出的情況,反映出包括移動軟交換在內的軟交換技術在促進網路演進和業務發展中的強大推動作用。

  在中國市場,目前移動軟交換正逐步走向成熟並不斷向縱深發展。幾年來,中國的各大運營商都緊鑼密鼓地進行著移動軟交換的試驗和規模部署。而隨著3g時代的日益臨近,客觀上要求中國的運營商更加注重移動軟交換的發展,於是他們紛紛進行網路改造,引入軟交換這一先進架構,網路的部署卓有成效。早在2004年12月,中國移動就用軟交換成功替換傳統的長途電路交換機;中國聯通則構造了一個覆蓋全國的基於分組技術的全新業務網。2005年上半年,中國移動長途匯接軟交換網路二期工程啟動。軟交換的各種套用在中國呈現出千姿百態、爭奇鬥豔之態。

  從2003年移動軟交換快速發展的開始,越來越多的移動服務供應商宣布了他們向基於r4網路的第三代移動通信項目的演進策略。同時,業界普遍相信移動軟交換的演進是通向ims服務的橋樑,也是必須邁出的第一步。運營商藉助移動軟交換在capex和opex兩方面都取得了可觀的效益。因此,伴隨向ims體系架構的不斷演進,我們有理由相信移動軟交換的市場將獲得更大的發展。