3GPP2系统从传统网络向下一代网络的演进

2019-11-03 19:25:10

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供稿：网友

董晓鲁

一、引言

　　NGN的概念不只适用于固定网，对于移动网络中的核心网也存在向下一代网络的演进过程。以CDMA技术为基础的3GPP2系统中，其核心网将从传统网络向下一代网络——多媒体域演进。3GPP2多媒体域是基于ALL-ip技术移动核心网络，其对应的无线网络将采用3G技术。CDMA系统中的核网，从传统域向多媒体域的演进并不是一步到位的，而是分不同的阶段，每个阶段又包含不同的步骤。同时，核心网的演进与无线接入网的演进是独立进行的，这种分阶段、各自独立的演进方式，为运营商提供了灵活的选择，并且从一定程度上考虑到了传统电信运营商的网络过渡策略。

　　对网络建设和运营来说，从传统网络向ALL-IP网络的过渡，其目的是为了降低网络成本，提高竞争力。采用更先进技术只是实现上述目的的手段，更重要的原因是，基于ALL-IP技术的多媒体域将比传统域提供更多更灵活的业务平台功能，为今后与3G无线接入技术相结合共同提供基于IP之上的包括语音服务在内的多媒体业务提供网络条件。

二、3GPP2系统中的核心网向下一代网络的演进

　　1.演进的原则

　　在网络演进的过程中，如何将已经存在的网络过渡到ALL-IP的网络并且不影响已有用户的业务是网络运营商非常关注的问题。在3GPP2网络的演进中，需要考虑如下需求：

　　(1)保护现有网络的投资。

　　(2)继续支持现有网络中的用户和终端，过渡阶段的LMSD(Legacy MS Domain)应能兼容基于IS-41D的网络。

　　(3)应能够按照一定的步骤和方式对整个网络和网络中的子系统进行演进，以尽可能满足网络运营商的市场运营的目标。

　　(4)应有能力支持ALL-IP网络中的MS继续使用给传统域中的MSID,这对于兼容现有网络和终端是非常重要的。

　　为了实现上述的需求，传统域在向多媒体域的演进是分阶段完成的。网络中的各个部分(核心网、A接口、空中接口)能够在兼容传统网路的前提下各自独立的演进，可以在相同的阶段内和不同的阶段之间各个部分前向和后向兼容，为网络运营商灵活地部署网络的演进方式提供了最大的选择度。

　　2.分阶段演进的方式

　　从传统域向多媒体域的演进过程将包含不同的阶段，本节将描述网络的分阶段演进方式，网络中各个部分的演进目标最终将指向基于ALL-IP的MMD多媒体域。

　　对于目前的网络，可以分成基于IS41的核心网络(核心网电路域)、无线网络(包括A接口)和分组网络(核心网分组域)。图1概括地描述了每个阶段网络中各部分的能力(图中向外的箭头表示能力的扩展，向内的箭头表示能力的减弱)。

图1　网络演进的各个阶段

　　从图中可以看出从现有网络到MMD需要经过4个阶段，其中每个阶段中还可以分为几个步骤(没有在图中显示)。随着网络不断地向前演进，核心网电路域(基于IS41的核心网)的功能将不断减弱，最终整个网络所支持和提供的业务应将由RN(无线网)和PN(分组网)共同实现。演进过程中系统的RN和CN(核心网，包括基于IS41的核心网络和分组网络PN)可以相互独立地发展，并且能够相互兼容。

　　图2中的左图表示一个经历所有阶段的顺序演进过程，其中RN和CN可以相互独立的演进，而不影响已有的业务功能。右图表示一个运营商可以灵活地选择网络的演进方式，可以跨过一些阶段，可以在某个地理区域内各个阶段的网络共存。

图2　网络演进的多种方式

　　3.阶段0

　　参照图1，向ALL-IP网络演进的起点是基于电路交换的传统网络，其中核心网基于IS41D协议，空中接口基于cdma2000Release0，无线接入网(RAN)接口(A接口)基于IOS4.0。这些标准既支持电路型交换，也支持初始的分组交换技术。阶段0中网络各部分具有如下特征：

　　(1)核心网

　　核心网电路域基于IS41D协议。分组业务通过业务类型“33”来体现，空中接口协议支持IS707，实现RLP协议，但不支持基于电路域间的数据呼叫的切换。分组数据网络(核心网分组域)的结构由P.R0001来定义，使用简单IP和移动IP作为分组数据业务的接入方式，并使用AAA(RA-DIUS服务器)。分组域的协议通过P.S0001来定义

　　(2)无线接入网(RAN)

　　阶段0中，无线接入网接口(核心网和无线接入网间接口)由IOS4.O来定义。在分组核心网中引入了PCF和PDSN，用于接入业务类型为“33”的分组数据呼叫。其中，A3，A7，A8，A9，A10，A11已经实现了信令链路与数据承载分开

　　(3)空中接口

　　在阶段0中，空中接口的协议版本为Release0。

　　4.阶段1

　　阶段1基于的协议主要包括IS41D，IS880，cdma2000 Release0或Release A，IOS4.2。与阶段0相比，阶段1的主要发展包括支持分组数据话路的切换，支持话音与分组数据的并发等。总之，阶段。与阶段1相比，网络结构没有太多的变化，主要是业务功能有所增强。可以说阶段0和阶段1还都属于网络演进过程中的传统域阶段，实现这一业务的核心网部分是网络向下一阶段演进的基础。阶段1中网络各部分具有如下特征：

　　(1)核心网

　　阶段1中，核心网电路域在IS41D的基础上增加了IS880协议，以支持与分组数据相关的功能，如切换、用户属性信息、分组数据业务选项等。阶段1中的核心网分组域的结构仍由P.R0001进行描述和定义，分组协议采用P.S0001-B。

　　(2)无线接入网

　　阶段1中，无线接入网接口采用IOS4.2协议，与阶段0相比没有网络结构上的变化

　　(3)空中接口

　　空中接口的演进独立于核心网，阶段1中空中接口可以是cdma2000 Release A或仍保持Release 0。

　　5.阶段2——LMSD

　　阶段2是向ALL-IP网络发展的第一步，可以称之为LMSD(Legacy MS Domain)。与其他阶段类似，其核心网和接入网的演进可以相互独立。在阶段2中，核心网可以继续使用传统的承载网架构，并支持传统的IS41D网络业务，支持传统的终端。基于IS41协议网络中的智能网业务将继续通过无线智能网(WIN)基础架构提供。

　　阶段2的系统可以归入为LMSD(Legacy MS Domain)。LMSD在基于IP协议的核心网中提供对传统终端(IS95A，IS95B和IS2000等)的兼容功能，支持传统网络中的业务和功能，并且对用户是透明的。新的业务和功能由IP核心网提供给使用新终端的用户。

　　(1)LMSD——步骤1

　　LMSD步骤1的网络结构与阶段O和1相比主要是将MSC分成MSCe和MGW与MRFP，实现电路域中传统交换机中的信令与承载分离。MSCe，HLRe和SCPe等支持传统电路域的实体构成了LMSDS(LMSD Support支持传统域的系统)，负责信令的处理。新增的MGW和MRFP负责与承载相关的媒体处理。在增加了新的实体之后，相应地在新实体之间定义了新的接口，即MRFP与LMSDS之间的xx接口，MGW和MGW之间的zz接口，LMSDS之间的zz接口以及MGW域LMSDS之间的39接口。

　　(2)LMSD——步骤N

　　LMSD步骤N是向MMD域演进的最后一步，引入了与MMD域相同的网络实体和架构，同时支持传统的MS。这一阶段的网络全网支持基于IP的传输方式，并采用更高传输效率的TrFO/RTO(Transcoder Free Operation/Remote Transcoder Operation)等功能。该阶段的网络结构比较复杂，其网络实体可以分成业务相关的实体(如OSA应用服务器和SIP应用服务器等)、IP多媒体相关的实体(如CSCS，MPFC，MRFP，MGW和PDF等)、核心网分组域(如接入网关，FA等)、核心网电路域(LMSDS)和无线括接入网(如BTS，BSC/PCF等)。具体的网络结构图可参见3GPP2的相关规范(ALL-IPNAM)。

　　LMSD步骤N的核心网络支持IP传输的信令和载体接口。网络支持传统的IS41网络的业务以及语音和其他数据业务之间的交互(如语音优先，呼叫等待等)，该阶段下的网络支持与传统的IS41网络之间的漫游和切换等操作。阶段2步骤N的核心网具有如下主要特征：

　　·信令和承载分离：

　　·信令和承载将基于IP传输；

　　·支持开放的业务架构，提供新的基于IP的业务。

　　(3)无线接入网

　　接入网支持LMSD。支持信令与承载分离，并基于IP传输。

　　(4)空中接口

　　空中接口继续沿着cdma2000协议的发展方向进行演进。

　　6.阶段3——MMD

　　阶段3的网络是向ALL-IP网络演进路线的终点，该阶段以实现基于IP的空中接口为标志，而最终达到全网实现基于IP传输。阶段3的发展也可以分成几个步骤，具体如何分步目前仍在研究当中。

　　阶段3的网络结构与阶段2步骤N的网络基本相同，只是没有阶段2步骤N中的LMSDS部分。其网络结构图可参见3GPP2的相关规范(x S0013)。

　　(1)核心网

　　阶段3的网络将支持3GPP2的MMD/IMS规范系列——X.P0013，并支持基于IP的多媒体业务。对于传统MS的支持，阶段3的网络可以通过阶段2的LMSDS(或更早阶段的网络)实现。

　　(2)无线接入网

　　在阶段3中，用于支持LMSD的接入网将支持基于IP传输的信令链路和媒体流，用于支持IP多媒体域的接入网在业务和QoS方面将具有更强的功能。

　　(3)空中接口

　　阶段3中的空中接口；旨支持基于IP传输的信令和承载。

三、结束语

　　文章至此，已经对3GPP2网络的演进过程有了一个相对完整的介绍。演进过程中有些阶段和步骤还需要在标准的制订过程中进一步细化。但无论今后网络如何演进，有些原则是不变的，即需要充分考虑与现有网络的关系，尽可能地兼容目前的网络，尽可能的平滑过渡。同时，也应充分意识到，网络演进的驱动力来自对新业务的需求，来自新网络带来的易于管理、成本较低等优势。只有这些驱动力存在的情况下，网络的演进才是有价值的。目前，基于MMD域的业务已经开始在网络中得到应用，例如目前基于MMD/IMS上实现的PoC业务就是一个热点。并且容量大、成本低、易于管理已经是下一代MMD网络的优点。因此，有理由相信，从传统网络向下一代网络的演进路程将具有良好的前景。

摘自　泰尔网

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