目前,移动网络向AllIP演进的步伐正在加快,3GPP、3GPP2、IEEE等国际标准组织相继提出了基于AllIP的网络架构。移动网络的AllIP化是一个全网络端到端的IP化过程,包括终端应用、接入网络、承载网络、核心网络、维护管理等方面。终端IP化的目标是在提供个性化体验,推进多媒体业务,体现智能化的同时,能够通过软件装载实现多种业务的支持。接入网络IP化意在承接多样化用户带宽和质量需求,为多种业务提供更高的带宽,全面降低成本。承载网络IP化采用扁平化的网络结构实现,可以提供各种QoS分类转发、电信级倒换保护和更灵活的承载能力,以实现承载和业务的分离,突破带宽瓶颈。核心网络IP化通过将电路交换转换为分组交换,给予网络融合各种业务应用和用户体验的能力,使运营商能够快速提供新业务,克服了原有网络业务提供周期过长、业务适应性差等缺点,为多业务融合开启便利之门。维护管理的IP化要实现业务层面端到端的质量和安全的管理,确保网络的告警和监控能力。
移动网络AllIP化的架构
移动网络AllIP架构可以分为核心网、传送网、数据网和接入网等,数据网本身就是基于IP的网络,而其他网络要实现IP化则需要一个过程。图1为移动网络AllIP化架构。
图1移动网络AllIP化架构
在核心网层面,3G网络实际上已经是AllIP的核心网。从2G网络到3G网络的演进,某种意义上就是从封闭的、基于电路交换的系统向开放的、基于IP技术的统一承载网络转变。IMS(IP多媒体子系统)将成为统一的融合平台,是实现未来统一核心网的关键技术,可提供丰富的下一代多媒体业务,实现网络的融合。IMS始于R5版本,已被ITU所接纳;其基于SIP的通用平台,使得核心网与接入无关;IMS是一种开发性更好、标准化程度更高、适用于所有接入和业务的统一网络体系架构,有利于固网和移动网的无缝融合;IMS中各种业务具有共同的核心网、用户数据库、后台计费系统和业务开发平台,在用户数据管理和漫游方面更加完善;2G、3G阶段的业务仍以语音业务为主,软交换和IMS是PSTN向NGN演进的两个不同阶段,两者将以互通方式长期共存,并最终融入IMS架构中。HSS作为下一代网络统一的用户数据库,将为业务分布、网络性能等关键部分提供重要的支撑,并在融合过程中替代现有的HLR设备。由于移动运营商需要进一步发展用户并扩大网络规模,所以必须对其网络进行扩容。在这种形势下,虽然可以选择沿袭传统方式扩容TDM网络,但这样一来网络结构将会更加复杂,网络稳定性会下降,而且不利于今后的运营维护和长远发展。所以,移动运营商应该把网络扩容和网络IP化的趋势结合起来,将原有的电路交换系统升级为基于IP的软交换系统。这样一来,目前的2G网络和未来的3G网络就可以共用核心网,并且在3G阶段也不需要建设新的核心网。为进一步降低网络复杂度,很多移动运营商还将在未来网络中引入CMN,以实现信令层面的分层管理。
在传送网层面,作为光传输的关键技术,WDM、GMPLS、MSTP、ASON将成为未来全IP传送网的发展趋势。统一的IP接入可实现传送资源的共享和性能的提升。在骨干网上,IP技术和传统的光传输技术会在很长时间内分层共存,“IPoverDWDM”会成为主要技术。而在城域网内,IP技术和光技术将走向融合,以便提供高带宽、高质量的业务。在末梢端,统一的IP接入可以实现传送资源的共享和性能的提升。
在接入网层面,大多数技术包括3G或后3G技术,都与IP技术有着密不可分的关系。建立一个现有3G无线接入网之外的、接入网与固网融合的纯IP核心网可以满足宽带无线接入的需求。目前,现有的3G网络主要是基于电路交换技术,而在3GLTE阶段,NodeB将代替BTS,RNC将代替BSC,并且将会采用包交换取代电路交换,以实现传统电路交换业务的全IP化。
移动网络AllIP化的发展历程