有關(guān) 3G移動智能網(wǎng)的解決方案研究

羅 毅

(民航西北空管局,陜西西安 710071)

現(xiàn)代網(wǎng)絡技術(shù)的飛速發(fā)展對各行各業(yè)都產(chǎn)生了巨大的影響,各種新的應用都隨之孕育而生。本文要談的就是網(wǎng)絡技術(shù)在通訊方面的應用——智能網(wǎng),在此基礎(chǔ)上主要對 3G移動智能網(wǎng)現(xiàn)狀與它未來的發(fā)展狀況的研究。

智能網(wǎng)是當今通信網(wǎng)發(fā)展的主要潮流之一,在國內(nèi)外引起了廣泛重視,被稱為 21世紀的通信網(wǎng),從其產(chǎn)生背景和發(fā)展歷程看,智能網(wǎng)是計算機技術(shù)、電信技術(shù)以及市場驅(qū)動的產(chǎn)物

1 智能網(wǎng)的概述

智能網(wǎng)是一個用于產(chǎn)生和提供電信業(yè)務的體系結(jié)構(gòu),它能快速、方便、靈活、經(jīng)濟、有效地生成和實現(xiàn)各種新業(yè)務的體系。這個體系的目標是為所有的網(wǎng)絡服務,即它不僅可以為現(xiàn)有的電話網(wǎng)絡(PSTN)、分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng) (PSPDN)、窄帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(N-ISDN)服務,還可以為寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN)、移動通信網(wǎng) PLMN和 Internet服務。

智能網(wǎng)是在現(xiàn)有電話網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,電話網(wǎng)是由程控交換機節(jié)點、7號信令網(wǎng)及業(yè)務控制計算機構(gòu)成的。而智能網(wǎng)就是指帶有智能的電話網(wǎng)或綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)。它的網(wǎng)絡智能配置于分布在全網(wǎng)中的若干個業(yè)務控制點中的計算機上,而由軟件實現(xiàn)網(wǎng)絡智能的控制,以提供更為靈活的智能控制功能。智能網(wǎng)在增加新業(yè)務時不用改造應用端的硬件設備和交換機,而由用戶自己修改軟件就能達到隨時提供新業(yè)務的目的。

智能網(wǎng)研究的目標不僅在于今天能向用戶提出諸多的業(yè)務,而且著眼于今后也能方便、快速、經(jīng)濟地向用戶提供新的業(yè)務。因此,智能網(wǎng)為向用戶提供新業(yè)務采用了一種新的方法,即建立集中的業(yè)務控制點和數(shù)據(jù)庫,進而進一步建立集中的業(yè)務管理系統(tǒng)和業(yè)務生成環(huán)境來達到上述目的。

而現(xiàn)在所說的 3G移動智能網(wǎng),是在用于第三代移動通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)上。第三代移動通信系統(tǒng)最早1985年由國際電信聯(lián)盟(ITU)提出,意即該系統(tǒng)工作在 2 000MH z頻段,最高業(yè)務速率可達 頁 電子 kB/s,預期在 2000年左右得到商用。從 1997年開始,由于第二代移動通信系統(tǒng)的巨大成功,用戶的高速增長與有限的系統(tǒng)容量和有限的業(yè)務之間的矛盾漸趨明顯,第三代移動通信的標準化工作開始逐漸進入實質(zhì)階段。目前,3G移動智能網(wǎng)的通信系統(tǒng)的框架已確定,將以衛(wèi)星移動通信網(wǎng)與地面移動通信網(wǎng)結(jié)合,形成一個對全球無縫覆蓋的立體通信網(wǎng)絡,滿足城市和偏遠地區(qū)不同密度用戶的通信需求,支持話音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務,實現(xiàn)人類個人通信的理想。

2 3G智能網(wǎng)的實現(xiàn)

2.1 智能網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

一般采用 IN/1的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)智能網(wǎng),它是智能網(wǎng)的起點。在 IN/1以前有 IN/2和 IN/1+計劃, IN/2和 IN/1+的區(qū)別在于前者采用集中式業(yè)務邏輯,而后者采用分布式業(yè)務邏輯,且 IN/2在業(yè)務交換點中設置網(wǎng)路信息數(shù)據(jù)庫;在生成業(yè)務時,既可以在脫機的計算機上進行,也可以在運行的交換機上進行。IN/1是將業(yè)務邏輯集中置于智能的中央計算機,由中央計算機去控制交換機,但它在選擇路由和計費等方面僅具有有限的呼叫處理能力。其中的業(yè)務交換點、業(yè)務控制點及業(yè)務管理系統(tǒng)軟件都是針對某種特定的業(yè)務,若要開放新的業(yè)務必須重新開發(fā)新軟件。

圖1 IN/1的結(jié)構(gòu)

智能網(wǎng)的目標是逐步完成的,目前正在建設的國際和國內(nèi)智能網(wǎng)是智能級 1,即 CS-1,CS-1主要限于向電話網(wǎng)、窄帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)和在一個網(wǎng)的網(wǎng)內(nèi)提供各種智能網(wǎng)業(yè)務。但是隨著網(wǎng)路發(fā)展以及實際網(wǎng)路運行的復雜性,用戶還有業(yè)務管理和業(yè)務生成方面的要求,因此在CS-2增加了網(wǎng)間互通業(yè)務、呼叫方處理業(yè)務(如呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫等待等)、終端移動性業(yè)務、業(yè)務管理業(yè)務、業(yè)務生成業(yè)務等。

目前對于 CS-1和 CS-2方面的建議已經(jīng)標準化,現(xiàn)正著手 CS-3方面的研究。除了對 CS-3進行研究外,還在研究長期智能網(wǎng)結(jié)構(gòu)(LTA)。智能網(wǎng)結(jié)構(gòu)的研究是為適應當前技術(shù)的快速進步,用戶對業(yè)務需求的快速增長,各種業(yè)務間的互連以及由于通信市場引入競爭機制而提出的,目的在于提出一種靈活、適應新技術(shù)發(fā)展、又能滿足各種可能的業(yè)務需求的新型通信網(wǎng)控制和管理機制。

因此,智能網(wǎng)的發(fā)展是以業(yè)務發(fā)展為前提,并且將逐步擴展到移動通信和寬帶通信領(lǐng)域,還要與電信管理網(wǎng)結(jié)合起來,提供一種更靈活、適應最新技術(shù)發(fā)展的通信系統(tǒng)。

隨著國內(nèi)電話網(wǎng)不斷擴大,用戶對多種電話業(yè)務需求的日益增加,電信部門從 1994年開始采用智能平臺的技術(shù)手段推出了 200、800等智能業(yè)務。但智能平臺只能作為全國性智能業(yè)務的一種過渡技術(shù)手段,不能滿足智能業(yè)務長期發(fā)展的需要。

早在 1994年,鑒于對國際智能網(wǎng)業(yè)務的迫切需求,我國首先建設了國際智能網(wǎng),提供 300、800及VPN三種業(yè)務。從 1995年起,開始建設國內(nèi)智能網(wǎng),它與國際智能網(wǎng)是分別進行建設和使用的,各自提供不同的業(yè)務,擁有各自的用戶。兩個智能網(wǎng)間是不互通的。

2.2 3G智能網(wǎng)的解決方案

目前固網(wǎng)運營商利用已有的寬帶 IP網(wǎng)采用 IEEE 802.16d等寬帶無線接入技術(shù)使固定智能網(wǎng)向移動智能網(wǎng)發(fā)展,但從發(fā)展的角度看移動寬帶無線接入采用的是無連接的分組統(tǒng)計復用,核心網(wǎng)全 IP化是大勢所趨。由于 3G不能很好地支持寬帶無線接入,向全IP化演化需要一個漫長的過程。IEEE 802工作組在成功制訂無線局域網(wǎng)(WLAN)標準的基礎(chǔ)上,按照寬帶無線互聯(lián)網(wǎng)接入需求,進一步發(fā)展制訂了無線城域網(wǎng) (WMAN)標準: IEEE 802.16d/e、無線 廣域(WWAN)標準: I EEE 802.20以及漫游切換標準:IEEE 802.21。

3G移動智能網(wǎng)做為下一代網(wǎng)絡(NGN)的重要部分,其體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展演進也受到軟交換技術(shù)的影響。由于其核心網(wǎng)采用全 IP方式進行承載,從而保證了 3G的全 IP核心網(wǎng)能夠與下一代網(wǎng)絡核心網(wǎng)實現(xiàn)有效的融合和互通,按照軟交換網(wǎng)絡功能分層的模型,3G智能網(wǎng)可以分為 4個層面,即接入層、傳送層、控制層和業(yè)務層,如圖2所示。

圖2 3G智能網(wǎng)功能分層的模型

從分層模型中可以看出媒體網(wǎng)關(guān)控制功能(MGCF),呼叫狀態(tài)控制功能(CSCF),移動交換中心服務器(MSC服務器)是位于控制層的邏輯功能實體,主要完成呼叫控制功能,即呼叫連接的建立和釋放,以及實現(xiàn)與各種不同的網(wǎng)絡(如 GSM、CDMA、PSTN、其他運營商的UMTS網(wǎng)絡、IP多媒體網(wǎng)絡等)的信令互通。在接入層上媒體網(wǎng)關(guān)和 CDMA網(wǎng)(MGW)的承載通道轉(zhuǎn)化為適合在 IP網(wǎng)上傳送的功能。需要指出的是,IP多媒體子域和電路域都存在MGW功能實體,從功能實現(xiàn)上說,IP多媒體子域中的MGW和電路域中的MGW是同一設備。為了網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的清晰,可以將電路域的MGW表示為 CSMGW,IP多媒體子域中的MGW表示為 I M-MGW,SGW則主要完成 IP網(wǎng)側(cè)信令與電路交換網(wǎng)絡側(cè)信令協(xié)議也就是 7號信令的翻譯和轉(zhuǎn)換。多媒體資源處理器(MRFP)和多媒體資源控制器(MRFC)是 3G核心網(wǎng)中實現(xiàn)多方呼叫和多媒體業(yè)務提供和控制的邏輯功能實體。在核心網(wǎng)分層模型中,MRFP是處于接入層的邏輯功能實體,主要實現(xiàn)多媒體資源的提供和承載。MRFC則是處于控制層的邏輯功能實體,主要實現(xiàn)對MRFP中多媒體資源的控制。

2.3 軟交換對 3G智能網(wǎng)的支持

下一代網(wǎng)絡(NGN)并不是電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)和有線電視網(wǎng)的物理結(jié)合,它主要是在高層業(yè)務應用上的融合,在網(wǎng)絡層上實現(xiàn)互聯(lián)互通,在應用層上使用統(tǒng)一的 IP協(xié)議。所以,NGN明確的概念是:NGN是以業(yè)務驅(qū)動為特征的網(wǎng)絡,讓電信與電視和數(shù)據(jù)業(yè)務靈活地構(gòu)建在一個統(tǒng)一的開放平臺上,構(gòu)成可以提供現(xiàn)有 3種網(wǎng)絡上的語音、數(shù)據(jù)、視頻和各種業(yè)務的網(wǎng)絡解決方案。從NGN的概念出發(fā),可以看到NGN的一個核心思想:媒體與業(yè)務分離,媒體與控制分離,即業(yè)務驅(qū)動,業(yè)務與網(wǎng)絡分離。

NGN的是核心就是軟交換技術(shù)。軟交換的基本含義就是把呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)中分離出來,通過服務器或網(wǎng)元上的軟件實現(xiàn)基本呼叫控制功能,包含呼叫選路、管理控制、連接控制(建立會話、拆除會話)、信令互通(如從 SS7到 IP)。軟交換是 NGN的控制功能實體,是NGN呼叫控制和連接控制的核心。它獨立于底層承載協(xié)議,完成呼叫控制、媒體網(wǎng)關(guān)接入控制、資源分配、協(xié)議處理、路由、認證、計費等主要功能,并可以向用戶提供現(xiàn)有電路交換機所能提供的所有業(yè)務,并向第三方提供可編程能力。

3G無疑是下一代網(wǎng)絡的一個有機組成部分,因此作為NGN主流解決方案的軟交換在 3G中得到廣泛的應用是順理成章的,可以有效地促進未來基于軟交換的單一通信網(wǎng)絡的形成。我們應用軟交換技術(shù)解決3G方案的時候主要是體現(xiàn)在以下 3個方面:

(1)網(wǎng)絡模型是分層的。整個網(wǎng)絡分為接入層、控制層和業(yè)務層等層次,各層分別完成特定的功能,互相配合,共同實現(xiàn)系統(tǒng)的目標。這是軟交換系統(tǒng)的最主要特征,也是其區(qū)別于現(xiàn)有網(wǎng)絡的最重要標志。

(2)協(xié)議接口是開放的。軟交換系統(tǒng)全部采用標準化的協(xié)議接口,以便于不同廠商設備的互聯(lián)互通。這種標準化不但表現(xiàn)在軟交換系統(tǒng)和其它網(wǎng)絡(如PSTN、P*MN、 IN和 Internet等 )之間, 也表現(xiàn)在軟交換系統(tǒng)內(nèi)部各設備之間。

(3)軟件系統(tǒng)是可裁剪的。軟交換系統(tǒng)各設備的軟件系統(tǒng)也是分層的。以控制設備為例,它可簡單地分為協(xié)議適配層、呼叫和資源管理層、業(yè)務交換和應用適配層。協(xié)議適配層可以根據(jù)接入 /控制/互聯(lián)的設備不同進行裁剪,呼叫和資源管理層保持功能邏輯上的相對獨立,業(yè)務交換和應用適配層則根據(jù)開展具體應用的不同而取舍。

3 3G移動智能網(wǎng)的應用和發(fā)展

3G的開放性、高帶寬使得在它上面運行的業(yè)務呈現(xiàn)出豐富多彩、極具個性化和吸引力、方便等特點。而手機增值業(yè)務的蓬勃發(fā)展將進一步釋放 3G的潛能,對 3G的普及帶來巨大的推動作用。3G移動智能網(wǎng)上開展增值業(yè)務的種類包括如下幾種。

多樣化、個性化的娛樂服務:其中包括手機動畫、寬帶多媒體、手機電視等。F lash動畫現(xiàn)在風靡互聯(lián)網(wǎng),隨著 3G時代的到來,手機用戶對互動多媒體體驗應用體驗的要求也不斷提高,而利用 Flash創(chuàng)造的手機動畫則是實現(xiàn)這一夢想的一個不錯的選擇。移動商務類。移動商務被廣泛認為是電子商務的核心應用,未來市場潛力也是十分巨大的。移動辦公類。面向工作性質(zhì)流動性比較大的崗位和職業(yè),比如交警、保險行業(yè)等,在外執(zhí)行任務的交警、民警均能夠隨時通過隨身攜帶的 3G手機訪問警務系統(tǒng),查詢到每一位違章司機或行人的身份信息、違章記錄等等,從而極大地提高警務處理的執(zhí)行效率與準確性。

4 結(jié)束語

發(fā)展移動智能網(wǎng)的目的是為了給最終用戶提供各種豐富的業(yè)務,移動智能網(wǎng)的面世,大大革新了個人移動電話的用途。作為提供移動增值業(yè)務的最佳方式,移動智能網(wǎng)在包括我國在內(nèi)的世界范圍內(nèi)取得了巨大成功。而 3G的到來,把最出色的移動通訊和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入新一代豐富的多媒體無線領(lǐng)域,對增值業(yè)務的發(fā)展將起到巨大的推動作用,同時增值業(yè)務的蓬勃發(fā)展將進一步釋放 3G的潛能,兩者相輔相成、相互推動的關(guān)系將使得 3G成為未來若干年內(nèi)推動世界范圍內(nèi)各國 GDP增長的重要因素。

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