6/18/2008,從TDMA(Time Division Multiple Access)網(wǎng)絡(luò)到GSM網(wǎng)絡(luò)再到WCDMA網(wǎng)絡(luò)的迅速演進(jìn)使得移動運(yùn)營商開始采用軟交換網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，希望借此來將網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)成本達(dá)到最小化。運(yùn)營商不愿意部署在不遠(yuǎn)的將來不支持WCDMA/CDMA2000升級版本的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。同時(shí)，軟交換技術(shù)還具有節(jié)省投資費(fèi)用和運(yùn)營費(fèi)用的優(yōu)點(diǎn)�；�于軟交換的移動網(wǎng)絡(luò)設(shè)備跟傳統(tǒng)電路交換MSC相比，占地面積可以節(jié)省約80%，電力消耗減少約70%。

　　因此，運(yùn)營商希望使用軟交換解決方案完全替代傳統(tǒng)的MSC。在軟交換解決方案中，MSC服務(wù)器扮演的角色跟固定軟交換中的Class 5軟交換比較類似，但是它必須兼容GSM和WCDMA標(biāo)準(zhǔn)，并且能夠?qū)�無線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)和移動終端用戶進(jìn)行控制，如圖1所示。

　　    圖1. 移動軟交化替代傳統(tǒng)MSC

　　技術(shù)考慮
　　從移動技術(shù)發(fā)展的角度來看，軟交換是基于WCDMA R4版本革新的核心網(wǎng)技術(shù)，能夠兼容GSM，WCDMA R99版本和CDMA2000等標(biāo)準(zhǔn)。

　　2G
　　當(dāng)今的移動網(wǎng)絡(luò)大都在二十世紀(jì)八十年代或者九十年代部署的，移動交換中心(MSC)是數(shù)字化的;時(shí)分復(fù)用(TDM)交換機(jī)也在過去通過升級和擴(kuò)容來適應(yīng)用戶增長的需要。服務(wù)許可和鑒權(quán)是通過歸屬位置寄存器和訪問位置寄存器來管理的。無線接入網(wǎng)由基站(BTS)和基站控制器(BSC)組成。
　　跟PSTN相似，MSC通過提供物理和邏輯連接在兩個終端之間建立話路。在運(yùn)行過程中，所有的應(yīng)用軟件被整合適用于MSC設(shè)備的私有模式。雖然語音被轉(zhuǎn)成ATM單元或者IP包在移動運(yùn)營商的匯接網(wǎng)絡(luò)上傳輸，但是RAN和MSC仍然是基于TDM技術(shù)的。

　　3G
　　到目前為止，3GPP已經(jīng)發(fā)布了3個WCDMA版本： R99，R4和R5。盡管R99版本已經(jīng)能夠提供高速數(shù)據(jù)接入和多種2G網(wǎng)絡(luò)所不能提供或者不是很經(jīng)濟(jì)的新業(yè)務(wù)，但是語音仍然是R99網(wǎng)絡(luò)的承載主要業(yè)務(wù)。R99指定ATM作為語音傳輸?shù)募夹g(shù) ，定義了lu-cs作為RAN和核心網(wǎng)，或者媒體網(wǎng)關(guān)和PSTN之間的接口。而且，來自移動電話的語音經(jīng)過自適應(yīng)多碼率編解碼器(AMR)進(jìn)行編碼后傳輸，該編碼器由八個不同的聲碼器碼率組成，從而優(yōu)化了移動網(wǎng)絡(luò)的性能。
　　3GPP在R4版本中引入了分離結(jié)構(gòu)的軟交換結(jié)構(gòu)：將傳統(tǒng)的MSC分離為媒體網(wǎng)關(guān)(主要提供傳統(tǒng)MSC的交換功能)，和MSC服務(wù)器(主要實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)MSC的呼叫控制功能)。此結(jié)構(gòu)跟在VoIP網(wǎng)絡(luò)中，將Class 4和Class 5 傳統(tǒng)電路交換分離為媒體網(wǎng)關(guān)和軟交換比較類似。R4版本中還說明在R4版本的核心網(wǎng)中，信號和語音可以在TDM，IP以及ATM網(wǎng)上傳輸，這是2G核心網(wǎng)和WCDMA的R4核心網(wǎng)最大的區(qū)別。

　　移動軟交換全I(xiàn)P演進(jìn)
　　從技術(shù)的角度來看，In-Stat認(rèn)為移動核心網(wǎng)沿著以下三個階段來演進(jìn)，如圖2所示：

　　第一階段：TDM交換(2004年以前)，基于TDM連接的傳統(tǒng)交換中心。

　　第二階段：移動軟交換(2004年至2012年)，分離結(jié)構(gòu)，支持TDM，ATM和IP承載，演進(jìn)到全I(xiàn)P平臺。

　　第三階段：全I(xiàn)MS(2012年以后)，IMS(IP多媒體子系統(tǒng))將會全面替代核心網(wǎng)中的電路域，所有的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)都會在IP承載網(wǎng)上傳輸。

　　因此，移動軟交換的技術(shù)演進(jìn)有以下兩個特點(diǎn)：
　　1) 全I(xiàn)P演進(jìn)
　　2) R4版本的移動軟交換將會在未來很長一段時(shí)間內(nèi)與R5(R6)/IMS共存發(fā)展

全I(xiàn)P演進(jìn)
　　In-Stat發(fā)現(xiàn)盡管R4軟交換核心網(wǎng)可以使用多種類型的承載網(wǎng)，但是大多數(shù)移動運(yùn)營商更傾向于IP承載網(wǎng)，而非TDM和ATM。IP承載可以與WCDMA技術(shù)演進(jìn)的趨勢保持一致，從傳統(tǒng)的電路交換演進(jìn)到全I(xiàn)P傳輸平臺。In-Stat預(yù)測IP承載在移動軟交換部署中的滲透率將會從2006年的15%上升到2011年的92%，如圖3所示。

　　而且，IP承載將會有益于使網(wǎng)絡(luò)更加扁平化，媒體網(wǎng)關(guān)不再需要層次化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，語音可以通過媒體網(wǎng)關(guān)進(jìn)行端到端傳輸，而不再需要通過復(fù)雜的層次結(jié)構(gòu)。另外，終端對終端的語音通信可以直接使用TFO(Tandem Free Operation)或者TrFO(Transcoder Free Operation)方式進(jìn)行傳輸，以達(dá)到減少時(shí)延以及提高語音質(zhì)量的效果。當(dāng)采用TrFO時(shí)，媒體網(wǎng)關(guān)則實(shí)現(xiàn)了ATM交換的功能。　　

　　                 圖3. 移動軟交換IP滲透率趨勢

　　此外，3GPP還設(shè)計(jì)了基于IP承載的R5版本的核心網(wǎng)，從ATM核心網(wǎng)整體轉(zhuǎn)變?yōu)槿獻(xiàn)P核心網(wǎng)來提供語音、數(shù)據(jù)和多媒體服務(wù)。R5版本中界定MSC服務(wù)器分解為媒體網(wǎng)關(guān)控制功能(MGCF)和呼叫狀態(tài)控制功能(CSCF);該實(shí)體盡管處理多媒體語音控制，而不是語音呼叫控制，但是它仍然屬于軟交換的范疇。同時(shí)，SIP協(xié)議應(yīng)用于MGCF，CSCF和其他媒體服務(wù)器之間，提供呼叫控制信令功能。

　　In-Stat跟多家運(yùn)營商交流后，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的運(yùn)營商認(rèn)為IP承載功能是軟交換是最重要的特性，它是向全I(xiàn)P的IMS網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的基礎(chǔ)。

　　向IMS演進(jìn)
　　在3GPP的R5版本核心網(wǎng)中引入了IMS，它能夠?yàn)镮P多媒體應(yīng)用提供靈活的服務(wù)構(gòu)架。但是R5版本中的IMS還是主要停留在全I(xiàn)P多媒體構(gòu)架上面，沒有太多具體的應(yīng)用。在隨后2004年12月凍結(jié)的R6版本中，IP多媒體應(yīng)用范圍在IMS平臺上被擴(kuò)充;跟R5版本相比，增加了計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的改動以及支持無線局域網(wǎng)(WLAN)接入。

　　In-Stat認(rèn)為，基于R4版本移動軟交換的BICN演進(jìn)與R5版本IMS發(fā)展是相對獨(dú)立的，這兩種技術(shù)版本將會在未來很長一段時(shí)間內(nèi)共存。R5版本IMS是基于分組域(PS)來提供多媒體服務(wù)的，而R4版本的BICN是用來替代R99版本中的電路域(CS)，因此，他們之間不是替代關(guān)系。R99版本的CS域演進(jìn)到R4版本的BICN以及將R5版本的IMS引入PS域是兩個不同的過程，運(yùn)營商應(yīng)當(dāng)考慮的是如何利用R4版本的BICN和R5版本的IMS的優(yōu)勢，選擇合適的切入點(diǎn)部署3G網(wǎng)絡(luò)�！　�

　　理論上來講，IMS能夠完全取消CS域，但是，In-Stat認(rèn)為這個過程會比較長。目前IMS語音仍然存在許多問題：1)在頻譜利用率上，R5版本IMS要低于CS域;2)R5版本的IMS實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)將會對IP技術(shù)的QoS提出很高的要求，并且WCDMA標(biāo)準(zhǔn)還沒有定義RAN，PS，IMS節(jié)點(diǎn)的QoS控制機(jī)制，這將不能夠保證從WCDMA到PS再到IMS承載層的QoS，因此實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的QoS只能夠依賴承載層自身的QoS保證機(jī)制(如：MPLS)。如果R5版本的IMS不采取分離的IP承載網(wǎng)絡(luò)，將會花費(fèi)很長時(shí)間大規(guī)模的提供實(shí)時(shí)業(yè)務(wù);3)R5版本IMS的終端對于IP地址，帶寬和計(jì)算能力的要求使得手機(jī)成本大幅增加，而且R5版本的IMS終端遠(yuǎn)不如普通的WCDMA終端成熟。所有這些限制了R5版本的IMS商用部署。

　　綜上所述，In-Stat相信R5版本的IMS在未來一段時(shí)間內(nèi)將不會替代R99或者R4版本的CS域，而基于擴(kuò)展性以及成本優(yōu)勢的考慮，R4版本軟交換架構(gòu)的核心網(wǎng)是一個短期內(nèi)不可逾越的階段。(中國聯(lián)通新聞網(wǎng)）