移动网络IP化之路

    在核心网层面，软交换是出发点，IMS是实现未来统一核心网的关键技术，可以提供丰富的下一代多媒体业务，实现网络的融合。就目前来看，2G、3G阶段的业务仍以语音业务为主，因此，以软交换架构为基础的移动网络将在相当长的一段时间里和IMS并存，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。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，建立一个现有3G无线接入网之外的、接入网和与固网融合的纯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。

    针对众多必须面对和解决的难题，运营商的网络IP化建设应该从核心网向边缘网络分阶段完成。首先，引入控制和承载分离的R4软交换架构，在长途网层面实现IP承载。其次，在端局和关口局实施软交换改造，最终实现包括传送网和无线接入网在内的全IP架构。

    移动网络IP化的关键问题

    国内移动网络运营商一致认为，在覆盖全国的庞大移动网络上实现IP化变革是一项非常具有挑战性的系统工程，必须着力解决好以下4个关键问题。

    第一，要平衡业务部署的灵活性和稳定性，打造可运营、可管理、可控制的IP化网络。考虑这一点，运营商就必须开发强有力的网管支撑手段，通过带外网管手段来保障对节点、网络的实际深度控制能力。

    第二，要平衡考虑网络性能和复杂性，保证IP化网络的QoS。在引入多种电信网络理念（如面向连接的MPLS改造、资源预约或者核算机制、冗余体制电信化设计等）的同时，必须综合考虑其所带来的复杂性，避免重蹈ATM覆辙。

    第三，要平衡安全程度和系统资源占用量之间的关系，保障IP化网络的安全性。互联网是IP化网络的先例，其最大的问题就是安全性。虽然移动网络IP化绝不等同于Internet网络化，但是移动终端的高度智能化及网络的多业务提供能力使得通过终端发动攻击变得十分容易，而且，应用和承载的不对应（面向非连接）使得识别和防范非法用户变得更加困难。此外，部署防火墙等安全设备又会占用大量的系统软硬件资源，进而导致运营成本的增加。所以，运营商需要平衡考虑安全性和系统资源的问题。

    第四，要平衡技术可靠性和成本之间的关系，保障网络的高可靠性。电信级高可靠性IP化网络需要提高设备、网络、冗余单元倒换的可靠性，然而，IP设备性能的不断提高和新技术的引入总是受到各种因素的制约，其中成本因素最为重要。如果能够在确保可靠性和前提下降低成本，移动网络IP化进程就可以平滑、顺利实现。

    移动网络IP化给移动运营商带来的收益

    全IP化是移动网络未来发展的必然选择，这一点已经成为不争的事实。反过来，移动网络的IP化也必将促进业务的快速提供、收入的增加和成本的降低。正是基于这样的认识，国内运营商开始高举2G网络设备IP化大旗，以期减少2G网络扩容压力，提高网络演进过程中的复用效率，赢得未来竞争的先机。

    首先，移动网络IP化能够增加收入。带宽的增加使得在PC终端上提供的传统业务（如互联网业务、MMS业务、定位业务等）可以平稳过渡到手机终端，满足了用户对业务移动性的需求。因为手机终端的数量远远高于PC终端的数量，所以移动运营商对这些业务的利润预期非常高。除了传统业务的所带来的收入，移动网络在实现IP化之后将提供移动电视、移动音乐、基于IMS的移动信息、多媒体等新业务，这些新业务的出现也将为运营商提供新的利润增长点，使运营商彻底摆脱目前电信行业“增量不增收”的尴尬局面。

    其次，移动网络IP化能够降低成本。基于IP的业务平台和IMS网络可以有效降低运营成本，提高业务开发和实施能力，更好地适应本地市场要求。业界权威设备提供商提供的数据表明，移动网络IP化能够简化网络结构，显著节约各项开支，可降低50%左右的运营性支出（OPEX）。以软交换网络为例，其建成后可在传输、耗电、网络设计、机房租用、运维等方面大量节约成本。传输方面，采用大带宽统计复用，与IP承载网上其他应用共享资源效益明显，可实现本地话务本地交换，减少迂回，减少信令固定连接，长远发展可以将传输和IP承载合并到一个网络层次，直接简化网络结构；耗电方面，大量采用新的高集成度硬件，节电效果显著（至少可以节省30%）；网络设计方面，网络扩容设计简单，传输网络的设计与IP骨干网建设同步；机房租用方面，可以避免在租金高的地区建设机房，同时降低了占地面积，部分核心网设备甚至能够节省90%的空间；运维方面，设置集中化，使用2G、3G共用节点，需要维护的设备大量减少。图4展示了在全球范围内全IP化移动网络带来的成本上的节省。



    图4 移动网络成本上的节省

    最后，移动网络IP化能够保障网络质量。移动网络IP化可以大幅降低运营成本，但这并不意味其服务质量的降低。根据软交换的现网实践数据，若采用软交换平台，VoIP的入局呼叫成功率平均为97.05%，最高为97.98%；出局呼叫成功率平均为97.05%，最高为97.98%,其KPI值与传统网络一致。在语音质量方面，12.2Kbit/sAMR2的IP语音与TDM的语音质量大致相当。同时，IP承载采用免编解码技术，因此节约了TC资源，避免了多次转换的信噪比损耗，还能够提高语音编解码质量，可以实现与TMD承载无差异的QoS体验。

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