思科認證：軟交換技術促使3G與無線局域網的互通

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3G與無線局域網的互聯完全體現了軟交換技術的優勢，同時相信軟交換技術也將成為下一代網絡的核心技術。本文在分析軟交換網絡結構後，闡述了UMTSRelease5網絡分層結構，體現了軟交換思想在3G中的應用，並結合無線局域組網模式，討論了3G與WLAN的融合方案。

近來年，軟交換技術愈來愈成為公眾關注的焦點，它將成為下一代網絡的核心技術，信息業界經過一翻努力提出了面向下一代IP融合網的軟交換技術，目前正積極進行3G核心網技術研究，其最終目標也是具有融合多媒體業務能力的全IP網絡。

在這方面，3GPP發揮了很大的作用，提出了軟交換技術為基礎的IP多媒體子系統(IMS)結構，另外，無線局域網技術的快速發展和價格的大幅下降，使由原來的企業和家庭內部的補充佈線方式逐漸發展為越來越重要的公眾無線互聯方式。3G與無線局域網的互聯充分體現了軟交換技術在下一代組網技術的優勢，本文就基於這種觀點展開討論。

　　1.軟交換網絡結構

圖1給出軟交換網絡的一般分層結構。其中，接入層支持各種類型的終端，相當於軟交換網絡的用户——網絡接口功能，傳送層負責通信媒體信息的端到端傳遞，對應網絡的下3層功能。控制層負責呼叫控制，對應網絡的會話層功能。該層的主要設備就是軟交換系統(SSW)，其地位相當於傳統通信網中的交換機是網絡的核心設備，業務層基於下層網絡的能力提供增值業務，對應網絡的應用層功能。

　　2.3G網絡結構

3G網絡是未來無線通信發展的方向，它的一個重要目標就是以VoIP方式提供語音業務以及多樣化的多媒體業務，並實現3G核心承載網絡與IP網的融合統一。3G網絡與IP網的融合統一不僅可以使運營提高對網絡資源的利用率，而且移動終端也可以通過統一的IP網方便地訪問和享受因特網上的信息和服務。

3G移動網絡作為NGN的一部分，其體系結構的發展演進也受到軟交換技術的影響小由於其核心網採用全IP方式進行承載，從而保證了3G的全IP 核心網能夠與NGN核心網實現有效的融合和互通，按照軟交換網絡功能分層的模型，3G網絡也可以分為4個層面，即接入層、傳送層、控制層和業務層。下面以 3GPP制定的基於全IP的移動網絡結構UMTSRelease5為例進行分析，其核心網中電路域和IP多媒體子域中各個主要功能實體在分層模型中的位置如圖2所示。由於UMTSRelease5參考模型中的分組域並不是按照軟交換的思想構造，因此，分組域中各個主要功能實體未在圖2分層模型中列出。從分層模型中可以看出MGCF(媒體網關控制功能)，CSCF(呼叫狀態控制功能)，MSC服務器(移動交換中心服務器)是位於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，以及實現與各種不同的網絡(如GSM、CDMA、PSTN、其他運營商的UMTS網絡、IP多媒體網絡等)的信令互通。

MGW(媒體網關和CDMA網)的承載通道轉化為適合在IP網上傳送的功能。需要指出的是，IP多媒體子域和電路域都存在MGW功能實體，從功能實現上説，IP多媒體子域中的MGW和電路域中的'MGW是同一設備。為了網絡結構的清晰，可以將電路域的MGW表示為CS-MGW，IP多媒體子域中的 MGW表示為IM-MGW，SGW則主要完成IP網側信令與電路交換網絡側信令協議(7號信令)的翻譯和轉換。MRFP(多媒體資源處理器)和 MRFC(多媒體資源控制器)是3G核心網中實現多方呼叫和多媒體業務提供和控制的邏輯功能實體。在核心網分層模型中，MRFP是處於接入層的邏輯功能實體，主要實現多媒體資源的提供和承載。MRFC則是處於控制層的邏輯功能實體，主要實現對MRFP中多媒體資源的控制。至此，從核心網的分層模型，我們可以看出3G核心網實現了控制、承載、業務三者的分離。因此，我們可以説UMTSRelease5網絡實際上是基於軟交換技術構造的下一代移動網絡。

　　3.無線局域網

在目前的WLAN市場中，802.11b憑其成熟的技術，不同廠商設備的兼容性好以及與802.11g的兼容等特點，佔據了主要地位，802.11b標準公眾WLAN組網的基本拓結構有對等互連、AP結構、無線網橋結構。下面簡短介紹具有接入點的結構。WLAN的典型拓撲具有接入點的結構，適合用來開展無線接入服務，在這種結構中，接入點用來執行同步和協調工作，轉發數據包，以及連接上層網絡。接入點能夠服務的用户數與廠商提供的產品有關。雖然理論上可以支持較多的用户，但實際應用中通常只能支持15-50個用户。這是因為一個AP在同一時刻只能接入一個終端用户，當信道空閒時，再由其它終端爭用。如果一個AP支持的用户過多，則網絡接入速率將會降低。

　　4.3G與WLAN的融合方案

在WLAN系統設備和網絡方面，將其與具備高速移動性能及更大覆蓋範圍的移動技術相結合，在公共接入區通過WLAN為用户提供廉價而更高帶寬的所謂“遊牧”式無線數據服務，在其它地點則通過2代、3代移動通信技術提供真正“漫遊”式的無線數據服務正在蓬勃發展，目前，各大移動通信設備廠商提供了不同程度的融合方案。按照與移動通信融合的緊密程度，這類解決方案可以分為鬆耦合和緊耦合兩大類。下面介紹一下緊耦合解決方案。

緊耦合方案中多采用移動通信中的標準化接口，以強調在移動性、業務和應用層面上的全面融合，充分體現了3G與WLAN融合的最終目標——業務和應用的融合，而用户在目前的2.5G/3G與WLAN鬆耦合解決方案中，只能獲得兩種模式，它們分別是統一計費和用户管理，基於3GPP系統的WLAN接入控制和計費，當然，用户體驗的方便性和一致性是融合成功最重要的前提條件。因此，3G與WLAN緊耦合解決方案已可支持無縫的分組域業務切換的融合程度，目前在業界處於領先地位。

解決方案使用集中的信令和計費管理，分佈式的流量轉發方式為WLAN接入網構建出分佈式的SGSN功能，網元通過標準的Gr接口與歸屬位置寄存器(HLR)連接以支持上述的認證過程和用户管理，對2G、3G、HLR無任何特殊要求。在用户端，SIM卡可內置於支持SIM的WLAN網卡內，也可以通過標準的USB讀卡器讀取。

計費是用户體驗的另一個重要環節，也是運營商最關心的問題。按流量和內容計費是運營商和用户都希望的模式。上述方案不但做到了賬單的合併，而且更重要的是將WLAN計費納入到2.5G/3G的計費系統，直接提供符合3GPP標準的CDR，使兩者的計費系統真正統一在一個平台上。上述方案除支持符合移動通信標準CDR的時長和流量計費之外，還支持費率切換。它還構建出分佈式的SGSN功能，通過標準的Gn接口與GGSN連接獲得2.5G/3G標準的移動數據業務，如無線VPN應用，安全性和增值計費等。

　　5.總結

軟交換技術成為3G的核心技術，它使3G向具有融合多媒體業務能力的全IP分組網絡方向發展，使WLAN與3G緊耦合成為可能，它不僅使 WLAN可以方便地通過3G網享用Internet資源，還可使WLAN與3G網上其它終端互通，WLAN作為3G在企業內的補充，推動移動商務用户的發展，通過更好的移動性和安全性，將WLAN企業用户吸引到3G網絡中來。