移動核心網(wǎng)絡的發(fā)展目標將是基于IMS技術(shù)的網(wǎng)絡,。IP化和融合化成為移動核心網(wǎng)發(fā)展的主要特征?;贗P化的核心網(wǎng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),,不僅可以顯著降低網(wǎng)絡成本,實現(xiàn)簡單而高效的網(wǎng)絡運營,,并能快速部署新型業(yè)務,。LTE引入后分組域也將在網(wǎng)絡演進中起重要作用,。隨著運營商全業(yè)務經(jīng)營的逐步開展,可控制的IP多媒體業(yè)務越來越引人關(guān)注,。
1. 移動TDM電路交換退出歷史舞臺
由于傳統(tǒng)的移動TDM交換機面臨容量小,、節(jié)點數(shù)量多、部分設(shè)備老化,、運維成本增加,,并且部分廠家不再提供設(shè)備維保等問題,全球運營商普遍啟動了核心網(wǎng)的IP化戰(zhàn)略,。
在長途和省級層面移動交換機加速退網(wǎng),,實現(xiàn)固定、移動網(wǎng)的融合,,退網(wǎng)后以移動軟交換為主進行網(wǎng)絡演進,。同時,運營商根據(jù)業(yè)務需求驅(qū)動,,引入IMS系統(tǒng),,提供多媒體業(yè)務,形成軟交換與IMS并存的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),。這種思路的主要特點是固定,、移動軟交換技術(shù)成熟,全球已經(jīng)進行了大規(guī)模的部署,,運營商可以快速實施網(wǎng)絡的IP化演進,。
2.寬帶分組域?qū)⒃诰W(wǎng)絡演進中扮演重要角色
LTE引入后,寬帶分組域無論在移動互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務支撐還是在IP承載網(wǎng)絡的演進方面都將起到重要作用,。分組域?qū)⒅饕瓿蒊P承載控制的功能和IP傳送功能。
LTER8版本中20MHz頻譜帶寬無線側(cè)下行速度高達100Mbps,,后期可演進到1Gbps,,為適應無線側(cè)的速度增長,對核心網(wǎng)構(gòu)架進行進一步的演進就成為3GPP組織研究的一個重點課題,,這就是我們今天常常談到的“系統(tǒng)構(gòu)架演進”即SAE項目的重要內(nèi)容,,也是更名后我們通常把它稱為“演進的分組核心網(wǎng)”即EPC。設(shè)備商與運營商齊心協(xié)力經(jīng)過5年多的努力基本完成了LTE/EPC的標準工作,。
設(shè)備商在這個領(lǐng)域的投入不斷加大,,芯片廠也積極跟進。業(yè)界LTE/EPC設(shè)備的IOT測試在MSF論壇推動下于2009年3月開始;EPS是未來移動網(wǎng)絡演進的方向,,主要特征包括:全面分組化,,提供真正意義上的純分組接入;支持多接入技術(shù),除支持現(xiàn)有3GPP系統(tǒng)接入外,,同時支持非3GPP網(wǎng)絡(如CDMA,、WLAN)的接入,,并支持在3GPP網(wǎng)絡和非3GPP網(wǎng)絡之間的漫游和切換;支持端到端的QoS保證,增加了對實時業(yè)務的支持,,通過簡化網(wǎng)絡架構(gòu)和信令流程,,降低業(yè)務連接的時延小于200ms;網(wǎng)絡層次扁平化,在用戶面進行節(jié)點壓縮,,取消了RNC,,核心網(wǎng)用戶面節(jié)點在非漫游時可合并為一個。
EPS的這些特征不僅滿足了下一代移動網(wǎng)的需求,,也為網(wǎng)絡融合提供一個新的平臺,,受到業(yè)界廣泛關(guān)注。
EPS標準從2004年啟動R8版本,,該版本制定了EPS的主要功能,,目前已凍結(jié)。R9版本針對一些增強功能進行研究,,功能也基本凍結(jié),,3GPP目前正在制定R10版本的需求和功能。EPS系統(tǒng)包括無線網(wǎng)接入網(wǎng)(可以是LTE,、CDMA,、WLAN等)和核心網(wǎng)EPC。該架構(gòu)中,,EPC系統(tǒng)同時支持3GPP接入(如LTE),、信任的非3GPP網(wǎng)絡接入(如CDMA)和非信任非3GPP IP網(wǎng)絡接入(如WLAN等)。其中PDN GW作為接入的核心設(shè)備,,不同接入網(wǎng)絡的接入網(wǎng)關(guān)(LTE無線網(wǎng)對應SGW,,CDMA無線網(wǎng)對應HSGW,WLAN無線網(wǎng)對應ePDG)分別接入PGW實現(xiàn)異質(zhì)網(wǎng)絡的接入,。HSS作為EPC網(wǎng)絡鑒權(quán)認證的核心,,除支持LTE網(wǎng)絡認證外,對于CDMA和WLAN的網(wǎng)絡認證,,則先通過3GPP AAA服務器統(tǒng)一處理后,,也在HSS實現(xiàn)最終的接入認證和鑒權(quán)。EPC作為IMS網(wǎng)絡和業(yè)務的接入承載網(wǎng)絡,,通過PDN GW實現(xiàn)與IMS業(yè)務互通,。為了增強用戶的計費策略和實現(xiàn)端到端的QoS,EPC系統(tǒng)支持PCC架構(gòu),。通過PCC的控制,,EPC網(wǎng)絡可為用戶或業(yè)務配置相應的QoS資源和執(zhí)行相應的計費策略。在LTE接入場景下,EPC的核心網(wǎng)元包括MME,、SGW,、PGW和HSS。
EPC網(wǎng)絡的主要特征包括:
(1)QoS機制進一步完善,,能夠支持端到端的QoS保證,。EPC系統(tǒng)因為引入了PCC架構(gòu),計費和QoS策略管理得到進一步的加強,,更加靈活;
(2)全面IP化,,提供真正意義上的純分組接入,將不再提供電路域業(yè)務,,實現(xiàn)全IP的核心網(wǎng),。
(3)支持多接入技術(shù),既支持和現(xiàn)有3GPP系統(tǒng)的互通,,同時也能支持非3GPP網(wǎng)絡(eg. WLAN,、WiMAX)的接入,并支持用戶在3GPP網(wǎng)絡和非3GPP網(wǎng)絡之間的漫游和切換,。
(4)增加對實時業(yè)務的支持,。簡化網(wǎng)絡架構(gòu),簡化用戶業(yè)務連接建立信令流程,,降低業(yè)務連接的時延,,連接建立的時間要求小于200ms。
(5)網(wǎng)絡層次扁平化,。用戶面節(jié)點盡量壓縮,,接入網(wǎng)取消RNC,核心網(wǎng)用戶面節(jié)點在非漫游時合并為一個,。
EPC的目標與LTE是一致的:一是性能提高,,減少時延,提供更高的用戶數(shù)據(jù)速率,,提高系統(tǒng)容量和覆蓋率,,減少運營成本;二是可以實現(xiàn)一個基于IP網(wǎng)絡的現(xiàn)有或者新的接入技術(shù)的移動性的靈活配置和實施;三是優(yōu)化IP傳輸網(wǎng)絡。但是不同于LTE,,EPC更多地是從系統(tǒng)整體角度考慮未來移動通信的發(fā)展趨勢和特征,從網(wǎng)絡架構(gòu)方面確定將來移動通信的發(fā)展方向:在無線側(cè)呈現(xiàn)出多樣化,、同質(zhì)化的特征,,在網(wǎng)絡側(cè)控制面與用戶面的分離以及用戶面的扁平化,滿足未來發(fā)展趨勢的網(wǎng)絡架構(gòu)將使運營商在未來更有競爭力,,用戶不斷變化的業(yè)務需求也將得到較好的滿足,。
IP技術(shù)逐漸成為了移動通信網(wǎng)絡的主角,全網(wǎng)IP化已經(jīng)成為一種趨勢,,為了實現(xiàn)并優(yōu)化IP業(yè)務,,需要對現(xiàn)有的移動核心網(wǎng)進行必要的改進和優(yōu)化,,逐步過渡到全IP的核心網(wǎng),EPC標準的目標就是取消電路域,,電路域業(yè)務在分組域(PS)實現(xiàn),,這就意味著支持E-UTRAN的是一個全IP的核心網(wǎng)。
EPC網(wǎng)絡實現(xiàn)了核心網(wǎng)的融合,,支持各種3GPP接入方式和non-3GPP網(wǎng)絡的共接入,,并支持多模終端用戶的無縫移動性。運營商全業(yè)務運營的發(fā)展趨勢,,使得運營商開始面對運營多種制式網(wǎng)絡,。支持多種網(wǎng)絡共接入的EPC網(wǎng)絡,實現(xiàn)核心網(wǎng)的融合,,使得網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)更加簡單,,降低了網(wǎng)絡運營成本。同時EPC網(wǎng)絡支持各種接入方式之間的無縫移動性,,提高LTE用戶在LTE部署初期局部覆蓋時的使用感受,。
EPC網(wǎng)絡控制面與用戶面的分離以及用戶面的扁平化的趨勢,也是應對網(wǎng)絡流量激增的必然選擇,。單用戶的數(shù)據(jù)流量和高速接入用戶數(shù)的雙邊增長,,使用戶面吞吐能力逐漸成為移動分組網(wǎng)絡設(shè)備的主要瓶頸,同時也導致分組核心網(wǎng)的投資飛速增長,。對分組核心網(wǎng)進行控制面與用戶面分離,,使得分組核心網(wǎng)只對網(wǎng)關(guān)節(jié)點提供用戶面處理,不僅大大節(jié)省了其他網(wǎng)絡節(jié)點如SGSN/MME的用戶面投資以及承載網(wǎng)的投資的快速增長,,同時優(yōu)化了用戶面的性能,。
寬帶分組域各網(wǎng)元的引入將對IP承載網(wǎng)絡的架構(gòu)有一定的影響,根據(jù)業(yè)務流量的不同,,網(wǎng)絡配置也會發(fā)生相應的變化,。應結(jié)合網(wǎng)絡現(xiàn)狀和IMS業(yè)務網(wǎng)絡的能力配置,認真研究EPC的演進策略,。
3.IMS是未來融合網(wǎng)的業(yè)務控制層
國際標準化組織早就將IMS定義為未來的核心控制架構(gòu),,包括3GPP、TISPAN,、3GPP2,、ITU-T等。國際各大主流運營商的業(yè)務重點,,正在或已經(jīng)從語音業(yè)務向融合業(yè)務和多媒體業(yè)務轉(zhuǎn)移,,視頻能力更是各運營商戰(zhàn)略發(fā)展的重點。在中國,隨著3G牌照的發(fā)放,,視頻通信等多媒體業(yè)務的需求也豁然顯現(xiàn),。此外,全業(yè)務運營使得融合業(yè)務成為運營商贏得競爭的關(guān)鍵,。IMS具有開放式標準架構(gòu),、支持固網(wǎng)/移動統(tǒng)一的接入網(wǎng)絡控制架構(gòu)、靈活的業(yè)務提供和業(yè)務觸發(fā)能力,、以及對多媒體業(yè)務的管控能力和運營能力等特點,,是運營商提供會話型多媒體業(yè)務和網(wǎng)絡融合的主流技術(shù)。
KDDI,、NTT DOCOMO和Verizon都一致認為,,從長遠的發(fā)展看,IMS將是固定網(wǎng)絡和移動網(wǎng)絡共同的核心業(yè)務控制層;特別是在LTE的引入階段,,全IP的分組化網(wǎng)絡使IMS控制各種業(yè)務的核心地位更加凸顯;,。此外,國內(nèi)外一些運營商正在嘗試將IMS的業(yè)務能力與IP互聯(lián)網(wǎng)應用相結(jié)合,,如將IMS的語音和即時消息等通信能力,,與Facebook等SNS網(wǎng)站及網(wǎng)絡游戲結(jié)合;將IMS的通信能力與IPTV結(jié)合。同時,,運營商也準備將IMS的業(yè)務能力給多個業(yè)務系統(tǒng)調(diào)用,,如將IMS網(wǎng)絡的通信錄的業(yè)務能力,給移動手機終端,、PC軟終端共用,,為用戶提供統(tǒng)一的業(yè)務體驗。
IMS發(fā)展的一個關(guān)鍵問題是業(yè)務能力平臺是否能夠開放,,聚合用戶,、CP/SP/AP,發(fā)揮電信與合作伙伴的整體優(yōu)勢,。業(yè)務能力是各種業(yè)務系統(tǒng)的可重用業(yè)務單元,,業(yè)務能力總體發(fā)展策略是整合、增強,、共享和開放,。通過開放,讓用戶參與業(yè)務提供,,直接降低業(yè)務成本,,縮小業(yè)務提供周期。電信能力需要與第三方或者其他系統(tǒng)服務能力組合和集成(眾多客戶特別是政企客戶的業(yè)務系統(tǒng)需要靈活的嵌入網(wǎng)絡/業(yè)務平臺能力);通過能力開放,,電信能力才可以更好嵌入客戶業(yè)務流程以及與其他能力服務集成,提供融合業(yè)務,滿足客戶的業(yè)務融合需求,。
目前業(yè)務能力API,,Parlay API和Parlay X定義的接口有限,運營商需要拓展API接口定義范圍;向第三方提供SDK開發(fā)工具包,,現(xiàn)在越來越多的人使用REST和SOAP類型的開放接口降低業(yè)務開發(fā)門檻,。讓越來越廣泛的開發(fā)者參與到業(yè)務創(chuàng)新中來,是增強能動性的重要途徑,。目前開放的方式有很多,,例如,通過Web
Service接口將業(yè)務能力開放出去,,供第三方調(diào)用,。 Web Service屬于常見接口,IT開發(fā)者易掌握,,門檻較低; 再如將SIP能力封裝成終端控件,,提供給第三方調(diào)用,提供API文檔,,可實現(xiàn)較復雜邏輯,,但開發(fā)范圍受到終端封裝范圍控制。
4.RCS的進展與思考
RCS(Rich Communication System)是指除了語音通信外,,還可以向客戶提供提供包括圖片,、Flash、視頻,、文本(IM,、Presence)在內(nèi)的更多的交互和呈現(xiàn)手段,以創(chuàng)造豐富的溝通環(huán)境和體驗,。
我們對理解的RCS,,不僅僅是一項業(yè)務,而是網(wǎng)絡能力,,我們更關(guān)注的是如何借鑒和提升電信網(wǎng)絡優(yōu)勢,,提升更豐富和優(yōu)質(zhì)通信能力。初期可以IMS網(wǎng)絡技術(shù)為切入點,,提供豐富的高質(zhì)量的VOIP服務,、多媒體通信服務,同時將電信基礎(chǔ)業(yè)務能力有控制的向互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務滲透,。
GSMA于2008年7月成立RCS(Rich Communication Suite,,增強型通信業(yè)務組件)工作組。目前有60多家運營商和廠商參與,,包括Orange,、中國移動,、Vodafone、NTT Docomo等,。
RCS目標是為用戶提供可定制的基于IP的增強型整合式服務,,包括:增強型通訊簿、Rich Call,、Rich
messaging等,。RCS手機的目標是要達到原廠預先安裝,RCS平臺是要達到與原廠手機的兼容;核心組件基于IMS網(wǎng)絡實現(xiàn),,不是建立新的標準,,而是根據(jù)現(xiàn)有標準制定出可實施互通、基于IMS通訊的核心業(yè)務集,。
RCS具有的商業(yè)價值包括:它可以增加運營商的業(yè)務吸引力,,提供集成呈現(xiàn)能力的新業(yè)務;它的消息業(yè)務基于電話號碼,通過手機地址簿易于使用,,將來可以與MSN-Messenger, Skype等用戶互通;它可以增強運營商對客戶個性化業(yè)務需求的響應,,基于同樣的價格提供更好的服務,可以保持ARPU值和用戶的忠誠度,,等等,。
到目前為止,RCS已經(jīng)發(fā)布了三個版本:
RCS1.0:發(fā)布于2008年12月,。在RCS1.0中,,包含了RCS最核心的業(yè)務集,即前文介紹的增強型地址薄,、增強型呼叫,、增強型融合消息。但是,,RCS1.0只支持移動設(shè)備,。
RCS2.0:發(fā)布于2009年6月,Q3 進行IOT測試,。RCS2.0中,,用戶體驗向?qū)拵Ш投嘣O(shè)備環(huán)境延伸。其主要特點包括:
(1)多設(shè)備環(huán)境:可以任意終端通信
(2)寬帶PC接入RCS服務方面:客戶端支持網(wǎng)絡側(cè),、終端側(cè)接口;分組域PC客戶端的語音通話;基于會話的消息聊天;分組域呼叫的視頻共享;分組域呼叫的圖像共享;基于SIM卡的認證;文件傳輸;社交狀態(tài)呈現(xiàn)
(3)業(yè)務部署方面:基于OMA DM;RCS設(shè)置鎖定;RCS自動配置
(4)網(wǎng)絡地址?。夯赟yncML的同步機制;備份、恢復及提取功能;多設(shè)備同步;
(5)增強的消息通信:發(fā)往所有注冊設(shè)備的初始對話
(6)PC可以發(fā)短信/彩信
RCS3.0:發(fā)布于2009年12月,,擬2010年Q1 IOT測試,。RCS3.0在1.0和2.0的基礎(chǔ)上,又進行了相應的功能擴展和完善,。其主要特點包括:
(1)寬帶PC接入RCS服務方面:PC客戶端與手機或其它PC客戶端的視頻通話
(2)服務推薦
(3)內(nèi)容共享擴展:不帶語音呼叫的點到多點內(nèi)容共享;不帶語音呼叫的點到點內(nèi)容共享
(4)增強的社交信息呈現(xiàn):包括位置信息,、個性化邀請,、URL標簽
(5)增強的消息通信:閃爍、表情符,、組列表
(6)PC上增強的短信/彩信體驗
(7)融合消息:IM SIP simple/SMS/MMS interworking(候選)
網(wǎng)絡與業(yè)務的發(fā)展為RCS的引入奠定了基礎(chǔ),,第一,互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,,需要與通信基礎(chǔ)能力相結(jié)合:如SNS社交網(wǎng)站、電子商務網(wǎng)站,、其他Web 2.0應用等;第二信息服務的需求,,信息服務需要與通信基礎(chǔ)能力相結(jié)合:如行業(yè)應用、個人應用,、物聯(lián)網(wǎng)應用等,,需要通信基礎(chǔ)能力更好的發(fā)揮調(diào)度的作用;第三,LTE等無線超寬帶技術(shù)的發(fā)展,,需要提升基礎(chǔ)通信能力,,提供端到端全IP化的語音和多媒體通信服務;綜上所述,隨著IP技術(shù)以及LTE等無線超寬帶技術(shù)的發(fā)展,,網(wǎng)絡寬帶化趨勢愈加明顯,,為RCS的推出奠定了網(wǎng)絡基礎(chǔ),因此RCS在傳統(tǒng)電信能力與互聯(lián)網(wǎng)應用中搭建了一座橋梁,。
IMS的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)鏈成熟性密切相關(guān),,RCS工作組目前成為推進IMS的成熟和商用的一個熱點組織。RCS(Rich Communication Suite)工作組于主要致力于推動IMS實現(xiàn)商用,,推動IMS產(chǎn)業(yè)鏈快速成熟,,快速應用移動新業(yè)務,為用戶提供可互通的,、融合,、豐富的通訊體驗。RCS工作組主要基于已有的標準(包括3GPP, ETSI, OMA, GSMA)制定出一個可實施,、可互通,、基于IMS的核心業(yè)務集,提出RCS的實現(xiàn)標準并測試業(yè)務需求的滿足度,、業(yè)務成熟度和業(yè)務互通性,,推動IMS業(yè)務快速實現(xiàn)商用。我們在推動融合業(yè)務的同時也要重視IMS終端的開發(fā),,包括硬終端和軟終端的應用,,在軟終端的設(shè)計方面要有良好的用戶體驗。