分析：TD核心网能否延续G网神话

　　-北京邮电大学 刘学勇

　　TD-SCDMA系统的核心网由GSM系统的核心网发展而来；cdma2000核心网的演进引入了NGN的概念，按照阶段逐渐向ALLIP网络进行演进。

　　目前3G无线制式主要有WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三种。TD-SCDMA采用与WCDMA相同的核心网，都是基于GSM/GPRS核心网，而cdma2000核心网采用ANSI/IS-41标准。

　　TD核心网从G网演进

　　TD-SCDMA系统的核心网由GSM系统的核心网发展而来。它由电路域和分组域两大部分组成，电路域负责完成对电路域业务的承载和控制，分组域则负责完成分组域业务的承载和控制。电路域有两种不同的架构，分层和非分层架构。分组域只有非分层架构。3GPPR4版本的主要特征是控制与承载的分离，原R99版本中合设的MSC服务器和媒体网关被分成两个节点，MSC服务器负责控制功能，媒体网关负责业务的处理和转发。

　　MSC服务器只负责电路域的呼叫控制，由于它处于控制层，与其他相关设备之间只有信令联接。电路域的核心网承载由TDM转向ATM或IP。

　　媒体网关负责电路域业务的处理和转发，针对某个电路域呼叫，MSC服务器以GCP信令选择合适的媒体网关，对该电路呼叫进行处理和转发。在实际使用中，媒体网关也常常负责透明转发从RNC到SGSN的分组域流量。RNC之间的Iur接口也常常借道媒体网关。

　　SGSN负责分组域业务的控制、处理和转发。目前的SGSN已经可以同时接入RNC和BSC，由于IuPS接口是基于IP的，因此在TD-SCDMA系统中，GTP隧道不仅存在于SGSN与GGSN设备之间的Gn接口，还通过IuPS接口延伸到了RNC。

　　GGSN是GPRS分组网络与外部数据网络的网关设备，负责对移动终端的IP地址分配、参与建立PDP上下文和对外部数据网的路由。由于最接近外部数据网，GGSN可以方便地支持基于内容的计费。

　　cdma核心网始于IP

　　cdma 2000 3G核心网的演进引入了NGN的概念，按照阶段逐渐向ALL IP网络进行演进。这些下一代网络的特征使用分组包来传送信令和多样的业务流，采用分层网络结构，使得信令与承载分离、业务应用与呼叫控制分离；层间采用开放的接口互联，各层可独立演进；网络提供开放的业务接口，支持快速业务生成的能力，并支持具有端到端QoS的宽带传送；核心网与接入网分离，能够独立演进，支持多种终端类型接入。

　　根据核心网ALLIP网络的构架原则，在统一的分组包传送上，独立于底层的层1和层2协议，ALLIP架构能够从IPv4平滑过渡到IPv6，并且基于ALLIP网络的IPv4和IPv6能够进行互操作。ALLIP核心网从体系结构上看，分为传统移动台域(LMSD)和IP多媒体域(MMD)。

　　传统移动台域(LMSD)解决了对现有网络投资的保护和对现网用户的支持问题，网络通过LMSD向现有的移动台(MS)提供IP核心网环境的支持，使得传统的移动用户可以使用ALLIP核心网所支持的新功能。类似MSC功能，LMSD中将之分成MSCe和MGW/MRFP，支持RTO和TrFO操作，并逐渐把声码器从BSC移到核心网MGW中，在LMSD域逐渐支持新的信令和承载接口，承载方式已由原来的TDM承载演变为IP承载。LMSD域与传统的TIA41网络能进行正常的业务交互。

　　多媒体域(MMD)采用IP协议体系中的概念和原则，提供具有三代业务能力的无线网络，提供端到端的IP连接及IP多媒体呼叫业务。ALLIP网络的MMD同时支持普通的分组数据业务和多媒体会话业务，多媒体业务的支持是建立在对普通的分组数据业务支持的基础上的。一些网络实体同时提供对这两种业务的支持，比如AGW(FA)和HA网元为多媒体域业务提供IP承载路径，但是普通的分组数据业务可以脱离多媒体业务独立进行相关网络的部署和实施。多媒体域网络是个纯粹的SIP软交换网络，由CSCF(P-CSCF/I-CSCF/S-CSCF)建立多媒体呼叫，相关的协议是基于IETF相关协议发展起来的(如SIP和SIP扩展、Diameter协议等)。

　　全网IP化

　　在第三代移动网络的系统架构上，3GPP2与3GPP标准两者所定义多媒体的体系架构基本相同。在会话控制的实体和呼叫流程上也基本一致。3GPPR4版本在电路域将MSC分解为MSCServer和MGW两种设备，分别完成呼叫控制和媒体处理功能，在MSCServer和MGW之间采用H.248，MGW之间采用RTP/RTCP，MSCServer之间采用BICC协议。而3GPP2的LMSDStep2和Step-N阶段将MSC分解为MSCe与MGW，完成类似的功能，差异的是MSCe之间的呼叫控制协议选择了SIP-T。

　　随着各个标准的不同版本的推出，二者之间也逐步走向融合，最终达到全网的IP传输。3GPP与3GPP2网络的融合，在网络控制和应用层基本可以做到网元公用；在分组域，网元虽不相同，但可以采用相同的设备平台。MSCServer与MSCe在物理实体上也可以统一，采用多协议模式，比如同时支持BICC呼叫控制协议和SIP-T协议来实现网元的公用。IMS将融合3G和NGN业务，实现信令控制、用户数据层面的统一。

　　链接

　　实现CS域和IMS域业务互补

　　CS域网络架构与GSM相同，即使在R4阶段引入软交换技术后，只是实现了核心网承载和呼叫控制的分析，其移动性管理机制没有任何变化。

　　与CS相比，IMS网络的特点如下：

　　(一)会话控制控制和媒体网关控制相分离

　　基于SIP的会话呼叫控制功能由CSCF提供，它完成整个网络的信令路由和呼叫控制，呼叫协议统一到SIP；基于H.248的媒体网关控制由MGCF提供，它只存在于IMS网络与传统网络互通的边界点上。CS域没有使用SIP协议。

　　(二)业务与控制进一步分离

　　IMS定义了标准的基于SIP的ISC接口，实现了业务层与控制层的完全分离。CSCF不再需要处理业务逻辑，如补充业务的实现也通过应用服务器。CS域补充业务由MSC/VLR结合HLR签约实现。

　　(三)IMS由归属网络控制

　　因为IMS由归属网络控制，IMS终端无论在何时何地接入，都到归属地业务环境由S-CSCF进行IMS业务处理和触发，从而享受到相同的业务，天然具有VHE虚拟归属业务环境能力。而CS域是拜访网络MSC/VLR控制。

　　(四)业务提供上

　　IMS是未来核心网发展的方向，能够提供VOIP、即时消息、呈现、流媒体等业务，并且能够带给用户类似Web的用户体验。CS域是一个以提供话音业务为主要目标的网络，虽然能实现低速视频业务，但没有解决提供丰富的多媒体业务问题。

　　但是在QoS保障机制上，IMS网络目前阶段不能令人满意。因为IMS是架构在IP数据网之上的，IP网对实时业务还没有提供足够的QoS保障机制，因为存在时延、抖动、包丢失和包无序传递等问题。

　　CS域已经能够提供很好的语音和低速视频业务，虽然软交换对CS域也进行了IP化，但都是采用电信级的专用IP承载网。

　　CS域和IMS域不是平滑演进的关系，而是一个业务互补、网络互通、融合替代的关系。(作者系摩托罗拉(中国)电子有限公司工程师)