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非遺博覽園立足于對全人類非遺文化的傳承和保護,把保護傳承非物質(zhì)文化遺產(chǎn)事業(yè)與打造特色文化產(chǎn)業(yè)有機結(jié)合,它既是國際級文化主題園區(qū)、國家級文化產(chǎn)業(yè)重點項目,也是每兩年一屆國際非遺節(jié)的永久舉辦地,同時還是非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的常態(tài)展示和生產(chǎn)性保護基地。
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關(guān)鍵詞:軟交換 IP化 核心網(wǎng)
中圖分類號:TN929.5 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2014)05-0048-01
隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的高速發(fā)展,在多業(yè)務(wù)融合、高帶寬需求的驅(qū)動下,通信網(wǎng)絡(luò)向ALL IP網(wǎng)絡(luò)演進已經(jīng)成為業(yè)界共識。目前,無線技術(shù)進步飛速,運營商已經(jīng)逐步突破了空中接口的帶寬瓶頸,寬帶化的需求在無線領(lǐng)域的發(fā)展脈絡(luò)中變得越來越清晰。從2G到3G再到LTE,空中接口的帶寬被一步步提高,上層接口的帶寬需求也隨之擴大,而IP化可以更好地適應(yīng)這種帶寬需求。
A/Iu CS接口的IP化對核心網(wǎng)的簡化和演進具有重要意義,可以在核心網(wǎng)IP化的基礎(chǔ)上,節(jié)省TC、節(jié)省傳輸資源、可靠靈活組網(wǎng)、資源利用率最大化及提高服務(wù)質(zhì)量等方面給運營商帶來巨大的價值。本文將結(jié)合工程應(yīng)用研究軟交換系統(tǒng)A/Iu CS接口的IP化改造方案,為通信行業(yè)類似工程的建設(shè)提供技術(shù)的指導。
1 網(wǎng)絡(luò)組織
如(圖1)所示,以某省移動軟交換系統(tǒng)A/Iu CS口IP化改造為例,目前A/Iu CS接口基于TDM承載時BSC/RNC信令流通過信令網(wǎng)關(guān)SG(內(nèi)置在MGW中)連接MSC Server,BSC/RNC媒體連接MGW(TDM承載)。A/Iu CS接口IP化后BSC/RNC信令流直連MSC Server,BSC/RNC用戶面連接MGW(IP承載)。
2 BSC/RNC接入方式
支持A/Iu CS接口IP承載的BSC/RNC,各CS域接口媒體流量在CS媒體VRF內(nèi),通過CS CE接入IP專網(wǎng)。各CS域接口信令流量在CS信令VRF內(nèi),通過CS CE接入IP專網(wǎng)。原有TDM接口可作為備用保留,但不與IP接口以負荷分擔方式同時工作。
3 VPN設(shè)置
IP承載網(wǎng)內(nèi)不需新增新的VPN。新增A/Iu CS接口信令流和媒體流接入原電路域已有信令面VPN和媒體面VPN,用于疏通不同地市、不同機房之間的A/Iu CS接口流量。
CE設(shè)置CS信令VRF和CS媒體VRF,其中CS信令VRF負責接入CS域信令接口,并處理信令接口路由和對應(yīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),CE通過配置將連接信令接口的VLAN或物理端口映射到該VRF;CS媒體VRF,負責接入CS域媒體接口,并處理媒體接口路由和對應(yīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),CE通過配置將連接媒體接口的VLAN或物理端口映射到該VRF。
CS信令VRF直接連接到IP專網(wǎng)的CS信令VPN中;CS媒體VRF直接連接到IP專網(wǎng)的CS媒體VPN中。
4 IP地址規(guī)劃
MGW、MSS、BSC及CE設(shè)備IP地址應(yīng)遵循集團公司IP地址分配相關(guān)管理辦法,其A/Iu CS接口IP承載所需的地址,使用目前核心網(wǎng)電路域地址段中的IP地址,與軟交換地址統(tǒng)一規(guī)劃,并按照控制面地址和用戶面地址等相關(guān)要求進行分配。
5 帶寬配置方案
BSC/RNC至IP承載網(wǎng)話務(wù)信令采用同一物理通道,因此本次不單獨預測BSC/RNC至IP承載網(wǎng)信令帶寬需求,根據(jù)廠家的建設(shè)經(jīng)驗和網(wǎng)絡(luò)運營維護統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析,采用96.8Kb/s/Erl作為 BSC/RNC話務(wù)量-流量帶寬需求折算常數(shù),并考慮了50%輕載冗余系數(shù),考慮0.6的占空比。
根據(jù)以上計算方法,BSC/RNC各局向與IP承載網(wǎng)之間的鏈路帶寬需求均在1000Mb/s一下,考慮到將來的發(fā)展需求,該項目建議每套BSC/RNC系統(tǒng)配置2條GE光鏈路與CS域CE路由器相連,從而接入IP承載網(wǎng)。
6 結(jié)語
建設(shè)軟交換A/Iu CS口IP化改造工程,能促進運營商網(wǎng)絡(luò)向全IP網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型,能提高話音質(zhì)量,降低網(wǎng)絡(luò)成本,節(jié)省傳輸資源,簡化維護管理,降低運營成本,對運營商長期發(fā)展戰(zhàn)略的實施將起到積極的推動作用。本文針對運營商軟交換系統(tǒng)A/Iu CS口IP化改造進行研究,結(jié)合工程實際情況提出軟交換系統(tǒng)A/Iu CS口IP化改造的建設(shè)原則、建設(shè)方案以及帶寬配置方案,為運營商建設(shè)類似項目提供一些借鑒和參考。
參考文獻
2011年,浪潮進行全面云計算戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,成為涵蓋IaaS、PaaS、SaaS三個層面的云計算解決方案和服務(wù)提供商,先后投入10多億元研發(fā)成功8〜32路服務(wù)器、PB級海量存儲、云數(shù)據(jù)中心操作系統(tǒng)、集裝箱數(shù)據(jù)中心等云計算基礎(chǔ)裝備,形成自主的基礎(chǔ)架構(gòu)技術(shù)體系,并依托于軟硬一體化整體技術(shù)能力,著力發(fā)展行業(yè)云。作為浪潮集團高級副總裁、營銷系統(tǒng)的領(lǐng)軍人物,袁誼生帶領(lǐng)團隊,深入推進和踐行集團的云戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,以自主云產(chǎn)品與方案,致力于中國云的落地應(yīng)用與發(fā)展。經(jīng)過1年時間,浪潮在重點區(qū)域、核心行業(yè)的云計算布局初見成效,開發(fā)并優(yōu)化了包括政府、醫(yī)療、文化、媒體等行業(yè)的云計算解決方案,已經(jīng)與濟南、寧波、合肥、蘭州、鄂爾多斯、威海、德州、泰安、菏澤、聊城、宿遷等10多個省市及地區(qū)政府簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議,成功建設(shè)了濟南云計算中心、青島電子政務(wù)云、安徽廣電媒體云等云計算項目。在建立浪潮云計算優(yōu)勢的同時,為“自主可控”中國云產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出了貢獻。
袁誼生經(jīng)歷了封閉計算、互聯(lián)網(wǎng)兩個技術(shù)時代,對即將到來的云計算有著深刻的認識,他認為,云計算將帶來IT產(chǎn)業(yè)和信息化模式的變局,催生新IT產(chǎn)業(yè)形態(tài)。傳統(tǒng)IT企業(yè)需要在技術(shù)、運營、產(chǎn)業(yè)鏈整合等領(lǐng)域進行全面創(chuàng)新,才能適應(yīng)云計算競爭規(guī)則。當前,浪潮集團全面向云計算戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,不斷突破核心技術(shù),提高整體解決方案和服務(wù)提供能力;廣泛聯(lián)合上下游伙伴,組建云計算時代的產(chǎn)業(yè)鏈體系;進入云計算運營、服務(wù)等新興產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié),展開運營模式創(chuàng)新,一系列的舉措取得令人滿意的業(yè)績。
對于云計算的普及問題,袁誼生認為,云計算重在應(yīng)用,技術(shù)創(chuàng)新只是第一步,推廣普及云計算是一項系統(tǒng)性的社會工程,需要政府、企業(yè)和客戶在技術(shù)創(chuàng)新、法律法規(guī)制定、行業(yè)規(guī)范制定等方面共同推進。例如,安全是制約云計算發(fā)展的瓶頸,安全的核心是云中信息如何不被非法查看、復制和破壞。解決這一問題,不僅需要浪潮等云計算方案供應(yīng)商開發(fā)一體化的安全技術(shù)方案,防范非法的竊取和攻擊,更需要政府建立云計算運營領(lǐng)域的審批和認證體系,剔除無資質(zhì)的運營商。與此同時,云計算運營行業(yè)還應(yīng)該制定行業(yè)規(guī)范,防范運營帶來的技術(shù)風險。只有這樣,數(shù)據(jù)放在云平臺上才像個人財產(chǎn)放在銀行保險箱一樣安全,才能讓用戶對云計算有深層次的信賴,云計算才能規(guī)?;占啊?/p>
獲獎理由
作為浪潮集團高級副總裁、營銷系統(tǒng)的領(lǐng)軍人物,袁誼生對云計算有著深刻的認識,并帶領(lǐng)團隊,深入推進和踐行集團的云戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,以自主云產(chǎn)品與方案,致力于中國云的落地應(yīng)用與發(fā)展。
[關(guān)鍵詞]SRVCC VoIMS 移動核心網(wǎng) LTE
1 引言
語音業(yè)務(wù)在移動通信中占有重要地位,在2G網(wǎng)絡(luò)中一直是運營商收入的主要來源??梢灶A期,在未來的LTE網(wǎng)絡(luò)中,語音業(yè)務(wù)將仍然是最重要的業(yè)務(wù)之一。并將逐步和其他業(yè)務(wù)進行融合,為用戶提供更好的業(yè)務(wù)體驗。
作為下一代移動通信系統(tǒng)重要的無線技術(shù),LTE具有高頻譜利用率、抗衰落性、高帶寬、大容量的優(yōu)點,非常適合承載基于IP的語音數(shù)據(jù)。而LTE的核心網(wǎng)EPC(Evolved Packet Core。演進的分組核心網(wǎng))網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計之初就已經(jīng)同時考慮了對寬帶高速業(yè)務(wù)和語音業(yè)務(wù)的支持,并為對時延敏感而帶寬要求較低的語音業(yè)務(wù)制定了相應(yīng)的QoS控制機制,從而保證了在LTE網(wǎng)絡(luò)上提供高質(zhì)量VoIP的能力。
對于語音業(yè)務(wù)的提供方式,在進行了長時間的爭論后,業(yè)界已經(jīng)一致同意將基于IMS的語音業(yè)務(wù)(VoIMS)提供方案作為LTE語音業(yè)務(wù)的目標解決方案。GSMA和NGMN都已經(jīng)宣布將VoIMS作為業(yè)界LTE下唯一的、端到端的話音解決方案,以解決可能存在的漫游和互通問題;同時部分運營商和設(shè)備商也成立了統(tǒng)一話音論壇(One Voice Initiative)的工業(yè)聯(lián)盟,主要目標是推動基于IMS的LTE話音方案的成熟,通過制定VoIMS的最小必選能力集,來推動設(shè)備商在VoIMS產(chǎn)品開發(fā)上的成熟。并已將成果輸入GSMA;3GPP,作為VoIMS的最主要推動者,已經(jīng)為VoIMS制定了較為完善的標準規(guī)范。
VoIMS是指LTE終端通過LTE/EPC網(wǎng)絡(luò)接入IMS網(wǎng)絡(luò),由LTE/EPC網(wǎng)絡(luò)提供語音數(shù)據(jù)承載,通過IMS網(wǎng)絡(luò)提供鑒權(quán)、會話控制和多媒體融合業(yè)務(wù)??紤]到LTE覆蓋不可能在很短時間內(nèi)做到全覆蓋,因此VoIMS還需要考慮多模終端的場景,即當終端離開LTE的覆蓋區(qū)域時,為保證語音呼叫的連續(xù)性,需要制定一種機制將LTE上的語音呼叫切換到2G/3G網(wǎng)絡(luò)上。為保證多模終端語音呼叫的連續(xù)性,3GPP針對雙待(dual radio)和單待(single radio)兩種場景,分別制定了VCC(Voice Call Continuity,語音呼叫連續(xù)性)和SRVCC(Single Radio Voice Call Continuity,單待語音呼叫連續(xù)性)兩種語音業(yè)務(wù)連續(xù)性方案。但雙待終端主要指WLAN/2G/3G終端,而LTE/2G/3G終端在干擾消除、功耗等方面還存在問題,因此LTE/2G/3G終端目前僅考慮單待場景。
SRVCC方案的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示:
由于SRVCC是3GPP制定的第一個基于多模單待場景的業(yè)務(wù)連續(xù)性方案,因此其不但對IMS網(wǎng)絡(luò)的功能產(chǎn)生了影響。也同時影響到了電路域核心網(wǎng)和EPC網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)及信令流程。而目前3GPP正在針對SRVCC方案進行性能優(yōu)化,已有多種基于不同思路的優(yōu)化方案提出來,這也將進一步影響電路域核心網(wǎng)和EPC網(wǎng)絡(luò)。本文重點對SRVCC方案進行分析,明確其對電路域和EPC網(wǎng)絡(luò)的功能要求,同時對SRVCC優(yōu)化備選方案及對網(wǎng)絡(luò)的影響進行分析比較。
2 SRVCC對網(wǎng)絡(luò)的影響
2.1 SRVCC技術(shù)概述
SRVCC是為了保證語音呼叫連續(xù)性,而提出的在LTE的覆蓋邊界處,將錨定在IMS域SCC AS上的語音呼叫從LTE或HSPA切換到GERAN/UTRAN CS域的一種切換技術(shù)。該切換過程包括承載層的PS-CS切換和業(yè)務(wù)層的IMS域切換兩部分,這兩部分切換處理相互獨立。
當UE駐扎在LTE或HSPA網(wǎng)絡(luò)時,采用通常的IMS呼叫流程建立語音呼叫,區(qū)別在于該IMS呼叫需要錨定在IMS域的SCC AS上。SRVCC用于LTE和2G/3G之間互操作的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。
2.2 SRVCC切換信令流程
(1)LTE附著流程
SRVCC用戶在進行LTE附著時,其附著流程與非SRVCC用戶的基本附著流程基本一致,本文不再贅述。
為支持SRVCC,UE和網(wǎng)絡(luò)需要在附著的時候通知對方自己對SRVCC的支持。以便雙方在后續(xù)需要進行SRVCC切換的時候能夠正確處理。因此,相比正常的附著流程,UE和EPC網(wǎng)絡(luò)需要有以下增強的功能:
如果UE支持VoIMSA允許使用SRVCC,UE需要在Attach Request消息中攜帶SRVCC能力標識:
如果網(wǎng)絡(luò)允許UE使用SRVCC,HSS將STN-SR和MSISDN包含在用戶簽約數(shù)據(jù)中發(fā)送給MME存儲:
MME在S1 AP Initial Context Setup Request消息中攜帶支持SRVCC的標識,這樣雙方都了解到對方支持SRVCC,并準備在需要切換時執(zhí)行SRVCC。
(2)切換流程
如圖3,其中,
步驟1:UE向E-UTRAN發(fā)送測量報告;
步驟2:E-UTRAN根據(jù)測量報告觸發(fā)向GERAN的SR-VCC切換;
步驟3:源E-UTRAN向MME發(fā)送Handever Required消息(包含Target ID、generic Sou roe to Target Transparent Container)。容器類型向MME指示是向CS域的SR-VCC切換;
步驟4:MME從非語音承載中分離出語音承載,并且發(fā)起向MSC Server的語音承載的PS-CS切換:
步驟5:MME向MSC Server發(fā)送SRVCC PS to CSRequest(包含STN-SR、MSISDN、generic Source toTarget Transparent Container、MM Context)。MME根據(jù)Target ID選擇MSC Server;
步驟6~9:MSC Server向目標MSC Server發(fā)起切換,并建立電路連接;
步驟10:MSC Server向IMS域發(fā)起會話轉(zhuǎn)移;
步驟11~12:執(zhí)行VCC流程,遠端更改為CS接入分支SDP,源IMS接入分支被釋放;
步驟13~17;UE從E-UTRAN切換到GERAN:
步驟18:UE發(fā)起PS域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的掛起流程;
步驟19~22:處理切換完成消息。
2.3 SRVCC對移動核心網(wǎng)的增強要求
從以上流程可以看出,SRVCC對于移動核心網(wǎng)中的MME和MSC Server等網(wǎng)元均有新的需求,需要對功能進行增強。其中,
(1)對MME的功能增強要求包括:
MME應(yīng)該能夠在S1 AP Initial Context Setup Request消息中攜帶支持SRVCC的標識;
MME應(yīng)該能夠存儲HSS發(fā)送過來的MSISDN和STN-SR,并用于SRVCC切換流程;
當UE發(fā)起語音會話時,如果該會話還有其他非語音承載,MME需要能夠?qū)⒄Z音部分的承載與其他非語音承載分離,并只針對語音部分承載發(fā)起切換;
對于非語音部分承載,MME應(yīng)該根據(jù)網(wǎng)絡(luò)支持能力和需要決定掛起或者發(fā)起PS HO(handover);
OMME應(yīng)該能夠支持與MSC Server之間的Sv接口,并通過Sv接互發(fā)起和處理SRVCC切換流程:
當SRVCC和IPS HO都發(fā)生的時候,MME需要協(xié)調(diào)SRVCC和PS HO的順序。
(2)對MSC Server的功能增強要求包括:
支持Sv接口,并通過Sv接互處理SRVCC切換流程:
當MME發(fā)起切換請求時,MSC Server需要發(fā)起空口資源和核心網(wǎng)電路資源的預留流程:
MSC Server需要代替UE發(fā)起IMS域的session transfer流程;
MSC Server需要協(xié)調(diào)空口切換和session transfer的時序,以減少切換帶來的語音中斷時間;
當切換完成后,MSC Server需要代替UE發(fā)起位置更新流程。
(3)對HSS的功能增強要求包括:
HSS應(yīng)該能夠配置STN-SR和MSISDN,并在UE注冊時包含在用戶簽約數(shù)據(jù)中發(fā)送給MME。
2.4 SRVCC對移動核心網(wǎng)的影響分析
綜合2.2節(jié)的詳細流程描述和2.3節(jié)對核心網(wǎng)網(wǎng)元功能增強的要求。由于SRVCC方案要求PS域和CS域間的協(xié)作配合,完成從PS域到CS域的語音呼叫切換。因此對于PS域核心網(wǎng)網(wǎng)元和CS域核心網(wǎng)網(wǎng)元都有一定的功能增強要求。其中,比較重要的功能增強是要求MME和MSCServer之間支持Sv接口,該接口基于GTP-C協(xié)議,對MME和MSC Server的影響有所不同。
對于MME來說,由于本來就需要支持GTP-C協(xié)議,因此該接口對MME的影響較小,實現(xiàn)起來相對容易。但由于需要所有MME均支持Sv接口,因此如果運營商在引入SRVCC之前已經(jīng)部署了基于3GPP R7版本的EPC,那么引入SRVCC就要求運營商網(wǎng)絡(luò)中的所有MME都進行升級改造,升級改造成本較大。所幸實際情況是運營商部署EPC網(wǎng)絡(luò)的時間普遍較晚,所部署的EPC版本至少將基于R8,上述升級改造成本從而將得以避免。
而對于MSC Server來說,網(wǎng)元需要支持一個新的GTP-C協(xié)議和相應(yīng)的處理邏輯,因此對其實現(xiàn)影響較大;而如果基于已有MSC設(shè)備進行升級,對軟硬件和性能容量方面的影響也比較大。由于在實際部署SRVCC時??梢灾粚Σ糠諱SC Server進行升級,由這些升級后的MSC Server的互通功能實現(xiàn)切換,而無需對運營商網(wǎng)絡(luò)中的所有MSC Server進行升級改造,因此升級改造的成本較小,甚至可以部署少量新的MSC Server設(shè)備而避免對已有設(shè)備功能的影響。
綜上所述,引入SRVCC對移動核心網(wǎng)的影響并不很大。相比其帶來的語音業(yè)務(wù)連續(xù)性能力,SRVCC對移動核心網(wǎng)設(shè)備升級改造的范圍和功能增強都能夠被運營商和設(shè)備商接受,這也是SRVCC成為業(yè)界認可的VoLTE目標方案的主要原因之一。
3 SRVCC優(yōu)化方案及對移動核心網(wǎng)的影響
在對目前SRVCC方案進一步分析后,我們發(fā)現(xiàn)目前標準化規(guī)范定義的SRVCC在切換性能方面還存在問題,可能無法滿足運營商部署需求。因為工作于單待模式下,SRVCC在切換過程中一定會出現(xiàn)語音中斷的情況,該中斷由兩部分組成:
空口切換帶來的語音數(shù)據(jù)包丟失;
IMS域遠端媒體更新導致部分數(shù)據(jù)包丟失。
而SRVCC切換性能的主要問題是:
(1)在用戶漫游情況下,IMS域會話切換和遠端媒體更新可能需要花費很長時間。遠遠超過要求的300ms;
(2)IMS側(cè)會話切換和空口切換沒有協(xié)調(diào)同步,導致語音中斷時間進一步延長。
因此3GPP在R10成立了一個研究項目,針對以上問題對SRVCC切換性能進行增強和優(yōu)化,目標是通過對架構(gòu)或流程的改善,保證在任何情況下(尤其是用戶漫游的情況)發(fā)生SRVCC切換導致的語音中斷時間都不超過300ms。該項目得到運營商和設(shè)備商的積極支持,目前已有多個備選方案提出。這些優(yōu)化方案從優(yōu)化原理大致可分為以下三類:
(1)空口切換和IMS遠端媒體更新的流程同步:通過某種機制同步空口切換和遠端媒體更新過程。使得兩個媒體中斷的時間段重疊。同步機制包括:基于之前消息的預測,順序切換以及用戶面數(shù)據(jù)包檢測等。其他過程和R8 SRVCC完全一致。
(2)歸屬地用戶面錨定及雙播:呼叫建立時在歸屬地插入一個用戶面的錨定點。當收到切換請求后,該錨定點進行目的和源側(cè)的雙播處理。檢測到空口切換完成后錨定點再改為單播。該方案能夠避免對遠端UE進行媒體更新。
(3)拜訪地用戶面錨定:呼叫建立時將用戶面錨定在拜訪網(wǎng)絡(luò)上,當發(fā)生SRVCC切換時,在拜訪網(wǎng)絡(luò)建立CS域承載,并建立PS域和CS域間的媒體面通道。將媒體面數(shù)據(jù)從PS域轉(zhuǎn)發(fā)到CS域,避免語音中斷。切換完成后可釋放PS域和CS域間的媒體面通道。
上述三類優(yōu)化方案各有優(yōu)劣,其對移動核心網(wǎng)網(wǎng)元功能的影響也不同。表1對不同方案的性能及影響進行了簡單分析比較:
從以上比較可以看出,
(1)由于需要定義新的接口和流程,拜訪地用戶面錨定方案對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和網(wǎng)元功能的影響是最大的;但由于媒體面錨定在拜訪網(wǎng)絡(luò),因此媒體面的切換僅發(fā)生在拜訪網(wǎng)絡(luò),切換性能是三類方案中最優(yōu)的。
(2)歸屬地用戶面錨定的方案實現(xiàn)是最為容易的,因為該方案沒有增加任何新的接口和流程,只需要在會話建立初期將媒體面錨定,后續(xù)進行媒體面雙播即可。但該方案不管是否會發(fā)生切換,SRVCC UE的所有會話都要錨定回歸屬地,對歸屬地的用戶面資源占用非常嚴重;且用戶面也需要回到歸屬地,無法使用本地疏導(Local Breakout)機制;媒體面迂回嚴重,影響呼叫的質(zhì)量。
(3)同步方案對網(wǎng)絡(luò)影響較小,部署相對容易。但同步機制無法做到精確。也就無法在任何情況下達到同步要求;且切換性能差,最優(yōu)情況也只能達到空口切換和遠端媒體更新導致的中斷中較長的那個。
單從對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的影響看,拜訪地用戶面錨定方案是對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和網(wǎng)元功能影響最大的方案,對網(wǎng)元的功能要求和實現(xiàn)難度也是最大的。不過對于優(yōu)化方案的選擇,需要從性能優(yōu)化、對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的影響、對網(wǎng)元功能的影響、對終端的影響、網(wǎng)絡(luò)資源的使用效率等多個方面綜合考慮評估,因此3GPP最終選擇哪種方案還需要進一步評估和分析,而SRVCC方案對移動核心網(wǎng)的進一步影響也需要在方案選擇完成后再明確。
融合通信 業(yè)務(wù)場景 網(wǎng)絡(luò)路由 VoWiFi
Research on Typical Personal Service Scenarios and Network Routing Organization Solutions under the Background of United Communication
FENG Xing-hui, YING Jiang-yong
(1. HNDZ, Zhengzhou 450003, China;
2. Beijing AsiaInfo Wisdom Data Technology Co., Ltd., Beijing 100876, China)
Compared with the development of united communication around the globe, the progress of China is relatively slow. Four mains challenges are confronted by domestic operators to develop RCS in the future. Based on analysis on current research fruit academic circles, two contents were selected as the focuses. One is the service requirements and typical scenarios of personal future communication under the background of unite communication. Another is network routing planning solution driven by service requirements.
united communication service scenario network routing VoWiFi
1 引言
從融合通信在國內(nèi)的發(fā)展歷程來看,2014年年中以來,中國移動對外亮相的動作相對頻繁,高調(diào)且具有代表性。
2014年6月,中國移動在年初版本的基礎(chǔ)上修訂后了《下一代融合通信白皮書V2版》,提出4個目標,分別是融合通信“三新”成為國際標準(“新消息、新通話、新聯(lián)系”);“三新”業(yè)務(wù)全球互聯(lián)互通;“三新”終端成熟商用;“三新”業(yè)務(wù)2015年正式商用。
2014年10月,由國內(nèi)2家公司(中興通訊、菊風)承建中國移動個人融合通信項目。
2014年12月,在全球合作伙伴大會上“三新?和”自有品牌手機 ,支持融合通信是其主要特色之一,業(yè)界亦普遍認為2015年是中國融合通信元年。
2015年7月,中國移動副總裁李慧鏑在GSMA會上提出今年將重點推動“VoLTE和RCS(Rich Communication Suite)”落地,強化社交化、多媒體化來支撐“三新”功能。從目前的進程來看,國內(nèi)5個城市已完成網(wǎng)絡(luò)部署,主流系統(tǒng)設(shè)備已具備VoLTE產(chǎn)品化能力,但終端芯片的新技術(shù)跟進速度相對緩慢。從2015年7月開始,中國移動定制機入庫測試要求1 500元以上的終端必須支持VoLTE和RCS,10月后1 000元以上的終端必須支持VoLTE和RCS。
綜上,預期國內(nèi)用戶很快即可使用RCS終端并享受“三新”業(yè)務(wù),但從全球來看,國內(nèi)運營商RCS發(fā)展速度比較緩慢,2009年GSMA公布RCS計劃后,多個歐洲運營商積極響應(yīng)。如2010年英國沃達豐、法國Orange、德國電信、西班牙Telefonica及意大利電信等聯(lián)合推出即時通信系統(tǒng)(Joyn);2014年全球17個國家的28家運營商推出Joyn服務(wù);2015年全球85家運營商承諾年底前提供RCS服務(wù)??傮w來看,未來國內(nèi)運營商發(fā)展RCS面臨4個方面的主要挑戰(zhàn):一是運營商融合通信中的“新聯(lián)系”(以中國移動為例)屬性偏重“工具”,缺乏社交元素,未來如何掌控用戶社交圈是成功關(guān)鍵之一;二是運營商的體制和機制仍是發(fā)展阻礙,負責融合通信運營的主體面臨多方博弈,未來命運及發(fā)展路徑存在未知數(shù);三是當前國內(nèi)僅中國移動積極推進融合通信,RCS發(fā)展成功需要跨運營商運行,因此如何打破運營商之間的壁壘走向開放并處理好利益分配亦是發(fā)展難題;四是如何保障用戶體驗及附加值的提升。
2 研究綜述
2013年以來,我國學術(shù)界關(guān)于融合通信方面的研究成果相對較多,領(lǐng)域分布較廣。
從模式角度看,蔣遠[1]提出運營商融合通信發(fā)展模式包括3種,分別是純OTT模式、與OTT合作模式、基于VoLTE和RCS國際標準模式。中國移動將選擇“標準+非標”的發(fā)展模式,即以國標為主,以飛信、彩云等成熟自有、定制產(chǎn)品作為融合通信社交能力的補充。同時蔣遠將融合通信、傳統(tǒng)通信、OTT業(yè)務(wù)進行對比并歸納總結(jié)出運營商發(fā)展融合通信的挑戰(zhàn)和機遇。孫亮等[2]認為構(gòu)建以關(guān)系為中心的融合通信創(chuàng)新模式對運營商轉(zhuǎn)型至關(guān)重要,該模式的幾個主要趨勢包括從業(yè)務(wù)為中心向用戶為中心轉(zhuǎn)變;統(tǒng)一號碼的新型通信錄是核心;以云服務(wù)為切入點提供跨平臺的數(shù)據(jù)處理及備份服務(wù);以內(nèi)容為中心提供基于SoLoMo的個性化、本地化及體驗一體化內(nèi)容服務(wù)等。
從策略角度看,趙晉偉[3]在分析VoLTE優(yōu)勢及運營商面臨挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)上,提出發(fā)展基于VoLTE融合通信的舉措包括創(chuàng)新管理體制和機制、提升核心競爭能力、提供大數(shù)據(jù)產(chǎn)品和服務(wù)、建立以流量經(jīng)營為核心的支撐體系、以一站式服務(wù)實現(xiàn)精細化流量經(jīng)營、推動流量應(yīng)用新場景的發(fā)展。何葉[4]認為融合通信與互聯(lián)網(wǎng)及其他行業(yè)的新業(yè)務(wù)均屬融合通信范疇,并圍繞NTT DoCoMo“中期愿景2015”列舉其在移動支付、電子商務(wù)、移動醫(yī)療、O2O等領(lǐng)域的發(fā)展情況。
從產(chǎn)品角度看,韓建亭等[5]對比互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)與運營商的視頻通信業(yè)務(wù),認為終端非定制化、管理流程互聯(lián)網(wǎng)化等“去電信化”,是運營商融合視頻通信產(chǎn)品成功的關(guān)鍵。關(guān)開進[6]研究IMS如何滿足企業(yè)、家庭和個人在融合通信方面的需求,其中,建議面向家庭和個人提供RCS業(yè)務(wù)體系和基于IMS的VoIP業(yè)務(wù)。
從專利角度看,李國紅[7]闡述了融合通信相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)專利申請趨勢,深入分析國內(nèi)申請人和騰訊公司專利儲備情況,最后從知識產(chǎn)權(quán)角度提出運營商開展融合通信業(yè)務(wù)的建議。
從安全風險角度看,常玲等[8]深入分析了“新消息、新通話、新聯(lián)系”的安全風險并從技術(shù)和業(yè)務(wù)管控的角度給出融合通信不良信息防范策略。
從技術(shù)角度看,謝斌[9]分析了RCS和VoLTE在IMS網(wǎng)絡(luò)和相同終端上共存時的業(yè)務(wù)場景和用戶體驗。楊林等[10]認為要從建設(shè)要求、建設(shè)策略、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等角度提出融合通信技術(shù)應(yīng)用方案。張達等[11]闡述了RCS和VoLTE發(fā)展歷程,認為VoLTE與RCS融合是必然趨勢,針對融合過程中各終端廠家在APN配置、協(xié)議棧架構(gòu)、業(yè)務(wù)融合等關(guān)鍵問題未達成一致的現(xiàn)象,提出終端VoLTE與RCS融合解決方案建議。吳斌等[12]分析了“新消息、新通話、新聯(lián)系”的業(yè)務(wù)標準功能和非標準功能,對現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的影響進行評估并提出相應(yīng)改造方案。王凡等[13]認為融合通信是話音、消息和通信錄等基礎(chǔ)通信業(yè)務(wù)在4G下的升級,提出互通網(wǎng)關(guān)方案實現(xiàn)融合通信與即時通信(IM)為代表的OTT業(yè)務(wù)互通方案。施月玲等[14]利用JNI(Java Native Interface)研發(fā)了基于Android平臺的融合通信終端且樣機交由某市公安局交警大隊試用反饋良好。
綜上,本文從2個角度進行創(chuàng)新性研究:一是融合通信背景下的個人未來通信需求及典型場景;二是業(yè)務(wù)需求驅(qū)動下的網(wǎng)絡(luò)路由規(guī)劃方案。
3 融合通信背景下的個人未來通信典型
業(yè)務(wù)場景及技術(shù)要求
從融合通信愿景看,圍繞“三新”,未來參與通信的主體將主要包括人、物、企業(yè)和信息等4類,各類主體之間可以實現(xiàn)“無限”通信。筆者觀點與《中國移動技術(shù)愿景2020+白皮書》有所差異,該白皮書認為“信息”處于人、物、企業(yè)三者中間,為了更好地理解,筆者認為“信息”與“物”類似,未來可以成為某類通信主體。參照該白皮書,筆者認為面向通信主體自身及之間的數(shù)字化服務(wù)主要如下:
人與人:未來通信服務(wù);
人與信息:數(shù)字內(nèi)容及信息服務(wù);
人與企業(yè):行業(yè)應(yīng)用服務(wù);
人與物:智能家居服務(wù);
企業(yè)與企業(yè):企業(yè)信息化服務(wù);
企業(yè)與信息:數(shù)據(jù)能力開放服務(wù);
物與物:智能物聯(lián)網(wǎng)服務(wù);
物與信息:社交化物聯(lián)網(wǎng)服務(wù);
物與企業(yè):產(chǎn)業(yè)信息化服務(wù);
信息與信息:數(shù)據(jù)資產(chǎn)運營服務(wù)。
融合通信背景下的萬物互聯(lián)愿景如圖1所示。
限于篇幅及精力,筆者重點圍繞4個通信主體中的“人”這一通信主體,認為未來可期望的融合通信典型業(yè)務(wù)場景及技術(shù)要求如表1所示。
4 融合通信背景下個人未來典型業(yè)務(wù)場
景中的網(wǎng)絡(luò)路由組織方案
圍繞關(guān)于“人”通信主體的典型業(yè)務(wù)場景,主要涉及“三新”主要功能,筆者結(jié)合項目經(jīng)驗,以中國移動為例提出場景中涉及的路由組織方案。需要說明的是,人在未來與其他不同通信主體進行連接、溝通時,網(wǎng)絡(luò)中的融合通信終端的前端或者后端可能會增加一部或多部相應(yīng)的終端設(shè)備(如可穿戴設(shè)備或微型傳感器等),但對于筆者將要闡述的融合通信網(wǎng)絡(luò)路由組織方案無產(chǎn)生明顯差異,基本原理不變,故按照最基本的網(wǎng)元組成情況進行闡述。
4.1 用戶接入及認證鑒權(quán)路由方案
(1)用戶接入
用戶通過融合終端接入網(wǎng)絡(luò)并使用“三新”業(yè)務(wù)。終端接入網(wǎng)絡(luò)時需要完成2個步驟,分別是終端配置服務(wù)檢測和業(yè)務(wù)入口檢測。融合通信背景下的個人未來通信服務(wù)接入流程及規(guī)則如表2所示。
(2)用戶注冊
以中國移動為例,“三新”終端用戶將采取雙注冊機制,具體情況為:一是針對VoLTE業(yè)務(wù),通過LTE IMS APN接入運營商各省公司的IMS進行注冊;二是針對VoWiFi和新消息等,采取接入融合通信業(yè)務(wù)集中建設(shè)模塊進行注冊。融合通信背景下個人未來通信服務(wù)的注冊流程及規(guī)則如圖2所示。
(3)認證鑒權(quán)
融合通信業(yè)務(wù)包括Native和APP兩種終端形態(tài),其中Native可讀手機卡中的鑒權(quán)信息,而APP則不行。業(yè)務(wù)類型分為IMS和非IMS兩類,按中國移動的《下一代融合通信白皮書V2版》,IMS業(yè)務(wù)采取AKA(卡認證,即Native終端業(yè)務(wù))和Digest,非IMS業(yè)務(wù)采取GBA(卡認證,即Native終端業(yè)務(wù))和統(tǒng)一認證。
4.2 VoWiFi路由方案
從中國移動初期情況看,針對融合通信的Native和APP兩種終端形態(tài)策略不同,初期只開放VoWiFi業(yè)務(wù)的僅包括對APP用戶,不包括Native終端。同時初期僅支持VoWiFi用戶作為主叫的情景,而不支持VoWiFi用戶作為被叫的情景,視初期方案運行情況,后期會考慮適宜的改進方案。初期具體路由方案如下:
(1)VoWiFi用戶作為主叫或被叫的場景
如果被叫處于online狀態(tài),則路由在融合通信IMS域內(nèi)疏通;如果被叫offline,則按被叫用戶類型(指VoLTE用戶或CS用戶)路由至各省IMS域或CS域。
(2)VoWiFi用戶作為主叫且中國移動IMS用戶(包括VoLTE用戶、固網(wǎng)IMS用戶)作為被叫的場景
互通流程在與省IMS域I-CSCF間的Mw接口與融合通信業(yè)務(wù)接入模塊之間。
(3)VoWiFi用戶作為主叫且中國移動CS用戶作為被叫的場景
主要采用“就近出IMS”策略;從具體流程來看,指從融合通信MGCF、IM-MGW對中國移動CS被叫號碼進行MAP查詢后,入融合通信平臺所在省CS域CMN,由CMN根據(jù)現(xiàn)有原則進行路由。
(4)VoWiFi用戶作為主叫且其他運營商或鐵通用戶作為被叫的場景
采取“中國移動CS域轉(zhuǎn)接至其他運營商或鐵通網(wǎng)絡(luò)”的策略;從具體流程來看,指從融合通信MGCF、IM-MGW入融合通信平臺所在省CS域CMN,由CS域根據(jù)現(xiàn)有原則進行路由。
4.3 新消息路由方案
(1)融合通信中的文本消息路由方案
從融合通信終端支持的文本消息類型來看,主要包括傳統(tǒng)短信(SMS)和即時消息(IM)兩類。針對發(fā)送場景,優(yōu)先統(tǒng)一使用IM發(fā)送,僅無IP連接情況下使用短信進行發(fā)送。針對接收場景,采取“各自歸屬負責”的策略,有效避免切換和通信域的選擇,即通過傳統(tǒng)短信發(fā)送的文本消息由傳統(tǒng)短信接收。通過即時消息發(fā)送的文本消息由即時消息接收。
從融合通信中的文本消息實現(xiàn)方式來看,即時消息由基于IMS的RCS實現(xiàn);傳統(tǒng)短信的實現(xiàn)方式則包括3種,一是適用于“2G/3G終端或4G雙待機終端”的CS SMS;二是適用于“4G CSFB終端和VoLTE定制或非定制終端”的SMS over SGs;三是適用于“非定制VoLTE終端”的SMS over IP。
(2)融合通信中的多媒體消息路由方案
針對多媒體消息發(fā)送場景:RCS終端默認不發(fā)送傳統(tǒng)彩信,多媒體消息以新消息的形式發(fā)送至AS服務(wù)器端。
針對多媒體消息接收場景:如果收方為RCS終端,無IP連接時先將多媒體消息離線存儲,直至有IP連接時使用即時消息發(fā)送;如果收方為非RCS終端,則采取傳統(tǒng)方式,即收到推送的傳統(tǒng)短信提示并在短信中附帶下載連接。
值得注意的是,一是針對發(fā)送方發(fā)送的傳統(tǒng)彩信,接收方直接接收到傳統(tǒng)彩信;二是為了保障用戶體驗不受影響,新消息顯示是不區(qū)分傳統(tǒng)彩信和即時消息的。
4.4 新聯(lián)系路由方案
未來隨著運營商轉(zhuǎn)型進程的加快,融合通信技術(shù)不斷演進,“新聯(lián)系”圍繞個人融合通信需求在深度和廣度持續(xù)拓展,衍生出來的新業(yè)務(wù)將多種多樣?!靶侣?lián)系”衍生業(yè)務(wù)承載的平臺均為非SIP平臺,因此路由的組織原則及形式統(tǒng)一為“終端與服務(wù)器側(cè)”通信的策略。圖3列舉了幾種常用的新聯(lián)系業(yè)務(wù)功能(分為基礎(chǔ)和擴展)、場景及路由方案:
圖3 基于典型業(yè)務(wù)場景的新聯(lián)系業(yè)務(wù)及路由方案
4.5 互聯(lián)互通及漫游路由方案
參照中國移動的《下一代融合通信白皮書V2版》中所提的簡述要求,筆者提出的互聯(lián)互通及漫游路由方案的建議如圖4所示。
5 結(jié)束語
多年前,國內(nèi)運營商紛紛提出戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,從近年來OTT業(yè)務(wù)勢如破竹的發(fā)展勁頭看,運營商戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型效果并不突出??v觀國際先進運營商發(fā)展軌跡,運營商發(fā)展規(guī)律符合“三條曲線”模式,從含義看,三條曲線依次指以話音、短彩信為代表的傳統(tǒng)移動通信業(yè)務(wù),流量業(yè)務(wù),應(yīng)用及內(nèi)容數(shù)字化服務(wù)。從當前國內(nèi)運營商發(fā)展情況看,第一條曲線已達頂峰并開始下降,此時發(fā)展RCS終端及業(yè)務(wù)正好拉升第二、三條曲線。融合通信業(yè)務(wù)發(fā)展好壞與客戶體驗及評價息息相關(guān),因此RCS只有符合業(yè)務(wù)場景才有可能取得大發(fā)展,本文梳理出典型業(yè)務(wù)場景及技術(shù)要求,同時提出網(wǎng)絡(luò)路由組織方案,供運營商及產(chǎn)業(yè)鏈借鑒參考。
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