GSM網演化進程及軟交換介紹

摘要:本文從GSM網的發展開始，簡要論述了GSM網演化進程，并對移動軟交換的體系結構、邏輯接口和協議以及基本信令流程進行了說明，對BICC協議和H.248協議規范進行了整理，為大家的日常維護提供幫助。

關鍵詞:軟交換;邏輯接口;協議;規范

GSM1982年開始成為歐洲電信標準，1992年規模商用。在傳統的GSM網絡的核心網中，所有的信令控制與話務交換均由MSC交換機完成，而且所有的鏈路必須使用TDM鏈路。伴隨著網絡與技術的發展，原有的交換技術已經不能滿足技術發展的需要，因此移動軟交換的引入成為核心網絡演進的必然。

軟交換技術符合未來電信網絡面向全IP發展的趨勢，同時兼顧原有的TDM承載需要，由于控制面與用戶面的分離，處于控制面的MSS容量相對原有交換機大大增加，而且可以集中放置在省會與地區中心的機房，而負責交換的MGW則放置在各個本地網中，從而實現了清晰的網絡結構。主要的控制與管理工作將可以集中完成，新業務的引入也可以集中在MSS中進行。

1 軟交換的體系結構

軟交換體系結構是目前面向網絡融合的新一代多媒體業務整體解決方案，具有層次化、呼叫控制與承載分離、快速開發業務、集中部署業務等特點，可以向用戶提供包含PSTN話音、無線話音、基礎數據、多媒體數據等各種業務。通過優化網絡結構，不但實現了網絡的融合，更重要的是實現了業務的融合，使得包交換網絡能夠繼承原有電路交換網中豐富的業務功能，同時，可以在全網范圍內快速提供原有網絡難以提供的新型業務。

在軟交換構建的開放體系架構中，通過呼叫控制與媒體交換/承載的分離，實現了開放的分層架構，各層次網絡單元通過標準協議互通，可以各自獨立演進，以適應未來技術的發展。軟交換主要包含兩個層次:a. 媒體網關層:根據組網的位置，可分為接入媒體網關(提供接入適配功能)、中繼媒體網關(提供與其他網絡互通的媒體流轉換功能)、資源媒體網關(提供特定媒體資源)。b. 呼叫控制層:由信令網關(提供中繼信令SS7在IP網上的傳輸適配功能)和呼叫控制服務器(通過與信令網關和媒體網關的配合實現呼叫的建立、維持和釋放控制功能)。

2 軟交換邏輯接口和協議

Nc接口

MSC Server與MSC Server的接口，遵循3GPP的TS29.205，應用層協議為BICC，可以基于ATM/IP。

執行基于網絡-網絡的呼叫控制，Nc接口的協議主要分為呼叫控制協議、信令傳輸轉換協議和信令傳輸協議。

-呼叫控制協議:BICC;-信令傳輸轉換協議:STC用于特定信令協議適配到信令承載時的格式轉換。-信令傳輸協議:包括寬帶SS7和IP兩種方式。

Mc接口

MSC(GMSC) Server與 MGW的接口，遵循3GPP的TS29.232。

應用層主要基于H.248及其擴展BICC。對H.248的擴展支持移動環境的特殊應用，如重定位/切換。

可以基于ATM/IP

主要用于網關控制信息的傳遞，以便實現軟交換和MGW的交互，完成承載控制、網關管理等功能。

Nb接口

MGW之間的接口

用于用戶數據的傳輸，包括高層的用戶平面(UP)和傳輸層協議。

Nb UP位于電路交換核心網絡用戶平面Nb接口上，用來傳輸媒體網關(MGW)之間的數據，包括兩種操作模式:透明模式:主要用于那些核心網絡承載，除用戶數據的傳輸之外不需要任何其他特征， Nb UP協議層被高層和傳輸網絡層透明穿越，基本是個空層。預定義SDU尺寸的支持模式:主要用于那些核心網絡承載，除用戶數據的傳輸之外，要求從Nb UP協議中得到其他特征，本操作模式下，雙方的協議實例交換Nb UP幀。包括三個功能集合:幀處理(成幀/拆幀和校驗等)、過程控制(速率、緩存)、非接入層數據流特定的功能。

Nb的傳輸網絡層Nb UP可以在ATM/IP承載上傳輸

ATM承載

ATM傳輸網絡控制平面:負責ATM傳輸網絡虛電路的建立、維持、撤銷。

ATM傳輸網絡用戶平面:以AAL2連接傳輸語音分組。

IP承載

IP傳輸網絡控制平面: 負責RTP承載的建立和釋放。

IP傳輸網絡用戶平面:采用RTP/UDP/IP的方式進行語音業務的實時傳輸。

BICC協議

BICC協議由ITU-T SG11研究組完成標準化，由ISUP協議演進而來，是一種在骨干網中實現使用與業務承載無關的呼叫的控制協議。BICC定義了信令傳送轉換器(STC)、應用傳送機制(APM)、承載控制隧道協議(BCTP)和IP承載控制協議(IPBCP)。通過點編碼建立信令聯系，信令鏈路通過靜態SCTP連接，BICC節點中采用正常呼叫的選路原則選定路由，為呼叫的信令建立通路。信令信息利用信令傳送轉換器轉換之后，采用APM傳送BICC特定的控制信息。BICC協議把支持BICC信令的節點分為服務節點(SN)和呼叫協調節點(CMN)，SN具有承載控制功能(BCF)，CMN不具有承載控制功能。對于SN，呼叫功能和承載控制功能在物理上既可以分開，也可以不分開。如果分開，那么呼叫功能和承載控制功能實體需要用呼叫承載控制(CBC)信令來發送消息。SN和CMN都使用\"半呼叫\"模型，每個完整的呼叫分為\"入局\"和\"出局\"呼叫，所允許的連接類型有3.1kHz音頻、64 kbit/s、2×64 kbit/s、384 kbit/s、1536 kbit/s、1920 kbit/s、N×64 kbit/s?N=2～30等。BICC信令消息包括初始地址消息(IAM)、地址全消息(ACM)、應答消息(ANM)、CIC系列消息，等等。BICC從真正意義上解決了呼叫控制和承載控制相分離的問題，可以用于任何承載網絡，如ATM、IP、STM。

基于H.248的媒體網關控制協議

H.248和MeGaCo是同一種協議，是ITU與IETF共同努力的結果，ITU-T稱之為H.248，而IETF稱為MeGaCo。H.248協議是在MGCP協議的基礎上，結合其它媒體網關控制協議特點發展而成的一種協議。可基于UDP/TCP/SCTP等多種承載。軟交換設備與各種媒體網關之間的通信采用H.248協議，連接模型的主要抽象概念是終結點和關聯。

終結點(Termination)是媒體網關上的一個邏輯實體，是媒體流的源或宿，一個終結點發送和接收一個或者多個媒體流。相關媒體流參數、對應的承載參數、可能包含的modem等都構成終結點的描述特性，終結點可以用來代表物理實體，也可以用來代表暫時性的信息流。

關聯(Context)表示多個終端間的相互關系，包括終結點間的拓撲關系以及媒體混合和交換參數。如無特殊規定，統一關聯中每個終結點發送的數據都能被所有其它終結點接收，通過Add 命令進行創建，通過Subtract 進行刪除。一個關聯中必須包含終端，一個終結點同時只能存在與一個關聯中。

移動軟交換技術不僅能充分滿足對現有2G、2.5G網絡的革新需求，更面向3G網絡建設與運營的要求，可打造兼容現網且面向未來全IP網絡的移動核心網。移動軟交換系統的接口、協議必將在3G網絡的維護中越來越多的使用。