移動通信核心網分層組網技術

羅八一

（中國電信股份有限公司 自貢分公司，四川 自貢 643000）

0 引 言

傳統移動通信業務擁有獨立的系統來開展自身業務，這些業務系統獨立分散在移動通信網絡中，難以實現系統之間技術與資源的共享，降低了移動通信網絡的運營效率，并增加了運營的成本。基于此，運用分層組網技術，整合移動通信資源，打造出業務平面、控制平面、交換平面以及接入平面等4個功能平面，從而構建出一個完整的分層軟交換系統，對移動通信業務活動進行集約化管理，以實現移動通信核心網的業務融合發展[1-4]。

1 移動通信核心網分層組網技術概述

在移動通信核心網中，分層組網技術的運用為移動通信的信息傳輸提供了多個渠道，可實現多項業務在不同分層的傳送，提高了移動通信信息傳輸效率。該項技術將移動通信的業務與傳送進行了分離，用戶可以自由進入網絡，這樣即保持了移動通信網絡的整體性，又可為用戶提供多樣化的移動通信服務。運用該項技術構建的移動通信核心網包含了接入層、傳輸層、控制層以及應用層4個層次。其中，接入層是指用戶接入網絡的層次，主要的作用是傳輸用戶信息；傳輸層屬于通信的承載渠道；控制層是整個移動通信核心網的關鍵組成，具有呼叫控制、連接管理以及開放接口等功能；應用層是用戶與通信網絡的連接層，用戶在終端呼叫后會進入應用層與移動通信網絡建立連接，然后核心網會為用戶提供相應的服務。核心網的4個層次既是獨立存在的，同時又借助通信接口實現相互之間的關聯，進而將多種業務融合在一個核心網中。

2 移動通信核心網分層組網技術分析

2.1 軟交換技術分析

軟交換技術是分層技術的核心，其可進行信息數據的傳輸，并對通信各項業務進行有效控制。軟交換技術將其負責的各項業務進行分離，然后借助通信網絡建立各項業務之間的聯系，使各項業務獨立運行的同時，還可在核心網中進行業務之間的切換，以保持移動通信功能的整體性。

2.1.1 分層軟交換系統結構分析

基于軟交換技術構建了移動通信核心網的分層軟交換系統，具體如圖1所示。系統包含4個功能平面，每個功能平面對應著自身的各項功能。同時核心網為每個平面都配備了相應的設備，使整個系統有序運行，依據用戶的需求提供相應的服務。第一層為業務平面層，由應用、AAA以及對策服務器組成，與軟交換設備對接，進行業務各項操作的控制。第二層為控制平面層，處于軟交換設備與核心分組網之間，是軟交換系統結構中最為重要的一環。其運用軟交換設備建立了業務平面與交換平面的連接，并通過交換平面接入媒體網關，為用戶提供媒體服務。第三層是交換平面，處于核心分組網與接入平面之間，主要的功能是將控制平面發送的數據信息經過標準IP路由器，使其傳輸至目標地址。第四層為接入平面，包括了各個網關、接入設備以及智能終端，用戶使用智能終端發送數據信息，經過移動通信的核心網與業務平面相連接，進而將數據信息傳送至目標地點。采用軟交換技術將整個通信網絡進行分層，可以保持呼叫與業務之間的獨立[5-8]。

圖1 分層軟交換系統結構

2.1.2 移動交換服務器分析

基于以上分析可以看出，軟交換系統的核心是控制平面，因此下文主要對控制平面的運行原理進行介紹?？刂破矫嬷袘昧艘苿咏粨Q服務器MSCSERVER，主要負責移動通信的綜合業務。MSCSERVER根據呼叫的信息對通信網絡中的業務進行綜合控制，主要包括業務傳送、業務接入以及業務分離，使用標準協議與軟交換系統中的其他平面進行信息數據的傳輸。MSC-SERVER的功能主要包括以下5個方面。一是可進行地址轉換，將電話號碼映射傳遞給服務器DPC；二是自動管理和控制系統的開關機呼叫轉移和定位；三是安全保密，其運用了用戶認證算法，需檢驗用戶的身份信息；四是呼叫控制，MSCSERVER自動建立呼叫連接并維持連接，當用戶中斷呼叫后，MSC-SERVER會自動進行釋放；五是協議處理，軟交換系統是一個開放的環境，并且采用了多種協議，通過標準協議的轉換后，由系統中的服務器進行集中管控。MSC-SERVER詳細功能如圖2所示。

圖2 MSC-SERVER功能結構

2.2 信令網技術分析

移動通信業務種類逐漸增多，使得接入平面承擔過大的接入壓力，對移動通信核心網的數據交互規模提出了更高的要求。基于此，需要不斷提高當下接入平面的功能性，尤其是對接入技術不斷升級與改進，以滿足大量用戶不同的接入要求。移動通信核心網以往使用的是TDM鏈路，在其實際運行過程中一旦用戶規模激增，會使信令傳輸受到阻礙，因此目前使用的是改進升級后的信令網技術，即IP信令網技術。將IP作為數據信息的承載渠道，可以進行呼叫與業務信息的高效率傳遞。以NO.7信令網為例，其使用的是SIG-TRAN協議棧，被劃分為3個協議層。第一層為NO.7信令適配層，其是基于以往NO.7的改進，保留了原有的信令高層，并支持原語（由若干條指令組成的程序段）；第二層為通用信令傳送協議層，主要是保證信令傳送的安全性；第三層為標準IP傳送協議層，可封裝IP數據，然后以信令的形式傳送數據[9,10]。

3 移動通信核心網分層組網技術的實際運用

3.1 組網原則

在實際組網工作中，要注重組網的經濟性，盡量降低組網成本，主要原則包括以下4點。一是網絡結構設計要科學，保證網絡的安全性；二是評估移動通信網絡的負荷，參考歷史數據對移動通信市場發展情況進行預測，以確定構建網絡的實際性能；三是采用軟交換設備進行組網，并要保證設備支持4G與5G的互操作；四是全網需使用統一的MSC-SERVER設備。

3.2 組網方案

基于以上對分層技術的分析，結合組網的原則，對移動通信核心網分層組網的方案進行設計。本次組網以5G網絡為主，使用新建軟交換方案進行分層組網建設。還需注意的是，新組網需能承擔通信網絡頻繁切換的壓力，為用戶提供高質量的移動通信服務。

3.2.1 MSC-SERVER設計

由于MSC-SERVER與媒體網關（Media Gateway，MGW）有著對應關系，因此要將其設置在二干傳輸節點，以實現對MGW的覆蓋。此外，在IP承載網骨干節點設計中，應保持其與MSC-SERVE設計的一致性。MSC-SERVE的局址設計影響著整個組網的質量，因此在局址設計中除了要將MSC-SERVER設置在二干傳輸節點上，還要采用大容量設計，對網絡中的信息數據進行實時備份，以此來提高組網的安全性，保證網絡運行的順暢。

3.2.2 信令網設計

3層結構的NO.7信令網采用軟交換設備作為信令網的交換端，為了沖破原有網絡的限制，保證組網的質量，可延續以往的TDM承載和局信令組網。新構建的軟交換系統使用IP協議傳遞信令，并且借助網絡中的其他設備與IP進行對接，而軟交換設備與信令點設備在連接時采用MGW內置SG經由TDM接口實現對接。

4 結 論

近年來，移動通信技術飛速發展，人們可運用移動通信網絡進行視頻通話，信息數據傳輸量逐漸增多。分層組網技術為信息數據大規模的傳輸提供了技術支持，促進了5G移動網絡的發展。目前，分層組網技術在移動通信組網中的應用較為普遍，其解決了以往移動通信網絡信息數據傳輸不暢的問題，實現了移動通信核心網的技術升級。