基于软交换的全IP的3G核心网

                     

　　摘要：本文提出了一种3G核心网的实现方案，该方案基于软交换的网络体系结构，由宽带IP网络实现多媒体通信。文中给出了核心网基于软交换的分层结构，分析和讨论了网络中各单元的功能、主要接口和基于软交换的多媒体通信的实现，最后提出了对方案进一步改进的设想。
　　关键词：3G核心网 软交换 多媒体通信IP
　　一、3G的未来是采用软交换技术 的全IP的网络
　　3G网络的发展是在现有各种网络向下一代网络NGN演进的大背景下进行的，因此3G网络的演进应符合NGN的要求。NGN是可以提供语音、数据和多媒体等各种业务的综合开放的网络构架，有三大特征：采用开放的网络架构体系；是业务驱动和基于分组的网络。
　　要使各种网络融合实现下一代网络，目前公认的技术基础是采用软交换技术 和IP技术，因此3G的未来发展方向也应是采用基于软交换技术的全IP网络结构，关键是在第三代移动通信的核心网络采用宽带IP网络和软交换技术：由IP网络承载从实时话音、视频到Web浏览、电子商务等多种业务，IP协议是主导的网络路由与寻址协议；网络控制由软交换服务器实现，采用基于软交换的网络结构；网上的业务则由第三方智能业务提供商提供。从而实现传输网络、网络控制、业务提供的分离。
　　二、基于软交换的全IP的3G核心网结构
　　3G的主流技术体制是WCDMA和cdma2000以及TD-SCDMA，一般公认，3G的全IP网络是指业务传送完全基于IP承载的网络结构。3GPP和3GPP2两大3G标准化组织分别提出了全IP的移动核心网的参考结构，前者由GPRS网络演化而来，后者则基于cdma2000的演化。因此两者在网络结构上是不同。
　　3G核心网实现方案的基本思想是：(1)由增强的GPRS网络完成对无线接入网的接入和提供IP通道，以使智能用户终端直接由控制层的软交换设备进行控制，并在GPRS网络之上构架一基于软交换的IP多媒体子系统，完成对IP多媒体通信的控制和业务的提供。(2)在核心网内部全部基于IP传送，采用网关体系与传统的PSTN/ISDN/PLMN等非IP网络进行互通和转换。(3)采用基于软交换的分层网络结构体系，使控制也承载分离，呼叫控制与业务提供分离，各层的设备和结构可独立发展而不影响整个网络，各层之间通过功能接口通信。　　在本方案中，核心网分为四个层面：边缘层、核心交换层、控制层和业务/应用层。
　　1.边缘层：该层负责将不同网络的用户连接至3G核心网络，并完成不同网络间媒体流的转换和信令流在传输层的转换，使信息格式转换成在核心网络上传递的IP包。边缘层使核心网结构独立于所连接的不同的网络和用户，例如3G无线接入网的移动用户通过GPRS网络接入核心网，传统的ISDN/PSTN/PLMN网络用户则通过网关体系接入。
　　*GPRS网络：主要包括业务支撑节点SGSN和网关支撑节点GGSN，负责在3G移动终端与IP多媒体子系统间建立隧道，由软交换设备控制与移动终端的IP多媒体通信。其中SGSN位于无线接入网与核心网的交界处，提供与无线接入网的接口；GGSN位于核心网中GPRS部分与IP多媒体子系统的交界处，提供与数据网的接口。
　　*信令网关SGW与媒体网关MGW：将外部网络的信令和承载转换为IP包格式在核心网中传送。SGW完成传统电路交换网络的基于SS7的信令，与全IP核心网中基于IP承载的信令相互间在传输层的转换，但不翻译应用层消息。媒体网关MGW负责与外部网络的承载接口，终结电路交换网络来的承载通道，转换为分组网络的IP媒体流。
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