基于軟交換技術(shù)的3G與WLAN的互通研究

　　近來年，軟交換技術(shù)愈來愈成為公眾關(guān)注的焦點，它將成為下一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，信息業(yè)界經(jīng)過一翻努力提出了面向下一代IP融合網(wǎng)的軟交換技術(shù)，目前正積極進行3G核心網(wǎng)技術(shù)研究，其最終目標也是具有融合多媒體業(yè)務能力的全IP網(wǎng)絡(luò)。在這方面，3GPP發(fā)揮了很大的作用，提出了軟交換技術(shù)為基礎(chǔ)的IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)結(jié)構(gòu)，另外，無線局域網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展和價格的大幅下降，使由原來的企業(yè)和家庭內(nèi)部的補充布線方式逐漸發(fā)展為越來越重要的公眾無線互聯(lián)方式。3G與無線局域網(wǎng)的互聯(lián)充分體現(xiàn)了軟交換技術(shù)在下一代組網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢，本文就基于這種觀點展開討論。

　　1、軟交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　圖1給出軟交換網(wǎng)絡(luò)的一般分層結(jié)構(gòu)。其中，接入層支持各種類型的終端，相當于軟交換網(wǎng)絡(luò)的用戶——網(wǎng)絡(luò)接口功能，傳送層負責通信媒體信息的端到端傳遞，對應網(wǎng)絡(luò)的下3層功能?？刂茖迂撠熀艚锌刂疲瑢W(wǎng)絡(luò)的會話層功能。該層的主要設(shè)備就是軟交換系統(tǒng)(SSW)，其地位相當于傳統(tǒng)通信網(wǎng)中的交換機是網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備，業(yè)務層基于下層網(wǎng)絡(luò)的能力提供增值業(yè)務，對應網(wǎng)絡(luò)的應用層功能。
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　　2、3G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　3G網(wǎng)絡(luò)是未來無線通信發(fā)展的方向，它的一個重要目標就是以VoIP方式提供語音業(yè)務以及多樣化的多媒體業(yè)務，并實現(xiàn)3G核心承載網(wǎng)絡(luò)與IP網(wǎng)的融合統(tǒng)一。3G網(wǎng)絡(luò)與IP網(wǎng)的融合統(tǒng)一不僅可以使運營提高對網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，而且移動終端也可以通過統(tǒng)一的IP網(wǎng)方便地訪問和享受因特網(wǎng)上的信息和服務。

　　3G移動網(wǎng)絡(luò)作為NGN的一部分，其體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展演進也受到軟交換技術(shù)的影響小由于其核心網(wǎng)采用全IP方式進行承載，從而保證了3G的全IP核心網(wǎng)能夠與NGN核心網(wǎng)實現(xiàn)有效的融合和互通，按照軟交換網(wǎng)絡(luò)功能分層的模型，3G網(wǎng)絡(luò)也可以分為4個層面，即接入層、傳送層、控制層和業(yè)務層。下面以3GPP制定的基于全IP的移動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)UMTS Release5為例進行分析，其核心網(wǎng)中電路域和IP多媒體子域中各個主要功能實體在分層模型中的位置如圖2所示。由于UMTS Release5參考模型中的分組域并不是按照軟交換的思想構(gòu)造，因此，分組域中各個主要功能實體未在圖2分層模型中列出。從分層模型中可以看出MGCF(媒體網(wǎng)關(guān)控制功能)，CSCF(呼叫狀態(tài)控制功能)，MSC服務器(移動交換中心服務器)是位于控制層的邏輯功能實體，主要完成呼叫控制功能，即呼叫連接的建立和釋放，以及實現(xiàn)與各種不同的網(wǎng)絡(luò)(如GSM、CDMA、PSTN、其他運營商的UMTS網(wǎng)絡(luò)、IP多媒體網(wǎng)絡(luò)等)的信令互通。MGW(媒體網(wǎng)關(guān)和CDMA網(wǎng))的承載通道轉(zhuǎn)化為適合在IP網(wǎng)上傳送的功能。需要指出的是，IP多媒體子域和電路域都存在MGW功能實體，從功能實現(xiàn)上說，IP多媒體子域中的MGW和電路域中的MGW是同一設(shè)備。為了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的清晰，可以將電路域的MGW表示為CS-MGW，IP多媒體子域中的MGW表示為IM-MGW，SGW則主要完成IP網(wǎng)側(cè)信令與電路交換網(wǎng)絡(luò)側(cè)信令協(xié)議(7號信令)的翻譯和轉(zhuǎn)換。MRFP(多媒體資源處理器)和MRFC(多媒體資源控制器)是3G核心網(wǎng)中實現(xiàn)多方呼叫和多媒體業(yè)務提供和控制的邏輯功能實體。在核心網(wǎng)分層模型中，MRFP是處于接入層的邏輯功能實體，主要實現(xiàn)多媒體資源的提供和承載。MRFC則是處于控制層的邏輯功能實體，主要實現(xiàn)對MRFP中多媒體資源的控制。

　　至此，從核心網(wǎng)的分層模型，我們可以看出3G核心網(wǎng)實現(xiàn)了控制、承載、業(yè)務三者的分離。因此，我們可以說UMTS Release5網(wǎng)絡(luò)實際上是基于軟交換技術(shù)構(gòu)造的下一代移動網(wǎng)絡(luò)。

　　3、無線局域網(wǎng)

　　在目前的WLAN市場中，802.11b憑其成熟的技術(shù)，不同廠商設(shè)備的兼容性好以及與802.11g的兼容等特點，占據(jù)了主要地位，802.11b標準公眾WLAN組網(wǎng)的基本拓結(jié)構(gòu)有對等互連、AP結(jié)構(gòu)、無線網(wǎng)橋結(jié)構(gòu)。下面簡短介紹具有接入點的結(jié)構(gòu)。如圖1、2所示。
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　　WLAN的典型拓撲具有接入點的結(jié)構(gòu)，適合用來開展無線接入服務，在這種結(jié)構(gòu)中，接入點用來執(zhí)行同步和協(xié)調(diào)工作，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，以及連接上層網(wǎng)絡(luò)。接入點能夠服務的用戶數(shù)與廠商提供的產(chǎn)品有關(guān)。雖然理論上可以支持較多的用戶，但實際應用中通常只能支持15-50個用戶。這是因為一個AP在同一時刻只能接入一個終端用戶，當信道空閑時，再由其它終端爭用。如果一個AP支持的用戶過多，則網(wǎng)絡(luò)接入速率將會降低。