R4网络中的关键技术

时间：01-11 来源：泰尔网点击：

图2　IP承载方式下的Nb控制面协议栈

4、新技术

　　(1)多种承载方式

　　基于软交换的承载和控制分离的思想，在R4的网络中应能支持多种承载方式。在Nb接口，承载可以是IP或ATM，而在Nc接口采用的BICC协议，能够完全独立于用户面的承载方式，进行呼叫控制。

　　欧洲和韩国的运营商会采用ATM作为承载的网络，但考虑到中国的电信网络运营的实际情况，以及未来实现向R5的平滑过渡的目的，要求面向中国市场的R4系统其Nb接口应该支持IP承载。

　　(2)多种承载建立方式

　　在BICC中，定义了多种承载建立方式。对于IP承载，有前向快速隧道承载建立、前向延迟隧道承载建立、后向延迟隧道承载建立3种方式；对于ATM承载，有前向承载建立、后向承载建立2种方式。不同的承载建立方式，有不同的特点，使用场景也有所不同。比如，在ATM承载中，采用后向方式建立承载会比前向方式快，因为在后向方式下，IAM消息中带有主叫的地址，被叫MSC Server收到主叫侧的承载地址信息就能建立ATM链路；而在前向方式下，主叫MSC Server需要在Nc第二条消息APM中返回被叫的地址消息才能建立链路。在IP承载中，如果系统不要求具有TrFO功能，那么前向快速隧道方式是最佳的选择，因为这种方式的Nc口消息流程相对简单，建立呼叫所需的消息数较少。如果系统要支持TrFO，从消息流程看，后向延迟方式的消息较前向延迟方式稍稍简单些；若从系统建立承载的角度考虑，则前向延迟隧道方式更简单、更可靠。

　　(3)TrFO/TFO功能

　　在R99网络中，话音的AMR码流从UTRAN，通过Iu口达到核心网时，核心网的编解码转换设备要将AMR码流转换为G.711格式的编码，封装在PCM中进行传输，到达对端后，需要将G.711编码再还原为AMR码流。每一次的编解码对语音质量都是一次损伤，而且G.711编码的传输速率远比不上AMR编码。在R4网络中，有两种方式可以实现在局间直接传送AMR编码，而不是G.711编码，这就是TrFO和TFO功能。

　　TrFO(Transcoder Free Operation)是一种带外的Transcoder控制协议，是在R4中定义的新功能，网络可以在呼叫建立前就对编解码的类型和模式进行协商，如果两端使用的编解码一样(例如都是AMR编码)，则对于移动到移动的呼叫可以完全不经过编解码转换。TrFO可以提高话音质量，并且在分组核心网中可以优化网络带宽，因为话音是AMR速率而不是64kbit/s在核心网中传输；由于移动网内的呼叫可以不使用编解码器，还可以节省设备投资；另外，编解码协商在承载建立之前完成，可以保证呼叫使用适当的承载资源。

　　TFO(Tandem Free Operation)是一种带内的通信协议，是在2G网络中已定义的方法。TFO在呼叫建立之后对使用的编解码进行协商，发送方的解码器和接收方的编码器被旁路，直接将空中接口中使用的话音帧传送给接收方。这样可以改善话音质量。TFO功能是在标准的64kbit/s链路的基础上，提取一定数量的比特，组成子信道，用来传输TFO信令和话音帧。

　　将两种编解码协商方式相比，相同点就是在局间都直接传送AMR编码，能够提高语音质量；但对TrFO方式，因为局间只传AMR码流，可以节省带宽，而TFO的AMR码流是嵌在G.711码流中的，局间传的还是G.711码流，因此并不能够节省带宽，传送速率也没有改善；TrFO能够真正免除编解码器，而TFO要求系统中仍然有编解码器，用于AMR-＞G.711的编码；TrFO因为是带外协商编解码，操作简单，TFO是带内协商方式，实际操作流程很复杂。通过比较可以看出，在R4中，TrFO比TFO更具优势，更实用。

　　(4)1：N的网络结构

　　所谓1：N的网络结构，指的是一个MSC Server可控制多个MGW。由于在承载与控制相分离的网络结构中，MSC Server只负责信令处理，不涉及用户面数据的处理。因此，可集中设置MSC Server，R4网络的MSC Server和MGW的位置灵活，形成扁平化网络结构，在组网方面可以降低建网和运维成本。MSC Server与MGW的组网方式灵活，可不局限于同一交换机房，支持分布式组网。理论上，R4需要较少的交换机房，机房、传输、维护费用大大节省，全网的版本升级可在同一中心机房内对所有的MSC Server升级后即可完成，无需逐点升级，时间减少，新业务部署快。

　　(5)内嵌信令网关功能

　　信令网关是用于连接窄带No.7信令网与分组网的设备，主要完成传统窄带No.7信令与基于分组网(ATM或IP)侧信令的转换功能。

　　信令网关可以单独设置，也可以与MGW合设，合设时即称MGW具有内嵌信令网关功能。在R4网络中，MGW可以利用内嵌信令网关功能转接RANAP和ISUP信令。

　　实际网络结构中，应该是一个MSC Server控制多个MGW，而一个MGW又可与多个RNC相连。MSC Server与RNC间的Iu控制面信令可以利用MSC Server与MGW间及MGW与RNC间已有的链路来转接，避免在MSC Server与RNC间直接建立链路造成的资源浪费和网络结构的混乱，有利于优化网络结构。

　　MGW是否需要转接ISUP信令则依赖于实际的网络配置，如果MSC Server与PSTN间没有STP点可以传送ISUP消息时，才需要考虑用MGW来转接ISUP信令。

　　(6)Nb口的支持模式

　　"支持"和"透明"模式来源于Iu口。当接口采用透明模式时，用户数据是透明传送的，接口不做任何处理；而采用支持模式时，接口要对用户面的数据进行帧处理。如果观察Iu口消息，在支持模式下，有Iu UP的初始化过程；透明模式下，没有Iu UP初始化过程。在R99中，对于语音业务，在Iu口采用支持模式，而视频业务作为透明数据业务，在Iu口为透明模式。在R4中，Nb口的概念绝大部分与Iu口相同，只是对于视频业务。在R4最新的版本中，规定其在Nb口采用的是支持模式，而Iu口仍为透明模式，目的是保证用户数据在局间的可靠传送。

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