IP在3G無線網路之運用

在未來的網路，以IP作為對於上層的網路應用及下層的網路接取技術共同平台，將傳輸與控制層分開，可降低網路的複雜度及更易導入新的傳輸技術。

楊宗健/張子健

因應全球電信發展的重要趨勢，第三代行動通訊網路(3G)將以封包傳輸為基礎，有效提供全方位的無線寬頻數據與語音服務，其核心網路將會由以傳統電路交換(Circuit Switching)為基礎的網路轉移到以封包交換(Packet Switching)為基礎的網路架構。

而IP(Internet Protocol)的應用與行動通訊的結合，將會徹底地改變大眾未來的生活，享受3G所提供各項先進服務的使用者，將可透過手機，迅速上網，並能在不同的網路間漫遊。在不久的將來，不論是分封網路、個人行動通訊系統、非連接導向之交換網路(Connectionless Switching)或智慧型網路服務，都將以IP為其基礎。

此外，以 IP作為對於上層的網路應用及下層的網路接取技術的共同平台，將傳輸與控制層分開，可降低網路的複雜度及更快導入新的傳輸技術，使整個網路更具彈性。
對電信業者而言，建置以IP為基礎的網路設備，容易導入新的傳輸技術，以提高網路速率；更快速提供新的加值服務，提高客戶滿意度；有效降低管理及維運的成本，提升競爭力的優點。

網際網路服務是全球性的趨勢與商機，隨著IP技術的成熟與蓬勃發展，IP將成為電信網路主軸，改變目前既有的服務及網路架構。建構一個以IP為基礎的核心網路，同時提供語音與數據服務，並以建立一個存取獨立性(Access-independent)的IP網路為目標，可以強化電信業者本身的競爭優勢。

簡言之，使用者對於IP多元化服務的需求與日遽增，IP行動通訊網路架構將會成為未來的主流。電信業者既有的網路架構無法立即轉換成為IP網路，最可行的方法是在不影響目前的網路服務品質前提下，逐步演進至IP網路。

控制信令與傳輸分離

語音與數據的應用整合是未來的趨勢，使用以IP為主的整合式語音與數據網路，可以極大的彈性來提供服務，並降低網路維運成本。早期封包語音的解決方案是以網路語音(VoIP)的界面卡或遠端存取平台(Remote Access Platform)來達成。然而這些方案要不是欠缺電信級的能力(99.999％)，就是缺乏信令系統(Signaling System）的能力，因而未能充分利用PSTN信令與控制的功能。

傳統電路交換網路對於交換、呼叫控制與信令(Call Control and Signaling)以及路由 (Routing)之功能，在實現上均為明顯分隔，因此增加網路之複雜度與缺乏彈性。

在未來的網路，以IP作為對於上層的網路應用及下層的網路接取技術共同平台，將傳輸與控制層分開，可降低網路的複雜度及更易導入新的傳輸技術。此解決方案是利用媒體閘道控制器(Media Gateway Controller)將網路的控制智慧傳送到媒體閘道器(Media Gateway)來達成。所有介於媒體閘道控制器及媒體閘道器的通訊都是架構在開放的協定上。

閘道器主要是用來連接語音和數據網路。閘道器可以和一般交換電路的語音網路直接連接，而且可以將音頻的訊息轉換為ATM或是IP的封包。這些閘道器只是單純的轉換設備，不具管理網路智慧，也不提供控制語音或是整合的服務。

語音的信號並不只是單純基本通話的建立，更重要的是處理那些已在使用中且具有價值的語音及智慧型網路服務。媒體閘道控制器必須可以理解這些服務邏輯，並且可以快速地將其轉換為每個相關的媒體閘道器之控制資訊。

為了要使媒體閘道控制器和媒體閘道器有效地連接，IETF與ITU-T協力制定了開放的「媒體閘道控制協定」(MGCP/H.248)。媒體閘道控制協定將呼叫以及服務的控制從傳輸中分離開來，使其具有最大的彈性以因應未來網路的趨勢。

在此網路架構下，可提供電信業者有效率的網路管理，而且能對市場需求做出快速反應以引進新服務。此外，集中式的架構是讓第三廠商透過開放的應用程式介面(API)和媒體閘道控制器界接，成為產生服務的最佳平台。

IP多媒體服務應用

在此IP網路架構下，電信業者將可以封包技術及網路電話為基礎，同時提供即時和非即時的多媒體服務。完整的多媒體服務系統包括，網際網路多媒體呼叫服務器(IP based Multimedia Call Server；IMCS)，以及網際網路多媒體閘道控制器(IP based Multimedia Gateway Controller；IMGC)，以進行SIP(Session Initiation Protocol)呼叫控制。

SIP是由IETF所制訂，是網際網路會議或電話之間的一種信號傳送協定，除了應用於網際網路外，也可透過網際網路多媒體閘道控制器與傳統的PSTN/PLMN互相連接。
網際網路多媒體呼叫服務器具備下述的功能：

• SIP呼叫控制。
• HSS(Home Subscription Server)詢問。
• 開放式應用程式介面。
• 傳送至使用者設備及網際網路多媒體閘道控制器的SIP信號。

網際網路多媒體閘道控制器具備下述的功能：

• 媒體閘道控制。
• SIP與ISUP之間的呼叫控制介接。
• 與SIP設備之機能互通。

配合具備SIP功能的使用者設備，電信業者將可提供客戶多樣化的加值型服務；這些服務包括了智慧型網路服務，新式且富創意的網際網路多媒體服務等。

全網IP化(All-IP)

3G網路建設之終極目標，是要建設一個All-IP為基礎的網路。在此網路架構下，其所有提供之應用及服務，均將建在伺服器(如圖三)。而接取與核心網路，則只扮演傳輸及轉送封包之功能。

其網路架構之特性包括點對點(End-to-End)的IP網路能全球漫遊，跨越不同之科技及行政管理領域、獨立於各個不同之接取技術。

在IP世紀，利用無線行動網際網路協定(Mobile IP)及新一代的IPv6網際網路，電信業者可提供全方位的無線行動上網功能(Global Mobility)。使用者將可以在UMTS網路、PSTN網路、區域性的無線網路(Wireless LAN)，以至於藍芽網路(Bluetooth Network)之間任意上網，漫遊於網際網路之中。

3G網路將會建置成為一個以IP為基礎的網路，以提供多元化的服務，並降低維運成本。但一個All-IP網路並非一蹴可及，必須顧慮到現有科技的成熟度尤其是服務品質(QoS)的保證，與相關標準訂定之時程。

在兼顧各個不同時間點之技術環境與市場需求，並保證能提供用戶高品質之3G服務之前提下，電信業者必須穩健地建設一個高效率且最具彈性的All-IP網路，以提供使用者最好的服務。(本文作者現任職於台灣吉悌電信公司)

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