【摘要】从GSM开始,移动通信有了核心网。技术架构的创新支持漫游业务,给移动电话的爆发打下了基础。- S3 ~7 \5 u; }) h d! d; s
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宁 宇, o2 o# |# x' b: k. O; y* e; A2 o) w
; i; l4 O3 e: u" G原中国移动业务支撑系统部经理,现华为业务软件部专家: c g) [: Y) O: }
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愿意和大家分享运营商的辉煌与没落,成功与失败,他用他的故事和分析诉说:运营商和你们想的不一样。
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最新文章漫漫漫游路(三)6 K, C2 ~8 C; [3 x
" Z0 e9 u- X, M9 p漫漫漫游路(二)0 l2 G( W5 r9 w C4 {# b% G7 Z
漫漫漫游路(一)
* [3 I+ l g0 w- B" Y' G* e2 d漫漫漫游路(二)
# y8 `7 m% p0 C! X( u共享共建会让中国的5G加速吗?
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# F" n( M$ l8 N7 q$ `4 j科技杂谈:keji_zatan长按二维码查看宁宇更多历史文章$ _8 J# V# A, j4 I
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在绝大多数人的印象中,移动通信的演进主要是无线技术的不断发展。3 n6 f) h5 A+ E6 s: A8 [9 T
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其实这是错觉,至少是不完整的概念。' D: s' Q5 B- D6 n) C h2 m
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移动通信从1G演进到5G,每一次的升级都是核心网的大变革,只不过这种升级改造是内部的、封闭的,不像直接与用户有关的终端和无线产业,所以核心网的变革往往被忽略。
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但是对于电信运营商来说,网络的变迁和运营的调整,主要缘于核心网。核心网的一次次全面升级,从结构上大幅降低了通信业务的实现成本,不仅让移动通信走进了千家万户,还能让运营商有利可图。0 e5 q0 [! \% q& w$ j8 R# k7 {
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要穷举核心网创造的价值是件非常困难的事情。这个系列里,我仅谈一个移动电话的业务——漫游,借助这个业务的诞生、成长和演进,揭示移动通信网络的演进轨迹。# W, O8 S' f; ?4 y4 E: Z- f
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# I3 w A' [3 |0 h# C第一篇回忆了第一代移动通信的人工漫游,第二篇回忆了第一代移动通信的发展历程以及联网漫游工程,第三篇回忆了第一代移动电话漫游的计费结算历史,从第四篇开始回顾GSM的辉煌发展。; [& |+ s. P! f V
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- J. b; d# h" t, @; _3 k% R8 ?4 d【技术上GSM彻底解决漫游问题】5 h" C9 m& @) ? A
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( h. y- E. u9 }- W5 @& e相对于第一代模拟移动电话,第二代移动电话在很多方面进行了改进和优化。我们用这样一个GSM简单的示意图来说明下:) K/ r' ^: M+ @( T: y+ H
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左半边是手机和基站部分,这是无线的地盘。GSM的改进点至少包括这么几项:: C1 h7 h7 G2 {5 [2 a
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+ |; O4 P& E/ ?# I/ _一是手机实现了机卡分离,SIM卡记录着个人信息,可以让用户不换号码就轻松换新机;
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/ m* ~' t) ?6 k& Y- h1 V7 C二是空中接口从FDMA(频分多址)升级为TDMA(时分多址),同样的资源下可以容纳更多的通信量;% d! [+ N; e S1 d/ u! B
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三是对空中通信进行加密处理,由手机和基站进行加密和解密;
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+ w4 M! S: P' G% U% K四是把BSC(基站控制器)从交换机里分离出来,并且将BSC和MSC之间的接口标准化(A接口),不同厂商设备之间可以互联,提升了网络开放性和可替换程度。
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5 Q+ ? O$ M+ ]! j: }/ W7 E从1G升级到2G,在无线侧发生了这么多变化,无线这边确实是巨变了。但是对于核心网来说变化更大:
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9 L" U% m% f( k因为第一代移动电话是固定电话的延伸和补充,只能以市话端局的方式存在于通信网络之中。而第二代移动电话GSM,从一开始就是按照移动电话独立组网的方式进行设计的,这是划时代的改变。
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1 J. O) Z: O4 P- A* a7 B5 r也就是说,从2G开始,有了移动通信的核心网。- _) o ^5 Q8 J% W7 g# A/ n; W
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% x: T* q5 |2 z9 Z- ~5 j; t+ o: mGSM的核心网是这样设计的:
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4 ^* J c0 w8 m: o一是从MSC中分离出独立的HLR,用来存放和管理用户的数据;HLR与AUC合设,完成用户的鉴权;而MSC和VLR融合在一起;
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4 Q% I6 m# K5 [2 H0 f; @# w二是MSC互联,移动电话之间的通话不必通过PSTN进行接续,可以直接完成;
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' |9 g( h! ~8 i3 s) c! I. X _三是信令链路和话音链路分开,甚至建设专用的信令网,用于话音接续之前的信息交互。- U @: p2 [& `
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这样设计和建设起来的核心网,非常好地解决了移动电话用户漫游的问题。无论是漫游地是在注册地还是非注册地,鉴权、通信的流程都是一样的,也可以说,在GSM网内大家都是漫游用户。
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这种网络拓扑结构的设计可以大大节省网络资源,因此让技术人员非常兴奋:一个北京的移动用户漫游到上海,被一个上海的用户呼叫,以前这个呼叫需要从上海先接到北京,然后再从北京发起到上海的呼叫,一个电话占用了两条长途线路。而在GSM里,上海先查询用户的位置信息,看到这个被叫用户在上海,就在本地直接接续,不再走长途了。
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$ D0 c& b. g; H- \ j0 p8 d# Y请记住,这个场景叫做"同城特例",很重要。
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$ r7 o+ S3 N* U对于移动电话的设计者来说,第一代模拟移动电话实现了移动通信的基本功能,发展到第二代的GSM时,体系化地解决了漫游问题,在技术上全面满足了移动电话的话音业务所需要的所有功能。
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5 ^6 L7 S2 B8 V# ]【通信技术之外的漫游问题】
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理想很丰满,现实很骨感。在实际运营中,技术人员心目中完美支撑漫游的GSM网络,对有些问题还真解决不好。
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+ k/ \! D# k* U* F I比如,前面提到的同城特例,实际上这个场景只有两个139的GSM用户之间进行通话时才可能发生,其他的组合下,还是要走两个长途。
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如果主叫用户是联通的GSM用户,那么联通的网络无法查询139用户的位置信息,只能将呼叫送到被叫用户的归属地,由被叫用户的移动交换机再进行路由判断和接续。2 C- o% H2 D! k- q$ g' Y6 O
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如果主叫用户是固定电话用户,那么首先电话会送到主叫所在的长途局,同样的,长途局也无法识别用户的位置信息,还是要把呼叫转到北京去。
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这样看起来,只有很少的情况下才能体现出GSM的先进性,这就尴尬了,所以技术人员就想办法进一步优化。那个时候,移动和电信还是一家,于是制定了"就近入网"的技术方案,也就是:如果固定电话用户呼叫一个移动用户,就把呼叫转接到当地的移动网,由移动网来判断被叫的情况。这样,即便是固定电话呼叫移动用户,也能实现"最佳路由"了。
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' O1 T" n8 c8 Z' c" o可是没过多久,中国移动独立上市了,变成和中国电信一样的独立公司,甚至两家之间还有竞争关系。
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: S o- O- b. |' R6 U既然是独立的公司,自然希望自己的利益最大化,尽量走自己的长途路由。一个上海固定电话用户呼叫北京移动的用户,先要走中国电信的长途到北京,再接到移动网内。这样一来,GSM节约路由的优势又没了。
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不仅如此,更意想不到的是:GSM路由组织的技术先进性,并没有体现在用户的资费上。; [* d( F7 P1 m" r, o( M& S6 U. l
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长期以来,电信的资费是"成本定价",是基于通信对资源的消耗来确定计费原则和资费标准。比如打长途电话就是对长途电路资源的消耗,那时候根据距离,资费标准为每分钟0.60、0.80、1.00元不等。
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当讨论GSM资费的时候,很多人认为,既然GSM在技术上节约了长途电路资源,就应该把这个利益体现到资费里。所以在发布的第一版GSM资费(电经资【1995】956号)中,同城特例的计费规则被正式发布,如果两个移动用户漫游或处在同一个地方,相互之间的通话不收长途费。
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可实际上,这个计费规则并不能完全实现。* [' K' ?/ j+ `
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4 [1 j+ [' w5 T* h- |其一,主叫话单可以记录被叫的位置信息,但是被叫话单无法得知主叫的位置信息。在被叫话单中,只能看到主叫号码,但是主叫号码能等同于主叫的位置信息么?! t6 P: B% R2 s4 ^. U E7 A
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0 a3 i8 t2 T0 ^" c( v4 v$ g9 }/ |如果主叫是固定电话,可以。
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, R6 N. H' T+ P7 n如果主叫是移动电话,可能这个用户漫游走了,所以不能确定啊。
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其二,如果主叫是固定电话,那么他的计费点是在长途局,即便是把呼叫送到移动网内,最终没有占用长途电路,长途局照样会按照长途电话的标准向用户计费的。7 d1 m4 \5 y8 T( J% i0 ~# H5 c: D! D) W
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同样的道理,如果主叫是联通的用户,在话单里也看不到被叫的位置信息,只能按收长途费来计算。
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对于搞计费的人来说,同城特例是一个危险的BUG:它无法实现,但又是正式发布的规则,如果遇到较真的用户,这错误一抓一个准。在执行侧的一再要求下,后来又针对同城特例情况发布了一版新的规则(电经资【1998】228号),对同城特例的规则进行了修订,这才把这个坑填上。, J0 {- _- a! w0 L% @6 Y( `; _7 I
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