漫漫漫游路(四)[宁宇专栏-326]

afrokido

【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。


  d5 v: G6 O2 }& x/ O; g; g

- E3 s7 a7 ~/ }8 d  V$ }' L7 M3 M4 u8 P

: ^, G1 g# K0 O& Z

| 科 | 技 | 杂 | 谈 |

" G7 }$ g4 F, h2 O- a5 |

中国通信行业第一自媒体

0 y( @; w3 J' o  [9 F& t5 ~# R
$ D. O, V. Q2 y
/ m; i4 R6 {5 B$ p( o: V宁 宇

原中国移动业务支撑系统部经理，现华为业务软件部专家
! p+ _/ {8 {3 P& L

4 O" j0 ?7 Y4 B4 @3 F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。
; i) ?, Y+ b3 G5 T, W

 最新文章漫漫漫游路(三）
4 w$ @, r7 Z- q/ k5 s
漫漫漫游路(二）
漫漫漫游路(一）
0 r! o+ z/ E( K0 C: c: L4 o. l& t7 l: |漫漫漫游路(二）
1 h3 w/ S9 @# P5 S% ~共享共建会让中国的5G加速吗？

科技杂谈：keji_zatan长按二维码查看宁宇更多历史文章
8 R! m# L0 \$ i: D+ r6 \3 u
* s1 `/ }2 @5 g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。
( r6 r- ?8 T/ w# X
. B9 i3 _+ C% z7 ^  G* }  X

其实这是错觉，至少是不完整的概念。

7 d" m5 _& V: d* V2 q
% `0 j0 S3 e# a0 `3 [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。

# n: W& w: b" P! H; }3 l: v% P
/ a" K% W; h  ?: l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。
3 [+ C% L0 z4 \/ N- ]

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。


7 g" n/ \; R" Q5 l6 F# E1 d4 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。

$ E* t  c% M# n( K; `
$ d8 n- {1 _; k0 k【技术上GSM彻底解决漫游问题】
' z4 p! y& e. I0 ~# `

8 r5 W0 |8 [( L. I* @4 [3 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：
& H- O" V. s# m+ n, K 
0 a7 [8 j0 C# }4 a
! ?; p$ m7 O. }$ q% m

$ q  W! W9 h0 N1 U; ~, P- l. U4 ?3 D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：


) ]5 Q2 S% d- g* i! Z: D+ K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；

0 o! e2 f+ R+ v  u% ~' S& ?
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；
7 R$ A$ C6 a2 b5 H6 Q

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；
! `- G# T: m3 I, c% F
9 X2 O" R* P8 V, U# N0 j& f7 \
3 a6 P( |0 h# 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。
4 E1 _! b3 x) G, I1 r- h. Y

- |! I7 o7 U- r+ G! O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：


; \9 ]! n5 _7 b5 r: g, A5 A2 d9 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。


也就是说，从2G开始，有了移动通信的核心网。
7 b& u! O* K+ }+ B, ~6 [( d0 ?4 w' ?
& @/ |8 Q0 h8 o4 U% z% v& n
' `+ E- J) h: Z% ^9 U6 M+ q6 qGSM的核心网是这样设计的：

  E9 ~& G" O* L! u: W0 Z
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；

  I* g/ V+ X7 `
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；
4 i6 X$ ?1 [; U
+ G- {" `2 ~: y# K9 S
2 |$ a2 z9 Y* d; c& F6 }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。


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。
; A& [8 V( P, t* g5 q4 H- g5 z4 `
: f) o/ j! h# A5 \- t- D- W0 S
$ W* H& Z& e" N7 q. l+ K+ b4 d+ l, X' c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。


( J* N. i/ X, P: V请记住，这个场景叫做"同城特例"，很重要。
; W, W) `0 E6 d0 t6 H

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。
7 v/ w+ O7 n: y
: Z7 ?7 D! Y& _! l, m* }) u
) V  L2 S7 K% h( S- g6 ^0 L+ A【通信技术之外的漫游问题】

3 g0 R& v! o3 H1 ]: F$ {
% G. T' K* e7 J( Q/ z4 B  L& f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。
6 {# L" l% O1 c
. J* ~9 G3 }8 }3 o1 t8 c6 t
1 p: k9 w6 f. _9 n5 f/ n3 h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。


: ?1 f1 N9 H: s0 G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。

8 Q0 _0 t- s( B- W
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。


# M. G: a, z( R  H9 J2 B& E& V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。
9 L% [& H! J6 h2 f% _
1 V0 b( R; Q' ~) C# G6 V
4 ?7 J2 z2 R$ [/ o' g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。
  Q6 b/ W6 q% ~7 M7 E( P  \4 `

" \( s3 z# P4 \$ ~# a( l7 I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。
$ r& d/ E7 b' G6 E5 F

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。
$ e8 P" U0 a. E- e6 w- ^

3 F# x% @4 |& o; C$ A( p: [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。
& F5 K! D9 W+ a: i% [; v3 g
, u$ i  S9 ~$ j  E! A- W. n6 @% Q
8 _" _# @# Y4 b  x7 ]  w. `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。
" o  T) t- ?: J+ d

可实际上，这个计费规则并不能完全实现。

5 W+ j5 s  p. j# D' `7 R
* L$ R! [4 d% |( M2 f. n$ i" q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？
+ V9 n; e4 O8 b. s: N4 B; [+ l# U
2 V, s7 P7 i2 H% M! B
3 Q: i0 N3 x( K8 V9 A2 l如果主叫是固定电话，可以。


8 i& s$ q! @1 C1 D5 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。

  O) B  s# N1 A
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。

5 Y( ?) D! C2 l' z+ q4 F
4 }: `0 l3 K9 M* q7 x/ `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。
5 P3 [8 {6 n2 `4 J- ]
& y% p8 O3 p/ H# W
0 Y6 t4 s# Q$ e7 ?2 m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。

3 S! N2 d, X9 p" n1 f) A3 v- b
 近期热点文章
( f) p$ z) V3 c+ B6 \( i) @: W! M
华为手机再遭谷歌釜底抽薪：Mate 30系列变通路径被封死，网友后装也不能用

% N$ ^* u6 s6 m, V( R9 J6 l/ z( N+ L, ^美国5G格局巨变令人深思
. S7 [2 L# X; s1 |中国移动800亿政企业务构架调整 减少内耗追赶中国电信
3 D4 V9 g2 Q; R6 a白宫发布声明：特朗普终于点头，向美7巨头承诺 “解禁”华为！
决战5G：美国为什么跑不赢中国？
% f" z$ t8 A5 F6 M0 J' b* _/ J5G即将商用！一个超越想象的奇妙世界，已经触手可及
科技杂谈：keji_zatan长按二维码关注科技杂谈
8 T* T( e' [) k9 @
' J" a5 K$ f4 w7 y& H

& Y5 y7 w& n  N$ v3 X7 ^& R
& ]- \( f) ~3 K. p
" j) {" k+ U3 q5 q" r: T

2013年度最佳IT原创自媒体

2014年度最佳新媒体人

2014年度最受企业关注自媒体

4 {3 B" ]+ R  \" X

2016年度T+自媒体睿见之星

* ~9 w8 B" j7 g) G' s- c9 Q7 {6 B

' H9 b1 Q7 A6 S! E2 n1 [+ F! p0 Q

| 新科技 | 睿思想 |

, ~$ ~7 e( x1 n2 B- l

已入驻百度百家、腾讯新闻、搜狐新闻、今日头条、网易阅读

& m0 x9 m* @! I* F- q  V

一点资讯、互联网实验室，北京时间等

犀牛财经自媒体联盟（xinews）成员

* ^3 p# Y! n) Y( N5 r1 }/ V

WeMedia成员

转载授权、商务合作，联系微信号：sophie0306

# `# a; Q4 h/ A; p0 t$ m

7 m5 y: [; N' ]" F

$ d# E" Q( a. f( e9 h& \
6 p$ V" d/ p# ~8 v* D9 p$ l: X
' c# s( \% X' W3 C1 E! r' ]
0 n  C) |% a5 `; |2 D
来源：http://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1570939204&ver=1909&signature=3TnuZ4PlBRzC7XhcipafdvwtJaNfdti6djOIOjTbyQ2HfSWh5qnvK605j5*55No1IZLhDVu*tYVggqZcAmQiIp1RMTINEULhUpKxFsBK5843HOB2rS5hHDb3wZkJq1L*&new=1
免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！