通訊網路的演進過程

2021-08-10 19:21:29 字數 2489 閱讀 8094

首先,需要了解兩個名詞概念:無線接入網與核心網。

無線接入網:負責接收使用者終端的無線訊號,由此接入到通訊網路;

核心網:對使用者資料的管理及具體業務處理,並作為承載網路提供到外部網路的介面。

下面,就從2g網路開始:

通常,我們所說的2g網路指的就是基於gsm的網路,它的結構主要由四部分構成:

移動臺ms(mobile station),它的功能是負責無線訊號的收發及處理;

基站子系統bss(base station subsystem),它屬於接入網部分,由基站收發信臺bts(base transceiver station)和基站控制器bsc(base station controller)兩部分構成。bts通過um空中介面收到ms傳送的無線訊號,然後將其傳送給bsc,在bsc負責無線資源的管理及配置(諸如功率控制,通道分配等),然後通過a介面傳送至核心網部分;

網路子系統nss(network and switching subsystem),它是核心網的核心部分,主要由msc、vlr、hlr、auc、eir等功能實體組成。其中,移動業務交換中心msc(mobile service switching center)是nss核心,負責處理使用者具體業務;訪問位置暫存器vlr(visit location register)和歸屬位置暫存器hlr(home location register)主要負責移動性管理及使用者資料庫管理的功能;鑑權中心auc(authentication center)和裝置識別暫存器eir(equipment identity register)主要負責安全性方面的功能;閘道器型gmsc負責提供接入外部網路介面;

操作管理系統oms(operations management system),它主要負責網路的監視,狀態報告及故障診斷等,在此不作具體介紹。

gsm網路結構圖如下:

從gsm網路(2g)演進到gprs網路(2.5g),最主要的變化是引入了分組交換業務。原有的gsm網路是基於電路交換技術,不具備支援分組交換業務的功能。因此,為了支援分組業務,在原有gsm網路結構上增加了幾個功能實體,相當與在原有網路基礎上疊加了一小型網路,共同構成gprs網路。

接入網方面,在bsc上增加了分組控制單元pcu(packet control unit),用以提供分組交換通道;

核心網方面,增加了服務型gprs支援節點sgsn(service gprs supported node)和閘道器型gprs支援節點ggsn(gateway gprs supported node),功能方面與msc和gmsc一致,只不過處理的是分組業務,外部網路接入ip網;

從gprs疊加網路結構開始,引入了兩個概念。乙個是電路交換域,乙個是分組交換域,也就是我們常說的cs域與ps域。

gprs疊加網路結構圖如下:

通訊技術發展到3g,在速率發面有了質的提高,而網路結構上,同樣發生巨大變化。

首先,伴隨技術的發展,空中介面也隨之改變。之前網路結構中的um空中介面換成了uu介面,而接入網與核心網介面也換成了iu口;然後,在接入網方面,不再包含bts和bsc,取而代之的是基站nodeb與無線網路控制器rnc(radio network controller),功能方面與之前保持一致,在核心網方面基本與原有網路共用,無太大區別。

umts網路結構圖如下:

很多人說所謂的4g,即lte技術不是一種演進,而是一場變革。其實,我們不需要太多的了解技術細節,但從網路結構方面,我們就能看出一二。

介面方面不容多說,或多或少的變化,具體的我也沒有細節研究。整個lte網路從接入網和核心網方面分為e-utran和epc。首先,接入網方面,它不再包含兩種功能實體,整個網路只有一種基站enodeb,它包含了整個nodeb和部分rnc的功能;其次,epc(evolved packet core)方面,它對之前的網路結構能夠保持前向相容,而自身結構方面,也不再有之前各種實體部分,取而代之的主要就換成了移動管理實體mme(mobile management entity)與服務閘道器s-gw,分組資料閘道器,外部網路只接入ip網。

lte網路結構如下圖:

從以上四幅結構圖,基本就可以包括2g到4g網路結構的演進過程,過程中發生的變化也比較清晰,對比總結,可以得出兩個趨勢吧,也是眾口相傳,講爛了的。不過,我從這幾個連續的圖能夠有更感性的認識:一,網路結構趨向於實體減少,也就是網上書中所謂的扁平化,帶來的好處就是減少成本,降低時延;二,所有的通訊最終連線至全ip網路。通過這樣一番的學習過程,我對通訊技術與計算機網路的融合,特別是voip技術更加期待。之前在看《浪潮之巔》一書中,有關思科與微軟部分,都早已在voip方面都有長遠的規劃,這個領域大有作為,對我自己拭目以待。

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