漫漫漫游路(四):GSM的輝煌發(fā)展
圖片來源@視覺中國
文 | 寧宇
在絕大多數(shù)人的印象中,移動通信的演進(jìn)主要是無線技術(shù)的不斷發(fā)展。
其實(shí)這是錯(cuò)覺,至少是不完整的概念。
移動通信從1G演進(jìn)到5G,每一次的升級都是核心網(wǎng)的大變革,只不過這種升級改造是內(nèi)部的、封閉的,不像直接與用戶有關(guān)的終端和無線產(chǎn)業(yè),所以核心網(wǎng)的變革往往被忽略。
但是對于電信運(yùn)營商來說,網(wǎng)絡(luò)的變遷和運(yùn)營的調(diào)整,主要緣于核心網(wǎng)。核心網(wǎng)的一次次全面升級,從結(jié)構(gòu)上大幅降低了通信業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)成本,不僅讓移動通信走進(jìn)了千家萬戶,還能讓運(yùn)營商有利可圖。
要窮舉核心網(wǎng)創(chuàng)造的價(jià)值是件非常困難的事情。這個(gè)系列里,我僅談一個(gè)移動電話的業(yè)務(wù)——漫游,借助這個(gè)業(yè)務(wù)的誕生、成長和演進(jìn),揭示移動通信網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)軌跡。
第一篇回憶了第一代移動通信的人工漫游,第二篇回憶了第一代移動通信的發(fā)展歷程以及聯(lián)網(wǎng)漫游工程,第三篇回憶了第一代移動電話漫游的計(jì)費(fèi)結(jié)算歷史,從第四篇開始回顧GSM的輝煌發(fā)展。
技術(shù)上GSM徹底解決漫游問題
相對于第一代模擬移動電話,第二代移動電話在很多方面進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化。我們用這樣一個(gè)GSM簡單的示意圖來說明下:
左半邊是手機(jī)和基站部分,這是無線的地盤。GSM的改進(jìn)點(diǎn)至少包括這么幾項(xiàng):
一是手機(jī)實(shí)現(xiàn)了機(jī)卡分離,SIM卡記錄著個(gè)人信息,可以讓用戶不換號碼就輕松換新機(jī);
二是空中接口從FDMA(頻分多址)升級為TDMA(時(shí)分多址),同樣的資源下可以容納更多的通信量;
三是對空中通信進(jìn)行加密處理,由手機(jī)和基站進(jìn)行加密和解密;
四是把BSC(基站控制器)從交換機(jī)里分離出來,并且將BSC和MSC之間的接口標(biāo)準(zhǔn)化(A接口),不同廠商設(shè)備之間可以互聯(lián),提升了網(wǎng)絡(luò)開放性和可替換程度。
從1G升級到2G,在無線側(cè)發(fā)生了這么多變化,無線這邊確實(shí)是巨變了。但是對于核心網(wǎng)來說變化更大:
因?yàn)榈谝淮苿与娫捠枪潭娫挼难由旌脱a(bǔ)充,只能以市話端局的方式存在于通信網(wǎng)絡(luò)之中。而第二代移動電話GSM,從一開始就是按照移動電話獨(dú)立組網(wǎng)的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)的,這是劃時(shí)代的改變。
也就是說,從2G開始,有了移動通信的核心網(wǎng)。
GSM的核心網(wǎng)是這樣設(shè)計(jì)的:
一是從MSC中分離出獨(dú)立的HLR,用來存放和管理用戶的數(shù)據(jù);HLR與AUC合設(shè),完成用戶的鑒權(quán);而MSC和VLR融合在一起;
二是MSC互聯(lián),移動電話之間的通話不必通過PSTN進(jìn)行接續(xù),可以直接完成;
三是信令鏈路和話音鏈路分開,甚至建設(shè)專用的信令網(wǎng),用于話音接續(xù)之前的信息交互。
這樣設(shè)計(jì)和建設(shè)起來的核心網(wǎng),非常好地解決了移動電話用戶漫游的問題。無論是漫游地是在注冊地還是非注冊地,鑒權(quán)、通信的流程都是一樣的,也可以說,在GSM網(wǎng)內(nèi)大家都是漫游用戶。
這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以大大節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源,因此讓技術(shù)人員非常興奮:一個(gè)北京的移動用戶漫游到上海,被一個(gè)上海的用戶呼叫,以前這個(gè)呼叫需要從上海先接到北京,然后再從北京發(fā)起到上海的呼叫,一個(gè)電話占用了兩條長途線路。而在GSM里,上海先查詢用戶的位置信息,看到這個(gè)被叫用戶在上海,就在本地直接接續(xù),不再走長途了。
請記住,這個(gè)場景叫做"同城特例",很重要。
對于移動電話的設(shè)計(jì)者來說,第一代模擬移動電話實(shí)現(xiàn)了移動通信的基本功能,發(fā)展到第二代的GSM時(shí),體系化地解決了漫游問題,在技術(shù)上全面滿足了移動電話的話音業(yè)務(wù)所需要的所有功能。
通信技術(shù)之外的漫游問題
理想很豐滿,現(xiàn)實(shí)很骨感。在實(shí)際運(yùn)營中,技術(shù)人員心目中完美支撐漫游的GSM網(wǎng)絡(luò),對有些問題還真解決不好。
比如,前面提到的同城特例,實(shí)際上這個(gè)場景只有兩個(gè)139的GSM用戶之間進(jìn)行通話時(shí)才可能發(fā)生,其他的組合下,還是要走兩個(gè)長途。
如果主叫用戶是聯(lián)通的GSM用戶,那么聯(lián)通的網(wǎng)絡(luò)無法查詢139用戶的位置信息,只能將呼叫送到被叫用戶的歸屬地,由被叫用戶的移動交換機(jī)再進(jìn)行路由判斷和接續(xù)。
如果主叫用戶是固定電話用戶,那么首先電話會送到主叫所在的長途局,同樣的,長途局也無法識別用戶的位置信息,還是要把呼叫轉(zhuǎn)到北京去。
這樣看起來,只有很少的情況下才能體現(xiàn)出GSM的先進(jìn)性,這就尷尬了,所以技術(shù)人員就想辦法進(jìn)一步優(yōu)化。那個(gè)時(shí)候,移動和電信還是一家,于是制定了"就近入網(wǎng)"的技術(shù)方案,也就是:如果固定電話用戶呼叫一個(gè)移動用戶,就把呼叫轉(zhuǎn)接到當(dāng)?shù)氐囊苿泳W(wǎng),由移動網(wǎng)來判斷被叫的情況。這樣,即便是固定電話呼叫移動用戶,也能實(shí)現(xiàn)"最佳路由"了。
可是沒過多久,中國移動獨(dú)立上市了,變成和中國電信一樣的獨(dú)立公司,甚至兩家之間還有競爭關(guān)系。
既然是獨(dú)立的公司,自然希望自己的利益最大化,盡量走自己的長途路由。一個(gè)上海固定電話用戶呼叫北京移動的用戶,先要走中國電信的長途到北京,再接到移動網(wǎng)內(nèi)。這樣一來,GSM節(jié)約路由的優(yōu)勢又沒了。
不僅如此,更意想不到的是:GSM路由組織的技術(shù)先進(jìn)性,并沒有體現(xiàn)在用戶的資費(fèi)上。
長期以來,電信的資費(fèi)是"成本定價(jià)",是基于通信對資源的消耗來確定計(jì)費(fèi)原則和資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。比如打長途電話就是對長途電路資源的消耗,那時(shí)候根據(jù)距離,資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為每分鐘0.60、0.80、1.00元不等。
當(dāng)討論GSM資費(fèi)的時(shí)候,很多人認(rèn)為,既然GSM在技術(shù)上節(jié)約了長途電路資源,就應(yīng)該把這個(gè)利益體現(xiàn)到資費(fèi)里。所以在發(fā)布的第一版GSM資費(fèi)(電經(jīng)資【1995】956號)中,同城特例的計(jì)費(fèi)規(guī)則被正式發(fā)布,如果兩個(gè)移動用戶漫游或處在同一個(gè)地方,相互之間的通話不收長途費(fèi)。
可實(shí)際上,這個(gè)計(jì)費(fèi)規(guī)則并不能完全實(shí)現(xiàn)。
其一,主叫話單可以記錄被叫的位置信息,但是被叫話單無法得知主叫的位置信息。在被叫話單中,只能看到主叫號碼,但是主叫號碼能等同于主叫的位置信息么?
如果主叫是固定電話,可以。
如果主叫是移動電話,可能這個(gè)用戶漫游走了,所以不能確定啊。
其二,如果主叫是固定電話,那么他的計(jì)費(fèi)點(diǎn)是在長途局,即便是把呼叫送到移動網(wǎng)內(nèi),最終沒有占用長途電路,長途局照樣會按照長途電話的標(biāo)準(zhǔn)向用戶計(jì)費(fèi)的。
同樣的道理,如果主叫是聯(lián)通的用戶,在話單里也看不到被叫的位置信息,只能按收長途費(fèi)來計(jì)算。
對于搞計(jì)費(fèi)的人來說,同城特例是一個(gè)危險(xiǎn)的BUG:它無法實(shí)現(xiàn),但又是正式發(fā)布的規(guī)則,如果遇到較真的用戶,這錯(cuò)誤一抓一個(gè)準(zhǔn)。在執(zhí)行側(cè)的一再要求下,后來又針對同城特例情況發(fā)布了一版新的規(guī)則(電經(jīng)資【1998】228號),對同城特例的規(guī)則進(jìn)行了修訂,這才把這個(gè)坑填上。
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