3GPP R99和R4核心网电路域差异

3GPP R99和R4核心网电路域差异
1）R99和R4在网络结构差异
 
如图所示，R99电路域核心网主要设备为GMSC/MSC/VLR，MSC/VLR和RNC之间用ATM相连接，设备之间通过ATM信令来交互，媒体流使用AAL2承载的AMR编码。MSC和GMSC，GMSC和PSTN以及MSC和传统的2GBSS设备相联等均使用TDM连接，设备之间通过TDM承载的窄带NO7信令交互，媒体流使用G.711格式的PCM编码。

R4电路域核心网设备在网络实体上分为MSC Server和MGW，在MSC Server和MGW之间通过H.248协议进行网关控制；在MSC Server/GMSC Server之间增加了BICC协议来控制局间的媒体流。控制和承载分离是R4网络的主要特色，它的好处是MSC Server和MGW在技术上可以分别向两个不同的方向发展，可以在需要时分别对其容量进行扩充。
2）R99和R4在承载网的差异
在R99的组网中，GMSC和MSC之间或者MSC之间只能是TDM承载，从RNC上来的媒体流到了MSC以后进行编解码操作转换成G.711的PCM编码；而到了R4的组网中，GMSC-MGW和MSC-MGW以及MSC-MGW和MSC-MGW之间的承载方式除了原有的TDM方式以外，还新增加了IP承载和ATM承载两种方式。
媒体流在IP上的分组复用极大地节约了传送带宽，可以建立起端到端地连接，使得传统长途电话的概念象因特网一样在逐渐消失。
3）R99和R4在信令网的差异
R99核心网电路域的信令网除了和RNC交互是ATM信令以外，同其它如PSTN/GMSC/HLR/SCP等实体交互都是在TDM上承载的窄带NO7信令。R4核心网电路域的信令网除了可以继续支持传统的TDM上承载NO7信令以外，还可以支持在IP上承载的NO7信令。可以把传统窄带NO7信令在SG（信令网关，也可以内置在MSC Server或者MGW上）设备上汇聚以后在接入到MSC Server设备上，从而解决了窄带NO7信令浪费传输（特别是长途传输）和带宽不足的问题。窄带NO7信令目前普遍使用的是64K，2M也在逐步投入运用，而IP上承载的NO7信令只需要一个接口（如FE口）接入到MSC Server设备就可以把带宽提高到100M，这使得信令传送技术有了一个质的提高。在IP上承载的NO7信令在R4中主要是采用的M3UA/SCTP/IP协议。
4）R99和R4在组网模式上的差异
R99和R4的最大差别是承载和控制分离，原有的MSC实体被分离为MSC Server和MGW两个实体。控制和承载的分离使得组网模式发生了很大的变化。由于在R99的组网中MSC之间的传输是TDM话路，如果把MSC集中设置必然会造成传输的长途迂回，从而增加运营商的成本；因此在规划网络的时候一般都采取把MSC设置到每个本地网（也有少部分经济不发达地区1个MSC管理多个本地网）的方式，MSC之间直接互联或者在省会或中心城市来设置一级或者二级汇结局来疏通MSC之间的话务。而在R4的组网中，由于控制和承载分离并且MSC Server和MGW之间只是IP上承载的信令（其他PSTN等窄带信令可以通过SG转换到IP上承载），占用的带宽非常少，使得MSC Server和MGW之间可以经济地拉远放置，因此在R4的规划过程中，完全可以考虑将MSC Server只设置在省会或者中心城市，在经济不发达地区可以只设置MGW来和PSTN以及RNC互通。由于MSC Server较为复杂并且负责有关业务逻辑、呼叫控制、计费等与业务相关地部分，因此MSC Server的集中设置一方面有利于系统软件升级和新业务普及，另外一方面运营商也可以考虑只需要在中心机房配备维护人员，节约维护运营成本。
设置在每个本地网的MGW也可以根据原有本地网的机房情况灵活配置，如设置在和PSTN同址的机房，从而节省传输资源，降低成本，还可以起到容灾的作用。另外一方面适当地集中配置部分共享资源（如放音资源等）到某个MGW，也可以减少相关资源配置更新的维护工作量，加快新业务的响应速度。
MSC Server的集中设置需要MSC Server设备在功能上支持管理多个本地网，容量要足够大。因此这就带来网络安全性的问题，如R99的组网模式下，一个MSC Server出现故障仅仅影响一个本地网，而在R4的组网模式下，一个MSC Server的故障可能会造成很大的影响。针对这个问题，部分设备厂商都提出了DUAL HOMING（双归属）的解决方案，即让一个MGW可以在故障的时候注册到另外一个MSC Server上。
R4的控制和承载分离也影响了汇接网的组网模式。传统的R99组网模式一般为多级组网方式，端到端之间的话路需要多级转接。而在R4的组网中，由于媒体流可以在IP上承载，使得承载可以看作是一个平面上交互；只要相关信令通过MSC Server或者TMSC Server协商完成，就可以建立起端到端到承载。
5）R99和R4在业务功能上的差异
R99到R4在功能上差别比较小，主要是引入了TrFO功能。由于话音编码器对话音编码是有损压缩，每经过一次编解码会降低话音质量，因此减少语音解码次数可以改善语音质量。同时减少语音解码次数还可以减少话音的传输时延和节省网络设备功率。另外，相对R99,R4在业务上对MMS、LCS等也进一步地完善和明确规范。
6）R99和R4在设备开发的差异
在3G的网路建设中，由于业务个性化多样化和开放的业务平台将产生越来越多的业务，因此对设备提出了更高处理能力需求；而R4的分离式建设和组网使得设备越来越集中设置，提出了大容量建设的需求。所以R4的核心网电路域设备必须满足大容量，高处理能力的需求。
同时由于在R4阶段核心网络分组化，使信令传输和内部交换带宽得到了质的提高；控制和承载分离和网络构件化，使得各个业务实体分工明确并且可以分别针对不同的技术方向发展。因此相对R99的核心网电路域设备，R4核心网电路域设备一般具有更高的集成度、更大的容量和更强的处理能力。