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電信網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)與融合

劉多 2005/02/01

  電信網(wǎng)絡(luò)從它誕生那一天起,就一直在不斷地發(fā)展和演進(jìn),經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字、從有線到無線、從固定到移動、從窄帶到寬帶、從電路交換到分組交換等的演進(jìn)過程。到目前為止,已經(jīng)擁有多個網(wǎng)絡(luò),比較典型的包括提供固定業(yè)務(wù)的PSTN/ISDN電路交換網(wǎng)、提供移動業(yè)務(wù)的GSM/CDMA電路交換網(wǎng)和GPRS/CDMA1X的數(shù)據(jù)網(wǎng)、提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和VoIP業(yè)務(wù)的IP網(wǎng)。這些業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)目前都是相互獨立的網(wǎng)絡(luò),各網(wǎng)絡(luò)都有自己專用的設(shè)備,分別向用戶提供相同或不同的業(yè)務(wù)。

網(wǎng)絡(luò)融合的目標(biāo)和過程

  就人們的愿望來說,總是希望用一個網(wǎng)絡(luò)就能享受所有的業(yè)務(wù),從VoIP開始IP網(wǎng)就朝著此方向發(fā)展,但QoS、可擴展性和安全性是目前的IP網(wǎng)無法回避的問題。

  NGN應(yīng)具有的基本特征可概括為:基于分組傳送;控制功能與承載能力、呼叫/會話、應(yīng)用/業(yè)務(wù)分離;業(yè)務(wù)提供與網(wǎng)絡(luò)分離并提供開放接口;支持廣泛的業(yè)務(wù),包括實時/流/非實時和多媒體業(yè)務(wù);具有端到端透明傳遞的寬帶能力;與現(xiàn)有傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互通;具有通用移動性;提供用戶自由選擇業(yè)務(wù)提供商的能力。此外還應(yīng)有安全性、可管理性(包括QoS的保證)與可控制性。一個具有這些特征的網(wǎng)絡(luò)毫無疑問是一個融合的網(wǎng)絡(luò),問題是如何實現(xiàn)以及是否經(jīng)濟合理。一種設(shè)計思想是集電信網(wǎng)和Internet優(yōu)點于一身構(gòu)造一個多業(yè)務(wù)綜合網(wǎng),世界上眾多的電信公司和研究機構(gòu)正為此而努力,而且從技術(shù)上也可以實現(xiàn),例如固定網(wǎng)和移動網(wǎng)的融合,未來的固定網(wǎng)和移動網(wǎng)的承載網(wǎng)都是基于分組網(wǎng)的;而固定網(wǎng)和移動網(wǎng)的控制層面都可能是基于IMS的控制架構(gòu);業(yè)務(wù)層面也可以采用統(tǒng)一的業(yè)務(wù)平臺實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)。但在實際融合過程中,不同的業(yè)務(wù)網(wǎng)有許多自身的要求和特征,此外管理體制的限制使得融合并非易事。

  另一種設(shè)計思路是將多個業(yè)務(wù)網(wǎng)綜合為全業(yè)務(wù)網(wǎng),在多個網(wǎng)上業(yè)務(wù)實現(xiàn)匯聚,實現(xiàn)一個號碼、一條物理線的綜合接入,使用戶感覺仍是一個多業(yè)務(wù)的綜合網(wǎng)。3G以公共的接入手段同時連到電路交換子系統(tǒng)(CS)、分組交換子系統(tǒng)(PS)和IP多媒體子系統(tǒng)(IMS),按需提供移動多業(yè)務(wù)能力的方式就是一例。甚至有人明確提出固定業(yè)務(wù)與移動業(yè)務(wù)在很多方面(例如營業(yè)許可、競爭環(huán)境、適用法規(guī)、編號方式、資費標(biāo)準(zhǔn))不同,不要試圖為固定與移動業(yè)務(wù)的綜合產(chǎn)生一個單一的NGN,而且反映用戶要求的業(yè)務(wù)差異化越來越明顯,網(wǎng)絡(luò)能力客戶化的呼聲漸起,不同的網(wǎng)絡(luò)各具所長,當(dāng)用一個網(wǎng)來綜合時一些特點可能難以體現(xiàn),由此看出用幾個網(wǎng)聯(lián)合實現(xiàn)NGN的方式也有可取之處,至少在NGN的初期總要面對與多個現(xiàn)有網(wǎng)互通的現(xiàn)實,而且在NGN的初期其主要盈利的業(yè)務(wù)仍然是話音,原有的PSTN是非常適合承擔(dān)這一任務(wù)的,具有PSTN的運營商將首先選擇在NGN中通過VoIP的MG或軟交換設(shè)備利用PSTN支持話音業(yè)務(wù)的方式。

  從NGN的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)上,NGN確實可以實現(xiàn)固定網(wǎng)、移動網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)綜合,這包括網(wǎng)絡(luò)的承載層、控制層、業(yè)務(wù)層、網(wǎng)絡(luò)支撐系統(tǒng)的綜合,但是對上述網(wǎng)絡(luò)綜合的一些擔(dān)心,而且網(wǎng)絡(luò)的綜合和業(yè)務(wù)的綜合也要根據(jù)運營商的實際情況制訂網(wǎng)絡(luò)長遠(yuǎn)的發(fā)展計劃,目前可能實現(xiàn)的方案是,電信業(yè)務(wù)網(wǎng)的多個業(yè)務(wù)網(wǎng)采用同一個物理分組承載網(wǎng),對運營商而言,承載網(wǎng)的投資是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)最大的一部分,因此綜合的承載網(wǎng)確實可以節(jié)省運營商的投資和運維成本,承載層以上的網(wǎng)絡(luò)還要具體問題具體分析,但是多業(yè)務(wù)綜合網(wǎng)永遠(yuǎn)是運營商追求的目標(biāo)。

軟交換和IMS-based NGN

  如前所述,網(wǎng)絡(luò)融合的關(guān)鍵是業(yè)務(wù)的分組化、寬帶化、移動化和個性化,業(yè)務(wù)的移動化、個性化等要求能夠在控制層面和業(yè)務(wù)層面將固定和移動業(yè)務(wù)進(jìn)行融合。3GPP和3GPP2適時提出了IMS的體系架構(gòu),由于其充分考慮了移動性和面向SIP應(yīng)用的多媒體業(yè)務(wù),因此ETSI和ITU-T都將其作為NGN的研究基礎(chǔ),即IMS-Based NGN,但由于IMS在最初的研究過程中沒有考慮固定接入的一些相關(guān)問題,因此還要不斷進(jìn)行完善,從而實現(xiàn)固定和移動業(yè)務(wù)的融合。

  IMS和IMS-Based NGN是兩個不同的概念,雖然3GPP也在努力獨立于接入方式,但是目前來講還是TISPAN和ITU-T更加致力于網(wǎng)絡(luò)的融合,考慮所有的接入方式。同時IMS只能夠提供話音業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù),而IMS-Based NGN的目標(biāo)是能夠提供所有的業(yè)務(wù),包括話音業(yè)務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)、流媒體業(yè)務(wù)和其他業(yè)務(wù)。IMS-based NGN目前已經(jīng)被公認(rèn)為一種比較好的控制層面融合的目標(biāo)體系。由于目前還沒有商用的產(chǎn)品出現(xiàn),同時在實際的應(yīng)用和與現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互通等問題還沒有進(jìn)行深入研究,因此IMS-BasedNGN還需要至少兩年的時間才能夠商用。

  在我國各個運營商都已經(jīng)對軟交換技術(shù)進(jìn)行了試驗并在部分地區(qū)進(jìn)行了商用,包括在匯接層面的應(yīng)用和端局的應(yīng)用。目前大家都很關(guān)心軟交換體系與IMS-Based NGN體系之間的關(guān)系,因為這涉及各個運營商的整個演進(jìn)策略和投資的有效性。

  軟交換網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)是現(xiàn)有的PSTN網(wǎng)絡(luò)和2G網(wǎng)絡(luò)向NGN/3G演進(jìn)的一個階段性體系架構(gòu),目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)是NGN。

  IMS-BasedNGN體系中的簽約位置功能(SLF)、歸屬用戶服務(wù)器(HSS)、用戶業(yè)務(wù)清單功能的主要目的是把用戶的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)屬性、位置集中在高層的業(yè)務(wù)平面,而軟交換體系架構(gòu)中雖然也有類似的功能,但在軟交換網(wǎng)中這些功能還是由軟交換設(shè)備完成的,軟交換網(wǎng)在向NGN的發(fā)展過程中,可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需要,適時把這些功能從軟交換中取出,作為網(wǎng)絡(luò)的物理實體,目前這個階段,由于軟交換和這些邏輯實體之間的接口協(xié)議并沒有標(biāo)準(zhǔn)化,所以把這部分功能從軟交換實體中分離出來還不成熟;而AAA、DNS和ENUM服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)單元數(shù)據(jù)服務(wù)器、智能網(wǎng)業(yè)務(wù)控制點的功能獨立于現(xiàn)有的軟交換網(wǎng),因此根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)需求,可以在軟交換中設(shè)置,只要軟交換網(wǎng)中相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備增加與這些實體的接口即可。

  IMS-BasedNGN的控制系統(tǒng)包括S-CSCF和AGCF,S-CSCF主要控制IMS用戶,AGCF控制PSTN仿真用戶。目前的軟交換也有相應(yīng)的功能,軟交換可以控制基于H.248和MGCPIAD、接入網(wǎng)關(guān)的雙絞線用戶,對應(yīng)NGN中的AGCF的功能,軟交換也可以控制基于SIP的多媒體用戶,對應(yīng)IMS-BasedNGN中的S-CSCF的功能,區(qū)別只是IMS-BasedNGN的控制系統(tǒng)只處理用戶的呼叫,并不處理用戶的業(yè)務(wù),用戶的業(yè)務(wù)由數(shù)據(jù)和應(yīng)用系統(tǒng)提供,而軟交換不僅要處理呼叫還要負(fù)責(zé)提供用戶的業(yè)務(wù),因此軟交換從功能上是有相應(yīng)的模塊對應(yīng)IMS-BasedNGN控制系統(tǒng)的功能模塊的。

  軟交換網(wǎng)可以包含IMS-BasedNGN體系中的S-CSCF、P-CSCF、I-CSCF、AGCF、MGCF、BGCF、HSS、SLF、SSF、MTGCF,其中S-CSCF、P-CSCF、I-CSCF是IMS體系中的控制功能實體,用于對多媒體用戶的控制;而AGCF是對窄帶接入用戶的控制,用于控制PSTN仿真用戶。

  總體上,軟交換網(wǎng)的功能劃分和IMS-BasedNGN的邏輯功能都有相應(yīng)的功能對應(yīng),軟交換可以看作基于IMS-BasedNGN架構(gòu)的NGN的一種具體表現(xiàn),軟交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更加注重物理的實現(xiàn),而IMS-BasedNGN更加注重功能實體,不關(guān)心物理實體的實現(xiàn)。在NGN中,將軟交換所包括的功能進(jìn)一步分解為若干個功能實體,但實現(xiàn)上可以在同一個物理實體中,因此,以軟交換為基礎(chǔ)的NGN是IMS-BasedNGN的一個實例,符合NGN架構(gòu)。目前的軟交換網(wǎng)絡(luò)很好地解決了語音業(yè)務(wù)的提供和PSTN向NGN的演進(jìn)問題,但隨著多媒體業(yè)務(wù)比例的增大和對網(wǎng)絡(luò)可靠性、服務(wù)質(zhì)量要求的提高,有些功能塊要從軟交換網(wǎng)中分離出來。

中國信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)(www.cnii.com.cn)


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