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構建FMC時(shí)代的統一核心網(wǎng)

2010/06/08

　　CTI論壇(ctiforum)6月8日消息（記者楊佳林）：融合寬帶的多媒體時(shí)代已經(jīng)向我們走來(lái)，傳統的網(wǎng)絡(luò )架構已經(jīng)無(wú)法適應業(yè)務(wù)的多媒體化和網(wǎng)絡(luò )的融合化需求，以IMS為核心的高效網(wǎng)絡(luò )架構是融合時(shí)代的合理選擇。

　　隨著(zhù)新一代無(wú)線(xiàn)和固定寬帶接入技術(shù)的不斷涌現，電信網(wǎng)絡(luò )變得越來(lái)越復雜，傳統電信業(yè)務(wù)正受到IT和互聯(lián)網(wǎng)的強力挑戰。核心網(wǎng)作為電信網(wǎng)的 “心臟”，在后軟交換時(shí)代何去何從，成為擺在電信運營(yíng)商面前的重大課題。

　　核心網(wǎng)現狀與不足

　　為了建設面向未來(lái)的新一代核心網(wǎng)，運營(yíng)商需要了解核心網(wǎng)的現狀和不足。

　　接入網(wǎng)已逐漸變得扁平和簡(jiǎn)化，而核心網(wǎng)卻變得越來(lái)越復雜。和接入網(wǎng)逐漸扁平和簡(jiǎn)化相反，隨著(zhù)承載和控制的分離，控制和業(yè)務(wù)分離理念的引入，核心網(wǎng)正變得越來(lái)越復雜。眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域，繁多的網(wǎng)元種類(lèi)，無(wú)數的對內、對外接口和協(xié)議，以及由于容量限制帶來(lái)同類(lèi)網(wǎng)元節點(diǎn)數量的增加，整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的拓撲異常復雜，導致網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)與維護困難，網(wǎng)絡(luò )可靠性下降和效率低下，而且由于眾多的網(wǎng)元種類(lèi)和數量，使得在維護人員、機房面積、功耗等方面都增加了OPEX開(kāi)銷(xiāo)。

　　分離的網(wǎng)絡(luò )和環(huán)境，難以提供融合的業(yè)務(wù)和體驗。據統計，在目前業(yè)界Top 30的運營(yíng)商中，同時(shí)運營(yíng)固定和移動(dòng)業(yè)務(wù)的運營(yíng)商有29個(gè)，運營(yíng)商向全業(yè)務(wù)運營(yíng)轉型的趨勢非常明顯。但目前運營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò )大多是移動(dòng)和固定相分離的煙囪狀架構，這導致每個(gè)系統需要獨立的人員來(lái)維護，人員多，效率低；由于業(yè)務(wù)控制點(diǎn)分散在兩個(gè)系統里，難以提供固定、移動(dòng)融合的業(yè)務(wù)體驗，導致網(wǎng)絡(luò )對終端客戶(hù)的粘性不強。

　　面臨互聯(lián)網(wǎng)和IT應用對傳統電信業(yè)務(wù)的強力蠶食，運營(yíng)商應對乏力。根據Gartner的預測，到2013年話(huà)音業(yè)務(wù)收入還會(huì )占運營(yíng)商業(yè)務(wù)總體收入的70%以上，語(yǔ)音還是運營(yíng)商的現金牛。然而，這個(gè)現金牛目前正面臨著(zhù)眾多IT和互聯(lián)網(wǎng)應用的強力挑戰，和目前電信運營(yíng)商提供的Plain Voice相比，互聯(lián)網(wǎng)上IM、VoIP、SNS等應用的業(yè)務(wù)體驗更豐富、更新穎，話(huà)音業(yè)務(wù)被這些應用分流嚴重，運營(yíng)商卻缺少應對手段。

　　面向未來(lái)的統一核心網(wǎng)

　　為應對挑戰，運營(yíng)商傳統的TDM或軟交換架構的核心網(wǎng)需要向以IMS為中心的協(xié)議體系和產(chǎn)品解決方案轉型。在多接入技術(shù)環(huán)境下的新一代融合核心網(wǎng)，應該具備什么樣的特性和要求？總體來(lái)講，可用八個(gè)詞來(lái)概括：融合、統一；簡(jiǎn)潔、高效；演進(jìn)、兼容；開(kāi)放、互通。

　　融合、統一

　　對同時(shí)運營(yíng)固定移動(dòng)話(huà)音、寬帶業(yè)務(wù)的綜合運營(yíng)商而言，最大的挑戰就是實(shí)現網(wǎng)絡(luò )的融合，結束條塊分割的網(wǎng)絡(luò )和環(huán)境，減少運維成本。一個(gè)真正融合、統一的核心網(wǎng)絡(luò )，應該具備以下關(guān)鍵特性：

　　五合一，融合的會(huì )話(huà)控制和接入控制。一個(gè)真正融合的核心網(wǎng)應該至少具備GSM、UMTS/HSPA、LTE/WiMAX、PSTN、xDSL/FTTx這五種主流接入方式的控制能力，并為這五種接入形態(tài)提供融合的業(yè)務(wù)體驗。核心網(wǎng)需要融合的IMS Core為所有的接入方式提供鑒權、路由和業(yè)務(wù)觸發(fā)的功能，屏蔽接入的差異性；在融合的IMS Core之下，需要多種類(lèi)型的接入控制設備，完成不同接入控制信令到SIP信令的轉換。

　　Common TAS，保證多種接入方式下業(yè)務(wù)的一致性。在接入無(wú)關(guān)的統一控制節點(diǎn)之上，需要Common TAS（Telephony Application Server）為各種接入方式提供統一、融合的業(yè)務(wù)能力，如圖1所示。Common TAS除了要實(shí)現FBB、MBB共同需要的基本話(huà)音和視頻業(yè)務(wù)功能集合，還需要包含傳統固定、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的一些常用業(yè)務(wù)，如固定CS網(wǎng)絡(luò )中的熱線(xiàn)、鬧鐘，移動(dòng)CS網(wǎng)絡(luò )中的預付費業(yè)務(wù)、彩鈴等。為了實(shí)現企業(yè)客戶(hù)的要求，Common TAS中還需要包含IP Centrex等高級話(huà)音業(yè)務(wù)特性，用于企業(yè)市場(chǎng)場(chǎng)景的應用。有了這三組功能集，基本上可以實(shí)現終端用戶(hù)在不同接入方式間轉換時(shí)，對基本業(yè)務(wù)功能集體驗的一致性。此外，Common TAS還需要提供更多的增值業(yè)務(wù)，如FMC類(lèi)增值業(yè)務(wù)、ICT類(lèi)增值業(yè)務(wù)等。

　　融合的用戶(hù)數據中心，是網(wǎng)絡(luò )融合過(guò)程中不可缺的重要部件。在傳統的網(wǎng)絡(luò )架構中，用戶(hù)的簽約數據是存在不同地方的，在網(wǎng)絡(luò )逐漸從以傳統的CS/PS網(wǎng)絡(luò )向以IMS/SAE為核心的融合網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)的過(guò)程中，一個(gè)融合的用戶(hù)數據中心是必須的，它是實(shí)現網(wǎng)絡(luò )向未來(lái)發(fā)展演進(jìn)、用戶(hù)平滑遷移的橋梁。

　　簡(jiǎn)潔、高效

　　在話(huà)音ARPU值不斷下降的壓力下，為有效降低OPEX/CAPEX，運營(yíng)商需要不斷提高網(wǎng)絡(luò )效率，挖潛網(wǎng)絡(luò )能力，可以采取以下兩個(gè)措施：

　　采用統一、高性能的軟硬件平臺。由于A(yíng)TCA高性能刀片式服務(wù)器的計算架構和虛擬化技術(shù)的出現，使得眾多網(wǎng)元統一到一個(gè)硬件平臺上成為可能。統一的硬件平臺，使得不同網(wǎng)元的備件可以共享，降低了維護成本。高性能的硬件平臺極大提高了單網(wǎng)元的容量，可使得網(wǎng)絡(luò )中網(wǎng)元節點(diǎn)的數目急劇下降，拓撲得到簡(jiǎn)化。

　　集成的站點(diǎn)管理和不同網(wǎng)元間互通接口協(xié)議的優(yōu)化和協(xié)同。基于統一軟、硬件平臺基礎，在同一站點(diǎn)部署的不同網(wǎng)元，通過(guò)共享公共部件(比如話(huà)單服務(wù)器單元、IP互聯(lián)單元等)，可以做到共框共柜，提升解決方案的集成度和簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò )拓撲。同一站點(diǎn)的不同網(wǎng)元，采用相同或相似的風(fēng)格進(jìn)行操作和運維，實(shí)現統一管理，降低運維人員的學(xué)習成本，共享運維經(jīng)驗，提升了運維管理的效率；可以通過(guò)內部?jì)?yōu)化和協(xié)同來(lái)提高處理效率，降低CAPEX；與站點(diǎn)外的其它網(wǎng)元互通時(shí)，仍然是標準接口，對外部網(wǎng)元沒(méi)有任何影響。
　　
　　演進(jìn)、兼容

　　新一代核心網(wǎng)必須具備面向未來(lái)持續演進(jìn)能力和后向兼容傳統網(wǎng)絡(luò )的能力。LTE規模部署的啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)大致在2012－2013年，新一代核心網(wǎng)對演進(jìn)能力的主要訴求是能支持VoLTE，并能和2G/3G網(wǎng)絡(luò )實(shí)現兼容和互操作。

　　100%的現網(wǎng)業(yè)務(wù)繼承能力。向以IMS為核心的新一代核心網(wǎng)演進(jìn)，不太可能脫離現有網(wǎng)絡(luò )獨立發(fā)展，用戶(hù)已經(jīng)形成的業(yè)務(wù)使用習慣和體驗難以被根本性扭轉。從運營(yíng)的角度看，新網(wǎng)絡(luò )最好能100%繼承舊網(wǎng)絡(luò )的業(yè)務(wù)，在此基礎上再進(jìn)一步增強業(yè)務(wù)體驗。尤其是在強調全網(wǎng)全程而且業(yè)務(wù)比較規范的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )，更需如此。

　　對現有網(wǎng)絡(luò )影響最小，易于部署。經(jīng)驗表明，在核心網(wǎng)中引入一個(gè)全新架構的網(wǎng)絡(luò )形態(tài)是非常困難的。不同于接入和傳輸，核心網(wǎng)有眾多的接口和協(xié)議，如果一個(gè)新的架構對周邊網(wǎng)絡(luò )（IN、OSS、BSS、HLR等）改造要求高，意味著(zhù)運營(yíng)商初期引入的成本會(huì )很高，必然難以快速地規模部署。因此，在引入新一代核心網(wǎng)時(shí)，要求對現網(wǎng)的影響盡可能小，比如在HLR、智能網(wǎng)甚至是計費系統都不變的情況下，能否在新一代核心網(wǎng)中實(shí)現傳統2G/3G語(yǔ)音業(yè)務(wù)，一旦寬帶和固定接入完成后，網(wǎng)絡(luò )馬上又具備IMS網(wǎng)絡(luò )的接入無(wú)關(guān)和多媒體特征，能輕易實(shí)現基本業(yè)務(wù)之上的FMC類(lèi)、ICT類(lèi)及多媒體增值業(yè)務(wù)。

　　支持MMTel和RCS等新的寬帶業(yè)務(wù)應用。新一代核心網(wǎng)必須要支持新的類(lèi)似MMTel（Multimedia Telephony）和RCS（Rich Communication Suit）的寬帶業(yè)務(wù)應用，這也是引入IMS的初衷。因此在新一代核心網(wǎng)中，需要有IMS Core這樣的實(shí)體，支持多重業(yè)務(wù)觸發(fā)的功能，以支持新的寬帶業(yè)務(wù)應用。由MMTel和RCS組成的Rich Voice等寬帶業(yè)務(wù)，具有更好的業(yè)務(wù)可獲得性和質(zhì)量控制，不僅能提升客戶(hù)體驗，增強用戶(hù)粘性，而且也是電信運營(yíng)商用來(lái)抗擊互聯(lián)網(wǎng)MSN、QQ、Skype、Google Voice等應用的重要武器。

　　支持資源的動(dòng)態(tài)調配，基于軟件的平滑演進(jìn)能力。網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)總是和用戶(hù)的逐漸遷移相伴，在接入技術(shù)逐漸向LTE/FTTx等寬帶接入演進(jìn)的過(guò)程中，話(huà)音也會(huì )逐漸從VoCS向VoPS遷移。和2G用戶(hù)向3G遷移類(lèi)似，在面向LTE甚至是4G技術(shù)遷移的B3G時(shí)代，由于2G、3G、4G等各種接入技術(shù)還會(huì )共存很長(cháng)一段時(shí)間，因此在核心網(wǎng)層面，需要一個(gè)2G/3G/4G合一的核心網(wǎng)。具體來(lái)講，要求新一代核心網(wǎng)各網(wǎng)元如MSC-S/mAGCF、Fixed Softswitch/AGCF、CSCF、TAS等共平臺，當用戶(hù)從CS向PS遷移時(shí)，MSC-S/mAGCF、Fixed Softswitch/AGCF等網(wǎng)元能通過(guò)軟件升級為CSCF、TAS等部件，實(shí)現硬件的完全重用。

　　開(kāi)放、互通

　　運營(yíng)商擁有用戶(hù)簽約數據、通信能力、用戶(hù)狀態(tài)等寶貴資源信息，通過(guò)有償開(kāi)放這些寶貴資源，運營(yíng)商可以開(kāi)辟出一個(gè)全新的市場(chǎng)空間。

　　架構的開(kāi)放性。核心網(wǎng)的網(wǎng)元間采用標準協(xié)議，可以實(shí)現多廠(chǎng)家設備的互聯(lián)互通，以便運營(yíng)商根據自身需要選擇最合適的產(chǎn)品。3GPP R8定義的ICS（IMS Centralized Service）架構是一個(gè)合適的選擇，基于這個(gè)標準的架構，可逐漸形成2G/3G/4G融合，固定與移動(dòng)融合，窄帶與寬帶融合的新一代融合的核心網(wǎng)絡(luò )，確保用戶(hù)在不同接入技術(shù)間漫游時(shí)業(yè)務(wù)的一致性和連續性。

　　能力的開(kāi)放性。在新一代核心網(wǎng)中，需要有一層業(yè)務(wù)開(kāi)放網(wǎng)關(guān)（OSG），將核心網(wǎng)的各種能力（通信能力、用戶(hù)簽約數據、用戶(hù)狀態(tài)信息、用戶(hù)偏好和行為等），通過(guò)簡(jiǎn)單的API形式（如REST等），向第三方開(kāi)放，以實(shí)現雙邊的商業(yè)模式。而且新一代核心網(wǎng)要有能力引入互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng )新應用，把CT應用和IT應用結合起來(lái)，給最終用戶(hù)提供全新的業(yè)務(wù)體驗。

　　使用的開(kāi)放性。最終用戶(hù)能隨時(shí)隨地接入網(wǎng)絡(luò )，能方便地實(shí)現業(yè)務(wù)自助，并根據自己的需求、偏好等各種因素設置自己的通信策略。一個(gè)基于Web的個(gè)人業(yè)務(wù)Portal是重要的組成元素，用戶(hù)可以通過(guò)任何終端（手機、PC等），登陸到這個(gè)Web頁(yè)面上，發(fā)起呼叫（Click to Dial）或是設置通信策略，如綁定終端、設置被叫路由策略等。

　　核心網(wǎng)平滑演進(jìn)之路

　　在了解新一代核心網(wǎng)的主要特征后，運營(yíng)商現有的核心網(wǎng)如何逐漸向目標網(wǎng)絡(luò )架構演進(jìn)？總體上講，向目標網(wǎng)絡(luò )架構演進(jìn)可分為三大步：全IP和FMC；全業(yè)務(wù)寬帶和多媒體；IT和CT融合。

　　第一步：全IP和FMC。不同運營(yíng)商的情況不盡相同，運營(yíng)商需要因地制宜，確定目標網(wǎng)絡(luò )的未來(lái)演進(jìn)路徑。擁有傳統TDM網(wǎng)絡(luò )的運營(yíng)商，已經(jīng)完成軟交換改造的運營(yíng)商，同時(shí)擁有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )和固定網(wǎng)絡(luò )的運營(yíng)商，其演進(jìn)路徑都不盡相同。關(guān)注解決方案成熟性和普遍可獲得性的運營(yíng)商，初期可選擇成熟的軟交換方案；關(guān)注面向未來(lái)演進(jìn)的移動(dòng)運營(yíng)商，可選擇一步到位的基于3GPP R8 ICS架構的2G/3G/4G合一的解決方案；關(guān)注FMC的綜合運營(yíng)商可選擇基于IMS的融合方案。總體上看，這一階段的主要目的就是實(shí)現網(wǎng)絡(luò )的融合化和IP化。

　　第二步：全業(yè)務(wù)寬帶和多媒體。在擁有一個(gè)以IMS為核心的網(wǎng)絡(luò )架構后，隨著(zhù)LTE/FTTH等寬帶接入技術(shù)的部署，用戶(hù)逐漸由VoCS向VoPS遷移，電路域逐漸消失，寬帶網(wǎng)絡(luò )逐漸壯大，最終形成一個(gè)全IP的寬帶網(wǎng)絡(luò )環(huán)境。在寬帶網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下，運營(yíng)商下一步的核心任務(wù)是提供越來(lái)越多的寬帶多媒體應用，不斷豐富終端用戶(hù)的業(yè)務(wù)體驗，如RCS、多媒體高清會(huì )議、IMS based IPTV。

　　第三步：IT和CT的融合。寬帶和IP最終會(huì )推動(dòng)網(wǎng)絡(luò )向ICT融合方向演進(jìn)，電信網(wǎng)絡(luò )需要混合互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng )新應用以提升用戶(hù)體驗，互聯(lián)網(wǎng)也需要龐大的電信網(wǎng)絡(luò )提供的通信能力和實(shí)名制的用戶(hù)數據，以增強其應用的針對性和業(yè)務(wù)的普遍可獲得性，IT和CT最終會(huì )逐漸滲透，互相融合，共同走向繁榮。

　　隨著(zhù)云計算技術(shù)的逐漸成熟，為進(jìn)一步提升電信網(wǎng)絡(luò )對硬件資源的使用效率和靈活性，云計算技術(shù)最終也將應用在電信網(wǎng)絡(luò )中，從而在CT和IT這兩個(gè)領(lǐng)域形成兩朵“祥云”，作為網(wǎng)絡(luò )的基礎設施，分別構成運營(yíng)商的Telecom Core和Web Core，運營(yíng)商也可借此完成從單純的電信服務(wù)提供商向綜合服務(wù)（CT和IT服務(wù)）提供商轉型。

華為融合統一的核心網(wǎng)

圖1 融合統一的核心網(wǎng)

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