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)歷了從模擬到數字、從有線(xiàn)到無(wú)線(xiàn)、從固定到移動(dòng)、從窄帶到寬帶、從電路交換到分組交換等的演進(jìn)過(guò)程。到目前為止，已經(jīng)擁有多個(gè)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(dòng)業(yè)務(wù)的GSM/CDMA電路交換網(wǎng)和GPRS/CDMA1X的數據網(wǎng)、提供數據業(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(zhuān)用的設備，分別向用戶(hù)提供相同或不同的業(yè)務(wù)。
網(wǎng)絡(luò )融合的目標和過(guò)程
就人們的愿望來(lái)說(shuō)，總是希望用一個(gè)網(wǎng)絡(luò )就能享受所有的業(yè)務(wù)，從VoIP開(kāi)始IP網(wǎng)就朝著(zhù)此方向發(fā)展，但QoS、可擴展性和安全性是目前的IP網(wǎng)無(wú)法回避的問(wèn)題。
NGN應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(huì )話(huà)、應用/業(yè)務(wù)分離；業(yè)務(wù)提供與網(wǎng)絡(luò )分離并提供開(kāi)放接口；支持廣泛的業(yè)務(wù)，包括實(shí)時(shí)/流/非實(shí)時(shí)和多媒體業(yè)務(wù)；具有端到端透明傳遞的寬帶能力；與現有傳統網(wǎng)絡(luò )互通；具有通用移動(dòng)性；提供用戶(hù)自由選擇業(yè)務(wù)提供商的能力。此外還應有安全性、可管理性（包括QoS的保證）與可控制性。一個(gè)具有這些特征的網(wǎng)絡(luò )毫無(wú)疑問(wèn)是一個(gè)融合的網(wǎng)絡(luò )，問(wèn)題是如何實(shí)現以及是否經(jīng)濟合理。一種設計思想是集電信網(wǎng)和Internet優(yōu)點(diǎn)于一身構造一個(gè)多業(yè)務(wù)綜合網(wǎng)，世界上眾多的電信公司和研究機構正為此而努力，而且從技術(shù)上也可以實(shí)現，例如固定網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)的融合，未來(lái)的固定網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)的承載網(wǎng)都是基于分組網(wǎng)的；而固定網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)的控制層面都可能是基于IMS的控制架構；業(yè)務(wù)層面也可以采用統一的業(yè)務(wù)平臺實(shí)現不同網(wǎng)絡(luò )的業(yè)務(wù)。但在實(shí)際融合過(guò)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。
另一種設計思路是將多個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)綜合為全業(yè)務(wù)網(wǎng)，在多個(gè)網(wǎng)上業(yè)務(wù)實(shí)現匯聚，實(shí)現一個(gè)號碼、一條物理線(xiàn)的綜合接入，使用戶(hù)感覺(jué)仍是一個(gè)多業(yè)務(wù)的綜合網(wǎng)。3G以公共的接入手段同時(shí)連到電路交換子系統（CS）、分組交換子系統（PS）和IP多媒體子系統（IMS），按需提供移動(dòng)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(dòng)業(yè)務(wù)在很多方面（例如營(yíng)業(yè)許可、競爭環(huán)境、適用法規、編號方式、資費標準）不同，不要試圖為固定與移動(dòng)業(yè)務(wù)的綜合產(chǎn)生一個(gè)單一的NGN，而且反映用戶(hù)要求的業(yè)務(wù)差異化越來(lái)越明顯，網(wǎng)絡(luò )能力客戶(hù)化的呼聲漸起，不同的網(wǎng)絡(luò )各具所長(cháng)，當用一個(gè)網(wǎng)來(lái)綜合時(shí)一些特點(diǎn)可能難以體現，由此看出用幾個(gè)網(wǎng)聯(lián)合實(shí)現NGN的方式也有可取之處，至少在NGN的初期總要面對與多個(gè)現有網(wǎng)互通的現實(shí)，而且在NGN的初期其主要盈利的業(yè)務(wù)仍然是話(huà)音，原有的PSTN是非常適合承擔這一任務(wù)的，具有PSTN的運營(yíng)商將首先選擇在NGN中通過(guò)VoIP的MG或軟交換設備利用PSTN支持話(huà)音業(yè)務(wù)的方式。
從NGN的技術(shù)和標準上，NGN確實(shí)可以實(shí)現固定網(wǎng)、移動(dòng)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 )支撐系統的綜合，但是對上述網(wǎng)絡(luò )綜合的一些擔心，而且網(wǎng)絡(luò )的綜合和業(yè)務(wù)的綜合也要根據運營(yíng)商的實(shí)際情況制訂網(wǎng)絡(luò )長(cháng)遠的發(fā)展計劃，目前可能實(shí)現的方案是，電信業(yè)務(wù)網(wǎng)的多個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)采用同一個(gè)物理分組承載網(wǎng)，對運營(yíng)商而言，承載網(wǎng)的投資是網(wǎng)絡(luò )建設最大的一部分，因此綜合的承載網(wǎng)確實(shí)可以節省運營(yíng)商的投資和運維成本，承載層以上的網(wǎng)絡(luò )還要具體問(wèn)題具體分析，但是多業(yè)務(wù)綜合網(wǎng)永遠是運營(yíng)商追求的目標。
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(dòng)化和個(gè)性化，業(yè)務(wù)的移動(dòng)化、個(gè)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(dòng)業(yè)務(wù)進(jìn)行融合。3GPP和3GPP2適時(shí)提出了IMS的體系架構，由于其充分考慮了移動(dòng)性和面向SIP應用的多媒體業(yè)務(wù)，因此ETSI和ITU－T都將其作為NGN的研究基礎，即IMS－Based NGN，但由于IMS在最初的研究過(guò)程中沒(méi)有考慮固定接入的一些相關(guān)問(wèn)題，因此還要不斷進(jìn)行完善，從而實(shí)現固定和移動(dòng)業(yè)務(wù)的融合。
IMS和IMS－Based NGN是兩個(gè)不同的概念，雖然3GPP也在努力獨立于接入方式，但是目前來(lái)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(shí)IMS只能夠提供話(huà)音業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)，而IMS－Based NGN的目標是能夠提供所有的業(yè)務(wù)，包括話(huà)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)被公認為一種比較好的控制層面融合的目標體系。由于目前還沒(méi)有商用的產(chǎn)品出現，同時(shí)在實(shí)際的應用和與現有的網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行互通等問(wèn)題還沒(méi)有進(jìn)行深入研究，因此IMS－BasedNGN還需要至少兩年的時(shí)間才能夠商用。
在我國各個(gè)運營(yíng)商都已經(jīng)對軟交換技術(shù)進(jìn)行了試驗并在部分地區進(jìn)行了商用，包括在匯接層面的應用和端局的應用。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(gè)運營(yíng)商的整個(gè)演進(jìn)策略和投資的有效性。
軟交換網(wǎng)絡(luò )體系架構是現有的PSTN網(wǎng)絡(luò )和2G網(wǎng)絡(luò )向NGN/3G演進(jìn)的一個(gè)階段性體系架構，目標網(wǎng)絡(luò )體系架構是NGN。
IMS－BasedNGN體系中的簽約位置功能（SLF）、歸屬用戶(hù)服務(wù)器（HSS）、用戶(hù)業(yè)務(wù)清單功能的主要目的是把用戶(hù)的業(yè)務(wù)數據、業(yè)務(wù)屬性、位置集中在高層的業(yè)務(wù)平面，而軟交換體系架構中雖然也有類(lèi)似的功能，但在軟交換網(wǎng)中這些功能還是由軟交換設備完成的，軟交換網(wǎng)在向NGN的發(fā)展過(guò)程中，可以根據網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展需要，適時(shí)把這些功能從軟交換中取出，作為網(wǎng)絡(luò )的物理實(shí)體，目前這個(gè)階段，由于軟交換和這些邏輯實(shí)體之間的接口協(xié)議并沒(méi)有標準化，所以把這部分功能從軟交換實(shí)體中分離出來(lái)還不成熟；而AAA、DNS和ENUM服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò )單元數據服務(wù)器、智能網(wǎng)業(yè)務(wù)控制點(diǎn)的功能獨立于現有的軟交換網(wǎng)，因此根據網(wǎng)絡(luò )的業(yè)務(wù)需求，可以在軟交換中設置，只要軟交換網(wǎng)中相應的網(wǎng)絡(luò )設備增加與這些實(shí)體的接口即可。
IMS－BasedNGN的控制系統包括S－CSCF和AGCF，S－CSCF主要控制IMS用戶(hù)，AGCF控制PSTN仿真用戶(hù)。目前的軟交換也有相應的功能，軟交換可以控制基于H.248和MGCPIAD、接入網(wǎng)關(guān)的雙絞線(xiàn)用戶(hù)，對應NGN中的AGCF的功能，軟交換也可以控制基于SIP的多媒體用戶(hù)，對應IMS－BasedNGN中的S－CSCF的功能，區別只是IMS－BasedNGN的控制系統只處理用戶(hù)的呼叫，并不處理用戶(hù)的業(yè)務(wù)，用戶(hù)的業(yè)務(wù)由數據和應用系統提供，而軟交換不僅要處理呼叫還要負責提供用戶(hù)的業(yè)務(wù)，因此軟交換從功能上是有相應的模塊對應IMS－BasedNGN控制系統的功能模塊的。
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(shí)體，用于對多媒體用戶(hù)的控制；而AGCF是對窄帶接入用戶(hù)的控制，用于控制PSTN仿真用戶(hù)。
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的功能對應，軟交換可以看作基于IMS－BasedNGN架構的NGN的一種具體表現，軟交換網(wǎng)絡(luò )架構更加注重物理的實(shí)現，而IMS－BasedNGN更加注重功能實(shí)體，不關(guān)心物理實(shí)體的實(shí)現。在NGN中，將軟交換所包括的功能進(jìn)一步分解為若干個(gè)功能實(shí)體，但實(shí)現上可以在同一個(gè)物理實(shí)體中，因此，以軟交換為基礎的NGN是IMS－BasedNGN的一個(gè)實(shí)例，符合NGN架構。目前的軟交換網(wǎng)絡(luò )很好地解決了語(yǔ)音業(yè)務(wù)的提供和PSTN向NGN的演進(jìn)問(wèn)題，但隨著(zhù)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(lái)。
中國信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)(www.cnii.com.cn)
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