PSTN向NGN的演進(jìn)探討
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1、長(cháng)途網(wǎng)演進(jìn)的必要性
在中國各運營(yíng)商電話(huà)網(wǎng)演進(jìn)的過(guò)程中，長(cháng)途網(wǎng)的演進(jìn)十分必要。如果沒(méi)有一個(gè)全國性的以軟交換為核心、基于IP的下一代長(cháng)途網(wǎng)，那么基于流媒體的下一代業(yè)務(wù)很難開(kāi)展，如視頻、多媒體業(yè)務(wù)，目前基于電路交換的長(cháng)途網(wǎng)的容量不足以支持日益增長(cháng)的長(cháng)途通信流量。
我國通信行業(yè)的發(fā)展速度舉世矚目，從1990年起，固定電話(huà)用戶(hù)數年均增長(cháng)36%。從長(cháng)途業(yè)務(wù)量的發(fā)展來(lái)看，長(cháng)途電話(huà)通話(huà)時(shí)長(cháng)連續多年保持兩位數增長(cháng)。據信息產(chǎn)業(yè)部統計，在2004年5月，我國長(cháng)途電話(huà)通話(huà)時(shí)長(cháng)較2003年同期增長(cháng)25.3%，達到2865507.6萬(wàn)分鐘，長(cháng)途通話(huà)中IP電話(huà)所占的比重從2002、2003年同期的33.6%、41.1%上升到45.9%，傳統長(cháng)途電話(huà)所占的比重由39.0%、30.1%下降到29.1%，IP電話(huà)對傳統長(cháng)途電話(huà)的分流將繼續加強。
下一代長(cháng)途網(wǎng)在CAPEX、OPEX方面具有電路交換設備所無(wú)法比擬的優(yōu)越性，尤其針對中國電信已經(jīng)使用超過(guò)10年的長(cháng)途交換機而言。對于CAPEX，從整網(wǎng)造價(jià)來(lái)看，NGN具有更大優(yōu)勢，如中國衛通采用NGN建設全國VoIP長(cháng)途，總造價(jià)遠低于PSTN方式。對于OPEX，它是多年來(lái)對整體網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行維護管理的總體開(kāi)銷(xiāo)，其成本相對具有隱蔽性，一方面NGN設備的硬件平臺具有高集成度、低功耗優(yōu)勢，另一方面NGN長(cháng)途網(wǎng)的運維需要更少的人力投入。例如，中國衛通采用NGN建設全國VoIP長(cháng)途網(wǎng)后，整個(gè)NGN網(wǎng)絡(luò )的運維人員只有9名。
固定長(cháng)途網(wǎng)的演進(jìn)在PSTN的演進(jìn)中將起到重要作用，由于長(cháng)途網(wǎng)的交換節點(diǎn)數目相對較少、業(yè)務(wù)相對簡(jiǎn)單，因此固定長(cháng)途網(wǎng)可能會(huì )率先實(shí)現NGN的演進(jìn)，而PSTN長(cháng)途網(wǎng)的全面演進(jìn)又會(huì )極大地推動(dòng)本地網(wǎng)的演進(jìn)進(jìn)程。
2、長(cháng)途網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )構架的演進(jìn)
長(cháng)途網(wǎng)的演進(jìn)方式包括分階段演進(jìn)方式和一步到位演進(jìn)兩種方式。
■ 方式一：分階段演進(jìn)
長(cháng)途網(wǎng)的演進(jìn)是一個(gè)分階段的漸進(jìn)過(guò)程，隨著(zhù)PSTN向NGN演進(jìn)，長(cháng)途網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )結構將發(fā)生變化，具體可按照發(fā)展的時(shí)間歷程分為三個(gè)階段。
第一階段：長(cháng)途網(wǎng)DC1新增一個(gè)IP通信層面，用NGN承建，新增的DC1平面采用E1/STM-1與原DC1和DC2互聯(lián)，如圖1所示；
圖1 長(cháng)途網(wǎng)分階段演進(jìn)的第一階段
第二階段：長(cháng)途網(wǎng)DC1全面IP化，用NGN全面承建長(cháng)途DC1，DC1與DC2仍采用E1/STM-1互聯(lián)，如圖2所示；
圖2 長(cháng)途網(wǎng)分階段演進(jìn)的第二階段
第三階段：長(cháng)途網(wǎng)全面IP化，DC1、DC2的概念消失，長(cháng)途網(wǎng)通信扁平化，DC1、DC2將由中繼網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)和軟交換替代，如圖3所示。
圖3 長(cháng)途網(wǎng)分階段演進(jìn)的第三階段
■ 方式二：一步到位演進(jìn)
如圖4所示，所謂的一步到位的演進(jìn)方式是新建一張完整的NGN長(cháng)途網(wǎng)，其覆蓋范圍與PSTN的DC2相似，本地網(wǎng)匯接局分別與NGN的TG、PSTN長(cháng)途網(wǎng)的DC2相連。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的應用后，逐步將匯接局的中繼割接到TG，PSTN的DC1和DC2退網(wǎng)。
圖4 長(cháng)途網(wǎng)一步到位的演進(jìn)方式
■ 兩種演進(jìn)方式的比較
兩種演進(jìn)方式各有利弊，運營(yíng)商可根據自己的情況進(jìn)行選擇，表1為兩種演進(jìn)方式的比較。
3、NGN長(cháng)途網(wǎng)在業(yè)務(wù)提供、OSS方面的考慮
■ NGN長(cháng)途網(wǎng)在業(yè)務(wù)提供方面的考慮
未來(lái)的長(cháng)途網(wǎng)在業(yè)務(wù)開(kāi)展方面主要包括三個(gè)方面的需求，一是必須能夠提供PSTN長(cháng)途網(wǎng)已經(jīng)開(kāi)展的業(yè)務(wù)，如200、300、800；二是要能夠提供針對跨省大客戶(hù)的解決方案，如跨省WAC業(yè)務(wù)；三是能夠開(kāi)展新型運營(yíng)類(lèi)業(yè)務(wù)，如話(huà)務(wù)批發(fā)業(yè)務(wù)。
另外，NGN長(cháng)途網(wǎng)應該是一個(gè)開(kāi)放的長(cháng)途網(wǎng)，它可通過(guò)標準接口與功能服務(wù)器、應用服務(wù)器、策略服務(wù)器和窄帶智能網(wǎng)等相連，如圖5所示。
圖5 長(cháng)途網(wǎng)的開(kāi)放結構
■ NGN長(cháng)途網(wǎng)在OSS方面的考慮
為了適應未來(lái)業(yè)務(wù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò )架構，下一代長(cháng)途網(wǎng)的運營(yíng)支撐系統與目前的系統存在較大的差別。相對于傳統的OSS系統，新一代OSS系統在設計思想上更能體現出“以業(yè)務(wù)開(kāi)展為中心”的思想，其次還應體現與各種合作伙伴共建價(jià)值鏈的合作理念。
與目前的OSS不同，下一代長(cháng)途網(wǎng)NGOSS具有以下特點(diǎn)：
1） 全面管理網(wǎng)絡(luò )上運行的服務(wù)，而不僅局限于話(huà)音業(yè)務(wù)；
2） 實(shí)時(shí)監控、管理NGN長(cháng)途網(wǎng)的各種標準構件；
3） 具有面向未來(lái)業(yè)務(wù)的靈活計費功能；
4） 具有多維度業(yè)務(wù)流量統計、分析功能，以及智能控制、調配功能；
5） 支持代理/聯(lián)合運營(yíng)體系，如話(huà)務(wù)量批發(fā)等業(yè)務(wù)；
6） 可非常靈敏地增加或開(kāi)通新服務(wù)，理想狀態(tài)是實(shí)時(shí)開(kāi)通；
7） 可對客戶(hù)SLA進(jìn)行衡量；
8） 可實(shí)時(shí)、準確地進(jìn)行記帳和計費。
除此之外，NGOSS系統還應具有很好的開(kāi)放性和兼容性，可方便、快捷地對各廠(chǎng)商、產(chǎn)品進(jìn)行整合，降低整個(gè)系統的造價(jià)。
二、本地網(wǎng)的演進(jìn)建議
本地網(wǎng)是電信運營(yíng)的基礎網(wǎng)絡(luò )，也是運營(yíng)商投資最大、設備最多的網(wǎng)絡(luò )，它的演進(jìn)必然是一個(gè)分階段的長(cháng)期過(guò)程。
總體來(lái)講，本地網(wǎng)的演進(jìn)分為兩個(gè)階段。第一階段為本地網(wǎng)通過(guò)對自身結構的調整，達到網(wǎng)絡(luò )智能化的目的，稱(chēng)作網(wǎng)絡(luò )智能化階段；第二階段為本地網(wǎng)NGN化，達到提供豐富視頻和多媒體業(yè)務(wù)的目的，稱(chēng)作本地網(wǎng)NGN改造階段。據有關(guān)專(zhuān)家預測，中國本地網(wǎng)絡(luò )在2008年之前以網(wǎng)絡(luò )智能化演進(jìn)為主，在2008年后啟動(dòng)NGN改造，在本地網(wǎng)層面PSTN將與NGN有一段長(cháng)達10年的共存期。
1、本地網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )架構演進(jìn)
針對第一階段，即網(wǎng)絡(luò )智能化階段，華為公司與中國電信已進(jìn)行了充分交流，本文不再贅述。本地網(wǎng)NGN的演進(jìn)階段大體采用兩類(lèi)方法，一類(lèi)是網(wǎng)絡(luò )互通，一類(lèi)是網(wǎng)絡(luò )改造。
■ 網(wǎng)絡(luò )互通類(lèi)的演進(jìn)
在相當長(cháng)的一段時(shí)期內，保留PSTN本地網(wǎng)的完整性，基本不對PSTN進(jìn)行改動(dòng)。利用匯接局與新建NGN的TG相連，保證PSTN與NGN互通，利用SHLR保存本地網(wǎng)所有用戶(hù)的簽約信息，完成業(yè)務(wù)分發(fā)，即PSTN用戶(hù)希望享有NGN業(yè)務(wù)，匯接局可將這個(gè)呼叫上傳到NGN網(wǎng)絡(luò )，由軟交換來(lái)進(jìn)行呼叫處理。
圖6為這類(lèi)網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)的架構，匯接局采用ISUP與NGN的TG相連，因此匯接局無(wú)需改造，PSTN本地網(wǎng)結構完整地保存下來(lái)。大多數PSTN業(yè)務(wù)仍采用原來(lái)的接續方式，少量新業(yè)務(wù)分發(fā)到NGN網(wǎng)絡(luò )，由NGN網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行相關(guān)處理。我們可用一句話(huà)來(lái)概括這類(lèi)演進(jìn)思路，那就是“網(wǎng)絡(luò )互通，業(yè)務(wù)分發(fā)”。
圖6 本地網(wǎng)互通類(lèi)的演進(jìn)
■ 網(wǎng)絡(luò )改造類(lèi)的演進(jìn)
首先在城域網(wǎng)內搭起NGN基本架構，并與NGN長(cháng)途網(wǎng)通過(guò)IP中繼相連，然后對PSTN本地網(wǎng)的交換局進(jìn)行NGN改造，加快PSTN向NGN演進(jìn)。從某種角度來(lái)看，這類(lèi)方式是將PSTN當作NGN的一個(gè)子網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò )改造類(lèi)演進(jìn)也要利用匯接局與新建NGN的TG相連，保證PSTN與NGN互通，但這種連接屬于暫時(shí)性和不斷變換的，初期可能會(huì )采用TDM和ISUP信令，后期則會(huì )采用IP中繼和SIP或H.248信令。
1） 端局先行的NGN改造
如圖7所示，端局先行的NGN改造是率先從改造陳舊的端局層面入手，由下至上地完成本地網(wǎng)的NGN改造。具體來(lái)講，就是將端局改造為“軟交換＋中繼網(wǎng)關(guān)＋用戶(hù)網(wǎng)關(guān)”，由于這個(gè)端局原先的路由均為T(mén)DM中繼，因此它對外的體現仍是傳統交換機。通過(guò)少量的交換機端局改造，在PSTN端局層面形成一個(gè)小NGN，隨著(zhù)陳舊交換機端局的退網(wǎng)，這個(gè)小NGN逐漸擴大。小NGN覆蓋范圍內的用戶(hù)優(yōu)先享有NGN業(yè)務(wù)，由于此時(shí)PSTN匯接層面尚未改造，為了給NGN用戶(hù)提供廣域的NGN業(yè)務(wù)，小NGN必須通過(guò)IP中繼直接與NGN長(cháng)途網(wǎng)相連。
圖7 端局先行的NGN改造
2） 匯接局先行的NGN改造
如圖8所示，匯接局先行的改造方式是從改造匯接層入手，由上至下地完成本地網(wǎng)的NGN改造。具體來(lái)講，就是將匯接局進(jìn)行NGN構件改造，可將匯接局直接改造為中繼網(wǎng)關(guān)，通過(guò)H.248協(xié)議與軟交換相連；或者改造匯接局支持SIP協(xié)議與NGN軟交換相連。SIP和H.248的區別在于，SIP協(xié)議相當于匯接局與軟交換為對等關(guān)系；H.248協(xié)議則是將匯接局改造為中繼網(wǎng)關(guān)，受軟交換控制。
由于匯接局率先進(jìn)行NGN改造，因此整個(gè)本地網(wǎng)在改造后就自然地融入NGN。網(wǎng)絡(luò )智能化后，端局已將所有呼叫轉到匯接局，匯接層改造后所有的呼叫將全部由軟交換處理，可將端局做成NGN的AG。這種改造方式能夠快速地將NGN業(yè)務(wù)覆蓋到整個(gè)本地網(wǎng)，成功地屏蔽了端局的差異。
這時(shí)，SHLR不但保存PSTN所有用戶(hù)的智能業(yè)務(wù)簽約信息，還保存了NGN用戶(hù)的簽約信息。
圖8 匯接局先行的NGN改造
3） 兩種NGN改造方式的比較
2、NGN本地網(wǎng)在業(yè)務(wù)、OSS方面的考慮
■ NGN本地網(wǎng)在業(yè)務(wù)方面的考慮
NGN本地網(wǎng)在業(yè)務(wù)提供能力方面遠遠勝于PSTN，NGN業(yè)務(wù)可從多個(gè)維度進(jìn)行劃分。按照媒體類(lèi)型可以分為語(yǔ)音業(yè)務(wù)、數據業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)、綜合業(yè)務(wù)等，按照用戶(hù)使用類(lèi)型可以分為集團用戶(hù)業(yè)務(wù)、中小企業(yè)業(yè)務(wù)、住宅用戶(hù)業(yè)務(wù)、流動(dòng)人群業(yè)務(wù)，表3為其特點(diǎn)和需求。
表3 NGN不同用戶(hù)類(lèi)型的特點(diǎn)和需求
由于NGN用戶(hù)對業(yè)務(wù)的豐富性、時(shí)效性和可擴展性有較高的要求，因此業(yè)務(wù)層應與控制層相對獨立，并重點(diǎn)關(guān)注開(kāi)放性，可通過(guò)Parlay API進(jìn)行開(kāi)放。同時(shí)，NGN的業(yè)務(wù)層不僅繼承了傳統的語(yǔ)音業(yè)務(wù)，更重要的是它支持多視頻/消息等多媒體業(yè)務(wù)。
如圖9所示，NGN的業(yè)務(wù)層面包括三個(gè)方面：一是與現有PSTN網(wǎng)絡(luò )互通，以向NGN用戶(hù)提供傳統的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)；二是利用NGN應用服務(wù)器向NGN用戶(hù)提供個(gè)性化、多媒體增值業(yè)務(wù)；三是通過(guò)開(kāi)放的Parlay應用網(wǎng)關(guān)，將業(yè)務(wù)開(kāi)放給第三方業(yè)務(wù)提供商。
圖9 NGN業(yè)務(wù)層面的結構
■ NGN本地網(wǎng)在OSS方面的考慮
下一代網(wǎng)絡(luò )設備是標準構件式設備，它比PSTN設備更加分散，下一代網(wǎng)絡(luò )的業(yè)務(wù)基于IP綜合性多業(yè)務(wù)，比PSTN業(yè)務(wù)更加豐富。這兩點(diǎn)決定了未來(lái)網(wǎng)絡(luò )的OSS系統將與目前的系統有較大的區別，其運營(yíng)支撐系統建議按完整的運營(yíng)支撐體系進(jìn)行統一規劃，規劃時(shí)考慮最終的系統構架和業(yè)務(wù)支撐方式，同時(shí)考慮未來(lái)與OSS其它系統的集成方式，預留集成接口，使后續業(yè)務(wù)增加的系統擴展能夠在已有的系統上運行。
在建設模式上，集中建設的方式具有很多優(yōu)點(diǎn)，首先能夠節省網(wǎng)絡(luò )建設初期投入和后期運營(yíng)支出，并可減少多集成商之間的接口協(xié)調工作，并可快速完成系統部署。
NGN本地網(wǎng)OSS建設需要考慮以下要求：
1） NGN網(wǎng)絡(luò )的建設對網(wǎng)絡(luò )管理的要求：針對更多種類(lèi)的網(wǎng)絡(luò )設備，進(jìn)行跨域管理和安全性管理；
2） NGN業(yè)務(wù)對運營(yíng)支撐系統的要求：包括視頻、多媒體和IP Centrex等多種業(yè)務(wù)，具有融合統一的服務(wù)支撐體系、靈活的營(yíng)銷(xiāo)支撐體系和多樣化收費結算支撐體系。
建議NGN的OSS采用以下建設思路：
3） 以NGOSS體系架構為指導；
4） 采用主要系統以省集中的建設思路；
5） 采用專(zhuān)業(yè)化功能模塊為系統構建方法；
6） 系統平滑演進(jìn)，確保安全生產(chǎn)；
7） 省中心建設綜合結算系統，對多業(yè)務(wù)進(jìn)行統一結算；
8） 在時(shí)機成熟時(shí)，可將各本地網(wǎng)的帳務(wù)系統集中到省中心；
9）將目前分散的本地網(wǎng)計費系統集中到省中心，在集中長(cháng)途計費系統的基礎上擴充本地網(wǎng)計費，建設一個(gè)統一的省集中計費系統。
三、小結
我國的PSTN網(wǎng)絡(luò )經(jīng)過(guò)幾十年的建設，已經(jīng)成為世界上最大的通信網(wǎng)，覆蓋三億用戶(hù)。因此，PSTN向NGN的演進(jìn)是一個(gè)分步漸進(jìn)的過(guò)程，演進(jìn)應該遵照先長(cháng)途、后本地的原則。在長(cháng)途網(wǎng)的演進(jìn)方式中，有三階段演進(jìn)方式和一步到位演進(jìn)方式；在本地網(wǎng)演進(jìn)中有兩大類(lèi)方法，一類(lèi)是網(wǎng)絡(luò )互通，一類(lèi)是網(wǎng)絡(luò )改造。在網(wǎng)絡(luò )改造方案中又分為端局先行的改造方案和匯接局先行的改造方案。由于我國各運營(yíng)商的電信網(wǎng)絡(luò )存在著(zhù)一定的差異性，經(jīng)營(yíng)思想也不盡相同，因此在選擇PSTN向NGN演進(jìn)的時(shí)間和方式上，也必然存在一定的差異。但是，PSTN向NGN演進(jìn)的趨勢不變，用戶(hù)對通信的高要求不變。我們衷心希望，在不久的將來(lái)，中國電信網(wǎng)不僅僅是世界上最大的通信網(wǎng)，同時(shí)也是世界上最強的通信網(wǎng)。
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