PSTN向NGN的演進探討
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1、長途網(wǎng)演進的必要性
在中國各運營商電話網(wǎng)演進的過程中，長途網(wǎng)的演進十分必要。如果沒有一個全國性的以軟交換為核心、基于IP的下一代長途網(wǎng)，那么基于流媒體的下一代業(yè)務(wù)很難開展，如視頻、多媒體業(yè)務(wù)，目前基于電路交換的長途網(wǎng)的容量不足以支持日益增長的長途通信流量。
我國通信行業(yè)的發(fā)展速度舉世矚目，從1990年起，固定電話用戶數(shù)年均增長36%。從長途業(yè)務(wù)量的發(fā)展來看，長途電話通話時長連續(xù)多年保持兩位數(shù)增長。據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部統(tǒng)計，在2004年5月，我國長途電話通話時長較2003年同期增長25.3%，達到2865507.6萬分鐘，長途通話中IP電話所占的比重從2002、2003年同期的33.6%、41.1%上升到45.9%，傳統(tǒng)長途電話所占的比重由39.0%、30.1%下降到29.1%，IP電話對傳統(tǒng)長途電話的分流將繼續(xù)加強。
下一代長途網(wǎng)在CAPEX、OPEX方面具有電路交換設(shè)備所無法比擬的優(yōu)越性，尤其針對中國電信已經(jīng)使用超過10年的長途交換機而言。對于CAPEX，從整網(wǎng)造價來看，NGN具有更大優(yōu)勢，如中國衛(wèi)通采用NGN建設(shè)全國VoIP長途，總造價遠低于PSTN方式。對于OPEX，它是多年來對整體網(wǎng)絡(luò)進行維護管理的總體開銷，其成本相對具有隱蔽性，一方面NGN設(shè)備的硬件平臺具有高集成度、低功耗優(yōu)勢，另一方面NGN長途網(wǎng)的運維需要更少的人力投入。例如，中國衛(wèi)通采用NGN建設(shè)全國VoIP長途網(wǎng)后，整個NGN網(wǎng)絡(luò)的運維人員只有9名。
固定長途網(wǎng)的演進在PSTN的演進中將起到重要作用，由于長途網(wǎng)的交換節(jié)點數(shù)目相對較少、業(yè)務(wù)相對簡單，因此固定長途網(wǎng)可能會率先實現(xiàn)NGN的演進，而PSTN長途網(wǎng)的全面演進又會極大地推動本地網(wǎng)的演進進程。
2、長途網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的演進
長途網(wǎng)的演進方式包括分階段演進方式和一步到位演進兩種方式。
■ 方式一：分階段演進
長途網(wǎng)的演進是一個分階段的漸進過程，隨著PSTN向NGN演進，長途網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化，具體可按照發(fā)展的時間歷程分為三個階段。
第一階段：長途網(wǎng)DC1新增一個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 長途網(wǎng)分階段演進的第一階段
第二階段：長途網(wǎng)DC1全面IP化，用NGN全面承建長途DC1，DC1與DC2仍采用E1/STM-1互聯(lián)，如圖2所示；
圖2 長途網(wǎng)分階段演進的第二階段
第三階段：長途網(wǎng)全面IP化，DC1、DC2的概念消失，長途網(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 長途網(wǎng)分階段演進的第三階段
■ 方式二：一步到位演進
如圖4所示，所謂的一步到位的演進方式是新建一張完整的NGN長途網(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長途網(wǎng)的DC2相連。經(jīng)過一段時間的應(yīng)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 長途網(wǎng)一步到位的演進方式
■ 兩種演進方式的比較
兩種演進方式各有利弊，運營商可根據(jù)自己的情況進行選擇，表1為兩種演進方式的比較。
3、NGN長途網(wǎng)在業(yè)務(wù)提供、OSS方面的考慮
■ NGN長途網(wǎng)在業(yè)務(wù)提供方面的考慮
未來的長途網(wǎng)在業(yè)務(wù)開展方面主要包括三個方面的需求，一是必須能夠提供PSTN長途網(wǎng)已經(jīng)開展的業(yè)務(wù)，如200、300、800；二是要能夠提供針對跨省大客戶的解決方案，如跨省WAC業(yè)務(wù)；三是能夠開展新型運營類業(yè)務(wù)，如話務(wù)批發(fā)業(yè)務(wù)。
另外，NGN長途網(wǎng)應(yīng)該是一個開放的長途網(wǎng)，它可通過標(biāo)準(zhǔn)接口與功能服務(wù)器、應(yīng)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 長途網(wǎng)的開放結(jié)構(gòu)
■ NGN長途網(wǎng)在OSS方面的考慮
為了適應(yīng)未來業(yè)務(wù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，下一代長途網(wǎng)的運營支撐系統(tǒng)與目前的系統(tǒng)存在較大的差別。相對于傳統(tǒng)的OSS系統(tǒng)，新一代OSS系統(tǒng)在設(shè)計思想上更能體現(xiàn)出“以業(yè)務(wù)開展為中心”的思想，其次還應(yīng)體現(xiàn)與各種合作伙伴共建價值鏈的合作理念。
與目前的OSS不同，下一代長途網(wǎng)NGOSS具有以下特點：
1） 全面管理網(wǎng)絡(luò)上運行的服務(wù)，而不僅局限于話音業(yè)務(wù)；
2） 實時監(jiān)控、管理NGN長途網(wǎng)的各種標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件；
3） 具有面向未來業(yè)務(wù)的靈活計費功能；
4） 具有多維度業(yè)務(wù)流量統(tǒng)計、分析功能，以及智能控制、調(diào)配功能；
5） 支持代理/聯(lián)合運營體系，如話務(wù)量批發(fā)等業(yè)務(wù)；
6） 可非常靈敏地增加或開通新服務(wù)，理想狀態(tài)是實時開通；
7） 可對客戶SLA進行衡量；
8） 可實時、準(zhǔn)確地進行記帳和計費。
除此之外，NGOSS系統(tǒng)還應(yīng)具有很好的開放性和兼容性，可方便、快捷地對各廠商、產(chǎn)品進行整合，降低整個系統(tǒng)的造價。
二、本地網(wǎng)的演進建議
本地網(wǎng)是電信運營的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，也是運營商投資最大、設(shè)備最多的網(wǎng)絡(luò)，它的演進必然是一個分階段的長期過程。
總體來講，本地網(wǎng)的演進分為兩個階段。第一階段為本地網(wǎng)通過對自身結(jié)構(gòu)的調(diào)整，達到網(wǎng)絡(luò)智能化的目的，稱作網(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，稱作本地網(wǎng)NGN改造階段。據(jù)有關(guān)專家預(yù)測，中國本地網(wǎng)絡(luò)在2008年之前以網(wǎng)絡(luò)智能化演進為主，在2008年后啟動NGN改造，在本地網(wǎng)層面PSTN將與NGN有一段長達10年的共存期。
1、本地網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進
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行了充分交流，本文不再贅述。本地網(wǎng)NGN的演進階段大體采用兩類方法，一類是網(wǎng)絡(luò)互通，一類是網(wǎng)絡(luò)改造。
■ 網(wǎng)絡(luò)互通類的演進
在相當(dāng)長的一段時期內(nèi)，保留PSTN本地網(wǎng)的完整性，基本不對PSTN進行改動。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)所有用戶的簽約信息，完成業(yè)務(wù)分發(fā)，即PSTN用戶希望享有NGN業(yè)務(wù)，匯接局可將這個呼叫上傳到NGN網(wǎng)絡(luò)，由軟交換來進行呼叫處理。
圖6為這類網(wǎng)絡(luò)演進的架構(gòu)，匯接局采用ISUP與NGN的TG相連，因此匯接局無需改造，PSTN本地網(wǎng)結(jié)構(gòu)完整地保存下來。大多數(shù)PSTN業(yè)務(wù)仍采用原來的接續(xù)方式，少量新業(yè)務(wù)分發(fā)到NGN網(wǎng)絡(luò)，由NGN網(wǎng)絡(luò)進行相關(guān)處理。我們可用一句話來概括這類演進思路，那就是“網(wǎng)絡(luò)互通，業(yè)務(wù)分發(fā)”。
圖6 本地網(wǎng)互通類的演進
■ 網(wǎng)絡(luò)改造類的演進
首先在城域網(wǎng)內(nèi)搭起NGN基本架構(gòu)，并與NGN長途網(wǎng)通過IP中繼相連，然后對PSTN本地網(wǎng)的交換局進行NGN改造，加快PSTN向NGN演進。從某種角度來看，這類方式是將PSTN當(dāng)作NGN的一個子網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)改造類演進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性和不斷變換的，初期可能會采用TDM和ISUP信令，后期則會采用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。具體來講，就是將端局改造為“軟交換＋中繼網(wǎng)關(guān)＋用戶網(wǎng)關(guān)”，由于這個端局原先的路由均為TDM中繼，因此它對外的體現(xiàn)仍是傳統(tǒng)交換機。通過少量的交換機端局改造，在PSTN端局層面形成一個小NGN，隨著陳舊交換機端局的退網(wǎng)，這個小NGN逐漸擴大。小NGN覆蓋范圍內(nèi)的用戶優(yōu)先享有NGN業(yè)務(wù)，由于此時PSTN匯接層面尚未改造，為了給NGN用戶提供廣域的NGN業(yè)務(wù)，小NGN必須通過IP中繼直接與NGN長途網(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。具體來講，就是將匯接局進行NGN構(gòu)件改造，可將匯接局直接改造為中繼網(wǎng)關(guān)，通過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(qū)別在于，SIP協(xié)議相當(dāng)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。
由于匯接局率先進行NGN改造，因此整個本地網(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(zhuǎn)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)覆蓋到整個本地網(wǎng)，成功地屏蔽了端局的差異。
這時，SHLR不但保存PSTN所有用戶的智能業(yè)務(wù)簽約信息，還保存了NGN用戶的簽約信息。
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)可從多個維度進行劃分。按照媒體類型可以分為語音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)、綜合業(yè)務(wù)等，按照用戶使用類型可以分為集團用戶業(yè)務(wù)、中小企業(yè)業(yè)務(wù)、住宅用戶業(yè)務(wù)、流動人群業(yè)務(wù)，表3為其特點和需求。
表3 NGN不同用戶類型的特點和需求
由于NGN用戶對業(yè)務(wù)的豐富性、時效性和可擴展性有較高的要求，因此業(yè)務(wù)層應(yīng)與控制層相對獨立，并重點關(guān)注開放性，可通過Parlay API進行開放。同時，NGN的業(yè)務(wù)層不僅繼承了傳統(tǒng)的語音業(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)層面包括三個方面：一是與現(xiàn)有PSTN網(wǎng)絡(luò)互通，以向NGN用戶提供傳統(tǒng)的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)；二是利用NGN應(yīng)用服務(wù)器向NGN用戶提供個性化、多媒體增值業(yè)務(wù)；三是通過開放的Parlay應(yīng)用網(wǎng)關(guān)，將業(yè)務(wù)開放給第三方業(yè)務(wù)提供商。
圖9 NGN業(yè)務(wù)層面的結(jié)構(gòu)
■ NGN本地網(wǎng)在OSS方面的考慮
下一代網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件式設(shè)備，它比PSTN設(shè)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。這兩點決定了未來網(wǎng)絡(luò)的OSS系統(tǒng)將與目前的系統(tǒng)有較大的區(qū)別，其運營支撐系統(tǒng)建議按完整的運營支撐體系進行統(tǒng)一規(guī)劃，規(guī)劃時考慮最終的系統(tǒng)構(gòu)架和業(yè)務(wù)支撐方式，同時考慮未來與OSS其它系統(tǒng)的集成方式，預(yù)留集成接口，使后續(xù)業(yè)務(wù)增加的系統(tǒng)擴展能夠在已有的系統(tǒng)上運行。
在建設(shè)模式上，集中建設(shè)的方式具有很多優(yōu)點，首先能夠節(jié)省網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期投入和后期運營支出，并可減少多集成商之間的接口協(xié)調(diào)工作，并可快速完成系統(tǒng)部署。
NGN本地網(wǎng)OSS建設(shè)需要考慮以下要求：
1） NGN網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)對網(wǎng)絡(luò)管理的要求：針對更多種類的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，進行跨域管理和安全性管理；
2） NGN業(yè)務(wù)對運營支撐系統(tǒng)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(tǒng)一的服務(wù)支撐體系、靈活的營銷支撐體系和多樣化收費結(jié)算支撐體系。
建議NGN的OSS采用以下建設(shè)思路：
3） 以NGOSS體系架構(gòu)為指導(dǎo)；
4） 采用主要系統(tǒng)以省集中的建設(shè)思路；
5） 采用專業(yè)化功能模塊為系統(tǒng)構(gòu)建方法；
6） 系統(tǒng)平滑演進，確保安全生產(chǎn)；
7） 省中心建設(shè)綜合結(jié)算系統(tǒng)，對多業(yè)務(wù)進行統(tǒng)一結(jié)算；
8） 在時機成熟時，可將各本地網(wǎng)的帳務(wù)系統(tǒng)集中到省中心；
9）將目前分散的本地網(wǎng)計費系統(tǒng)集中到省中心，在集中長途計費系統(tǒng)的基礎(chǔ)上擴充本地網(wǎng)計費，建設(shè)一個統(tǒng)一的省集中計費系統(tǒng)。
三、小結(jié)
我國的PSTN網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過幾十年的建設(shè)，已經(jīng)成為世界上最大的通信網(wǎng)，覆蓋三億用戶。因此，PSTN向NGN的演進是一個分步漸進的過程，演進應(yīng)該遵照先長途、后本地的原則。在長途網(wǎng)的演進方式中，有三階段演進方式和一步到位演進方式；在本地網(wǎng)演進中有兩大類方法，一類是網(wǎng)絡(luò)互通，一類是網(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。由于我國各運營商的電信網(wǎng)絡(luò)存在著一定的差異性，經(jīng)營思想也不盡相同，因此在選擇PSTN向NGN演進的時間和方式上，也必然存在一定的差異。但是，PSTN向NGN演進的趨勢不變，用戶對通信的高要求不變。我們衷心希望，在不久的將來，中國電信網(wǎng)不僅僅是世界上最大的通信網(wǎng)，同時也是世界上最強的通信網(wǎng)。
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