PSTN向NGN的演進(jìn)探討
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1、長(zhǎng)途網(wǎng)演進(jìn)的必要性
在中國(guó)各運(yùn)營(yíng)商電話網(wǎng)演進(jìn)的過程中，長(zhǎng)途網(wǎng)的演進(jìn)十分必要。如果沒有一個(gè)全國(guó)性的以軟交換為核心、基于IP的下一代長(zhǎng)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(zhǎng)途網(wǎng)的容量不足以支持日益增長(zhǎng)的長(zhǎng)途通信流量。
我國(guó)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(zhǎng)36%。從長(zhǎng)途業(yè)務(wù)量的發(fā)展來(lái)看，長(zhǎng)途電話通話時(shí)長(zhǎng)連續(xù)多年保持兩位數(shù)增長(zhǎng)。據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部統(tǒng)計(jì)，在2004年5月，我國(guó)長(zhǎng)途電話通話時(shí)長(zhǎng)較2003年同期增長(zhǎng)25.3%，達(dá)到2865507.6萬(wàn)分鐘，長(zhǎng)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(zhǎng)途電話所占的比重由39.0%、30.1%下降到29.1%，IP電話對(duì)傳統(tǒng)長(zhǎng)途電話的分流將繼續(xù)加強(qiáng)。
下一代長(zhǎng)途網(wǎng)在CAPEX、OPEX方面具有電路交換設(shè)備所無(wú)法比擬的優(yōu)越性，尤其針對(duì)中國(guó)電信已經(jīng)使用超過10年的長(zhǎng)途交換機(jī)而言。對(duì)于CAPEX，從整網(wǎng)造價(jià)來(lái)看，NGN具有更大優(yōu)勢(shì)，如中國(guó)衛(wèi)通采用NGN建設(shè)全國(guó)VoIP長(zhǎng)途，總造價(jià)遠(yuǎn)低于PSTN方式。對(duì)于OPEX，它是多年來(lái)對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行維護(hù)管理的總體開銷，其成本相對(duì)具有隱蔽性，一方面NGN設(shè)備的硬件平臺(tái)具有高集成度、低功耗優(yōu)勢(shì)，另一方面NGN長(zhǎng)途網(wǎng)的運(yùn)維需要更少的人力投入。例如，中國(guó)衛(wèi)通采用NGN建設(shè)全國(guó)VoIP長(zhǎng)途網(wǎng)后，整個(gè)NGN網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維人員只有9名。
固定長(zhǎng)途網(wǎng)的演進(jìn)在PSTN的演進(jìn)中將起到重要作用，由于長(zhǎng)途網(wǎng)的交換節(jié)點(diǎn)數(shù)目相對(duì)較少、業(yè)務(wù)相對(duì)簡(jiǎn)單，因此固定長(zhǎng)途網(wǎng)可能會(huì)率先實(shí)現(xiàn)NGN的演進(jìn)，而PSTN長(zhǎng)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(zhǎng)途網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的演進(jìn)
長(zhǎng)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(zhǎng)途網(wǎng)的演進(jìn)是一個(gè)分階段的漸進(jìn)過程，隨著PSTN向NGN演進(jìn)，長(zhǎng)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(shí)間歷程分為三個(gè)階段。
第一階段：長(zhǎng)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(zhǎng)途網(wǎng)分階段演進(jìn)的第一階段
第二階段：長(zhǎng)途網(wǎng)DC1全面IP化，用NGN全面承建長(zhǎng)途DC1，DC1與DC2仍采用E1/STM-1互聯(lián)，如圖2所示；
圖2 長(zhǎng)途網(wǎng)分階段演進(jìn)的第二階段
第三階段：長(zhǎng)途網(wǎng)全面IP化，DC1、DC2的概念消失，長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)途網(wǎng)的DC2相連。經(jīng)過一段時(shí)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(zhǎng)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(yùn)營(yíng)商可根據(jù)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(zhǎng)途網(wǎng)在業(yè)務(wù)提供、OSS方面的考慮
■ NGN長(zhǎng)途網(wǎng)在業(yè)務(wù)提供方面的考慮
未來(lái)的長(zhǎng)途網(wǎng)在業(yè)務(wù)開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(zhǎng)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(duì)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(yùn)營(yíng)類業(yè)務(wù)，如話務(wù)批發(fā)業(yè)務(wù)。
另外，NGN長(zhǎng)途網(wǎng)應(yīng)該是一個(gè)開放的長(zhǎng)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(zhǎng)途網(wǎng)的開放結(jié)構(gòu)
■ NGN長(zhǎng)途網(wǎng)在OSS方面的考慮
為了適應(yīng)未來(lái)業(yè)務(wù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，下一代長(zhǎng)途網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)與目前的系統(tǒng)存在較大的差別。相對(duì)于傳統(tǒng)的OSS系統(tǒng)，新一代OSS系統(tǒng)在設(shè)計(jì)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(jià)值鏈的合作理念。
與目前的OSS不同，下一代長(zhǎng)途網(wǎng)NGOSS具有以下特點(diǎn)：
1） 全面管理網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的服務(wù)，而不僅局限于話音業(yè)務(wù)；
2） 實(shí)時(shí)監(jiān)控、管理NGN長(zhǎng)途網(wǎng)的各種標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件；
3） 具有面向未來(lái)業(yè)務(wù)的靈活計(jì)費(fèi)功能；
4） 具有多維度業(yè)務(wù)流量統(tǒng)計(jì)、分析功能，以及智能控制、調(diào)配功能；
5） 支持代理/聯(lián)合運(yùn)營(yíng)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(shí)時(shí)開通；
7） 可對(duì)客戶SLA進(jìn)行衡量；
8） 可實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地進(jìn)行記帳和計(jì)費(fèi)。
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(duì)各廠商、產(chǎn)品進(jìn)行整合，降低整個(gè)系統(tǒng)的造價(jià)。
二、本地網(wǎng)的演進(jìn)建議
本地網(wǎng)是電信運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，也是運(yùn)營(yíng)商投資最大、設(shè)備最多的網(wǎng)絡(luò)，它的演進(jìn)必然是一個(gè)分階段的長(zhǎng)期過程。
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)通過對(duì)自身結(jié)構(gòu)的調(diào)整，達(dá)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(dá)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(cè)，中國(guó)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(zhǎng)達(dá)10年的共存期。
1、本地網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)
針對(duì)第一階段，即網(wǎng)絡(luò)智能化階段，華為公司與中國(guó)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(jìn)
在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)，保留PSTN本地網(wǎng)的完整性，基本不對(duì)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(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為這類網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的架構(gòu)，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(jié)構(gòu)完整地保存下來(lái)。大多數(shù)PSTN業(yè)務(wù)仍采用原來(lái)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(jìn)行相關(guān)處理。我們可用一句話來(lái)概括這類演進(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)互通類的演進(jìn)
■ 網(wǎng)絡(luò)改造類的演進(jìn)
首先在城域網(wǎng)內(nèi)搭起NGN基本架構(gòu)，并與NGN長(zhǎng)途網(wǎng)通過IP中繼相連，然后對(duì)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，這類方式是將PSTN當(dāng)作NGN的一個(gè)子網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)改造類演進(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)＋用戶網(wǎng)關(guān)”，由于這個(gè)端局原先的路由均為TDM中繼，因此它對(duì)外的體現(xiàn)仍是傳統(tǒng)交換機(jī)。通過少量的交換機(jī)端局改造，在PSTN端局層面形成一個(gè)小NGN，隨著陳舊交換機(jī)端局的退網(wǎng)，這個(gè)小NGN逐漸擴(kuò)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(shí)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(zhǎng)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(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(duì)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(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(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(yuǎn)遠(yuǎn)勝于PSTN，NGN業(yè)務(wù)可從多個(gè)維度進(jìn)行劃分。按照媒體類型可以分為語(yǔ)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(tuán)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(dòng)人群業(yè)務(wù)，表3為其特點(diǎn)和需求。
表3 NGN不同用戶類型的特點(diǎn)和需求
由于NGN用戶對(duì)業(yè)務(wù)的豐富性、時(shí)效性和可擴(kuò)展性有較高的要求，因此業(yè)務(wù)層應(yīng)與控制層相對(duì)獨(dú)立，并重點(diǎn)關(guān)注開放性，可通過Parlay API進(jìn)行開放。同時(shí)，NGN的業(yè)務(wù)層不僅繼承了傳統(tǒng)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(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(gè)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(diǎn)決定了未來(lái)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(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)建議按完整的運(yùn)營(yíng)支撐體系進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，規(guī)劃時(shí)考慮最終的系統(tǒng)構(gòu)架和業(yè)務(wù)支撐方式，同時(shí)考慮未來(lái)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(kuò)展能夠在已有的系統(tǒng)上運(yùn)行。
在建設(shè)模式上，集中建設(shè)的方式具有很多優(yōu)點(diǎn)，首先能夠節(jié)省網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期投入和后期運(yùn)營(yíng)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(duì)網(wǎng)絡(luò)管理的要求：針對(duì)更多種類的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，進(jìn)行跨域管理和安全性管理；
2） NGN業(yè)務(wù)對(duì)運(yùn)營(yíng)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(yíng)銷支撐體系和多樣化收費(fèi)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(jìn)，確保安全生產(chǎn)；
7） 省中心建設(shè)綜合結(jié)算系統(tǒng)，對(duì)多業(yè)務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一結(jié)算；
8） 在時(shí)機(jī)成熟時(shí)，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(jì)費(fèi)系統(tǒng)集中到省中心，在集中長(zhǎng)途計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上擴(kuò)充本地網(wǎng)計(jì)費(fèi)，建設(shè)一個(gè)統(tǒng)一的省集中計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。
三、小結(jié)
我國(guó)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(jìn)是一個(gè)分步漸進(jìn)的過程，演進(jìn)應(yīng)該遵照先長(zhǎng)途、后本地的原則。在長(zhǎng)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(guó)各運(yùn)營(yíng)商的電信網(wǎng)絡(luò)存在著一定的差異性，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(shì)不變，用戶對(duì)通信的高要求不變。我們衷心希望，在不久的將來(lái)，中國(guó)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(qiáng)的通信網(wǎng)。
評(píng)論