电信网络的演进与融合

    |     2015年7月12日   |   文库   |     评论已关闭   |    643

||2005-02-01


  电信网络从它诞生那一天起,就一直在不断地发展和演进,经历了从模拟到数字、从有线到无线、从固定到移动、从窄带到宽带、从电路交换到分组交换等的演进过程。到目前为止,已经拥有多个网络,比较典型的包括提供固定业务的PSTN/ISDN电路交换网、提供移动业务的GSM/CDMA电路交换网和GPRS/CDMA1X的数据网、提供数据业务和VoIP业务的IP网。这些业务网络目前都是相互独立的网络,各网络都有自己专用的设备,分别向用户提供相同或不同的业务。

网络融合的目标和过程

  就人们的愿望来说,总是希望用一个网络就能享受所有的业务,从VoIP开始IP网就朝着此方向发展,但QoS、可扩展性和安全性是目前的IP网无法回避的问题。

  NGN应具有的基本特征可概括为:基于分组传送;控制功能与承载能力、呼叫/会话、应用/业务分离;业务提供与网络分离并提供开放接口;支持广泛的业务,包括实时/流/非实时和多媒体业务;具有端到端透明传递的宽带能力;与现有传统网络互通;具有通用移动性;提供用户自由选择业务提供商的能力。此外还应有安全性、可管理性(包括QoS的保证)与可控制性。一个具有这些特征的网络毫无疑问是一个融合的网络,问题是如何实现以及是否经济合理。一种设计思想是集电信网和Internet优点于一身构造一个多业务综合网,世界上众多的电信公司和研究机构正为此而努力,而且从技术上也可以实现,例如固定网和移动网的融合,未来的固定网和移动网的承载网都是基于分组网的;而固定网和移动网的控制层面都可能是基于IMS的控制架构;业务层面也可以采用统一的业务平台实现不同网络的业务。但在实际融合过程中,不同的业务网有许多自身的要求和特征,此外管理体制的限制使得融合并非易事。

  另一种设计思路是将多个业务网综合为全业务网,在多个网上业务实现汇聚,实现一个号码、一条物理线的综合接入,使用户感觉仍是一个多业务的综合网。3G以公共的接入手段同时连到电路交换子系统(CS)、分组交换子系统(PS)和IP多媒体子系统(IMS),按需提供移动多业务能力的方式就是一例。甚至有人明确提出固定业务与移动业务在很多方面(例如营业许可、竞争环境、适用法规、编号方式、资费标准)不同,不要试图为固定与移动业务的综合产生一个单一的NGN,而且反映用户要求的业务差异化越来越明显,网络能力客户化的呼声渐起,不同的网络各具所长,当用一个网来综合时一些特点可能难以体现,由此看出用几个网联合实现NGN的方式也有可取之处,至少在NGN的初期总要面对与多个现有网互通的现实,而且在NGN的初期其主要盈利的业务仍然是话音,原有的PSTN是非常适合承担这一任务的,具有PSTN的运营商将首先选择在NGN中通过VoIP的MG或软交换设备利用PSTN支持话音业务的方式。

  从NGN的技术和标准上,NGN确实可以实现固定网、移动网、互联网的业务综合,这包括网络的承载层、控制层、业务层、网络支撑系统的综合,但是对上述网络综合的一些担心,而且网络的综合和业务的综合也要根据运营商的实际情况制订网络长远的发展计划,目前可能实现的方案是,电信业务网的多个业务网采用同一个物理分组承载网,对运营商而言,承载网的投资是网络建设最大的一部分,因此综合的承载网确实可以节省运营商的投资和运维成本,承载层以上的网络还要具体问题具体分析,但是多业务综合网永远是运营商追求的目标。

软交换和IMS-based NGN

  如前所述,网络融合的关键是业务的分组化、宽带化、移动化和个性化,业务的移动化、个性化等要求能够在控制层面和业务层面将固定和移动业务进行融合。3GPP和3GPP2适时提出了IMS的体系架构,由于其充分考虑了移动性和面向SIP应用的多媒体业务,因此ETSI和ITU-T都将其作为NGN的研究基础,即IMS-Based NGN,但由于IMS在最初的研究过程中没有考虑固定接入的一些相关问题,因此还要不断进行完善,从而实现固定和移动业务的融合。

  IMS和IMS-Based NGN是两个不同的概念,虽然3GPP也在努力独立于接入方式,但是目前来讲还是TISPAN和ITU-T更加致力于网络的融合,考虑所有的接入方式。同时IMS只能够提供话音业务和多媒体业务,而IMS-Based NGN的目标是能够提供所有的业务,包括话音业务、多媒体业务、流媒体业务和其他业务。IMS-based NGN目前已经被公认为一种比较好的控制层面融合的目标体系。由于目前还没有商用的产品出现,同时在实际的应用和与现有的网络进行互通等问题还没有进行深入研究,因此IMS-BasedNGN还需要至少两年的时间才能够商用。

  在我国各个运营商都已经对软交换技术进行了试验并在部分地区进行了商用,包括在汇接层面的应用和端局的应用。目前大家都很关心软交换体系与IMS-Based NGN体系之间的关系,因为这涉及各个运营商的整个演进策略和投资的有效性。

  软交换网络体系架构是现有的PSTN网络和2G网络向NGN/3G演进的一个阶段性体系架构,目标网络体系架构是NGN。

  IMS-BasedNGN体系中的签约位置功能(SLF)、归属用户服务器(HSS)、用户业务清单功能的主要目的是把用户的业务数据、业务属性、位置集中在高层的业务平面,而软交换体系架构中虽然也有类似的功能,但在软交换网中这些功能还是由软交换设备完成的,软交换网在向NGN的发展过程中,可以根据网络的发展需要,适时把这些功能从软交换中取出,作为网络的物理实体,目前这个阶段,由于软交换和这些逻辑实体之间的接口协议并没有标准化,所以把这部分功能从软交换实体中分离出来还不成熟;而AAA、DNS和ENUM服务器、网络单元数据服务器、智能网业务控制点的功能独立于现有的软交换网,因此根据网络的业务需求,可以在软交换中设置,只要软交换网中相应的网络设备增加与这些实体的接口即可。

  IMS-BasedNGN的控制系统包括S-CSCF和AGCF,S-CSCF主要控制IMS用户,AGCF控制PSTN仿真用户。目前的软交换也有相应的功能,软交换可以控制基于H.248和MGCPIAD、接入网关的双绞线用户,对应NGN中的AGCF的功能,软交换也可以控制基于SIP的多媒体用户,对应IMS-BasedNGN中的S-CSCF的功能,区别只是IMS-BasedNGN的控制系统只处理用户的呼叫,并不处理用户的业务,用户的业务由数据和应用系统提供,而软交换不仅要处理呼叫还要负责提供用户的业务,因此软交换从功能上是有相应的模块对应IMS-BasedNGN控制系统的功能模块的。

  软交换网可以包含IMS-BasedNGN体系中的S-CSCF、P-CSCF、I-CSCF、AGCF、MGCF、BGCF、HSS、SLF、SSF、MTGCF,其中S-CSCF、P-CSCF、I-CSCF是IMS体系中的控制功能实体,用于对多媒体用户的控制;而AGCF是对窄带接入用户的控制,用于控制PSTN仿真用户。

  总体上,软交换网的功能划分和IMS-BasedNGN的逻辑功能都有相应的功能对应,软交换可以看作基于IMS-BasedNGN架构的NGN的一种具体表现,软交换网络架构更加注重物理的实现,而IMS-BasedNGN更加注重功能实体,不关心物理实体的实现。在NGN中,将软交换所包括的功能进一步分解为若干个功能实体,但实现上可以在同一个物理实体中,因此,以软交换为基础的NGN是IMS-BasedNGN的一个实例,符合NGN架构。目前的软交换网络很好地解决了语音业务的提供和PSTN向NGN的演进问题,但随着多媒体业务比例的增大和对网络可靠性、服务质量要求的提高,有些功能块要从软交换网中分离出来。

中国信息产业网(www.cnii.com.cn)

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