2.1 NGN的體系架構

　　關于NGN的體系架構，目前討論最多的是網絡融合架構。歐洲TISPAN計劃將NGN架構描述為4個網絡子系統，即IP多媒體子系統(IMS)、PSTN與ISDN仿真子系統、基于RSTP的流媒體子系統和其他多媒體子系統。其中，IP多媒體子系統為NGN接入網和終端提供基于會話啟動協議(SIP)的業務，包括多媒體會話業務、集群信息定購等；PSTN/ISDN仿真子系統從與IP網絡通過網關相連的傳統終端的角度模擬PSTN/ISDN網絡，可保證PSTN/ISDN網絡業務的可用性和同一性，使得用戶感覺不到他們并未與PSTN/ISDN網絡直接相連。PSTN/ISDN仿真子系統與IMS在邏輯上是分離的，其技術上的不同點在于前者是基于H.248和SIP-I協議的，而后者是基于純SIP的。

　　值得注意的是，兩者只是在概念上分離，不同子系統的功能實體可能在同一物理節點上實現。

　　ITU FGNGN在TISPAN描述的NGN架構上進行了相應的修正，并在2004年12月會議上繼續補充了網絡附屬子系統(NASS)和資源和準入控制子系統(RACS)功能。NASS提供IP地址分配(如利用動態主機配置協議)、IP層認證、基于用戶輪廓的網絡接入鑒權、基于用戶輪廓的接入網絡配置、IP層位置管理等功能；而RACS提供準入控制和網關控制功能，準入控制即依據用戶輪廓、運營者策略和資源可用性進行準入決定，網關控制則包括網絡地址和端口轉換、DSCP標記等。

　　2.2 網絡演進

　　目前，NGN的網絡演進引起了廣泛的關注，即固網演進是否適于采用IMS的架構？IMS是3GPP在Release5版本上提出的可支持IP多媒體業務的子系統，它的核心特點是采用了SIP協議和與接入的無關性。

　　目前IMS支持2G和3G的移動接入方式，還不能支持固定接入方式。在網絡融合的發展趨勢下，3GPP、ETSI和ITU-T都在研究基于IMS的網絡融合方案，希望能使IMS成為基于SIP會話的通用平臺，同時支持固定和移動的多種接入方式，以實現固網和移動網的融合。

　　以歐洲ETSI為代表的TISPAN計劃提出，基于IMS的體系架構是NGN的主體架構，認為IMS代表了NGN網絡發展的方向。IMS系統采用SIP協議進行端到端的呼叫控制，這就為IMS同時支持固定和移動接入提供了技術基礎，也使得網絡融合成為可能。但是由于基于IMS的網絡融合研究剛剛開始，技術上還不夠成熟穩定，其標準化工作也相應地成為了目前研究的重點。雖然ITU、3GPP、TISPAN都已經確定了將IMS作為NGN的基礎框架，但很多網元和接口的功能還需要進行增強或修改；此外，目前標準組織的活動還處于功能需求的研究階段，實現這些功能的流程、消息及參數還需要具體的規范定義。從產品的開發上看，雖然國內外主流廠商都在進行IMS產品的開發，但受到標準進程的限制，目前的產品僅能支持IMS的某些應用，并非完整意義上的IMS網絡產品，不能夠滿足運營商大規模建網的需求。對于運營商而言，基于IMS的網絡融合方案可以使其基于統一的核心網絡為固定和移動用戶提供相同的業務，相對固網和移動網的核心網并存的網絡架構，不僅可以減少網絡結構的復雜度，也應該可以降低網絡的運維成本，但是同時也對網絡的運營和管理提出了挑戰，運營商需要針對網絡融合的新架構研究相應的管理對策。

　　IMS將來如何提供統一的業務平臺，標準乃至商品的成熟性等問題仍有待進一步的探討和解決。同時支持固定和移動的多種接入方式，實現固網和移動網的融合。但目前，相當多的運營商面臨的問題是如何將傳統的基于電路的PSTN網絡演進到基于分組技術的NGN網絡中。盡管IMS可能成為NGN的重要組成部分，但是這種模式并不能很迅速地進行商業化的部署，特別是由于移動網絡和固定網絡的差異，對IMS的推廣造成了一些不確定的影響，因為IMS是為移動網絡設計的。

　　在2004年12月ITU NGN會議上，大會同意啟動基于呼叫服務器(軟交換)網絡演進的標準化研究。ITU FGNGN也在2004年6月啟動了PSTN演進的研究，提出了基于呼叫服務器的PSTN演進方案和示例。呼叫服務器將主要完成電路交換網的演進歷程，而IMS將主要完成多媒體業務的功能，隨著IMS的成熟性的增加，兩者的應用將長期共存。

　　3 軟交換技術

　　軟交換技術是近年發展起來的一種新的呼叫控制技術，具有開放的體系架構、基于分組傳輸、能夠提供多種接入方式等特點，可以提供語音、多媒體等多種實時業務，已經逐漸成為電路交換向分組交換演進的主流技術。

　　從技術發展趨勢來看，電路交換將向以分組技術為基礎的軟交換演進，但在相當長的時間內電話交換網仍將與軟交換網絡共存。

　　實踐證明，軟交換技術已趨于成熟，達到了組建商用網絡的技術條件要求。采用軟交換技術實現電路交換向分組交換演進是電話網發展的重要技術舉措。

　　軟交換系統由多種設備組成，主要包括軟交換設備、中繼網關、信令網關、接入網關、媒體服務器、應用服務器等網絡側設備以及綜合接入設備(IAD)、SIP終端等終端側設備。主流廠家的軟交換系統在國內外已有商用實例，主要應用集中在利用軟交換提供長途匯接和本地用戶接入業務，以及為企業用戶提供綜合通信解決方案。

　　軟交換技術從1997年開始發展，正在逐步從試驗階段走向商用階段，并在國內外得到應用。總體上看，美國的運營商要領先于歐洲，新興運營商要積極于傳統運營商。目前，美國的Verizon、Sprint公司、加拿大的BELL CANADA公司、英國的BT等公司已經開始引入軟交換系統并開展業務。國內運營商也陸續開始利用軟交換系統提供業務。隨著競爭的日益激烈和多樣化、個性化業務需求的不斷增加，軟交換技術已經成為運營商實現綜合業務經營，向不同業務領域滲透的重要技術手段。
　　中國通信標準化協會網絡與交換技術委員會從2001年起開始制訂軟交換系統的相關規范及標準，主要包括設備規范、協議規范、接口規范和業務相關規范等，現共完成相關規范59個。

中國電信在集團公司的統一部署下，從2001年開始進行軟交換技術的跟蹤。2002年，中國電信選用西門子、中興通訊、阿爾卡特、愛立信、北電、華為6廠家的軟交換系統，分別在廣州、深圳、上海、杭州4個城市建設實驗網絡，對軟交換系統的功能、性能和協議等能力進行了全面測試，并驗證了應用編程接口(API)業務開發能力；2003年，業務試驗繼續在廣東、上海和浙江進行，進一步驗證軟交換系統提供業務的能力；2004年，深圳、肇慶開展試商用，在業務、運維和營銷等各方面全面驗證軟交換網絡規模商用的能力。試驗證明，軟交換體系在技術上已經基本成熟，其中，窄帶軟交換產品已經成熟，寬帶軟交換產品基本成熟。

　　軟交換業務的提供方式有3種：由軟交換設備提供PSTN基本業務及補充業務；采用SIP應用服務器或者Parlay應用服務器來提供運營商自營的新型業務；利用Parlay應用服務器通過第三方提供業務。其中最后一種方式仍處于探索階段，應進一步深入研究和實踐。

　　對于在話音網絡引入軟交換技術，應認真研究引入的策略、組網架構方式和不同廠家業務平臺的互通模式。

　　4 國外運營商網絡演進策略

　　網絡演進是一個長期的過程，根據FORRESTER公司的報告，歐洲運營商網絡演進需要15年的時間。Verizon下一代網絡的主要策略是采用多協議標記交換(MPLS)技術，使IP網具備服務質量保證和業務融合的能力，并采用軟交換實現長途分流和本地網電路交換機的替換。在網絡演進的過程中，有兩類話音業務，一類是沒有管理能力的VOIP業務，即PSTN的話音終端通過網關與IP網絡的PC或其他語音終端互通；另一類是具有管理能力的軟交換提供的話音業務，并將逐漸實現對傳統交換機的替換。英國電信在2005年開始PSTN的演進工作，在網絡的邊緣層面開始進行多業務接入設備(MSAN)的引入和實施。多業務接入設備具有支持多業務接入的能力，能夠支持窄代話音和數據業務，具有支持寬帶傳輸和數據接入的能力。在電路交換層面，英國電信從現場試驗入手，并于2005年開始進行電路交換的替代工作，計劃將在2007年采用軟交換實現50%的本地電路交換機替換。同時，英國電信認為，基于呼叫服務器的軟交換設備主要用以解決電路交換機的替代，以提供話音業務為主；而基于SIP的IMS將提供寬帶多媒體業務，IMS與軟交換將在相當長的時間里共存。所以，英國電信還應積極做好基于SIP的IMS的引入工作。

　　德國電信執行副總裁Paul Reynolds明確認為，話音網絡演進的思路是采用軟交換替代和新建重疊軟交換網并舉的策略，應強調交換機替代的經濟可行因素。其演進策略分為3個步驟：第一步，PSTN經過網關與IP網絡互通，完成PSTN終端與IP網中PC的呼叫；第二步，引入軟交換，建立相應的管理平臺，完成PSTN終端與IP網絡中通過DSL接入的SIP終端的呼叫；第三步，引入接入網關，使PSTN終端、軟交換控制的接入網關連接的各種終端以及IP網絡中的各種終端都具有通信能力。
　　德國電信在網絡演進中強調建立綜合的業務平臺，并逐步增加業務能力，目前該平臺具有話音、統一消息、呼叫中心、IP Centrex、會議呼叫等業務能力。

　　法國電信準備從2007年開始PSTN向IP語音(VOIP)的演進，演進方式主要包括兩種：第一種是引入一種稱為VOICE DSLAM的設備，該設備在傳統DSLAM基礎上集成VOIP網關功能，其VOIP網關接受呼叫服務器(軟交換)的控制，從而實現POTS語音接入到VOIP語音的轉換；第二種是通過呼叫服務器(軟交換)控制位于用戶側的RGW設備(下行提供Z接口接普通電話，上行以太口接ADSL MODEM)或IP電話設備，從而在用戶側即實現VOIP語音的接入。

　　在未來NGN的總體架構上，法國電信傾向于基于IMS的網絡結構。他們期望采用一種統一功能和業務融合的核心控制架構，并正在積極推進TISPAN的標準化進程，使得IMS的概念及早在網絡中實現。

　　5 結束語

　　NGN的全球標準化工作在總體框架和基本概念上初步取得了成果，但在具體網絡和業務要求方面由于各地區的情況不同，目前很難達成一致的看法和要求，所以在實施方面進展較為緩慢，還需要大家共同努力來推進。運營商在面對網絡演進時需要采用平滑過渡的手段，所以對新的網絡設備提出了新的要求。對于核心網絡，運營商希望能夠支持多種流量、多種業務、具有豐富的協議、大容量和高性能；對于邊緣網絡，運營商要求具有豐富的接口能力；對于業務，運營商希望提供靈活有效的業務平臺和用戶可接受的新型終端設備；對于網絡管理和維護，運營商則需要智能化的管理體系。這些無論對標準化工作還是設備供應商都提出了新的要求。而且由于各種業務都在IP承載平面融合，對網絡端到端的服務質量策略、安全性要求和VPN的能力擴展等都提出了新的要求。在標準化方面，還須加強軟交換與IMS的體系架構、網絡和業務互通、業務平臺接口和終端接口的研究工作。

　　作者簡介：

　　趙慧玲，中國電信集團北京研究院副院長，教授級高工，北京郵電大學客座教授、博士生導師，主要從事于寬帶網絡技術和下一代網絡的技術研究以及通信網絡發展戰略研究，主持了中國網絡標準的研究和制訂工作。（編輯：小宇）