PSTN向NGN的演進探討
加入技術交流群
1、長途網演進的必要性
在中國各運營商電話網演進的過程中，長途網的演進十分必要。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，那么基于流媒體的下一代業務很難開展，如視頻、多媒體業務，目前基于電路交換的長途網的容量不足以支持日益增長的長途通信流量。
我國通信行業的發展速度舉世矚目，從1990年起，固定電話用戶數年均增長36%。從長途業務量的發展來看，長途電話通話時長連續多年保持兩位數增長。據信息產業部統計，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電話對傳統長途電話的分流將繼續加強。
下一代長途網在CAPEX、OPEX方面具有電路交換設備所無法比擬的優越性，尤其針對中國電信已經使用超過10年的長途交換機而言。對于CAPEX，從整網造價來看，NGN具有更大優勢，如中國衛通采用NGN建設全國VoIP長途，總造價遠低于PSTN方式。對于OPEX，它是多年來對整體網絡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設備的硬件平臺具有高集成度、低功耗優勢，另一方面NGN長途網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長途網后，整個NGN網絡的運維人員只有9名。
固定長途網的演進在PSTN的演進中將起到重要作用，由于長途網的交換節點數目相對較少、業務相對簡單，因此固定長途網可能會率先實現NGN的演進，而PSTN長途網的全面演進又會極大地推動本地網的演進進程。
2、長途網網絡構架的演進
長途網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
長途網的演進是一個分階段的漸進過程，隨著PSTN向NGN演進，長途網的網絡結構將發生變化，具體可按照發展的時間歷程分為三個階段。
第一階段：長途網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，如圖1所示；
圖1 長途網分階段演進的第一階段
第二階段：長途網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，如圖2所示；
圖2 長途網分階段演進的第二階段
第三階段：長途網全面IP化，DC1、DC2的概念消失，長途網通信扁平化，DC1、DC2將由中繼網關、信令網關和軟交換替代，如圖3所示。
圖3 長途網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，其覆蓋范圍與PSTN的DC2相似，本地網匯接局分別與NGN的TG、PSTN長途網的DC2相連。經過一段時間的應用后，逐步將匯接局的中繼割接到TG，PSTN的DC1和DC2退網。
圖4 長途網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長途網在業務提供、OSS方面的考慮
■ NGN長途網在業務提供方面的考慮
未來的長途網在業務開展方面主要包括三個方面的需求，一是必須能夠提供PSTN長途網已經開展的業務，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業務；三是能夠開展新型運營類業務，如話務批發業務。
另外，NGN長途網應該是一個開放的長途網，它可通過標準接口與功能服務器、應用服務器、策略服務器和窄帶智能網等相連，如圖5所示。
圖5 長途網的開放結構
■ NGN長途網在OSS方面的考慮
為了適應未來業務的發展和網絡架構，下一代長途網的運營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“以業務開展為中心”的思想，其次還應體現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NGOSS具有以下特點：
1） 全面管理網絡上運行的服務，而不僅局限于話音業務；
2） 實時監控、管理NGN長途網的各種標準構件；
3） 具有面向未來業務的靈活計費功能；
4） 具有多維度業務流量統計、分析功能，以及智能控制、調配功能；
5） 支持代理/聯合運營體系，如話務量批發等業務；
6） 可非常靈敏地增加或開通新服務，理想狀態是實時開通；
7） 可對客戶SLA進行衡量；
8） 可實時、準確地進行記帳和計費。
除此之外，NGOSS系統還應具有很好的開放性和兼容性，可方便、快捷地對各廠商、產品進行整合，降低整個系統的造價。
二、本地網的演進建議
本地網是電信運營的基礎網絡，也是運營商投資最大、設備最多的網絡，它的演進必然是一個分階段的長期過程。
總體來講，本地網的演進分為兩個階段。第一階段為本地網通過對自身結構的調整，達到網絡智能化的目的，稱作網絡智能化階段；第二階段為本地網NGN化，達到提供豐富視頻和多媒體業務的目的，稱作本地網NGN改造階段。據有關專家預測，中國本地網絡在2008年之前以網絡智能化演進為主，在2008年后啟動NGN改造，在本地網層面PSTN將與NGN有一段長達10年的共存期。
1、本地網的網絡架構演進
針對第一階段，即網絡智能化階段，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NGN的演進階段大體采用兩類方法，一類是網絡互通，一類是網絡改造。
■ 網絡互通類的演進
在相當長的一段時期內，保留PSTN本地網的完整性，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保存本地網所有用戶的簽約信息，完成業務分發，即PSTN用戶希望享有NGN業務，匯接局可將這個呼叫上傳到NGN網絡，由軟交換來進行呼叫處理。
圖6為這類網絡演進的架構，匯接局采用ISUP與NGN的TG相連，因此匯接局無需改造，PSTN本地網結構完整地保存下來。大多數PSTN業務仍采用原來的接續方式，少量新業務分發到NGN網絡，由NGN網絡進行相關處理。我們可用一句話來概括這類演進思路，那就是“網絡互通，業務分發”。
圖6 本地網互通類的演進
■ 網絡改造類的演進
首先在城域網內搭起NGN基本架構，并與NGN長途網通過IP中繼相連，然后對PSTN本地網的交換局進行NGN改造，加快PSTN向NGN演進。從某種角度來看，這類方式是將PSTN當作NGN的一個子網。網絡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的NGN改造。具體來講，就是將端局改造為“軟交換＋中繼網關＋用戶網關”，由于這個端局原先的路由均為TDM中繼，因此它對外的體現仍是傳統交換機。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，這個小NGN逐漸擴大。小NGN覆蓋范圍內的用戶優先享有NGN業務，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業務，小NGN必須通過IP中繼直接與NGN長途網相連。
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的NGN改造。具體來講，就是將匯接局進行NGN構件改造，可將匯接局直接改造為中繼網關，通過H.248協議與軟交換相連；或者改造匯接局支持SIP協議與NGN軟交換相連。SIP和H.248的區別在于，SIP協議相當于匯接局與軟交換為對等關系；H.248協議則是將匯接局改造為中繼網關，受軟交換控制。
由于匯接局率先進行NGN改造，因此整個本地網在改造后就自然地融入NGN。網絡智能化后，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業務覆蓋到整個本地網，成功地屏蔽了端局的差異。
這時，SHLR不但保存PSTN所有用戶的智能業務簽約信息，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本地網在業務、OSS方面的考慮
■ NGN本地網在業務方面的考慮
NGN本地網在業務提供能力方面遠遠勝于PSTN，NGN業務可從多個維度進行劃分。按照媒體類型可以分為語音業務、數據業務、視頻業務、綜合業務等，按照用戶使用類型可以分為集團用戶業務、中小企業業務、住宅用戶業務、流動人群業務，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用戶對業務的豐富性、時效性和可擴展性有較高的要求，因此業務層應與控制層相對獨立，并重點關注開放性，可通過Parlay API進行開放。同時，NGN的業務層不僅繼承了傳統的語音業務，更重要的是它支持多視頻/消息等多媒體業務。
如圖9所示，NGN的業務層面包括三個方面：一是與現有PSTN網絡互通，以向NGN用戶提供傳統的智能網業務；二是利用NGN應用服務器向NGN用戶提供個性化、多媒體增值業務；三是通過開放的Parlay應用網關，將業務開放給第三方業務提供商。
圖9 NGN業務層面的結構
■ NGN本地網在OSS方面的考慮
下一代網絡設備是標準構件式設備，它比PSTN設備更加分散，下一代網絡的業務基于IP綜合性多業務，比PSTN業務更加豐富。這兩點決定了未來網絡的OSS系統將與目前的系統有較大的區別，其運營支撐系統建議按完整的運營支撐體系進行統一規劃，規劃時考慮最終的系統構架和業務支撐方式，同時考慮未來與OSS其它系統的集成方式，預留集成接口，使后續業務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點，首先能夠節省網絡建設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調工作，并可快速完成系統部署。
NGN本地網OSS建設需要考慮以下要求：
1） NGN網絡的建設對網絡管理的要求：針對更多種類的網絡設備，進行跨域管理和安全性管理；
2） NGN業務對運營支撐系統的要求：包括視頻、多媒體和IP Centrex等多種業務，具有融合統一的服務支撐體系、靈活的營銷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） 采用專業化功能模塊為系統構建方法；
6） 系統平滑演進，確保安全生產；
7） 省中心建設綜合結算系統，對多業務進行統一結算；
8） 在時機成熟時，可將各本地網的帳務系統集中到省中心；
9）將目前分散的本地網計費系統集中到省中心，在集中長途計費系統的基礎上擴充本地網計費，建設一個統一的省集中計費系統。
三、小結
我國的PSTN網絡經過幾十年的建設，已經成為世界上最大的通信網，覆蓋三億用戶。因此，PSTN向NGN的演進是一個分步漸進的過程，演進應該遵照先長途、后本地的原則。在長途網的演進方式中，有三階段演進方式和一步到位演進方式；在本地網演進中有兩大類方法，一類是網絡互通，一類是網絡改造。在網絡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絡存在著一定的差異性，經營思想也不盡相同，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，中國電信網不僅僅是世界上最大的通信網，同時也是世界上最強的通信網。
評論