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基于NGN組網(wǎng)實(shí)踐的思考

劉陽 杜之亭 2007/02/25

　　摘要：對在利用NGN組網(wǎng)實(shí)踐中遇到的若干問題進(jìn)行了討論，介紹了中國聯(lián)通采用CCM+SACP框架的實(shí)際組網(wǎng)方案。

1、前言

　　NGN是當(dāng)前電信業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，其原理是利用IP包承載電信業(yè)務(wù)，各類業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后進(jìn)行靈活的計(jì)算機(jī)軟件處理和IP網(wǎng)傳輸。它以IP承載和包交換為基礎(chǔ)，具有控制與承載分離、開放的業(yè)務(wù)接口、支持用戶漫游等特點(diǎn)。

　　我們認(rèn)為，軟交換僅是業(yè)務(wù)控制層面的技術(shù)，在實(shí)際組網(wǎng)不是多個獨(dú)立技術(shù)的簡單堆疊，而需從全程全網(wǎng)、業(yè)務(wù)運(yùn)營角度等諸多方面綜合考慮。目前，業(yè)界對NGN的爭議仍然頗多，但NGN的研究步伐一直沒有停滯，在此過程中也出現(xiàn)了許多實(shí)際問題，下文將結(jié)合中國聯(lián)通的實(shí)踐，對NGN實(shí)際組網(wǎng)中面臨的問題進(jìn)行討論。

2、NGN組網(wǎng)實(shí)踐中的思考

　　2.1 總體技術(shù)框架的思考

　　目前，各標(biāo)準(zhǔn)化組織并沒有給出十分清晰的NGN組網(wǎng)指導(dǎo)方案，這與ITU、ETSI、IETF、IPCC、3GPP等組織間的工作協(xié)調(diào)有關(guān)。ITU的工作受TISPAN和3GPP的影響較深，IMS架構(gòu)仍有許多問題需要進(jìn)一步細(xì)化；另一方面，運(yùn)營商間也未提供完全可照搬的成功模式。因此，整個業(yè)界面臨設(shè)計(jì)適合自身發(fā)展的組網(wǎng)模式的困惑。

　　從全球?qū)嶋H應(yīng)用來看，NGN在長途交換局中的組網(wǎng)已比較成熟，如中國聯(lián)通成功運(yùn)營的全球最大IP電話長途網(wǎng)；而在本地網(wǎng)組網(wǎng)中，還需要解決IP到末端等諸多復(fù)雜問題。從目前發(fā)展趨勢來看，大多采取在靠近用戶側(cè)增加用戶接入控制設(shè)備的方法。用戶接入控制設(shè)備主要負(fù)責(zé)NAT轉(zhuǎn)換、協(xié)議代理、QoS控制、安全管理、終端認(rèn)證等功能，使對末端用戶的管理控制功能從核心層向接入層下放。

　　另一方面，隨著功能增多和新業(yè)務(wù)的需要，核心控制設(shè)備的功能將逐漸分離，例如將原軟交換設(shè)備中的用戶數(shù)據(jù)分離出來，組成類似移動網(wǎng)絡(luò)中HLR數(shù)據(jù)庫，以增加對用戶管理的靈活性。核心設(shè)備將增強(qiáng)業(yè)務(wù)交換能力，而將用戶管理、計(jì)費(fèi)采集等相關(guān)功能逐漸分離。

　　傳統(tǒng)運(yùn)營商還需要通過漸進(jìn)方式實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)PSTN網(wǎng)絡(luò)的融合，以解決PSTN網(wǎng)絡(luò)發(fā)展瓶頸，許多設(shè)備廠商已提供了融合解決方案，但在運(yùn)營商的個性化需求方面還存在許多難題。另外，在PSTN網(wǎng)絡(luò)容量已滿足用戶基本需求的情況下，對NGN的新投資均須相當(dāng)謹(jǐn)慎。

　　NGN框架設(shè)計(jì)涉及的問題比較復(fù)雜，需綜合考慮技術(shù)成熟度、與原設(shè)備融合、用戶可控管理、安全、業(yè)務(wù)漏洞防范及投資回報(bào)等諸多方面的問題。隨著NGN在本地網(wǎng)的逐漸部署，這些逐漸成為運(yùn)營商需要考慮的首要問題，設(shè)備廠商也由提供單純NGN設(shè)備轉(zhuǎn)向提供總體組網(wǎng)方案。

　　2.2 通信協(xié)議的選擇

　　我們認(rèn)為，H.248和MGCP協(xié)議僅是局部的呼叫控制協(xié)議，在視頻等綜合業(yè)務(wù)提供方面存在先天缺陷，很難大規(guī)模商用，最終將可能成為過渡性協(xié)議。近年來討論較多的是H.323及SIP協(xié)議，特別是SIP協(xié)議。

　　關(guān)于由ITU制定的傳統(tǒng)H.323協(xié)議，中國聯(lián)通運(yùn)營的IP電話網(wǎng)及視頻會議網(wǎng)的成功實(shí)踐已證明，H.323協(xié)議是完備的、易維護(hù)的和可運(yùn)營的，并且其擴(kuò)展性能較差等方面的缺陷已不斷改善。關(guān)于將H.323協(xié)議過渡到SIP協(xié)議，與IPv4演進(jìn)到IPv6面臨相同的困惑，我們認(rèn)為技術(shù)選擇是以業(yè)務(wù)驅(qū)動為導(dǎo)向的，能夠發(fā)現(xiàn)“殺手锏應(yīng)用”才是關(guān)鍵。在增值業(yè)務(wù)成為必須之前，缺乏將當(dāng)前穩(wěn)健的H.323協(xié)議過渡到SIP的理由。

　　SIP協(xié)議隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展而不斷完善，該協(xié)議也變得復(fù)雜起來。其過度開放性為不同廠商間的互通帶來了許多潛在障礙�；赟IP的各種增值業(yè)務(wù)特別是因特網(wǎng)應(yīng)用(如即時消息)逐漸增多，這是SIP的優(yōu)勢所在。在固定網(wǎng)與移動網(wǎng)的融合中，SIP發(fā)揮重要作用將成為不爭的事實(shí)。

　　我們希望最大限度地發(fā)揮原H.323網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)能力，而設(shè)備制造商提供的SIP功能不斷增強(qiáng)，兩種協(xié)議將在彼此借鑒中共存，SIP與H.323的互通網(wǎng)關(guān)的功能也將逐漸增大。SIP發(fā)展將與3G和互聯(lián)網(wǎng)增值業(yè)務(wù)密切相關(guān)。

　　2.3 IP電信級應(yīng)用的思考

　　對于從互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展起來的IP協(xié)議，在其承載電信業(yè)務(wù)時，存在IP地址不足、QoS控制、可運(yùn)營和可管理性、安全等技術(shù)問題。

　　近年來，相繼出現(xiàn)的許多新技術(shù)試圖解決以上問題，其中IPv6及NAT等可解決地址擴(kuò)展的問題；MPLS、VPN、VLAN等使提供高質(zhì)量的服務(wù)成為可能，但為用戶提供按需分配的QoS將是永遠(yuǎn)的課題。在業(yè)務(wù)的可管理性和網(wǎng)絡(luò)安全等方面仍沒有根本的解決方法，導(dǎo)致防范非法話務(wù)及安全漏洞已成為政府監(jiān)管的重點(diǎn)。隨著IP到末端業(yè)務(wù)的不斷增多，IP協(xié)議問題越發(fā)棘手，在某種程度上已經(jīng)制約了新業(yè)務(wù)(例如網(wǎng)絡(luò)電話)的廣泛開展。

　　原本希望IPv6能為IP在電信業(yè)務(wù)的應(yīng)用帶來新契機(jī)，而事實(shí)證明，IPv6關(guān)注點(diǎn)主要在地址空間擴(kuò)展上，NGN最終能否成功將在很大程度上受到IP技術(shù)發(fā)展的限制。

　　2.4 業(yè)務(wù)發(fā)展相關(guān)問題的思考

　　NGN新的增值業(yè)務(wù)需要可管理、可持續(xù)發(fā)展的商業(yè)模式，但當(dāng)前還尚未有成熟模型可參考。例如，部分增值業(yè)務(wù)的資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)還未確定；行業(yè)還沒有制定統(tǒng)一的業(yè)務(wù)監(jiān)管規(guī)范；各運(yùn)營商間的互聯(lián)互通問題也需要解決。

　　與3G業(yè)務(wù)一樣，NGN發(fā)展還需要建立可盈利的產(chǎn)業(yè)鏈，即實(shí)現(xiàn)由設(shè)備提供商、運(yùn)營商、應(yīng)用/業(yè)務(wù)提供商和最終用戶等組成的產(chǎn)業(yè)鏈的良性運(yùn)轉(zhuǎn)，目前并沒有出現(xiàn)原來設(shè)想的NGN新業(yè)務(wù)繁榮的場面，我們需要借鑒移動增值業(yè)務(wù)發(fā)展的前車之鑒。支持第三方業(yè)務(wù)開發(fā)的接口標(biāo)準(zhǔn)制訂的緩慢也制約了新業(yè)務(wù)的發(fā)展。

　　另外，NGN的業(yè)務(wù)計(jì)費(fèi)單元由原來的語音業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合業(yè)務(wù)后，需要增加對視頻及各種增值業(yè)務(wù)的支持，由單純按通話時長計(jì)費(fèi)改為按時長、流量、內(nèi)容等綜合計(jì)費(fèi)。同時，對基于NGN的業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)也提出了新要求，某些技術(shù)細(xì)節(jié)正在探討中。

　　2.5 終端設(shè)備的思考

　　NGN核心控制設(shè)備作為局端設(shè)備，可靈活規(guī)劃并易于維護(hù)，而IP終端相對傳統(tǒng)PSTN話機(jī)的智能化及其某些物理特性的缺陷，已成為制約NGN發(fā)展的一個瓶頸。

　　目前應(yīng)用較多的是軟終端，用戶對象以對價(jià)格敏感而對服務(wù)質(zhì)量要求不高的年輕群體為主。對于軟終端，用戶使用習(xí)慣需要改變，且大部分業(yè)務(wù)是基于互聯(lián)網(wǎng)的免費(fèi)業(yè)務(wù)，從而造成了增加因特網(wǎng)流量而分流傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)的尷尬局面。

　　真正能提供電信級服務(wù)的應(yīng)為IAD、可視電話等硬件終端，但它們普遍存在供電、認(rèn)證、管理及配置等問題。例如，遠(yuǎn)端供電需終端和交換機(jī)共同支持，支持此功能的設(shè)備較少；關(guān)于終端認(rèn)證管理，較好的解決方案是采用類似手機(jī)SIM卡的認(rèn)證方式，而TISPAN正在討論中；關(guān)于增強(qiáng)業(yè)務(wù)控制能力，防止業(yè)務(wù)旁路將是一個長期的難題；關(guān)于終端統(tǒng)一網(wǎng)管，目前還沒有統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范能被各終端廠商支持；關(guān)于終端的IP配置，其復(fù)雜性一直沒有好的解決方案，IP自動配置功能只能在受限范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。因此，提供易于使用的電信級新型終端將是當(dāng)前研發(fā)的重點(diǎn)。

　　2.6 其它

　　接入網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)的IP承載網(wǎng)質(zhì)量會極大地影響用戶的使用效果，其改造或優(yōu)化工程勢必會使實(shí)際組網(wǎng)工程變得復(fù)雜起來。

　　隨著技術(shù)的發(fā)展和業(yè)務(wù)的增加，核心控制設(shè)備中的軟件規(guī)模必然呈幾何級數(shù)的增長，從而造成故障點(diǎn)增多。同時，新技術(shù)的采用也對維護(hù)人員的技術(shù)素質(zhì)提出了更高要求。

　　NGN帶來的承載網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)及其支撐網(wǎng)分離的靈活性也勢必造成多層面設(shè)備互通的技術(shù)障礙，運(yùn)營商與設(shè)備廠家的關(guān)系也會變得越來越松散。

3、中國聯(lián)通的組網(wǎng)實(shí)踐

　　目前，中國聯(lián)通已建立了覆蓋全國的成熟的VoIP網(wǎng)、視訊網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)等骨干業(yè)務(wù)網(wǎng)。為了突破在本地網(wǎng)內(nèi)開展業(yè)務(wù)的瓶頸，我們在城域范圍內(nèi)建設(shè)了城域綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)(MISN，MetropolitanIntegratedServiceNetwork)。它以現(xiàn)有的城域承載網(wǎng)為基礎(chǔ)，通過先進(jìn)統(tǒng)一的業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)平臺，在城域范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)語音、視頻和因特網(wǎng)等各種業(yè)務(wù)的綜合，將各種業(yè)務(wù)從骨干網(wǎng)向用戶側(cè)延伸。

　　基于對NGN諸多問題的思考并結(jié)合中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，MISN網(wǎng)基于H.323協(xié)議，采用CCM+SCAP的技術(shù)框架，具體架構(gòu)如圖1所示。


　　　　　　　　　　　　　　圖1 MISN網(wǎng)總體技術(shù)架構(gòu)

　　CCM(CallControlManager)是MISN網(wǎng)中的綜合業(yè)務(wù)控制模塊，提供對話音、視頻等綜合業(yè)務(wù)的呼叫控制，業(yè)務(wù)接入認(rèn)證，控制SACP實(shí)現(xiàn)對于各種業(yè)務(wù)的控制和管理，生成CDR話單等。CCM至少包括呼叫控制功能、通過SACP對承載網(wǎng)進(jìn)行控制、與運(yùn)營支持系統(tǒng)的接口、用戶注冊、增值業(yè)務(wù)管理、安全管理等功能。

　　SACP(ServiceAccessControlPoint)位于城域網(wǎng)中的匯接POP或者骨干POP(在沒有匯接POP的中小城市)，在CCM的控制下，SACP對各種業(yè)務(wù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源的管理和媒體通道的控制。SACP至少包括用戶信息流的動態(tài)控制、支持業(yè)務(wù)優(yōu)先級、信令流與媒體流的過濾功能、網(wǎng)絡(luò)資源管理、用戶管理、抗攻擊的能力、配合產(chǎn)生計(jì)費(fèi)信息等功能。

　　關(guān)于上文討論的承載網(wǎng)QoS保證、終端管理、計(jì)費(fèi)營賬支撐平臺等影響NGN工程實(shí)施的諸多方面，在我們制定的相關(guān)工程實(shí)施方案中已提出了可行方案。

　　MISN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠較好地解決當(dāng)前NGN發(fā)展的諸多問題，并且它已被證明是較完備的分組業(yè)務(wù)網(wǎng)的技術(shù)體系。

　　本方案得到了許多設(shè)備廠商的支持，有7家設(shè)備廠商入圍，在23個省建設(shè)了28套MISN網(wǎng)絡(luò)，部分已商業(yè)運(yùn)營。我們下一步的工作主要包括：完善SACP功能、定義CCM與SACP的統(tǒng)一通信協(xié)議、加強(qiáng)終端管理，關(guān)注增值業(yè)務(wù)的開發(fā)等。

4、小結(jié)

　　利用NGN技術(shù)組網(wǎng)是一項(xiàng)全新的系統(tǒng)工程，在某些層面甚至是對原有組網(wǎng)模式的一場革命。在技術(shù)層面，NGN在骨干網(wǎng)組網(wǎng)方面已基本成熟，但在末端用戶側(cè)的組網(wǎng)方案還需要詳細(xì)研究；在業(yè)務(wù)層面，在傳統(tǒng)語音仍是主要業(yè)務(wù)的情況下，NGN新業(yè)務(wù)將與3G和因特網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展存在較大關(guān)聯(lián)性。既沒有無用的技術(shù)，也沒有萬能的技術(shù)，在實(shí)際組網(wǎng)應(yīng)用中，我們一定要清楚把握NGN實(shí)踐的動機(jī)和目標(biāo)，結(jié)合自身特點(diǎn)選擇NGN的有利特性。

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