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下一代网络基本技术与演进策略

2/14/2005来源:电信网络人气:6934

深圳市电信分公司 谢绿禹
  市场与技术的发展使电信运营商陷入两难的困境。一方面,数据业务流量正逐步超越语音并将成为未来网络的主导业务;另一方面,目前超过80%的业务收入仍来自语音业务。如何建设一个可持续发展的网络,以保证运营商在获取眼前的语音收益的同时,又能在未来的数据多媒体业务中分得应有的市场份额,是提出下一代网络(NGN),以重构网络的根本出发点。

NGN的基本结构

  分组化、开放的、分层的网络架构体系是NGN的显著特征。业界基本上按业务层、控制层、传送层(媒体层)、接入层划分,各层之间通过标准的开放式接口互连。这一模型经过几年的论证现已被广为接受。

业务层

  在NGN中,业务层由一系列的业务应用服务器组成,提供各种各样的业务控制逻辑,完成增值业务处理。同时提供开放的第三方接口,便于引入新型业务。

控制层

  控制层主要完成接续控制、资源管理等功能,其核心是现在通称的软交换(Soft switch),也称MGC(媒体网关控制器)。Soft switch 是NGN的核心控制部件,体现了NGN的网络融合思想。

传送层

  独立于业务控制层、提供QoS保证的分组化大容量骨干传送平台。

接入层

  提供各种宽、窄带、移动或固定用户接入。

NGN的核心-软交换

  软交换定位于NGN的控制层,演化自部分厂商原来提出的呼叫服务器(Call Server)或媒体网关控制器。我国信息产业部电信传输研究所对软交换的定义是:“软交换是网络演进以及下一代分组网络的核心设备之一,它独立于传送网络,主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能,同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务,并向第三方提供可编程能力。”软交换是NGN的核心,是电路交换网与ip网的协调中心,通过对各种媒体网关的控制实现不同网络之间的业务层融合。

几个重要协议

  在通信系统中,控制是通过协商解决的,相应地就须有协议。在NGN体系结构中,软交换作为控制中心,正是通过支持H.248/MEGACO、SIP、SIGTRAN、BICC、H.323等多种协议实现的。

  SIP(session Initiation PRotocol)协议:按照IETF RFC2543的定义,SIP是一种应用层控制协议,用于创建、修改和终结多媒体会话或呼叫。这些多媒体会话包括Internet多媒体会议、远程教育、Internet电话等应用。SIP协议可在TCP或UDP之上传送,由于SIP本身具有握手机制,可首选UDP。据调查,支持SIP协议的厂商正大幅度增加。SIP协议已被广泛接受,是包括3G移动多媒体在内的多媒体业务与应用的核心协议。

H.248/MEGACO协议:该协议是ITU和IETF取得共识,共同推进的一种网关控制协议。在解决了H.323的复杂、伸缩性差等缺点之后,H.248/MEGACO得到了厂商的广泛支持,成为下一代网络关键的媒体网关控制协议。

  SIGTRAN协议(信令传送协议):SIGTRAN是在IP网络中传递电路交换信令协议(主要是No.7信令)的协议,通过信令网关(SG)实现。在我国规范中,信令网关用于No.7网与IP网的互通边缘,对信令信息进行中继、翻译或终接处理。

  作为下一代网络控制核心的软交换,结合了传统电话网络可靠性和IP技术灵活性与有效性的优点,是传统的电路交换网向分组化网络过渡的重要网络概念。需要特别说明的是,NGN的发展不仅在于软交换,还在于各层的全面技术进步。如传送层上的DWDM、光网络技术,业务层上的API接口技术,接入层上包括无线在内的各种宽、窄带接入技术(如LMDS、XDSL等)。

NGN的演进策略

  在基于分组化的NGN中,电路交换网的危机是显而易见的。对各大运营商来讲,对NGN的期望并非推倒现有网络去新建一个理想的NGN模型,而是如何由现有网络演进到NGN,力争在日益激烈的业务市场中继续保持主导地位。

混合网演进策略

  混合网方案也称综合节点方案,该方案的核心交换机主要采用ATM技术,但同时具有宽、窄带的接入能力,以及TDM中继、ATM中继和IP网关的功能。这种方案的特点是,提供语音数据的综合平台和综合接入,由于网络升级难度大,费用高,这一策略并没有得到广泛的认同,建议作为一种过渡策略来考虑。

叠加网演进策略

  叠加网方案是在PSTN与ATM或IP网间设置网关来实现的。网关主要完成PSTN与ATM或IP的互通功能,建立PSTN与ATM或IP的呼叫关联。网关的引入允许现有的电话网以满足语音市场需求的出发点继续建设,网络的融合着重于业务层的融合,可作为话音网演进的长远解决方案。

  从中国的具体情况来看,近几年内继续新建电路交换网以满足电话需求,提高电话普及率是切合实际的。在不引起成本大量增加的情况下,新建交换网可采用综合交换机。对于必须退役改造的长途局、汇接局,也应考虑采用综合交换机进行替换。比起传统电路交换机,综合交换机更有利于业务的融合,其相应的接口更便于与传送层对接,也更便于融入到将来的NGN中。

  在演进次序上,可从长途层、汇接层到端局层,从支持多媒体等新型业务到支持移动语音、高速移动数据,分步推进。

  但是,未来网络的分组化并不意味着现有电路交换网的快速消亡,对于追求利润的每一分钱资本,仍占收入80%以上的语音业务是电路交换网长期存在的最大理由。在下一代网络中,现有电话网仍将以子网的形式在相当长的时期内继续提供业务,它将在数据业务成为主要业务后才能逐步减少。

NGN的展望

  自1997年以来,为应对来势汹汹的计算机厂商,国外各大通信厂家陆续推出NGN解决方案,如爱立信的ENGINE、西门子的SURPASS、朗讯的7R/E、北电的Susccession等,国内的厂家,如华为、中兴也提出各自的解决方案。

国外NGN试验状况

  目前,包括美国的Bell Atlantic、Level3、ICG、英国电信(BT)、英国大东(Cable& Wireless)、巴西的Telefonica等在内的各大运营商已分别开展了NGN试验,并在不同程度上取得了阶段性的成果。从我们近期与巴西Telefonica公司的交流情况来看,NGN在支持长途层、汇接层、端局层的分组语音等方面已有满意的解决方案,目前该公司正进一步作多媒体业务及移动业务的试验。从试验时间表及范围上观察,巴西Telefonica公司从1999年至今,已测试了11家厂商的部分产品,包括西门子、北电、朗讯、3COM等。

中国电信NGN试验工程

  为在下一代网络技术、业务、运营上早作准备,中国电信由集团公司统一组织NGN试验。试验工程在北京、上海、广州、深圳四城市进行部署,分别安装软交换、多媒体应用服务器、媒体网关、综合接入等设备,计划提供分组语音中继、窄带与宽带分组语音接入以及多媒体业务。目前,试验的准备工作正紧锣密鼓地进行。中国电信关于NGN的大规模试验意味着NGN将成为未来中国电信业务市场竞争的重要武器。

有待解决的问题

* 协议标准的兼容性与不成熟

* 没有令人满意的QoS方案

* 网络安全

* 多媒体业务种类匮乏

* 第三方提供业务的模式

* API接口技术

  总的来说,NGN目前还处于试验阶段,但由于各层技术的迅猛发展,NGN的建设在未来的2~3年内将启动并逐步商用化,从现有网络到NGN的演进将是一个漫长的过程。从中国的情况来看,这个过程估计要10年左右。

摘自《通讯世界》