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構(gòu)建FMC時(shí)代的統(tǒng)一核心網(wǎng)

2010/06/08

　　CTI論壇(ctiforum)6月8日消息（記者楊佳林）：融合寬帶的多媒體時(shí)代已經(jīng)向我們走來，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已經(jīng)無法適應(yīng)業(yè)務(wù)的多媒體化和網(wǎng)絡(luò)的融合化需求，以IMS為核心的高效網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是融合時(shí)代的合理選擇。

　　隨著新一代無線和固定寬帶接入技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，電信網(wǎng)絡(luò)變得越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)正受到IT和互聯(lián)網(wǎng)的強(qiáng)力挑戰(zhàn)。核心網(wǎng)作為電信網(wǎng)的 “心臟”，在后軟交換時(shí)代何去何從，成為擺在電信運(yùn)營商面前的重大課題。

　　核心網(wǎng)現(xiàn)狀與不足

　　為了建設(shè)面向未來的新一代核心網(wǎng)，運(yùn)營商需要了解核心網(wǎng)的現(xiàn)狀和不足。

　　接入網(wǎng)已逐漸變得扁平和簡(jiǎn)化，而核心網(wǎng)卻變得越來越復(fù)雜。和接入網(wǎng)逐漸扁平和簡(jiǎn)化相反，隨著承載和控制的分離，控制和業(yè)務(wù)分離理念的引入，核心網(wǎng)正變得越來越復(fù)雜。眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域，繁多的網(wǎng)元種類，無數(shù)的對(duì)內(nèi)、對(duì)外接口和協(xié)議，以及由于容量限制帶來同類網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)洚惓?fù)雜，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營與維護(hù)困難，網(wǎng)絡(luò)可靠性下降和效率低下，而且由于眾多的網(wǎng)元種類和數(shù)量，使得在維護(hù)人員、機(jī)房面積、功耗等方面都增加了OPEX開銷。

　　分離的網(wǎng)絡(luò)和環(huán)境，難以提供融合的業(yè)務(wù)和體驗(yàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在目前業(yè)界Top 30的運(yùn)營商中，同時(shí)運(yùn)營固定和移動(dòng)業(yè)務(wù)的運(yùn)營商有29個(gè)，運(yùn)營商向全業(yè)務(wù)運(yùn)營轉(zhuǎn)型的趨勢(shì)非常明顯。但目前運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)大多是移動(dòng)和固定相分離的煙囪狀架構(gòu)，這導(dǎo)致每個(gè)系統(tǒng)需要獨(dú)立的人員來維護(hù)，人員多，效率低；由于業(yè)務(wù)控制點(diǎn)分散在兩個(gè)系統(tǒng)里，難以提供固定、移動(dòng)融合的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)對(duì)終端客戶的粘性不強(qiáng)。

　　面臨互聯(lián)網(wǎng)和IT應(yīng)用對(duì)傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)的強(qiáng)力蠶食，運(yùn)營商應(yīng)對(duì)乏力。根據(jù)Gartner的預(yù)測(cè)，到2013年話音業(yè)務(wù)收入還會(huì)占運(yùn)營商業(yè)務(wù)總體收入的70%以上，語音還是運(yùn)營商的現(xiàn)金牛。然而，這個(gè)現(xiàn)金牛目前正面臨著眾多IT和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的強(qiáng)力挑戰(zhàn)，和目前電信運(yùn)營商提供的Plain Voice相比，互聯(lián)網(wǎng)上IM、VoIP、SNS等應(yīng)用的業(yè)務(wù)體驗(yàn)更豐富、更新穎，話音業(yè)務(wù)被這些應(yīng)用分流嚴(yán)重，運(yùn)營商卻缺少應(yīng)對(duì)手段。

　　面向未來的統(tǒng)一核心網(wǎng)

　　為應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，運(yùn)營商傳統(tǒng)的TDM或軟交換架構(gòu)的核心網(wǎng)需要向以IMS為中心的協(xié)議體系和產(chǎn)品解決方案轉(zhuǎn)型。在多接入技術(shù)環(huán)境下的新一代融合核心網(wǎng)，應(yīng)該具備什么樣的特性和要求？總體來講，可用八個(gè)詞來概括：融合、統(tǒng)一；簡(jiǎn)潔、高效；演進(jìn)、兼容；開放、互通。

　　融合、統(tǒng)一

　　對(duì)同時(shí)運(yùn)營固定移動(dòng)話音、寬帶業(yè)務(wù)的綜合運(yùn)營商而言，最大的挑戰(zhàn)就是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的融合，結(jié)束條塊分割的網(wǎng)絡(luò)和環(huán)境，減少運(yùn)維成本。一個(gè)真正融合、統(tǒng)一的核心網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)該具備以下關(guān)鍵特性：

　　五合一，融合的會(huì)話控制和接入控制。一個(gè)真正融合的核心網(wǎng)應(yīng)該至少具備GSM、UMTS/HSPA、LTE/WiMAX、PSTN、xDSL/FTTx這五種主流接入方式的控制能力，并為這五種接入形態(tài)提供融合的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。核心網(wǎng)需要融合的IMS Core為所有的接入方式提供鑒權(quán)、路由和業(yè)務(wù)觸發(fā)的功能，屏蔽接入的差異性；在融合的IMS Core之下，需要多種類型的接入控制設(shè)備，完成不同接入控制信令到SIP信令的轉(zhuǎn)換。

　　Common TAS，保證多種接入方式下業(yè)務(wù)的一致性。在接入無關(guān)的統(tǒng)一控制節(jié)點(diǎn)之上，需要Common TAS（Telephony Application Server）為各種接入方式提供統(tǒng)一、融合的業(yè)務(wù)能力，如圖1所示。Common TAS除了要實(shí)現(xiàn)FBB、MBB共同需要的基本話音和視頻業(yè)務(wù)功能集合，還需要包含傳統(tǒng)固定、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的一些常用業(yè)務(wù)，如固定CS網(wǎng)絡(luò)中的熱線、鬧鐘，移動(dòng)CS網(wǎng)絡(luò)中的預(yù)付費(fèi)業(yè)務(wù)、彩鈴等。為了實(shí)現(xiàn)企業(yè)客戶的要求，Common TAS中還需要包含IP Centrex等高級(jí)話音業(yè)務(wù)特性，用于企業(yè)市場(chǎng)場(chǎng)景的應(yīng)用。有了這三組功能集，基本上可以實(shí)現(xiàn)終端用戶在不同接入方式間轉(zhuǎn)換時(shí)，對(duì)基本業(yè)務(wù)功能集體驗(yàn)的一致性。此外，Common TAS還需要提供更多的增值業(yè)務(wù)，如FMC類增值業(yè)務(wù)、ICT類增值業(yè)務(wù)等。

　　融合的用戶數(shù)據(jù)中心，是網(wǎng)絡(luò)融合過程中不可缺的重要部件。在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，用戶的簽約數(shù)據(jù)是存在不同地方的，在網(wǎng)絡(luò)逐漸從以傳統(tǒng)的CS/PS網(wǎng)絡(luò)向以IMS/SAE為核心的融合網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的過程中，一個(gè)融合的用戶數(shù)據(jù)中心是必須的，它是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)向未來發(fā)展演進(jìn)、用戶平滑遷移的橋梁。

　　簡(jiǎn)潔、高效

　　在話音ARPU值不斷下降的壓力下，為有效降低OPEX/CAPEX，運(yùn)營商需要不斷提高網(wǎng)絡(luò)效率，挖潛網(wǎng)絡(luò)能力，可以采取以下兩個(gè)措施：

　　采用統(tǒng)一、高性能的軟硬件平臺(tái)。由于ATCA高性能刀片式服務(wù)器的計(jì)算架構(gòu)和虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)，使得眾多網(wǎng)元統(tǒng)一到一個(gè)硬件平臺(tái)上成為可能。統(tǒng)一的硬件平臺(tái)，使得不同網(wǎng)元的備件可以共享，降低了維護(hù)成本。高性能的硬件平臺(tái)極大提高了單網(wǎng)元的容量，可使得網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的數(shù)目急劇下降，拓?fù)涞玫胶?jiǎn)化。

　　集成的站點(diǎn)管理和不同網(wǎng)元間互通接口協(xié)議的優(yōu)化和協(xié)同�；诮y(tǒng)一軟、硬件平臺(tái)基礎(chǔ)，在同一站點(diǎn)部署的不同網(wǎng)元，通過共享公共部件(比如話單服務(wù)器單元、IP互聯(lián)單元等)，可以做到共框共柜，提升解決方案的集成度和簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹Ｍ徽军c(diǎn)的不同網(wǎng)元，采用相同或相似的風(fēng)格進(jìn)行操作和運(yùn)維，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，降低運(yùn)維人員的學(xué)習(xí)成本，共享運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，提升了運(yùn)維管理的效率；可以通過內(nèi)部?jī)?yōu)化和協(xié)同來提高處理效率，降低CAPEX；與站點(diǎn)外的其它網(wǎng)元互通時(shí)，仍然是標(biāo)準(zhǔn)接口，對(duì)外部網(wǎng)元沒有任何影響。
　　
　　演進(jìn)、兼容

　　新一代核心網(wǎng)必須具備面向未來持續(xù)演進(jìn)能力和后向兼容傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的能力。LTE規(guī)模部署的啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)大致在2012－2013年，新一代核心網(wǎng)對(duì)演進(jìn)能力的主要訴求是能支持VoLTE，并能和2G/3G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)兼容和互操作。

　　100%的現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)繼承能力。向以IMS為核心的新一代核心網(wǎng)演進(jìn)，不太可能脫離現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立發(fā)展，用戶已經(jīng)形成的業(yè)務(wù)使用習(xí)慣和體驗(yàn)難以被根本性扭轉(zhuǎn)。從運(yùn)營的角度看，新網(wǎng)絡(luò)最好能100%繼承舊網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)一步增強(qiáng)業(yè)務(wù)體驗(yàn)。尤其是在強(qiáng)調(diào)全網(wǎng)全程而且業(yè)務(wù)比較規(guī)范的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，更需如此。

　　對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)影響最小，易于部署。經(jīng)驗(yàn)表明，在核心網(wǎng)中引入一個(gè)全新架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)是非常困難的。不同于接入和傳輸，核心網(wǎng)有眾多的接口和協(xié)議，如果一個(gè)新的架構(gòu)對(duì)周邊網(wǎng)絡(luò)（IN、OSS、BSS、HLR等）改造要求高，意味著運(yùn)營商初期引入的成本會(huì)很高，必然難以快速地規(guī)模部署。因此，在引入新一代核心網(wǎng)時(shí)，要求對(duì)現(xiàn)網(wǎng)的影響盡可能小，比如在HLR、智能網(wǎng)甚至是計(jì)費(fèi)系統(tǒng)都不變的情況下，能否在新一代核心網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)2G/3G語音業(yè)務(wù)，一旦寬帶和固定接入完成后，網(wǎng)絡(luò)馬上又具備IMS網(wǎng)絡(luò)的接入無關(guān)和多媒體特征，能輕易實(shí)現(xiàn)基本業(yè)務(wù)之上的FMC類、ICT類及多媒體增值業(yè)務(wù)。

　　支持MMTel和RCS等新的寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)用。新一代核心網(wǎng)必須要支持新的類似MMTel（Multimedia Telephony）和RCS（Rich Communication Suit）的寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)用，這也是引入IMS的初衷。因此在新一代核心網(wǎng)中，需要有IMS Core這樣的實(shí)體，支持多重業(yè)務(wù)觸發(fā)的功能，以支持新的寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)用。由MMTel和RCS組成的Rich Voice等寬帶業(yè)務(wù)，具有更好的業(yè)務(wù)可獲得性和質(zhì)量控制，不僅能提升客戶體驗(yàn)，增強(qiáng)用戶粘性，而且也是電信運(yùn)營商用來抗擊互聯(lián)網(wǎng)MSN、QQ、Skype、Google Voice等應(yīng)用的重要武器。

　　支持資源的動(dòng)態(tài)調(diào)配，基于軟件的平滑演進(jìn)能力。網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)總是和用戶的逐漸遷移相伴，在接入技術(shù)逐漸向LTE/FTTx等寬帶接入演進(jìn)的過程中，話音也會(huì)逐漸從VoCS向VoPS遷移。和2G用戶向3G遷移類似，在面向LTE甚至是4G技術(shù)遷移的B3G時(shí)代，由于2G、3G、4G等各種接入技術(shù)還會(huì)共存很長(zhǎng)一段時(shí)間，因此在核心網(wǎng)層面，需要一個(gè)2G/3G/4G合一的核心網(wǎng)。具體來講，要求新一代核心網(wǎng)各網(wǎng)元如MSC-S/mAGCF、Fixed Softswitch/AGCF、CSCF、TAS等共平臺(tái)，當(dāng)用戶從CS向PS遷移時(shí)，MSC-S/mAGCF、Fixed Softswitch/AGCF等網(wǎng)元能通過軟件升級(jí)為CSCF、TAS等部件，實(shí)現(xiàn)硬件的完全重用。

　　開放、互通

　　運(yùn)營商擁有用戶簽約數(shù)據(jù)、通信能力、用戶狀態(tài)等寶貴資源信息，通過有償開放這些寶貴資源，運(yùn)營商可以開辟出一個(gè)全新的市場(chǎng)空間。

　　架構(gòu)的開放性。核心網(wǎng)的網(wǎng)元間采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)多廠家設(shè)備的互聯(lián)互通，以便運(yùn)營商根據(jù)自身需要選擇最合適的產(chǎn)品。3GPP R8定義的ICS（IMS Centralized Service）架構(gòu)是一個(gè)合適的選擇，基于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的架構(gòu)，可逐漸形成2G/3G/4G融合，固定與移動(dòng)融合，窄帶與寬帶融合的新一代融合的核心網(wǎng)絡(luò)，確保用戶在不同接入技術(shù)間漫游時(shí)業(yè)務(wù)的一致性和連續(xù)性。

　　能力的開放性。在新一代核心網(wǎng)中，需要有一層業(yè)務(wù)開放網(wǎng)關(guān)（OSG），將核心網(wǎng)的各種能力（通信能力、用戶簽約數(shù)據(jù)、用戶狀態(tài)信息、用戶偏好和行為等），通過簡(jiǎn)單的API形式（如REST等），向第三方開放，以實(shí)現(xiàn)雙邊的商業(yè)模式。而且新一代核心網(wǎng)要有能力引入互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新應(yīng)用，把CT應(yīng)用和IT應(yīng)用結(jié)合起來，給最終用戶提供全新的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

　　使用的開放性。最終用戶能隨時(shí)隨地接入網(wǎng)絡(luò)，能方便地實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)自助，并根據(jù)自己的需求、偏好等各種因素設(shè)置自己的通信策略。一個(gè)基于Web的個(gè)人業(yè)務(wù)Portal是重要的組成元素，用戶可以通過任何終端（手機(jī)、PC等），登陸到這個(gè)Web頁面上，發(fā)起呼叫（Click to Dial）或是設(shè)置通信策略，如綁定終端、設(shè)置被叫路由策略等。

　　核心網(wǎng)平滑演進(jìn)之路

　　在了解新一代核心網(wǎng)的主要特征后，運(yùn)營商現(xiàn)有的核心網(wǎng)如何逐漸向目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)？總體上講，向目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)可分為三大步：全I(xiàn)P和FMC；全業(yè)務(wù)寬帶和多媒體；IT和CT融合。

　　第一步：全I(xiàn)P和FMC。不同運(yùn)營商的情況不盡相同，運(yùn)營商需要因地制宜，確定目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的未來演進(jìn)路徑。擁有傳統(tǒng)TDM網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營商，已經(jīng)完成軟交換改造的運(yùn)營商，同時(shí)擁有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和固定網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營商，其演進(jìn)路徑都不盡相同。關(guān)注解決方案成熟性和普遍可獲得性的運(yùn)營商，初期可選擇成熟的軟交換方案；關(guān)注面向未來演進(jìn)的移動(dòng)運(yùn)營商，可選擇一步到位的基于3GPP R8 ICS架構(gòu)的2G/3G/4G合一的解決方案；關(guān)注FMC的綜合運(yùn)營商可選擇基于IMS的融合方案�？傮w上看，這一階段的主要目的就是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的融合化和IP化。

　　第二步：全業(yè)務(wù)寬帶和多媒體。在擁有一個(gè)以IMS為核心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)后，隨著LTE/FTTH等寬帶接入技術(shù)的部署，用戶逐漸由VoCS向VoPS遷移，電路域逐漸消失，寬帶網(wǎng)絡(luò)逐漸壯大，最終形成一個(gè)全I(xiàn)P的寬帶網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。在寬帶網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，運(yùn)營商下一步的核心任務(wù)是提供越來越多的寬帶多媒體應(yīng)用，不斷豐富終端用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，如RCS、多媒體高清會(huì)議、IMS based IPTV。

　　第三步：IT和CT的融合。寬帶和IP最終會(huì)推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)向ICT融合方向演進(jìn)，電信網(wǎng)絡(luò)需要混合互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新應(yīng)用以提升用戶體驗(yàn)，互聯(lián)網(wǎng)也需要龐大的電信網(wǎng)絡(luò)提供的通信能力和實(shí)名制的用戶數(shù)據(jù)，以增強(qiáng)其應(yīng)用的針對(duì)性和業(yè)務(wù)的普遍可獲得性，IT和CT最終會(huì)逐漸滲透，互相融合，共同走向繁榮。

　　隨著云計(jì)算技術(shù)的逐漸成熟，為進(jìn)一步提升電信網(wǎng)絡(luò)對(duì)硬件資源的使用效率和靈活性，云計(jì)算技術(shù)最終也將應(yīng)用在電信網(wǎng)絡(luò)中，從而在CT和IT這兩個(gè)領(lǐng)域形成兩朵“祥云”，作為網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施，分別構(gòu)成運(yùn)營商的Telecom Core和Web Core，運(yùn)營商也可借此完成從單純的電信服務(wù)提供商向綜合服務(wù)（CT和IT服務(wù)）提供商轉(zhuǎn)型。

華為融合統(tǒng)一的核心網(wǎng)

圖1 融合統(tǒng)一的核心網(wǎng)

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