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基于NGN組網實踐的思考

劉陽 杜之亭 2007/02/25

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

1、前言

　　NGN是當前電信業(yè)關注的焦點，其原理是利用IP包承載電信業(yè)務，各類業(yè)務轉換為數字信號，然后進行靈活的計算機軟件處理和IP網傳輸。它以IP承載和包交換為基礎，具有控制與承載分離、開放的業(yè)務接口、支持用戶漫游等特點。

　　我們認為，軟交換僅是業(yè)務控制層面的技術，在實際組網不是多個獨立技術的簡單堆疊，而需從全程全網、業(yè)務運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，在此過程中也出現了許多實際問題，下文將結合中國聯(lián)通的實踐，對NGN實際組網中面臨的問題進行討論。

2、NGN組網實踐中的思考

　　2.1 總體技術框架的思考

　　目前，各標準化組織并沒有給出十分清晰的NGN組網指導方案，這與ITU、ETSI、IETF、IPCC、3GPP等組織間的工作協(xié)調有關。ITU的工作受TISPAN和3GPP的影響較深，IMS架構仍有許多問題需要進一步細化；另一方面，運營商間也未提供完全可照搬的成功模式。因此，整個業(yè)界面臨設計適合自身發(fā)展的組網模式的困惑。

　　從全球實際應用來看，NGN在長途交換局中的組網已比較成熟，如中國聯(lián)通成功運營的全球最大IP電話長途網；而在本地網組網中，還需要解決IP到末端等諸多復雜問題。從目前發(fā)展趨勢來看，大多采取在靠近用戶側增加用戶接入控制設備的方法。用戶接入控制設備主要負責NAT轉換、協(xié)議代理、QoS控制、安全管理、終端認證等功能，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)務的需要，核心控制設備的功能將逐漸分離，例如將原軟交換設備中的用戶數據分離出來，組成類似移動網絡中HLR數據庫，以增加對用戶管理的靈活性。核心設備將增強業(yè)務交換能力，而將用戶管理、計費采集等相關功能逐漸分離。

　　傳統(tǒng)運營商還需要通過漸進方式實現與傳統(tǒng)PSTN網絡的融合，以解決PSTN網絡發(fā)展瓶頸，許多設備廠商已提供了融合解決方案，但在運營商的個性化需求方面還存在許多難題。另外，在PSTN網絡容量已滿足用戶基本需求的情況下，對NGN的新投資均須相當謹慎。

　　NGN框架設計涉及的問題比較復雜，需綜合考慮技術成熟度、與原設備融合、用戶可控管理、安全、業(yè)務漏洞防范及投資回報等諸多方面的問題。隨著NGN在本地網的逐漸部署，這些逐漸成為運營商需要考慮的首要問題，設備廠商也由提供單純NGN設備轉向提供總體組網方案。

　　2.2 通信協(xié)議的選擇

　　我們認為，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。

　　關于由ITU制定的傳統(tǒng)H.323協(xié)議，中國聯(lián)通運營的IP電話網及視頻會議網的成功實踐已證明，H.323協(xié)議是完備的、易維護的和可運營的，并且其擴展性能較差等方面的缺陷已不斷改善。關于將H.323協(xié)議過渡到SIP協(xié)議，與IPv4演進到IPv6面臨相同的困惑，我們認為技術選擇是以業(yè)務驅動為導向的，能夠發(fā)現“殺手锏應用”才是關鍵。在增值業(yè)務成為必須之前，缺乏將當前穩(wěn)健的H.323協(xié)議過渡到SIP的理由。

　　SIP協(xié)議隨著業(yè)務的發(fā)展而不斷完善，該協(xié)議也變得復雜起來。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)務特別是因特網應用(如即時消息)逐漸增多，這是SIP的優(yōu)勢所在。在固定網與移動網的融合中，SIP發(fā)揮重要作用將成為不爭的事實。

　　我們希望最大限度地發(fā)揮原H.323網絡的業(yè)務能力，而設備制造商提供的SIP功能不斷增強，兩種協(xié)議將在彼此借鑒中共存，SIP與H.323的互通網關的功能也將逐漸增大。SIP發(fā)展將與3G和互聯(lián)網增值業(yè)務密切相關。

　　2.3 IP電信級應用的思考

　　對于從互聯(lián)網應用發(fā)展起來的IP協(xié)議，在其承載電信業(yè)務時，存在IP地址不足、QoS控制、可運營和可管理性、安全等技術問題。

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

　　原本希望IPv6能為IP在電信業(yè)務的應用帶來新契機，而事實證明，IPv6關注點主要在地址空間擴展上，NGN最終能否成功將在很大程度上受到IP技術發(fā)展的限制。

　　2.4 業(yè)務發(fā)展相關問題的思考

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

　　與3G業(yè)務一樣，NGN發(fā)展還需要建立可盈利的產業(yè)鏈，即實現由設備提供商、運營商、應用/業(yè)務提供商和最終用戶等組成的產業(yè)鏈的良性運轉，目前并沒有出現原來設想的NGN新業(yè)務繁榮的場面，我們需要借鑒移動增值業(yè)務發(fā)展的前車之鑒。支持第三方業(yè)務開發(fā)的接口標準制訂的緩慢也制約了新業(yè)務的發(fā)展。

　　另外，NGN的業(yè)務計費單元由原來的語音業(yè)務轉變?yōu)榫C合業(yè)務后，需要增加對視頻及各種增值業(yè)務的支持，由單純按通話時長計費改為按時長、流量、內容等綜合計費。同時，對基于NGN的業(yè)務支撐系統(tǒng)也提出了新要求，某些技術細節(jié)正在探討中。

　　2.5 終端設備的思考

　　NGN核心控制設備作為局端設備，可靈活規(guī)劃并易于維護，而IP終端相對傳統(tǒng)PSTN話機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。

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

　　真正能提供電信級服務的應為IAD、可視電話等硬件終端，但它們普遍存在供電、認證、管理及配置等問題。例如，遠端供電需終端和交換機共同支持，支持此功能的設備較少；關于終端認證管理，較好的解決方案是采用類似手機SIM卡的認證方式，而TISPAN正在討論中；關于增強業(yè)務控制能力，防止業(yè)務旁路將是一個長期的難題；關于終端統(tǒng)一網管，目前還沒有統(tǒng)一的技術規(guī)范能被各終端廠商支持；關于終端的IP配置，其復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實現。因此，提供易于使用的電信級新型終端將是當前研發(fā)的重點。

　　2.6 其它

　　接入網和用戶駐地網的IP承載網質量會極大地影響用戶的使用效果，其改造或優(yōu)化工程勢必會使實際組網工程變得復雜起來。

　　隨著技術的發(fā)展和業(yè)務的增加，核心控制設備中的軟件規(guī)模必然呈幾何級數的增長，從而造成故障點增多。同時，新技術的采用也對維護人員的技術素質提出了更高要求。

　　NGN帶來的承載網、業(yè)務網及其支撐網分離的靈活性也勢必造成多層面設備互通的技術障礙，運營商與設備廠家的關系也會變得越來越松散。

3、中國聯(lián)通的組網實踐

　　目前，中國聯(lián)通已建立了覆蓋全國的成熟的VoIP網、視訊網和互聯(lián)網等骨干業(yè)務網。為了突破在本地網內開展業(yè)務的瓶頸，我們在城域范圍內建設了城域綜合業(yè)務網(MISN，MetropolitanIntegratedServiceNetwork)。它以現有的城域承載網為基礎，通過先進統(tǒng)一的業(yè)務和網絡平臺，在城域范圍內實現語音、視頻和因特網等各種業(yè)務的綜合，將各種業(yè)務從骨干網向用戶側延伸。

　　基于對NGN諸多問題的思考并結合中國聯(lián)通網絡現狀，MISN網基于H.323協(xié)議，采用CCM+SCAP的技術框架，具體架構如圖1所示。


　　　　　　　　　　　　　　圖1 MISN網總體技術架構

　　CCM(CallControlManager)是MISN網中的綜合業(yè)務控制模塊，提供對話音、視頻等綜合業(yè)務的呼叫控制，業(yè)務接入認證，控制SACP實現對于各種業(yè)務的控制和管理，生成CDR話單等。CCM至少包括呼叫控制功能、通過SACP對承載網進行控制、與運營支持系統(tǒng)的接口、用戶注冊、增值業(yè)務管理、安全管理等功能。

　　SACP(ServiceAccessControlPoint)位于城域網中的匯接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)務進行網絡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)務優(yōu)先級、信令流與媒體流的過濾功能、網絡資源管理、用戶管理、抗攻擊的能力、配合產生計費信息等功能。

　　關于上文討論的承載網QoS保證、終端管理、計費營賬支撐平臺等影響NGN工程實施的諸多方面，在我們制定的相關工程實施方案中已提出了可行方案。

　　MISN的網絡結構能夠較好地解決當前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)務網的技術體系。

　　本方案得到了許多設備廠商的支持，有7家設備廠商入圍，在23個省建設了28套MISN網絡，部分已商業(yè)運營。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、加強終端管理，關注增值業(yè)務的開發(fā)等。

4、小結

　　利用NGN技術組網是一項全新的系統(tǒng)工程，在某些層面甚至是對原有組網模式的一場革命。在技術層面，NGN在骨干網組網方面已基本成熟，但在末端用戶側的組網方案還需要詳細研究；在業(yè)務層面，在傳統(tǒng)語音仍是主要業(yè)務的情況下，NGN新業(yè)務將與3G和因特網業(yè)務的發(fā)展存在較大關聯(lián)性。既沒有無用的技術，也沒有萬能的技術，在實際組網應用中，我們一定要清楚把握NGN實踐的動機和目標，結合自身特點選擇NGN的有利特性。

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