影響NGN業(yè)務(wù)開(kāi)展的主要因素分析
2008/08/21
1．前言
不同國(guó)家、標(biāo)準(zhǔn)化組織、電信運(yùn)營(yíng)商、制造商和服務(wù)提供商在NGN領(lǐng)域的側(cè)重點(diǎn)各有千秋，然而他們的目標(biāo)都是一致的，即研究和部署面向下一代的技術(shù)與業(yè)務(wù)。概括來(lái)說(shuō)，NGN網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)可以提供固定/移動(dòng)話音、數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)等多種業(yè)務(wù)的分組網(wǎng)絡(luò)。因此，基于多種業(yè)務(wù)提供的軟交換技術(shù)是NGN網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基礎(chǔ)，也一直是NGN領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。自1997年貝爾實(shí)驗(yàn)室提出軟交換概念以來(lái)，經(jīng)過(guò)軟交換論壇、ITU-T和IETF等標(biāo)準(zhǔn)化組織的努力，在短短幾年時(shí)間內(nèi)其技術(shù)和應(yīng)用日趨完善。經(jīng)過(guò)前期的技術(shù)貯備，基于軟交換技術(shù)構(gòu)造的NGN網(wǎng)絡(luò)發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：實(shí)驗(yàn)室階段、試驗(yàn)網(wǎng)階段和規(guī)模商用階段。目前，國(guó)內(nèi)各大運(yùn)營(yíng)商都相繼開(kāi)展軟交換實(shí)驗(yàn)網(wǎng)的建設(shè)，少數(shù)地區(qū)已部分開(kāi)展商用，然而隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，軟交換試驗(yàn)網(wǎng)面臨著地址匱乏、用戶(hù)不受控、用戶(hù)接入安全隱患等諸多問(wèn)題。因此，本文將在簡(jiǎn)要介紹下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上，從技術(shù)和商用模式兩個(gè)方面對(duì)當(dāng)前NGN網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展業(yè)務(wù)所面臨的主要問(wèn)題和策略作進(jìn)一步分析和闡述。
2．NGN網(wǎng)絡(luò)分層模型
軟交換技術(shù)的核心是控制、承載和業(yè)務(wù)三者分離的開(kāi)放性網(wǎng)絡(luò)。因此，基于軟交換技術(shù)構(gòu)造的NGN網(wǎng)絡(luò)從功能上可以分為4個(gè)層面：接入層、傳送層、控制層和業(yè)務(wù)層。
接入層包括各種接入網(wǎng)關(guān)、中繼網(wǎng)關(guān)、無(wú)線接入網(wǎng)關(guān)、智能終端以及與處理媒體有關(guān)的媒體服務(wù)器和多點(diǎn)處理器(mp)。各類(lèi)網(wǎng)關(guān)和智能終端主要實(shí)現(xiàn)媒體流格式的轉(zhuǎn)換和傳送，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音分組在分組網(wǎng)的承載和傳輸。媒體資源服務(wù)器用于向用戶(hù)提供豐富的信號(hào)音資源以及多方會(huì)話功能。mp是基于h.323的視頻會(huì)議系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)混音和視頻混合等多媒體會(huì)議媒體處理功能的設(shè)備，該設(shè)備用于向ngn網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的h.323視頻終端提供視頻會(huì)議業(yè)務(wù)。
傳送層即包括提供ip包轉(zhuǎn)發(fā)的各種承載網(wǎng)功能實(shí)體。目前，ngn網(wǎng)絡(luò)傳送層技術(shù)發(fā)展包含兩個(gè)層面：即以mpls、ipv6為重點(diǎn)的下一代ip網(wǎng)和自動(dòng)交換光傳送網(wǎng)(astn/ason)。在ipv6網(wǎng)絡(luò)暫時(shí)無(wú)法部署的前提下，基于私網(wǎng)地址的nat/fw穿越是在ngn網(wǎng)絡(luò)有效開(kāi)展語(yǔ)音和視頻業(yè)務(wù)的主要技術(shù)。
控制層是ngn網(wǎng)絡(luò)的核心，主要包括軟交換設(shè)備、信令網(wǎng)關(guān)和多點(diǎn)處理器。軟交換設(shè)備是呼叫控制的核心，主要完成呼叫連接的建立和釋放，以及媒體網(wǎng)關(guān)接入功能、媒體網(wǎng)關(guān)資源管理、帶寬管理、選路、信令互通和安全管理等功能。信令網(wǎng)關(guān)則實(shí)現(xiàn)將傳統(tǒng)no.7信令網(wǎng)信令適配成ip網(wǎng)傳送的sigtran信令的功能。mc是基于h.323的視頻會(huì)議系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)會(huì)議控制和管理功能的實(shí)體。
業(yè)務(wù)層主要包括應(yīng)用服務(wù)器、第三方應(yīng)用接口和傳統(tǒng)智能網(wǎng)功能。該業(yè)務(wù)層通過(guò)開(kāi)放的業(yè)務(wù)層接口向用戶(hù)提供傳統(tǒng)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)、多樣化的第三方業(yè)務(wù)和增值業(yè)務(wù)。
采用控制、承載和業(yè)務(wù)分離構(gòu)造的ngn網(wǎng)絡(luò)的最大優(yōu)勢(shì)是網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放性，這種開(kāi)放性主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：1)各個(gè)功能實(shí)體之間采用標(biāo)準(zhǔn)的接口協(xié)議進(jìn)行通信；2)承載網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)革新發(fā)展不會(huì)影響到業(yè)務(wù)的提供；3)引入應(yīng)用服務(wù)器和第三方應(yīng)用接口可以快速部署比增值業(yè)務(wù)。
3．影響ngn業(yè)務(wù)開(kāi)展的技術(shù)問(wèn)題
ngn網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)是構(gòu)造具有一定服務(wù)質(zhì)量、可運(yùn)營(yíng)和可管理的電信級(jí)網(wǎng)絡(luò)來(lái)提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)。然而，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，ngn網(wǎng)絡(luò)面臨著承載網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量問(wèn)題、控制和承載分離所帶來(lái)用戶(hù)不受控、終端接入安全隱患、終端網(wǎng)絡(luò)管理、用戶(hù)側(cè)ip地址匱乏、控制層組網(wǎng)模式不確定等諸多問(wèn)題。
3.1 承載網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量問(wèn)題
業(yè)務(wù)層端到端服務(wù)質(zhì)量的提供離不開(kāi)承載網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量的保障。NGN網(wǎng)絡(luò)的承載網(wǎng)是基于分組網(wǎng)絡(luò)(主要是IP網(wǎng))，其特征是按照盡力而為策略提供業(yè)務(wù)的無(wú)連接網(wǎng)絡(luò)。盡管IETF和ITU-T等標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)投入了巨大的精力致力于承載網(wǎng)QoS方面研究，然而并沒(méi)有獲得一個(gè)公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前，基于MPLS的流量工程技術(shù)和基于MPLS的VPN技術(shù)被認(rèn)為是解決IP承載網(wǎng)QoS問(wèn)題主流技術(shù)，這些技術(shù)已在部分企業(yè)網(wǎng)或運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)中使用，然而，基于MPLS的VPN組網(wǎng)是否會(huì)給不同運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)互通帶來(lái)新的問(wèn)題還有待進(jìn)一步研究。除此之外，對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的資源進(jìn)行集中控制也是解決承載網(wǎng)QoS的一個(gè)思路，如公共開(kāi)放策略服務(wù)(COPS)。然而，這些策略是否適用于商用網(wǎng)絡(luò)還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。
3.2 用戶(hù)不受控
控制和承載分離所帶來(lái)的一個(gè)突出問(wèn)題是用戶(hù)不受控，造成該問(wèn)題的一個(gè)主要因素是軟交換設(shè)備僅完成呼叫控制功能，用戶(hù)之間的媒體流交互在媒體網(wǎng)關(guān)之間直通。盡管H.248或MGCP等網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議可以上報(bào)媒體資源使用狀況，然而卻無(wú)法滿(mǎn)足對(duì)用戶(hù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。最為突出的是軟交換設(shè)備被動(dòng)獲知用戶(hù)通話開(kāi)始和結(jié)束時(shí)刻，該信息需由網(wǎng)關(guān)上報(bào)。當(dāng)軟交換與網(wǎng)關(guān)之間的網(wǎng)絡(luò)連接出現(xiàn)異常中斷時(shí)，軟交換將難以獲知網(wǎng)關(guān)的工作狀態(tài)，即軟交換與網(wǎng)關(guān)通信狀態(tài)不同步。目前，軟交換設(shè)備向網(wǎng)關(guān)發(fā)送AuditValue或AuditCapablities消息作為心跳消息來(lái)檢測(cè)網(wǎng)關(guān)或用戶(hù)存活狀態(tài)可以有效解決以上問(wèn)題。然而，如果部分非法終端生成一個(gè)通話中止的虛假消息來(lái)觸發(fā)軟交換提前中止呼叫計(jì)費(fèi)，將給運(yùn)營(yíng)商造成不可預(yù)見(jiàn)的經(jīng)濟(jì)損失。除此之外，H.323和SIP等智能終端用戶(hù)之間的呼叫建立甚至可以旁路軟交換設(shè)備。因此，如何避免非法用戶(hù)的通信資源盜用和避免用戶(hù)旁路軟交換設(shè)備是NGN網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)開(kāi)展所面臨的一個(gè)難題。當(dāng)前，在承載接入層面增加接入控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)終端用戶(hù)媒體連接的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以降低以上問(wèn)題所帶來(lái)的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。
3.3 終端接入安全風(fēng)險(xiǎn)
控制和承載分離所帶來(lái)的另一個(gè)問(wèn)題是終端接入安全風(fēng)險(xiǎn)。在NGN網(wǎng)絡(luò)中，終端用戶(hù)可通過(guò)窄帶Modem接入、ADSL、以太網(wǎng)接入和CABLE等多種接入方式接入到城域網(wǎng)。通常，軟交換設(shè)備采用IP地址和端點(diǎn)標(biāo)識(shí)等參數(shù)來(lái)對(duì)終端接入進(jìn)行認(rèn)證，因此，如何防止端點(diǎn)偽裝和IP地址盜用等非法行為也是運(yùn)營(yíng)NGN網(wǎng)絡(luò)所面臨的一個(gè)難題。目前，H.323、SIP、H.248和MGCP協(xié)議都增加了安全認(rèn)證機(jī)制，采用MD5等算法對(duì)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行加密傳送，軟交換設(shè)備通過(guò)關(guān)鍵參數(shù)對(duì)終端接入進(jìn)行鑒權(quán)，從而降低終端接入安全風(fēng)險(xiǎn)。除此之外，H.248和MGCP還定義了采用IPSec協(xié)議進(jìn)行傳送的機(jī)制，不僅保證終端接入的安全，還可以保證信令傳送的安全。
3.4 地址匱乏問(wèn)題
NGN網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模應(yīng)用將極大地增加對(duì)IP地址的需求。當(dāng)前，解決IP地址匱乏的方案有兩種，一是統(tǒng)一部署IPv6地址，二是采用NAT(Network
Address Translator)穿越技術(shù)。由于IPv6方案的實(shí)施對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)會(huì)帶來(lái)革命性的變化，因此部署IPv6地址應(yīng)是下一階段重點(diǎn)考慮的問(wèn)題，當(dāng)前應(yīng)重點(diǎn)考慮NAT穿越技術(shù)來(lái)解決地址匱乏的問(wèn)題。NAT穿越技術(shù)是指企業(yè)網(wǎng)用戶(hù)和用戶(hù)駐地網(wǎng)內(nèi)的終端用戶(hù)采用私有IP地址通過(guò)出口的NAT/FW(防火墻)接入公網(wǎng)。與支持HTTP等數(shù)據(jù)穿越的傳統(tǒng)NAT/FW不同，基于H323、SIP、MGCP和H248等協(xié)議的語(yǔ)音和視頻應(yīng)用需通過(guò)信令消息中的IP地址和端口參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)目的地尋址，因此NAT穿越時(shí)不僅需要對(duì)TCP/UCP層的端口信息以及IP層的源地址和目的地址進(jìn)行變換，還需對(duì)IP包載荷中的相關(guān)地址信息進(jìn)行變換。NAT穿越技術(shù)主要有應(yīng)用級(jí)網(wǎng)關(guān)(ALG)、代理方式(Proxy)、MIDCOM協(xié)議、隧道機(jī)制和協(xié)議擴(kuò)展等。因此，當(dāng)NGN網(wǎng)絡(luò)采用多種NAT穿越機(jī)制開(kāi)展語(yǔ)音和視頻業(yè)務(wù)時(shí)，不僅要保證多種NAT/FW穿越機(jī)制的兼容，而且在引入NAT/FW穿越機(jī)制后還應(yīng)保證業(yè)務(wù)的可繼承性和可擴(kuò)展性,以及不影響現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的安全性、原有的業(yè)務(wù)安全性和服務(wù)質(zhì)量要求。
3.5 終端網(wǎng)絡(luò)管理
大量終端設(shè)備的引入使得公開(kāi)IPv4地址匱乏的矛盾更加突出。除地址問(wèn)題外，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)大量終端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)管理也是NGN網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模商用所面臨的難題。配置管理是網(wǎng)絡(luò)管理的重要組成部分。與傳統(tǒng)PSTN終端不同，NGN網(wǎng)絡(luò)中的終端都是智能終端，除需要進(jìn)行IPv4地址配置外，還需要進(jìn)行功能配置等配置管理操作。目前，采用DHCP方式配置終端IPv4地址和采用TFTP服務(wù)器自動(dòng)下載配置文件可以緩解靜態(tài)配置所帶來(lái)的巨大工作量問(wèn)題，然而，終端的多樣化給自動(dòng)配置帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，也給終端設(shè)備提出了更高的要求。此外，終端的網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)故障告警也是網(wǎng)絡(luò)管理的重要內(nèi)容。因此，如何在一個(gè)平臺(tái)下保證終端多樣化接入，以及保證網(wǎng)絡(luò)故障定位的即時(shí)率和準(zhǔn)確率是NGN網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)所面臨的關(guān)鍵問(wèn)題。
3.6 控制層組網(wǎng)模型
控制層軟交換設(shè)備所采用的組網(wǎng)策略也是NGN網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模商用所面臨的關(guān)鍵問(wèn)題。在軟交換實(shí)驗(yàn)網(wǎng)初期，軟交換設(shè)備之間通常采用平面路由的方式完成呼叫路由功能，即軟交換設(shè)備建立點(diǎn)到點(diǎn)的網(wǎng)狀連接，因此不可避免地帶來(lái)了N2問(wèn)題。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，平面路由方式已不能滿(mǎn)足實(shí)際運(yùn)營(yíng)需求，采用分層結(jié)構(gòu)的組網(wǎng)模式是NGN網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的方向。目前，分層結(jié)構(gòu)有兩種方式，一種是軟交換設(shè)備分層組網(wǎng)，另外一種是位置服務(wù)器分層組網(wǎng)。在軟交換設(shè)備分層組網(wǎng)模型下，軟交換設(shè)備分層端局軟交換、匯接軟交換和頂級(jí)軟交換，各級(jí)軟交換分別維護(hù)不同的用戶(hù)數(shù)據(jù)和路由信息。當(dāng)采用位置服務(wù)器分層組網(wǎng)時(shí)，通過(guò)增加位置服務(wù)器存貯用戶(hù)路由信息，位置服務(wù)器之間，以及位置服務(wù)器與軟交換設(shè)備之間可采用TRIP和其他協(xié)議進(jìn)行互通實(shí)現(xiàn)軟交換設(shè)備之間的呼叫路由。然而，究竟采用哪一種分層組網(wǎng)模式更加有效，更加適應(yīng)于中國(guó)國(guó)情，還有待于進(jìn)一步研究。
4．影響NGN業(yè)務(wù)開(kāi)展的商用模式問(wèn)題
除技術(shù)因素外，缺乏鮮明特色業(yè)務(wù)的市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)以及缺乏明確商業(yè)模式指導(dǎo)也是制約NGN網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個(gè)因素。業(yè)務(wù)和控制的分離是軟交換網(wǎng)絡(luò)的核心，業(yè)務(wù)的分離使得NGN業(yè)務(wù)提供更加開(kāi)放。目前，除傳統(tǒng)PSTN基本業(yè)務(wù)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)和傳統(tǒng)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)外，基于業(yè)務(wù)分離的軟交換網(wǎng)絡(luò)還可以提供許多增值業(yè)務(wù)，如WEB800、點(diǎn)擊撥號(hào)、點(diǎn)擊傳真、IP
Centrex和即時(shí)消息等。然而，這些業(yè)務(wù)的共同特征是“多而不精”，尤其是在沒(méi)有明確商業(yè)模型和資費(fèi)政策的指導(dǎo)下，這些業(yè)務(wù)難以起到吸引更多用戶(hù)和刺激市場(chǎng)發(fā)展的作用。因此，開(kāi)發(fā)具有鮮明特色的可盈利新業(yè)務(wù)是運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備制造商下一步的重點(diǎn),而制定適合NGN網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的資費(fèi)政策則是政府監(jiān)管部門(mén)應(yīng)考慮的問(wèn)題。
5．總結(jié)
技術(shù)問(wèn)題制約NGN業(yè)務(wù)的開(kāi)展，市場(chǎng)問(wèn)題則制約著NGN網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模商用。因此，運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備制造商應(yīng)在致力于技術(shù)研究以達(dá)到提供服務(wù)質(zhì)量保證、安全保障、實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)元的可控管理等目的同時(shí)，積極開(kāi)發(fā)具有鮮明業(yè)務(wù)的可盈利增值的業(yè)務(wù)和積極探索NGN網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商業(yè)模式。只有當(dāng)技術(shù)和商業(yè)兩方面因素全面解決后，NGN網(wǎng)絡(luò)發(fā)展才可步入良性循環(huán)的軌道。
全球IP通信聯(lián)盟
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