隨著新一代無線和固定寬帶接入技術的不斷涌現(xiàn)，電信網(wǎng)絡變得越來越復雜，傳統(tǒng)電信業(yè)務正受到IT和互聯(lián)網(wǎng)的強力挑戰(zhàn)。核心網(wǎng)作為電信網(wǎng)的 “心臟”，在后軟交換時代何去何從，成為擺在電信運營商面前的重大課題。
核心網(wǎng)現(xiàn)狀與不足
為了建設面向未來的新一代核心網(wǎng)，運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化，而核心網(wǎng)卻變得越來越復雜。和接入網(wǎng)逐漸扁平和簡化相反，隨著承載和控制的分離，控制和業(yè)務分離理念的引入，核心網(wǎng)正變得越來越復雜。眾多的業(yè)務領域，繁多的網(wǎng)元種類，無數(shù)的對內(nèi)、對外接口和協(xié)議，以及由于容量限制帶來同類網(wǎng)元節(jié)點數(shù)量的增加，整個網(wǎng)絡的拓撲異常復雜，導致網(wǎng)絡運營與維護困難，網(wǎng)絡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，使得在維護人員、機房面積、功耗等方面都增加了OPEX開銷。
分離的網(wǎng)絡和環(huán)境，難以提供融合的業(yè)務和體驗。據(jù)統(tǒng)計，在目前業(yè)界Top 30的運營商中，同時運營固定和移動業(yè)務的運營商有29個，運營商向全業(yè)務運營轉(zhuǎn)型的趨勢非常明顯。但目前運營商的網(wǎng)絡大多是移動和固定相分離的煙囪狀架構，這導致每個系統(tǒng)需要獨立的人員來維護，人員多，效率低；由于業(yè)務控制點分散在兩個系統(tǒng)里，難以提供固定、移動融合的業(yè)務體驗，導致網(wǎng)絡對終端客戶的粘性不強。
面臨互聯(lián)網(wǎng)和IT應用對傳統(tǒng)電信業(yè)務的強力蠶食，運營商應對乏力。根據(jù)Gartner的預測，到2013年話音業(yè)務收入還會占運營商業(yè)務總體收入的70%以上，語音還是運營商的現(xiàn)金牛。然而，這個現(xiàn)金牛目前正面臨著眾多IT和互聯(lián)網(wǎng)應用的強力挑戰(zhàn)，和目前電信運營商提供的Plain Voice相比，互聯(lián)網(wǎng)上IM、VoIP、SNS等應用的業(yè)務體驗更豐富、更新穎，話音業(yè)務被這些應用分流嚴重，運營商卻缺少應對手段。
面向未來的統(tǒng)一核心網(wǎng)
為應對挑戰(zhàn)，運營商傳統(tǒng)的TDM或軟交換架構的核心網(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。在多接入技術環(huán)境下的新一代融合核心網(wǎng)，應該具備什么樣的特性和要求？總體來講，可用八個詞來概括：融合、統(tǒng)一；簡潔、高效；演進、兼容；開放、互通。
融合、統(tǒng)一
對同時運營固定移動話音、寬帶業(yè)務的綜合運營商而言，最大的挑戰(zhàn)就是實現(xiàn)網(wǎng)絡的融合，結束條塊分割的網(wǎng)絡和環(huán)境，減少運維成本。一個真正融合、統(tǒng)一的核心網(wǎng)絡，應該具備以下關鍵特性：
五合一，融合的會話控制和接入控制。一個真正融合的核心網(wǎng)應該至少具備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)務體驗。核心網(wǎng)需要融合的IMS Core為所有的接入方式提供鑒權、路由和業(yè)務觸發(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)務的一致性。在接入無關的統(tǒng)一控制節(jié)點之上，需要Common TAS（Telephony Application Server）為各種接入方式提供統(tǒng)一、融合的業(yè)務能力，如圖1所示。Common TAS除了要實現(xiàn)FBB、MBB共同需要的基本話音和視頻業(yè)務功能集合，還需要包含傳統(tǒng)固定、移動網(wǎng)絡的一些常用業(yè)務，如固定CS網(wǎng)絡中的熱線、鬧鐘，移動CS網(wǎng)絡中的預付費業(yè)務、彩鈴等。為了實現(xiàn)企業(yè)客戶的要求，Common TAS中還需要包含IP Centrex等高級話音業(yè)務特性，用于企業(yè)市場場景的應用。有了這三組功能集，基本上可以實現(xiàn)終端用戶在不同接入方式間轉(zhuǎn)換時，對基本業(yè)務功能集體驗的一致性。此外，Common TAS還需要提供更多的增值業(yè)務，如FMC類增值業(yè)務、ICT類增值業(yè)務等。
融合的用戶數(shù)據(jù)中心，是網(wǎng)絡融合過程中不可缺的重要部件。在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡架構中，用戶的簽約數(shù)據(jù)是存在不同地方的，在網(wǎng)絡逐漸從以傳統(tǒng)的CS/PS網(wǎng)絡向以IMS/SAE為核心的融合網(wǎng)絡演進的過程中，一個融合的用戶數(shù)據(jù)中心是必須的，它是實現(xiàn)網(wǎng)絡向未來發(fā)展演進、用戶平滑遷移的橋梁。
在話音ARPU值不斷下降的壓力下，為有效降低OPEX/CAPEX，運營商需要不斷提高網(wǎng)絡效率，挖潛網(wǎng)絡能力，可以采取以下兩個措施：
采用統(tǒng)一、高性能的軟硬件平臺。由于ATCA高性能刀片式服務器的計算架構和虛擬化技術的出現(xiàn)，使得眾多網(wǎng)元統(tǒng)一到一個硬件平臺上成為可能。統(tǒng)一的硬件平臺，使得不同網(wǎng)元的備件可以共享，降低了維護成本。高性能的硬件平臺極大提高了單網(wǎng)元的容量，可使得網(wǎng)絡中網(wǎng)元節(jié)點的數(shù)目急劇下降，拓撲得到簡化。
集成的站點管理和不同網(wǎng)元間互通接口協(xié)議的優(yōu)化和協(xié)同。基于統(tǒng)一軟、硬件平臺基礎，在同一站點部署的不同網(wǎng)元，通過共享公共部件(比如話單服務器單元、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化網(wǎng)絡拓撲。同一站點的不同網(wǎng)元，采用相同或相似的風格進行操作和運維，實現(xiàn)統(tǒng)一管理，降低運維人員的學習成本，共享運維經(jīng)驗，提升了運維管理的效率；可以通過內(nèi)部優(yōu)化和協(xié)同來提高處理效率，降低CAPEX；與站點外的其它網(wǎng)元互通時，仍然是標準接口，對外部網(wǎng)元沒有任何影響。
新一代核心網(wǎng)必須具備面向未來持續(xù)演進能力和后向兼容傳統(tǒng)網(wǎng)絡的能力。LTE規(guī)模部署的啟動時間點大致在2012－2013年，新一代核心網(wǎng)對演進能力的主要訴求是能支持VoLTE，并能和2G/3G網(wǎng)絡實現(xiàn)兼容和互操作。
對現(xiàn)有網(wǎng)絡影響最小，易于部署。經(jīng)驗表明，在核心網(wǎng)中引入一個全新架構的網(wǎng)絡形態(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，如果一個新的架構對周邊網(wǎng)絡（IN、OSS、BSS、HLR等）改造要求高，意味著運營商初期引入的成本會很高，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，要求對現(xiàn)網(wǎng)的影響盡可能小，比如在HLR、智能網(wǎng)甚至是計費系統(tǒng)都不變的情況下，能否在新一代核心網(wǎng)中實現(xiàn)傳統(tǒng)2G/3G語音業(yè)務，一旦寬帶和固定接入完成后，網(wǎng)絡馬上又具備IMS網(wǎng)絡的接入無關和多媒體特征，能輕易實現(xiàn)基本業(yè)務之上的FMC類、ICT類及多媒體增值業(yè)務。
支持MMTel和RCS等新的寬帶業(yè)務應用。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)務應用，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這樣的實體，支持多重業(yè)務觸發(fā)的功能，以支持新的寬帶業(yè)務應用。由MMTel和RCS組成的Rich Voice等寬帶業(yè)務，具有更好的業(yè)務可獲得性和質(zhì)量控制，不僅能提升客戶體驗，增強用戶粘性，而且也是電信運營商用來抗擊互聯(lián)網(wǎng)MSN、QQ、Skype、Google Voice等應用的重要武器。
支持資源的動態(tài)調(diào)配，基于軟件的平滑演進能力。網(wǎng)絡演進總是和用戶的逐漸遷移相伴，在接入技術逐漸向LTE/FTTx等寬帶接入演進的過程中，話音也會逐漸從VoCS向VoPS遷移。和2G用戶向3G遷移類似，在面向LTE甚至是4G技術遷移的B3G時代，由于2G、3G、4G等各種接入技術還會共存很長一段時間，因此在核心網(wǎng)層面，需要一個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，當用戶從CS向PS遷移時，MSC-S/mAGCF、Fixed Softswitch/AGCF等網(wǎng)元能通過軟件升級為CSCF、TAS等部件，實現(xiàn)硬件的完全重用。
開放、互通
運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，運營商可以開辟出一個全新的市場空間。
架構的開放性。核心網(wǎng)的網(wǎng)元間采用標準協(xié)議，可以實現(xiàn)多廠家設備的互聯(lián)互通，以便運營商根據(jù)自身需要選擇最合適的產(chǎn)品。3GPP R8定義的ICS（IMS Centralized Service）架構是一個合適的選擇，基于這個標準的架構，可逐漸形成2G/3G/4G融合，固定與移動融合，窄帶與寬帶融合的新一代融合的核心網(wǎng)絡，確保用戶在不同接入技術間漫游時業(yè)務的一致性和連續(xù)性。
能力的開放性。在新一代核心網(wǎng)中，需要有一層業(yè)務開放網(wǎng)關（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），通過簡單的API形式（如REST等），向第三方開放，以實現(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)新應用，把CT應用和IT應用結合起來，給最終用戶提供全新的業(yè)務體驗。
使用的開放性。最終用戶能隨時隨地接入網(wǎng)絡，能方便地實現(xiàn)業(yè)務自助，并根據(jù)自己的需求、偏好等各種因素設置自己的通信策略。一個基于Web的個人業(yè)務Portal是重要的組成元素，用戶可以通過任何終端（手機、PC等），登陸到這個Web頁面上，發(fā)起呼叫（Click to Dial）或是設置通信策略，如綁定終端、設置被叫路由策略等。
核心網(wǎng)平滑演進之路
在了解新一代核心網(wǎng)的主要特征后，運營商現(xiàn)有的核心網(wǎng)如何逐漸向目標網(wǎng)絡架構演進？總體上講，向目標網(wǎng)絡架構演進可分為三大步：全IP和FMC；全業(yè)務寬帶和多媒體；IT和CT融合。
第一步：全IP和FMC。不同運營商的情況不盡相同，運營商需要因地制宜，確定目標網(wǎng)絡的未來演進路徑。擁有傳統(tǒng)TDM網(wǎng)絡的運營商，已經(jīng)完成軟交換改造的運營商，同時擁有移動網(wǎng)絡和固定網(wǎng)絡的運營商，其演進路徑都不盡相同。關注解決方案成熟性和普遍可獲得性的運營商，初期可選擇成熟的軟交換方案；關注面向未來演進的移動運營商，可選擇一步到位的基于3GPP R8 ICS架構的2G/3G/4G合一的解決方案；關注FMC的綜合運營商可選擇基于IMS的融合方案。總體上看，這一階段的主要目的就是實現(xiàn)網(wǎng)絡的融合化和IP化。
第二步：全業(yè)務寬帶和多媒體。在擁有一個以IMS為核心的網(wǎng)絡架構后，隨著LTE/FTTH等寬帶接入技術的部署，用戶逐漸由VoCS向VoPS遷移，電路域逐漸消失，寬帶網(wǎng)絡逐漸壯大，最終形成一個全IP的寬帶網(wǎng)絡環(huán)境。在寬帶網(wǎng)絡環(huán)境下，運營商下一步的核心任務是提供越來越多的寬帶多媒體應用，不斷豐富終端用戶的業(yè)務體驗，如RCS、多媒體高清會議、IMS based IPTV。
第三步：IT和CT的融合。寬帶和IP最終會推動網(wǎng)絡向ICT融合方向演進，電信網(wǎng)絡需要混合互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新應用以提升用戶體驗，互聯(lián)網(wǎng)也需要龐大的電信網(wǎng)絡提供的通信能力和實名制的用戶數(shù)據(jù)，以增強其應用的針對性和業(yè)務的普遍可獲得性，IT和CT最終會逐漸滲透，互相融合，共同走向繁榮。
隨著云計算技術的逐漸成熟，為進一步提升電信網(wǎng)絡對硬件資源的使用效率和靈活性，云計算技術最終也將應用在電信網(wǎng)絡中，從而在CT和IT這兩個領域形成兩朵“祥云”，作為網(wǎng)絡的基礎設施，分別構成運營商的Telecom Core和Web Core，運營商也可借此完成從單純的電信服務提供商向綜合服務（CT和IT服務）提供商轉(zhuǎn)型。
圖1 融合統(tǒng)一的核心網(wǎng)
CTI論壇報道
