基于NGN组网实践的思考_移动_NGN及软交换

基于NGN组网实践的思考

刘阳杜之亭 2007/02/25

　　摘要：对在利用NGN组网实践中遇到的若干问题进行了讨论，介绍了中国联通采用CCM+SACP框架的实际组网方案。

1、前言

　　NGN是当前电信业关注的焦点，其原理是利用IP包承载电信业务，各类业务转换为数字信号，然后进行灵活的计算机软件处理和IP网传输。它以IP承载和包交换为基础，具有控制与承载分离、开放的业务接口、支持用户漫游等特点。

　　我们认为，软交换仅是业务控制层面的技术，在实际组网不是多个独立技术的简单堆叠，而需从全程全网、业务运营角度等诸多方面综合考虑。目前，业界对NGN的争议仍然颇多，但NGN的研究步伐一直没有停滞，在此过程中也出现了许多实际问题，下文将结合中国联通的实践，对NGN实际组网中面临的问题进行讨论。

2、NGN组网实践中的思考

　　2.1 总体技术框架的思考

　　目前，各标准化组织并没有给出十分清晰的NGN组网指导方案，这与ITU、ETSI、IETF、IPCC、3GPP等组织间的工作协调有关。ITU的工作受TISPAN和3GPP的影响较深，IMS架构仍有许多问题需要进一步细化；另一方面，运营商间也未提供完全可照搬的成功模式。因此，整个业界面临设计适合自身发展的组网模式的困惑。

　　从全球实际应用来看，NGN在长途交换局中的组网已比较成熟，如中国联通成功运营的全球最大IP电话长途网；而在本地网组网中，还需要解决IP到末端等诸多复杂问题。从目前发展趋势来看，大多采取在靠近用户侧增加用户接入控制设备的方法。用户接入控制设备主要负责NAT转换、协议代理、QoS控制、安全管理、终端认证等功能，使对末端用户的管理控制功能从核心层向接入层下放。

　　另一方面，随着功能增多和新业务的需要，核心控制设备的功能将逐渐分离，例如将原软交换设备中的用户数据分离出来，组成类似移动网络中HLR数据库，以增加对用户管理的灵活性。核心设备将增强业务交换能力，而将用户管理、计费采集等相关功能逐渐分离。

　　传统运营商还需要通过渐进方式实现与传统PSTN网络的融合，以解决PSTN网络发展瓶颈，许多设备厂商已提供了融合解决方案，但在运营商的个性化需求方面还存在许多难题。另外，在PSTN网络容量已满足用户基本需求的情况下，对NGN的新投资均须相当谨慎。

　　NGN框架设计涉及的问题比较复杂，需综合考虑技术成熟度、与原设备融合、用户可控管理、安全、业务漏洞防范及投资回报等诸多方面的问题。随着NGN在本地网的逐渐部署，这些逐渐成为运营商需要考虑的首要问题，设备厂商也由提供单纯NGN设备转向提供总体组网方案。

　　2.2 通信协议的选择

　　我们认为，H.248和MGCP协议仅是局部的呼叫控制协议，在视频等综合业务提供方面存在先天缺陷，很难大规模商用，最终将可能成为过渡性协议。近年来讨论较多的是H.323及SIP协议，特别是SIP协议。

　　关于由ITU制定的传统H.323协议，中国联通运营的IP电话网及视频会议网的成功实践已证明，H.323协议是完备的、易维护的和可运营的，并且其扩展性能较差等方面的缺陷已不断改善。关于将H.323协议过渡到SIP协议，与IPv4演进到IPv6面临相同的困惑，我们认为技术选择是以业务驱动为导向的，能够发现“杀手锏应用”才是关键。在增值业务成为必须之前，缺乏将当前稳健的H.323协议过渡到SIP的理由。

　　SIP协议随着业务的发展而不断完善，该协议也变得复杂起来。其过度开放性为不同厂商间的互通带来了许多潜在障碍。基于SIP的各种增值业务特别是因特网应用(如即时消息)逐渐增多，这是SIP的优势所在。在固定网与移动网的融合中，SIP发挥重要作用将成为不争的事实。

　　我们希望最大限度地发挥原H.323网络的业务能力，而设备制造商提供的SIP功能不断增强，两种协议将在彼此借鉴中共存，SIP与H.323的互通网关的功能也将逐渐增大。SIP发展将与3G和互联网增值业务密切相关。

　　2.3 IP电信级应用的思考

　　对于从互联网应用发展起来的IP协议，在其承载电信业务时，存在IP地址不足、QoS控制、可运营和可管理性、安全等技术问题。

　　近年来，相继出现的许多新技术试图解决以上问题，其中IPv6及NAT等可解决地址扩展的问题；MPLS、VPN、VLAN等使提供高质量的服务成为可能，但为用户提供按需分配的QoS将是永远的课题。在业务的可管理性和网络安全等方面仍没有根本的解决方法，导致防范非法话务及安全漏洞已成为政府监管的重点。随着IP到末端业务的不断增多，IP协议问题越发棘手，在某种程度上已经制约了新业务(例如网络电话)的广泛开展。

　　原本希望IPv6能为IP在电信业务的应用带来新契机，而事实证明，IPv6关注点主要在地址空间扩展上，NGN最终能否成功将在很大程度上受到IP技术发展的限制。

　　2.4 业务发展相关问题的思考

　　NGN新的增值业务需要可管理、可持续发展的商业模式，但当前还尚未有成熟模型可参考。例如，部分增值业务的资费标准还未确定；行业还没有制定统一的业务监管规范；各运营商间的互联互通问题也需要解决。

　　与3G业务一样，NGN发展还需要建立可盈利的产业链，即实现由设备提供商、运营商、应用/业务提供商和最终用户等组成的产业链的良性运转，目前并没有出现原来设想的NGN新业务繁荣的场面，我们需要借鉴移动增值业务发展的前车之鉴。支持第三方业务开发的接口标准制订的缓慢也制约了新业务的发展。

　　另外，NGN的业务计费单元由原来的语音业务转变为综合业务后，需要增加对视频及各种增值业务的支持，由单纯按通话时长计费改为按时长、流量、内容等综合计费。同时，对基于NGN的业务支撑系统也提出了新要求，某些技术细节正在探讨中。

　　2.5 终端设备的思考

　　NGN核心控制设备作为局端设备，可灵活规划并易于维护，而IP终端相对传统PSTN话机的智能化及其某些物理特性的缺陷，已成为制约NGN发展的一个瓶颈。

　　目前应用较多的是软终端，用户对象以对价格敏感而对服务质量要求不高的年轻群体为主。对于软终端，用户使用习惯需要改变，且大部分业务是基于互联网的免费业务，从而造成了增加因特网流量而分流传统语音业务的尴尬局面。

　　真正能提供电信级服务的应为IAD、可视电话等硬件终端，但它们普遍存在供电、认证、管理及配置等问题。例如，远端供电需终端和交换机共同支持，支持此功能的设备较少；关于终端认证管理，较好的解决方案是采用类似手机SIM卡的认证方式，而TISPAN正在讨论中；关于增强业务控制能力，防止业务旁路将是一个长期的难题；关于终端统一网管，目前还没有统一的技术规范能被各终端厂商支持；关于终端的IP配置，其复杂性一直没有好的解决方案，IP自动配置功能只能在受限范围内实现。因此，提供易于使用的电信级新型终端将是当前研发的重点。

　　2.6 其它

　　接入网和用户驻地网的IP承载网质量会极大地影响用户的使用效果，其改造或优化工程势必会使实际组网工程变得复杂起来。

　　随着技术的发展和业务的增加，核心控制设备中的软件规模必然呈几何级数的增长，从而造成故障点增多。同时，新技术的采用也对维护人员的技术素质提出了更高要求。

　　NGN带来的承载网、业务网及其支撑网分离的灵活性也势必造成多层面设备互通的技术障碍，运营商与设备厂家的关系也会变得越来越松散。

3、中国联通的组网实践

　　目前，中国联通已建立了覆盖全国的成熟的VoIP网、视讯网和互联网等骨干业务网。为了突破在本地网内开展业务的瓶颈，我们在城域范围内建设了城域综合业务网(MISN，MetropolitanIntegratedServiceNetwork)。它以现有的城域承载网为基础，通过先进统一的业务和网络平台，在城域范围内实现语音、视频和因特网等各种业务的综合，将各种业务从骨干网向用户侧延伸。

　　基于对NGN诸多问题的思考并结合中国联通网络现状，MISN网基于H.323协议，采用CCM+SCAP的技术框架，具体架构如图1所示。

　　　　　　　　　　　　　　图1 MISN网总体技术架构

　　CCM(CallControlManager)是MISN网中的综合业务控制模块，提供对话音、视频等综合业务的呼叫控制，业务接入认证，控制SACP实现对于各种业务的控制和管理，生成CDR话单等。CCM至少包括呼叫控制功能、通过SACP对承载网进行控制、与运营支持系统的接口、用户注册、增值业务管理、安全管理等功能。

　　SACP(ServiceAccessControlPoint)位于城域网中的汇接POP或者骨干POP(在没有汇接POP的中小城市)，在CCM的控制下，SACP对各种业务进行网络资源的管理和媒体通道的控制。SACP至少包括用户信息流的动态控制、支持业务优先级、信令流与媒体流的过滤功能、网络资源管理、用户管理、抗攻击的能力、配合产生计费信息等功能。

　　关于上文讨论的承载网QoS保证、终端管理、计费营账支撑平台等影响NGN工程实施的诸多方面，在我们制定的相关工程实施方案中已提出了可行方案。

　　MISN的网络结构能够较好地解决当前NGN发展的诸多问题，并且它已被证明是较完备的分组业务网的技术体系。

　　本方案得到了许多设备厂商的支持，有7家设备厂商入围，在23个省建设了28套MISN网络，部分已商业运营。我们下一步的工作主要包括：完善SACP功能、定义CCM与SACP的统一通信协议、加强终端管理，关注增值业务的开发等。

4、小结

　　利用NGN技术组网是一项全新的系统工程，在某些层面甚至是对原有组网模式的一场革命。在技术层面，NGN在骨干网组网方面已基本成熟，但在末端用户侧的组网方案还需要详细研究；在业务层面，在传统语音仍是主要业务的情况下，NGN新业务将与3G和因特网业务的发展存在较大关联性。既没有无用的技术，也没有万能的技术，在实际组网应用中，我们一定要清楚把握NGN实践的动机和目标，结合自身特点选择NGN的有利特性。

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