浅谈下一代网络和软交换

出处:赵慧玲 发布于:2011-08-29 16:46:26

  国际电信联盟(ITU)在2001—2004年研究期开始启动有关下一代网络(NGN)的研究,2003年推出了NGN的框架性标准草案,组织了的NGN研讨会,2004年召开了相应的课题人联席会议,成立了NGN的专题组(FGNGN),2004年世界标准大会(WTSA)宣告ITU-T成立NGN研究组。目前,基于软交换的网络演进工作是NGN发展的重要内容之一,各运营商积极开展软交换的技术、业务试验和试商用试验,并提出了演进计划。

1 NGN标准化工作进展
  2004年是NGN标准化工作取得初步成果的一年。为了加快NGN的研究和标准化进程,ITU召开了多次NGN课题人联合会议和SG13研究组全会,推出了15个NGN标准草案,意在对NGN的研究方向、框架体系、业务需求、网络功能、互通、服务质量、移动性管理、可管理的IP网络和NGN演进方式等各个方面提出总体要求,为世界各国的通信运营商和设备制造商提供网络发展和产品研发的思路和依据。

  在2004年2月的ITU-T SG13会议上,经过激烈的辩论,给出了NGN的定义:NGN是一个分组网络,它提供包括电信业务在内的多种业务,能够利用多种带宽和具有服务质量(QoS)能力的传送技术,实现业务功能与底层传送技术的分离;它提供用户对不同业务提供商网络的自由接入,并支持通用移动性,实现用户对业务使用的一致性和统一性。

  可以看出NGN的定义非常宏观,截至2004年7月的SG13末期会议,共完成了15个NGN标准草案。

  欧洲标准化组织(ETSI)继成功运作主导了3G标准(之一)后,又雄心勃勃地开展了NGN的TISPAN计划。在此背景下,ITU-T标准局局长赵厚麟先生于2004年6月提出,ITU-T须加速进行NGN标准工作。ITU-T成立的NGN专题研究组,分别在以下7个领域进行工作:

  WG1:业务需求

  WG2:功能体系架构和移动性

  WG3:IP QoS

  WG4:控制和信令能力

  WG5:网络安全

  WG6:网络演进

  WG7:IP承载能力要求

  至今,FGNGN已经开过4次会议,成果显着,在NGN网络和业务总体要求、功能体系架构、IP QoS、控制和信令要求、网络演进和安全等方面提出了较为具体的要求。FGNGN计划分3个阶段颁布NGN的相关标准,具体内容详见表1。


  对于阶段的业务和能力,FGNGN给出了NGN在阶段支持的业务类型和范例,主要描述了业务和能力的需求,包括管理、命名、编址、接入网的需求、安全性等等和业务相关的需求。

  “FGNGN-FRA NGN的功能架构模型”建议草案初步提出了下一代网络业务层和传输层的一些功能实体。该建议草案是从逻辑功能实体的角度来分析和定义下一代网络模型的。

  “FGNGN-FRMOB移动性功能需求”建议草案描述了NGN中的移动性管理要求及其体系结构,将NGN的移动性分为网间移动、网内移动和接入网内移动3种情况,并从通用、用户和网络3个方面提出了对移动性管理的要求,提出了NGN移动性管理的功能体系结构。

  “FGNGN-CMIP可管理的用户网络能力”建议草案的名字被改为“CuSTomer Manageable IP Network”,主要关注从用户角度出发的可管理IP网的业务定义、业务需求、参考模型和功能要求。

  在网络演进方面,FGNGN完成了PSTN、ISDN向NGN演进的示例;在安全方面,FGNGN提出了NGN网络安全和家庭网络的框架性要求。

2   NGN网络架构及演进

     电信网络的发展趋势是在分组化的IP平台上提供丰富且多样化的业务,且随着这种趋势的日益明显,市场对于性的NGN标准提出了非常迫切的要求。

2.1 NGN的体系架构

  关于NGN的体系架构,目前讨论多的是网络融合架构。欧洲TISPAN计划将NGN架构描述为4个网络子系统,即IP多媒体子系统(IMS)、PSTN与ISDN仿真子系统、基于RSTP的流媒体子系统和其他多媒体子系统。PSTN/ISDN仿真子系统与IMS在逻辑上是分离的,其技术上的不同点在于前者是基于H.248和SIP-I协议的,而后者是基于纯SIP的。

  值得注意的是,两者只是在概念上分离,不同子系统的功能实体可能在同一物理节点上实现。

  ITU FGNGN在TISPAN描述的NGN架构上进行了相应的修正,并在2004年12月会议上继续补充了网络附属子系统(NASS)和资源和准入控制子系统(RACS)功能。NASS提供IP地址分配(如利用动态主机配置协议)、IP层、基于用户轮廓的网络接入鉴权、基于用户轮廓的接入网络配置、IP层位置管理等功能;而RACS提供准入控制和网关控制功能,准入控制即依据用户轮廓、运营者策略和资源可用性进行准入决定,网关控制则包括网络地址和端口转换、DSCP标记等。

2.2   网络演进

  目前,NGN的网络演进引起了广泛的关注,即固网演进是否适于采用IMS的架构?IMS是3GPP在Release5版本上提出的可支持IP多媒体业务的子系统,它的特点是采用了SIP协议和与接入的无关性。

  目前IMS支持2G和3G的移动接入方式,还不能支持固定接入方式。在网络融合的发展趋势下,3GPP、ETSI和ITU-T都在研究基于IMS的网络融合方案,希望能使IMS成为基于SIP会话的通用平台,同时支持固定和移动的多种接入方式,以实现固网和移动网的融合。

  以欧洲ETSI为代表的TISPAN计划提出,基于IMS的体系架构是NGN的主体架构,认为IMS代表了NGN网络发展的方向。IMS系统采用SIP协议进行端到端的呼叫控制,这就为IMS同时支持固定和移动接入提供了技术基础,也使得网络融合成为可能。

  IMS将来如何提供统一的业务平台,标准乃至商品的成熟性等问题仍有待进一步的探讨和解决。同时支持固定和移动的多种接入方式,实现固网和移动网的融合。IMS是为移动网络设计的。

  在2004年12月ITU NGN会议上,大会同意启动基于呼叫服务器(软交换)网络演进的标准化研究。ITU FGNGN也在2004年6月启动了PSTN演进的研究,提出了基于呼叫服务器的PSTN演进方案和示例。

3  软交换技术
   软交换技术是近年发展起来的一种新的呼叫控制技术,具有开放的体系架构、基于分组传输、能够提供多种接入方式等特点,可以提供语音、多媒体等多种实时业务,已经逐渐成为电路交换向分组交换演进的主流技术。

  从技术发展趋势来看,电路交换将向以分组技术为基础的软交换演进,但在相当长的时间内电话交换网仍将与软交换网络共存。

  软交换系统由多种设备组成,主要包括软交换设备、中继网关、信令网关、接入网关、媒体服务器、应用服务器等网络侧设备以及综合接入设备(IAD)、SIP终端等终端侧设备。主流厂家的软交换系统在国内外已有商用实例,主要应用集中在利用软交换提供长途汇接和本地用户接入业务,以及为企业用户提供综合通信解决方案。

  软交换技术从1997年开始发展,正在逐步从试验阶段走向商用阶段,并在国内外得到应用。总体上看,美国的运营商要于欧洲,新兴运营商要积极于传统运营商。

  中国通信标准化协会网络与交换技术委员会从2001年起开始制订软交换系统的相关规范及标准,主要包括设备规范、协议规范、接口规范和业务相关规范等,现共完成相关规范59个。

  中国电信在集团公司的统一部署下,从2001年开始进行软交换技术的跟踪。试验证明,软交换体系在技术上已经基本成熟,其中,窄带软交换产品已经成熟,宽带软交换产品基本成熟。

  软交换业务的提供方式有3种:由软交换设备提供PSTN基本业务及补充业务;采用SIP应用服务器或者Parlay应用服务器来提供运营商自营的新型业务;利用Parlay应用服务器通过第三方提供业务。其中一种方式仍处于探索阶段,应进一步深入研究和实践。

  对于在话音网络引入软交换技术,应认真研究引入的策略、组网架构方式和不同厂家业务平台的互通模式。

4   国外运营商网络演进策略

    网络演进是一个长期的过程,根据FORRESTER公司的,欧洲运营商网络演进需要15年的时间。Verizon下一代网络的主要策略是采用多协议标记交换(MPLS)技术,使IP网具备服务质量保证和业务融合的能力,并采用软交换实现长途分流和本地网电路交换机的替换。多业务接入设备具有支持多业务接入的能力,能够支持窄代话音和数据业务,具有支持宽带传输和数据接入的能力。在电路交换层面,英国电信从现场试验入手,并于2005年开始进行电路交换的替代工作,计划将在2007年采用软交换实现50%的本地电路交换机替换。

  德国电信执行副总裁Paul Reynolds明确认为,话音网络演进的思路是采用软交换替代和新建重叠软交换网并举的策略,应强调交换机替代的经济可行因素。

  德国电信在网络演进中强调建立综合的业务平台,并逐步增加业务能力,目前该平台具有话音、统一消息、呼叫中心、IP Centrex、会议呼叫等业务能力。

  法国电信准备从2007年开始PSTN向IP语音(VOIP)的演进,演进方式主要包括两种:种是引入一种称为VOICE DSLAM的设备,该设备在传统DSLAM基础上集成VOIP网关功能,其VOIP网关接受呼叫服务器(软交换)的控制,从而实现POTS语音接入到VOIP语音的转换;第二种是通过呼叫服务器(软交换)控制位于用户侧的RGW设备(下行提供Z接口接普通电话,上行以太口接ADSL MODEM)或IP电话设备,从而在用户侧即实现VOIP语音的接入。

  在未来NGN的总体架构上,法国电信倾向于基于IMS的网络结构。他们期望采用一种统一功能和业务融合的控制架构,并正在积极推进TISPAN的标准化进程,使得IMS的概念及早在网络中实现。

5   结束语

      NGN的标准化工作在总体框架和基本概念上初步取得了成果,但在具体网络和业务要求方面由于各地区的情况不同,目前很难达成一致的看法和要求,所以在实施方面进展较为缓慢,还需要大家共同努力来推进。运营商在面对网络演进时需要采用平滑过渡的手段,所以对新的网络设备提出了新的要求。对于网络,运营商希望能够支持多种流量、多种业务、具有丰富的协议、大容量和高性能;对于边缘网络,运营商要求具有丰富的接口能力;对于业务,运营商希望提供灵活有效的业务平台和用户可接受的新型终端设备;对于网络管理和维护,运营商则需要智能化的管理体系。在标准化方面,还须加强软交换与IMS的体系架构、网络和业务互通、业务平台接口和终端接口的研究工作。


  
关键词:浅谈下一代网络和软交换

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