利用V5接口從網(wǎng)絡(luò )邊緣向NGN演進(jìn)
2003/07/23
軟交換進(jìn)展緩慢
應該說(shuō)，軟交換的設計初衷為我們描述了一個(gè)美好的前景，然而軟交換產(chǎn)品的部署卻進(jìn)展緩慢。在中國，軟交換網(wǎng)絡(luò )全部是試驗網(wǎng)，沒(méi)有一個(gè)商業(yè)網(wǎng)，概括下來(lái)有以下幾個(gè)原因：
1、網(wǎng)絡(luò )資源現狀是當前軟交換系統部署遲緩的主要原因
雖然從理論上講，軟交換的性?xún)r(jià)比要比程控交換機高，但在現有交換資源沒(méi)有充分利用的情況下，去重復建設軟交換無(wú)疑是一種浪費。在帶寬資源現狀下，基于統計復用的VoIP技術(shù)節省通話(huà)成本的優(yōu)勢很難再吸引運營(yíng)商，這也是為什么現有的“IP電話(huà)”僅僅只是每分鐘三毛錢(qián)長(cháng)話(huà)的代名詞。打破壟斷、建立有效競爭環(huán)境，重點(diǎn)在于低成本地建設接入網(wǎng)，然而軟交換通常采用的NNI接口，并不能快速、有效地實(shí)現這一市場(chǎng)目標。
客觀(guān)來(lái)說(shuō)，軟交換系統是一個(gè)技術(shù)推動(dòng)型產(chǎn)品，而不是需求推動(dòng)型的產(chǎn)品，這是軟交換系統部署遲緩的主要原因。
2、軟交換的系統成本居高不下
究其原因，軟交換里面實(shí)現了大多數交換機的功能，軟件功能的復雜意味著(zhù)成本的上升。而運營(yíng)商是否愿意為這些他們已經(jīng)擁有的資源重復付費呢？
另外，通常情況下，軟交換機只實(shí)現了基本的交換功能，而不具備更多的業(yè)務(wù)提供能力，單獨并不能夠實(shí)現PSTN端局交換機所支持的全部業(yè)務(wù)，要做到和PSTN交換機的功能相當，還需要其它的設備配合，這些附加設備又抬高了整個(gè)軟交換系統的設備造價(jià)。
3、新業(yè)務(wù)成熟度欠缺，尚在演示階段
雖然軟交換系統提供的API，從理論上講，具有快速的業(yè)務(wù)生成、配置和匯接能力，然而這些業(yè)務(wù)API，例如我們耳熟能詳的PARLY ，并不成熟，并不像SIP/MGCP/H323等控制信令或者RTP/RTCP等媒體傳輸控制協(xié)議這樣成熟和標準。
API的不成熟，意味著(zhù)在某個(gè)軟交換產(chǎn)品生成的業(yè)務(wù)，也只能適用于特定的軟交換機，設備的無(wú)關(guān)性，業(yè)務(wù)的互通性、匯接性差。因此，并沒(méi)有將開(kāi)發(fā)新業(yè)務(wù)和應用產(chǎn)業(yè)化，形成一條良性的產(chǎn)業(yè)鏈。另外，而廠(chǎng)商開(kāi)發(fā)的屈指可數的新業(yè)務(wù)，也由于大多屬于演示的范疇，并沒(méi)有太多實(shí)際的價(jià)值。
4、老業(yè)務(wù)的兼容性對業(yè)務(wù)的接受程度產(chǎn)生重要的影響
NNI接口，使得既有業(yè)務(wù)訪(fǎng)問(wèn)不便，需要做大量配置，一些智能業(yè)務(wù)甚至通過(guò)軟交換機不能訪(fǎng)問(wèn)。用戶(hù)的使用習慣也存在問(wèn)題，用戶(hù)需要接受復雜的撥號計劃，需要改變拿起電話(huà)就撥打電話(huà)號碼的傳統習慣，有些細節的改變將對業(yè)務(wù)的接受程度產(chǎn)生重要的影響，黑猩猩和人的DNA只相差不到1%。
5、軟交換網(wǎng)絡(luò )和PSTN的不對等地位與理論設計相差甚遠，演變過(guò)程是逐步漸次的
麥卡啡定律告訴我們，網(wǎng)絡(luò )的價(jià)值和用戶(hù)的平方成正比，軟交換網(wǎng)絡(luò )不可能單獨成網(wǎng)，必須要和PSTN互聯(lián)互通，以利用PSTN的用戶(hù)數來(lái)提升本網(wǎng)絡(luò )的價(jià)值。在面對著(zhù)盡管技術(shù)落后，但用戶(hù)數目巨大的PSTN網(wǎng)絡(luò )時(shí)，軟交換網(wǎng)絡(luò )怎么看都處于一個(gè)從屬位置，屬于PSTN網(wǎng)絡(luò )的一個(gè)接入網(wǎng)。隨著(zhù)軟交換網(wǎng)絡(luò )的用戶(hù)數目增多，逐步演變成為兩個(gè)對等的網(wǎng)絡(luò )，最后，PSTN網(wǎng)絡(luò )成為軟交換網(wǎng)絡(luò )的接入網(wǎng)絡(luò )。
這種演變過(guò)程和ARPA NET和NSF NET的關(guān)系演變類(lèi)似。然而要想從接入網(wǎng)變?yōu)閷Φ鹊膬蓚�(gè)網(wǎng)絡(luò )，必須要經(jīng)過(guò)很長(cháng)的一段時(shí)間。現階段，盡管許多人不愿意承認，軟交換在網(wǎng)絡(luò )中的應用地位就是：PSTN網(wǎng)絡(luò )的一個(gè)接入網(wǎng)。
綜上所述，使用NNI接口，重新實(shí)現PSTN交換機的絕大多數功能，缺乏業(yè)務(wù)快速生成、配置、匯接機制，以較高的成本不能快速滿(mǎn)足市場(chǎng)對接入的需求，是當前軟交換系統這種技術(shù)推動(dòng)型產(chǎn)品和功能形態(tài)的主要弊端。
利用V5接口實(shí)現分組化
要改變軟交換系統不適合目前網(wǎng)絡(luò )現狀和運營(yíng)商實(shí)際需求的問(wèn)題，需要對軟交換系統的功能進(jìn)行重構。此時(shí)PSTN和分組網(wǎng)絡(luò )之間的接口是一個(gè)非常重要的因素，常見(jiàn)的UNI接口包括：PRA和V5。由于PRA在容量、性能、容錯等方面較差，因此考慮使用V5接口。
結合終端的不同設備形態(tài)和IP網(wǎng)絡(luò )所引入的新特性，本方案可以開(kāi)展豐富的業(yè)務(wù)，例如城域/廣域CENTREX 等，并在多種場(chǎng)景下應用。
1、高起點(diǎn)的發(fā)展
通過(guò)將寬帶城域網(wǎng)和PSTN網(wǎng)絡(luò )有效地結合在一起，運營(yíng)商在內部，可以合理布置組織結構、降低管理和生產(chǎn)成本，可以充分利用現有資源，降低資本性開(kāi)支，提升投資回報率。
由于采用標準化的VOIP技術(shù)，相對于PSTN網(wǎng)絡(luò )來(lái)講，具有技術(shù)領(lǐng)先的特點(diǎn)，隨著(zhù)市場(chǎng)的逐步成熟，可以通過(guò)軟件升級的方式，將TG變更為媒體網(wǎng)關(guān)和信令網(wǎng)關(guān)，平滑地向下一代網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)，使得現有投資可以長(cháng)期使用，演進(jìn)的過(guò)程對最終用戶(hù)是透明的，用戶(hù)和業(yè)務(wù)不會(huì )受到影響。
2、高起點(diǎn)的競爭
網(wǎng)絡(luò )獨立：利用自身現有的寬帶城域網(wǎng)和接入網(wǎng)實(shí)現窄帶接入，將使滲透方不再依賴(lài)被滲透方的網(wǎng)絡(luò )，可以獨自開(kāi)展本地業(yè)務(wù)、長(cháng)途業(yè)務(wù)和智能業(yè)務(wù)，并提高用戶(hù)的忠誠度。
業(yè)務(wù)豐富：在基礎話(huà)音業(yè)務(wù)方面，具有許多PSTN所不能實(shí)現的業(yè)務(wù)和業(yè)務(wù)特性；除話(huà)音業(yè)務(wù)外，使用不同能力的終端設備，還可開(kāi)展及時(shí)短信、多媒體通信等差異化增值業(yè)務(wù)，提高差異化競爭能力。
部署靈活：終端設備的種類(lèi)和產(chǎn)品形態(tài)豐富，有幾百甚至上千端口的AG設備，也有單端口的IAD設備，可以隨用戶(hù)的規模來(lái)部署和建設，投資和網(wǎng)絡(luò )規模呈線(xiàn)性增長(cháng)，初使投資的門(mén)檻比較低。
快速搶點(diǎn)：組網(wǎng)簡(jiǎn)單、建設周期、建設成本有效降低可以使運營(yíng)商迅速開(kāi)展業(yè)務(wù)，并隨著(zhù)市場(chǎng)需求的不斷出現，不斷推出新的業(yè)務(wù)。
3、方案缺陷
該方案在實(shí)際應用中還有一些實(shí)際問(wèn)題需要解決：QoS、地址規劃。
實(shí)時(shí)媒體和數據對網(wǎng)絡(luò )QoS要求不同，實(shí)時(shí)媒體流主要關(guān)注時(shí)延、抖動(dòng)，而不太關(guān)心丟包。受各種條件的制約，在IP網(wǎng)絡(luò )上，目前還很難做到整網(wǎng)QoS，因此，這是一個(gè)長(cháng)期存在的問(wèn)題。但在目前的現狀下，我們可以通過(guò)對二層和三層報文進(jìn)行分類(lèi)的方法，來(lái)提供DiffServ ，以提供一定QoS保證。在目前骨干網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)有許多是基于MPLS，且帶寬已經(jīng)不再是瓶頸的情況下，IP網(wǎng)絡(luò )上傳送話(huà)音已經(jīng)接近PSTN的質(zhì)量，城域網(wǎng)上的話(huà)音的MOS分數可以達到4.0左右。
由于IP地址短缺，地址規劃的工作變得比較困難，當大量部署需要固定IP地址的終端設備時(shí)，有時(shí)甚至是一件不可能完成的任務(wù)。在IPV6大量部署前，采取的策略有兩種：1、部署專(zhuān)用的VOIP網(wǎng)絡(luò )，然而這種方式缺乏持續發(fā)展能力，缺乏將INTERNET上的資源和業(yè)務(wù)緊密結合的能力，有些業(yè)務(wù)甚至不能夠開(kāi)展。2、和現有PC上網(wǎng)的策略類(lèi)似，將終端設備放置在NAT構成的私網(wǎng)后面，但TG仍然部署在公網(wǎng)上，使用NAT設備作地址收斂節省IP地址，然而該設備在降低了對IP地址需求壓力和便于地址規劃的同時(shí)，阻礙了業(yè)務(wù)的端到端連接，可以考慮的措施是在增加一些媒體中繼設備，完成公網(wǎng)與私網(wǎng)的映射。
現有的網(wǎng)絡(luò )處理器技術(shù)可以使一個(gè)網(wǎng)元，在時(shí)延很低的情況下，支持幾萬(wàn)路到幾十萬(wàn)路的并發(fā)話(huà)音流。這種方案還可以解決目前網(wǎng)絡(luò )中已經(jīng)廣泛部署的NAT設備的業(yè)務(wù)穿透問(wèn)題，因此，在IPV6廣泛部署以前，是解決地址規劃問(wèn)題的一個(gè)較好選擇。
可持續性發(fā)展和未來(lái)展望
利用了一些標準技術(shù)對軟交換體系的功能進(jìn)行了重構，逐步向下一代網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)。具體演進(jìn)策略可以分成四個(gè)階段：
接入分組化階段
TG通過(guò)V5接口連接PSTN和寬帶城域網(wǎng)，利用寬帶城域網(wǎng)實(shí)現窄帶接入功能，開(kāi)展基礎話(huà)音業(yè)務(wù)，發(fā)展話(huà)音用戶(hù)。
該階段，分組話(huà)音不會(huì )對原有IP網(wǎng)絡(luò )和PSTN網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)生任何影響，業(yè)務(wù)的使用方式和PSTN的使用方式完全一致，并可以利用IP網(wǎng)絡(luò )的特性，提供諸如：城域/廣域CENTREX ，固話(huà)號碼漫游、親情號碼等PSTN網(wǎng)絡(luò )不易實(shí)現的業(yè)務(wù)。
本地交換分組化階段
在TG中增加簡(jiǎn)單的交換功能，本地交換由TG來(lái)完成，長(cháng)途交換仍然由PSTN來(lái)完成。
當IP網(wǎng)絡(luò )上的話(huà)音用戶(hù)發(fā)展到一定規模后，在TG中增加交換功能，可以提高交換的效率。同時(shí)可以在路由中增加到其它TG的路由，使得同城的IP網(wǎng)絡(luò )內部可以進(jìn)行話(huà)務(wù)的交換和傳輸，逐步將以部分業(yè)務(wù)流量從PSTN網(wǎng)絡(luò )中分流出來(lái)。
在IP網(wǎng)絡(luò )上，增加標準的網(wǎng)元設備，例如：會(huì )議橋、流媒體設備，可以提供電視/電話(huà)會(huì )議，IP CALL CENTREX 等企業(yè)業(yè)務(wù)。
對等網(wǎng)絡(luò )階段
使用NNI接口和PSTN網(wǎng)絡(luò )相連，將控制和交換功能從TG中移到通用服務(wù)器中。進(jìn)入軟交換的實(shí)質(zhì)性部署階段。
該階段，TG蛻變成為媒體網(wǎng)關(guān)或者信令網(wǎng)關(guān)，交換由軟交換來(lái)完成，長(cháng)途交換依賴(lài)于網(wǎng)絡(luò )結構，可以由軟交換網(wǎng)絡(luò )實(shí)現，也可以由PSTN網(wǎng)絡(luò )實(shí)現。
在繼續開(kāi)展好企業(yè)業(yè)務(wù)的同時(shí)，利用軟交換體系的開(kāi)放API，逐步建立開(kāi)放的業(yè)務(wù)體系，提高業(yè)務(wù)生成、配置和匯接能力。
核心網(wǎng)階段
PSTN網(wǎng)絡(luò )退化成為以IP網(wǎng)絡(luò )為核心的接入網(wǎng)絡(luò )。
網(wǎng)絡(luò )的融合、業(yè)務(wù)的融合，IP網(wǎng)絡(luò )作為骨干網(wǎng)絡(luò )，擁有了完整的業(yè)務(wù)層、控制層、承載和接入層，所有的交換和業(yè)務(wù)流的傳輸基本都由IP網(wǎng)絡(luò )實(shí)現，PSTN網(wǎng)絡(luò )成為核心網(wǎng)絡(luò )的接入網(wǎng)絡(luò )。
通過(guò)V5接口，利用IP網(wǎng)絡(luò )來(lái)實(shí)現窄帶接入的功能，對于打破壟斷，創(chuàng )造有效的競爭環(huán)境，合理利用社會(huì )資源、激活沉淀資產(chǎn)，提高運營(yíng)商的運營(yíng)和管理水平、降低電信業(yè)務(wù)的社會(huì )服務(wù)成本有著(zhù)重要的現實(shí)意義；利用IP的特性，基于分組的話(huà)音的業(yè)務(wù)特性比PSTN更有優(yōu)勢、也更有競爭力，使運營(yíng)商可以站在一個(gè)更高的起點(diǎn)參與競爭；在市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，將需求與市場(chǎng)相結合，漸次向NGN演進(jìn)的能力，使得運營(yíng)商站在更高的層次上發(fā)展。
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