电信网络融合发展趋势的研究

时间：2015-12-21 00:48:47 所属分类：电信技术 浏览量:

1 网络融合的必要性 (1)PSTN网的弊端逐步显现 PSTN网从建设到目前的成熟应用已经经历了几十年的时间,它为实时的语音通信提供了优质的平台,但是随着人们对各种丰富业务需求的不断提高,PSTN网的弊端也逐渐暴露出来: 业务种类单一,只能提供窄带话音业务。 网络

1 网络融合的必要性
(1)PSTN网的弊端逐步显现
PSTN网从建设到目前的成熟应用已经经历了几十年的时间,它为实时的语音通信提供了优质的平台,但是随着人们对各种丰富业务需求的不断提高,PSTN网的弊端也逐渐暴露出来:
业务种类单一,只能提供窄带话音业务。
网络节点过多,维护管理困难。
呼叫控制与承载相关,信令和话务均需逐级转发,浪费网络资源。
业务开发复杂,能力有限,业务开展困难。
所有这些问题,给电信运营商带来了很大的困扰。而在此时Internet网络发展得如火如荼,它是作为一个“尽力而为”的网络而出现的,其简单、灵活、开放性的特点吸引了大家的视线,宽带用户量因此得到高速发展,大有超过交换网之势,但是正是由于它“尽力而为”的特点,使得其QoS无法保证,无法提供电信级的可靠安全的网络。
这一切使得人们不得不寻求一种更灵活、更开放、更安全、更可靠、更易于维护的网络技术,在这种情况下,NGN网络应运而生。
(2)多网融合需求不断增强
从网络运营的角度来看,目前中国的电信网络已形成多个相对独立的网络,包括固定电话网、移动网、有线电视网、H.323网、Internet网等,这些网络的格局纵向独立,每种不同网络有其特定的网络资源组成方式,并基于这些网络资源提供特定的功能和业务。这种“一种业务,一种网络”的网络格局已逐渐暴露其固有的弊端:多种复杂的协议、复杂的网络共存网络管理和维护成本很高不利于网络资源尤其是传输资源的共享不便于跨网络多功能综合业务的提供。
从业务需求的角度来看,固定话音业务逐渐萎缩,移动和数据业务快速增长,用户对个性化、多样化业务需求不断增强。
从未来发展的角度来看,多种网络融合对于用户来说,可使用任一终端(移动台、PDA、PC等)通过任一方式接入网络(WLAN、DSL、GPRS等),而且号码可唯一、帐单可唯一,非常方便灵活对于网络运营商或业务提供商来说,可以提供丰富、统一的业务,便于市场细分,扩大客户群和提高客户忠诚度,降低建设和运维成本对于设备提供商来说,优化其研发进程、便于软、硬件的重用,能够提供更好、更丰富的通用的产品。
2 网络融合研究现状
3GPP、ETSI、ITU-T等国际组织开展了网络融合问题的研究,总体上处于体系架构讨论阶段。
其中,3GPP研究热点集中在三个方面:如何在IMS域中应用IPv6解决地址问题,以尽快实现IMS如何协调移动和固定网络中SIP协议的差异以及是否要在电路域上承载实时业务以达到较高的QoS保证。
ETSI TISPAN目前正在制订NGN相关规范,命名为TISPAN_NGN Release 1,其总体研究目标为:固定终端能够获得3GPP IMS核心网提供的所有业务能全部或部分替代现有核心网提供的PSTN/ISDN业务支持用户或终端的移动提供QoS控制功能提供业务的开发和互操作能力,提供第三方业务能力。
TISPAN和3GPP还合作开展IMS相关研究,在重用IMS概念基础上,重点关注用户识别卡问题以及业务引擎问题。
ITU-T于2004年6月成立的FGNGN(NGN专题组)也以IMS为基础,对网络架构、移动性以及业务等方面进行研究,如NGN业务需求、支持多种接入方式、固网和移动网络的融合等,并明确了NGN的Release1的业务以IMS Release 6中定义的业务为起点。
3 固定交换网向NGN的演进
NGN基于呼叫控制与承载控制相分离,业务与控制相分离的思想,它采用软交换为核心技术,承载于分组网络之上,将原有的交换机分解成软交换设备和媒体网关,并通过基于IP传输的协议实现呼叫、业务的控制和语音、数据的传输,不仅解决了目前交换网存在的问题,更重要的是它将交换网和数据网巧妙有机地结合起来,并在此基础上又提出了多种灵活丰富的业务提供方式,使得运营商、设备厂商、乃至第三方快速提供综合化或个性化业务成为可能。另外它也考虑到网络的循序渐进的发展规则,从而通过接入网关、综合接入设备等设备提供了普通POTS终端接入的方式,通过中继网关提供了有效的与PSTN网络互通的方式。综上所述,固定交换网确定了从PSTN向NGN演进的发展趋势。
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图1是PSTN向NGN的演进示意图。原有的交换机演进成为软交换设备和媒体网关,并增加了应用服务器等业务平台,NGN网络除了可接入窄带话机,还可接入SIP终端、PC等宽带终端,而原有的基于TDM方式的电路交换网也逐步由基于IP的承载网所替代。
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4 移动核心网向IMS的演进
移动核心网也同样经历了技术的变革,其2G网络采用了与PSTN类似的网络结构,核心网络主要由MSC交换设备组成,另外由于移动的特性引入了用户数据库(HLR)、鉴权中心(AUC)等,MSC同样采用了分级组网的模式,利用七号信令控制,实现了窄带话音的传送。
发展到目前正在兴起的3G网络,在WCDMA R4阶段,其核心网络CS域也开始向软交换的结构发展,它将原来的MSC交换机分离成移动软交换(MSC Server)和媒体网关(MGW),实现了呼叫控制与承载控制相分离。与NGN所不同的是,CS域仍然旨在提供窄带话音业务,数据业务由PS域提供,移动软交换之间的呼叫控制主要采用BICC协议,而NGN中的固定软交换除了提供传统话音业务,其宽带软交换功能还可提供数据和多媒体业务,固定软交换之间的呼叫或会话控制主要采用SIP-T或SIP-I。
在WCDMA R5阶段,核心网又引入了多媒体域(IMS),它基于GPRS承载,用于提供多媒体业务。3GPP规定,IMS系统结构如图2所示。
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其中,CSCF(Call Session Control Function)是IMS域中用于完成会话控制的主要实体,它分成P-CSCF(代理CSCF)、I-CSCF(互通CSCF)、S-CSCF(服务CSCF),其中P-CSCF是终端接入IMS的第一个联系点,I-CSCF是归属地用于屏蔽网络结构的接入点,S-CSCF用于完成实际的会话控制和业务提供等功能。另外,MGCF(Media Gateway Control Function)提供IMS和PSTN/PLMN 网络在信令层上的互通功能,MGW(Media Gateway)提供承载层分组网络和PSTN/PLMN的互通,BGCF(Breakout Gateway Control Function)用于选择通过哪个MGCF与PSTN等其他固定网络相连,HSS(Home Subscriber Server)则是存储用户属性的数据库。MRF(Multimedia Resource Function)用于媒体资源的控制和处理。图3为WCDMA R5阶段典型的网络结构。
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WCDMA R6阶段则继续增强和完善IMS,在功能上支持和IP网络、WLAN的互通,并增强了QoS和基于服务的本地策略等,在业务上支持基于IMS的会议控制、组特性的业务、在线(Presence)业务等。
5 网络融合的发展思路
由上文可见,移动核心网与固定交换网的发展经历了相似的历程,未来的网络都将是以软交换为核心、以分组网为承载、通过与网络分离的业务平台灵活提供丰富业务的网络,同样的架构、类似的技术给网络融合带来了前所未有的契机。

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