通信專網(wǎng)交換網(wǎng)絡發(fā)展現(xiàn)狀和應用分析

胡蓉　謝澤東

【摘要】本文闡述了我國專網(wǎng)在N6N技術出現(xiàn)后，交換網(wǎng)絡演進的現(xiàn)狀，發(fā)展思路和策略，以及為滿足不同行業(yè)內(nèi)專網(wǎng)用戶需求，借鑒運營商核心網(wǎng)演進的思路，分析了專網(wǎng)核心網(wǎng)絡演進的目標。通過對專網(wǎng)在IMS和軟交換技術的應用情況的分析，探討了我國專網(wǎng)網(wǎng)絡演進中的現(xiàn)狀，以及分析了專網(wǎng)在網(wǎng)絡建設和運維中需要重點考慮并解決的問題。

【關鍵詞】IMS 軟交換 網(wǎng)絡演進

【中圖分類號】TN915 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0490-02

1、專網(wǎng)交換網(wǎng)絡發(fā)展現(xiàn)狀

電信運營商擁有國內(nèi)最大的通信網(wǎng)絡，其網(wǎng)絡運行情況、新技術的演進對整個通信行業(yè)都有至關重要的影響，對其他行業(yè)交換網(wǎng)絡的發(fā)展也有極其重要的借鑒意義。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，電信運營商交換網(wǎng)遭遇來自互聯(lián)網(wǎng)語音的沖擊與挑戰(zhàn)，為適應未來網(wǎng)絡需求，電信運營商的交換技術已逐步實現(xiàn)從電路交換演進至包交換，全面邁入IP時代；同時核心業(yè)務能力也進一步開放，實現(xiàn)了體系架構的融合，可靈活、快速的滿足業(yè)務提供和業(yè)務部署，并且進一步降低了建設和維護成本。

除運營商外，各行業(yè)都在積極、主動的把握技術發(fā)展方向，加快推進向功能融合、架構扁平、控制集中、業(yè)務開放靈活的下一代網(wǎng)絡體系轉變，實現(xiàn)網(wǎng)絡、業(yè)務的快速部署和各類寬窄帶融合業(yè)務的全面高效支撐，降低業(yè)務的提供成本和網(wǎng)絡的運營成本，并能提供差異化的網(wǎng)絡質量保障和維護服務。軟交換和IMS兩種技術體制出現(xiàn)后，運營商和行業(yè)客戶根據(jù)各自的網(wǎng)絡發(fā)展策略和業(yè)務需求分析等，做出了不同的選擇。

中國專網(wǎng)通信系統(tǒng)的誕生是在計劃經(jīng)濟體制下，在公網(wǎng)通信不能保障各行業(yè)應用的背景下，為滿足行業(yè)生產(chǎn)指揮的需要而建設和發(fā)展起來的。因此專網(wǎng)通信系統(tǒng)密切結合了行業(yè)特點，突出了專用性和個性化服務，為各行業(yè)主業(yè)的發(fā)展做出了貢獻。

例如廣電確立了業(yè)務領域方面的IP電話業(yè)務采用IMS技術。先期主要基于IMS開展寬帶接入和IP電話業(yè)務，同時發(fā)展視頻會議、多媒體彩鈴、視頻共享等業(yè)務；后續(xù)業(yè)務平臺基于IMS來建設。核心網(wǎng)部分均是采用IMS網(wǎng)絡架構，在幾個省進行了試點建設，接入內(nèi)部用戶。設備選型方面，全部采用國內(nèi)主流通信設備供應商的IMS設備。

廣電的IMS網(wǎng)絡建設主要考慮以下要素：

（1）號碼規(guī)劃方面除了申請公網(wǎng)合法號段之外，根據(jù)需要自定義網(wǎng)內(nèi)用戶號段，用于試點區(qū)域與非試點區(qū)域、非試點區(qū)域與非試點區(qū)域之間用戶之間的電話通訊：

（2）IMS系統(tǒng)建設同時考慮BOSS系統(tǒng)的同步改造和建設；

（3）發(fā)展用戶終端問題，主要以融合終端為主，以支持寬帶和語音業(yè)務。

IMS試點分為三個階段：

第一階段：系統(tǒng)上線，按用戶容量部署，主要包括SIP電話用戶，業(yè)務上開展VOIP、視頻電話、融合Centrex、融合會議等業(yè)務。第一階段目的是驗證業(yè)務開展的技術成熟度、成本核算。

第二階段：第一階段進行一年后進入第二階段，主要考慮在現(xiàn)有容量部署基礎上開展新業(yè)務，業(yè)務開發(fā)上考慮視頻共享等。第二階段目的是推送新業(yè)務。結合進一步完善客服和BOSS系統(tǒng)，提升綜合業(yè)務產(chǎn)品設計能力和嵌套組合能力，以提升用戶體驗。

第三階段：第二階段進行兩年后，結合物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展情況，著重在數(shù)字家庭、智能家居等綜合業(yè)務開發(fā)方面創(chuàng)新和規(guī)模部署新業(yè)務。

試點的總體架構：IMS系統(tǒng)其端到端總體架構由業(yè)務層、核心網(wǎng)絡層、終端接入層組成，不同層面之間采用開放接口協(xié)議，提供以IP為承載的、基于SIP協(xié)議的多媒體會話的統(tǒng)一控制能力，支持在DOCIS、PON+EoC、PON+LAN、NGB-W等多種接入方式下，給提供融合一致的業(yè)務體驗。lP多媒體系統(tǒng)端到端邏輯組網(wǎng)如圖所示：

石油行業(yè)某集團公司的部分下屬分公司用IP承載，采用軟交換系統(tǒng)。接入層通過TG與專網(wǎng)/PSTN連接，新建AG解決新增需求，提供POTS和xDSL接口。與第三方業(yè)務平臺也實現(xiàn)了良好互通應用。如軟交換以A市和B市實現(xiàn)雙歸屬組網(wǎng)，兩個軟交換設備（ss）互為備份。新建地市級多個中繼網(wǎng)關（TG），新建用戶接入設備（AG）。A市作為主網(wǎng)管，實現(xiàn)全網(wǎng)管理；B市作為客戶端可管理部分網(wǎng)元。軟交換上層建有第三方智能平臺，實現(xiàn)彩鈴、移機不改號業(yè)務。系統(tǒng)采用第三方計費系統(tǒng)，實現(xiàn)計費管理。用戶接入采用AG集中接入、lAD分散接入、軟終端接入等多種接入方式。

2.存在問題

目前專網(wǎng)通信領域針對下一代交換技術（NGN）的引入問題，主要有以下三種問題：

第一，部分企業(yè)沒有意識到NGN的優(yōu)勢，認為采用何種建網(wǎng)方式無關緊要，僅從初期建網(wǎng)成本去選擇設備，能達到語音通信的目的即可。

第二，部分專網(wǎng)通信一般是為其主業(yè)服務，專網(wǎng)通信建設者對網(wǎng)絡及設備本身安全性的關注程度遠大于對新業(yè)務的關注程度。該類型企業(yè)很少主動去搭建NGN平臺，通常只是在原有的程控交換機設備年代久遠，設備廠商無法提供備品備件及售后服務，進行網(wǎng)絡改造的時候比較新交換系統(tǒng)和程控交換系統(tǒng)的建設成本，在兩者成本相差不遠的情況下，采用新交換技術建網(wǎng)。

第三，部分帶有運營性質的企業(yè)通信專網(wǎng)搭建了NGN平臺，但由于技術、資金、或維護人員整合等方面的限制，僅實現(xiàn)了語音通信等基本業(yè)務，在其它方面并沒有充分享受到新技術所帶來的好處。

3.技術應用分析

下一代網(wǎng)絡采用分層的網(wǎng)絡結構，作為核心控制層的lP交換，有利于實現(xiàn)“集中控制、集中維護”。核心網(wǎng)實現(xiàn)其目標架構并非是一蹴而就的，從運營商的應用來看，將會經(jīng)歷三個主要的發(fā)展階段。

1）軟交換發(fā)展階段

國內(nèi)兩大固網(wǎng)明確TDM停止建設，在電路交換設備退網(wǎng)替換、網(wǎng)絡轉型以及增值業(yè)務需求增長的多重驅動下開始軟交換網(wǎng)絡建設。移動運營商TDM停止建設，大量引入可升級以支持3G能力的2G軟交換來滿足2G擴容需求，從數(shù)量和規(guī)模上一舉進入到3G引入的中期，交換網(wǎng)逐步IP化。

2）引入IMS

IMS是未來提供會話型多媒體業(yè)務的核心控制網(wǎng)絡，推動從語音網(wǎng)絡向IMS為核心的會話型多媒體網(wǎng)絡轉型。

3）軟交換和IMS共存

IMS逐漸吸收cs域的話務，可逐漸替代cs域，但IMS和軟交換會在一段時間內(nèi)共存。交換網(wǎng)在此階段全部實現(xiàn)IP化，TDM資源全部遷移到核心網(wǎng)邊緣。

綜上所述，公網(wǎng)運營商都在向全業(yè)務運營方向發(fā)展，在演進的過程中既引入了屬于過渡技術的軟交換，也先后部署引入了IMS。這個過程中，兩種技術出現(xiàn)在不同階段，同時又會在一段時期內(nèi)并存，但各家運營商總體目標是一致的，都在向全IP、業(yè)務融合、架構開放的網(wǎng)絡演進。

公網(wǎng)的網(wǎng)絡發(fā)展和運營經(jīng)驗，對專網(wǎng)而言有重要的參考價值。但專網(wǎng)不應完全復制公網(wǎng)運營商的網(wǎng)絡發(fā)展過程，針對軟交換和IMS兩種技術選擇，專網(wǎng)應結合自身業(yè)務特點和實際需求，從而明確自身的網(wǎng)絡演進方向，選取適合自身特點的NGN技術，根據(jù)內(nèi)部需求進行適合專網(wǎng)的業(yè)務訂制和開發(fā)。

NGN交換技術是利用lP網(wǎng)絡來承載語音業(yè)務，但是NGN網(wǎng)絡和IP承載網(wǎng)仍是松耦合關系，NGN的這種特性，也決定了其實施會面臨較大的問題。形成這些問題的因素有以下幾點：

（1）網(wǎng)絡安全問題

眾所周知，承載NGN業(yè)務的IP協(xié)議自身沒有完善的QoS機制。如果IP網(wǎng)絡因種種原因，如網(wǎng)上承載業(yè)務量峰值、主機病毒爆發(fā)、受攻擊等，出現(xiàn)故障后，建立在其上的NGN業(yè)務自然也要受影響。因此，實施軟交換的網(wǎng)絡安全問題主要體現(xiàn)在承載NGN業(yè)務的IP網(wǎng)絡上。

為避免此問題，一般需要建立單獨的IP網(wǎng)絡，或者是在現(xiàn)有IP網(wǎng)絡的下層采取措施，如利用專線線路，設置VLAN或VPN，使傳輸語音的IP網(wǎng)絡與外界網(wǎng)絡隔離等。

（2）維護管理問題

在傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡模式下，不同的設備往往由不同的團隊分專業(yè)維護管理，不同的網(wǎng)管系統(tǒng)監(jiān)控，且IP網(wǎng)維護時往往只考慮了原有上網(wǎng)和專線數(shù)據(jù)業(yè)務的特點，未考慮話音這種實時業(yè)務的特征，其對承載網(wǎng)端到端服務質量的變化，缺乏相應的手段。

NGN網(wǎng)絡在業(yè)務層缺乏感知承載網(wǎng)端到端服務質量的有效手段，承載網(wǎng)發(fā)生故障或服務質量劣化時，無法及時準確告警并切換。這種松耦合關系，造成設備和網(wǎng)管上都缺乏詳細準確的告警信息，且故障主要處理人員一般仍為交換專業(yè)人員，造成運維人員對故障處理不知如何下手，嚴重影響故障修復的效率。

為避免此問題，企業(yè)一般需要對現(xiàn)有的維護人員進行整合，并讓其接受新技術培訓。

（3）企業(yè)會考慮與廠商的合作會產(chǎn)生套牢問題

由于NGN的專業(yè)性和實施的復雜性，企業(yè)與NGN軟件供應商、咨詢服務提供商在項目實施期間，特別是系統(tǒng)運行后的支持、服務期間，企業(yè)網(wǎng)會因依賴廠家而出現(xiàn)問題。

4.對策和建議

專網(wǎng)中電路交換網(wǎng)發(fā)展空間有限，隨著電路交換設備逐步停產(chǎn)、新技術的涌現(xiàn)和網(wǎng)絡的發(fā)展演進，現(xiàn)有交換網(wǎng)絡對新業(yè)務支撐能力愈顯不足，當前已是各行業(yè)內(nèi)部交換網(wǎng)重要的轉型時期。目前急需尋找便于開發(fā)新業(yè)務、降低網(wǎng)絡成本、便于統(tǒng)一維護管理的技術新途徑，并且隨著寬帶網(wǎng)絡帶寬的快速提升、QoS及安全技術的不斷完善，在寬帶網(wǎng)絡上提供集語音、數(shù)據(jù)、視頻為一體的多媒體業(yè)務已成為通信網(wǎng)絡發(fā)展的目標。因此現(xiàn)有交換網(wǎng)的優(yōu)化和轉型已是大勢所趨，軟交換和IMS技術正是現(xiàn)網(wǎng)轉型的希望所在，未來交換網(wǎng)將向智能化、寬帶化、多業(yè)務化的方向演進。受公網(wǎng)運營商網(wǎng)絡發(fā)展趨勢和產(chǎn)業(yè)鏈因素的影響，IMS從技術先進性和產(chǎn)品生命線等方面都優(yōu)于軟交換，建議專網(wǎng)在技術選擇時可優(yōu)先考慮選取IMS技術。