利用V5接口從網(wǎng)絡邊緣向NGN演進
2003/07/23
軟交換進展緩慢
應該說，軟交換的設計初衷為我們描述了一個美好的前景，然而軟交換產(chǎn)品的部署卻進展緩慢。在中國，軟交換網(wǎng)絡全部是試驗網(wǎng)，沒有一個商業(yè)網(wǎng)，概括下來有以下幾個原因：
1、網(wǎng)絡資源現(xiàn)狀是當前軟交換系統(tǒng)部署遲緩的主要原因
雖然從理論上講，軟交換的性價比要比程控交換機高，但在現(xiàn)有交換資源沒有充分利用的情況下，去重復建設軟交換無疑是一種浪費。在帶寬資源現(xiàn)狀下，基于統(tǒng)計復用的VoIP技術節(jié)省通話成本的優(yōu)勢很難再吸引運營商，這也是為什么現(xiàn)有的“IP電話”僅僅只是每分鐘三毛錢長話的代名詞。打破壟斷、建立有效競爭環(huán)境，重點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、有效地實現(xiàn)這一市場目標。
客觀來說，軟交換系統(tǒng)是一個技術推動型產(chǎn)品，而不是需求推動型的產(chǎn)品，這是軟交換系統(tǒng)部署遲緩的主要原因。
2、軟交換的系統(tǒng)成本居高不下
究其原因，軟交換里面實現(xiàn)了大多數(shù)交換機的功能，軟件功能的復雜意味著成本的上升。而運營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，軟交換機只實現(xiàn)了基本的交換功能，而不具備更多的業(yè)務提供能力，單獨并不能夠?qū)崿F(xiàn)PSTN端局交換機所支持的全部業(yè)務，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軟交換系統(tǒng)的設備造價。
3、新業(yè)務成熟度欠缺，尚在演示階段
雖然軟交換系統(tǒng)提供的API，從理論上講，具有快速的業(yè)務生成、配置和匯接能力，然而這些業(yè)務API，例如我們耳熟能詳?shù)腜ARLY ，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，意味著在某個軟交換產(chǎn)品生成的業(yè)務，也只能適用于特定的軟交換機，設備的無關性，業(yè)務的互通性、匯接性差。因此，并沒有將開發(fā)新業(yè)務和應用產(chǎn)業(yè)化，形成一條良性的產(chǎn)業(yè)鏈。另外，而廠商開發(fā)的屈指可數(shù)的新業(yè)務，也由于大多屬于演示的范疇，并沒有太多實際的價值。
4、老業(yè)務的兼容性對業(yè)務的接受程度產(chǎn)生重要的影響
NNI接口，使得既有業(yè)務訪問不便，需要做大量配置，一些智能業(yè)務甚至通過軟交換機不能訪問。用戶的使用習慣也存在問題，用戶需要接受復雜的撥號計劃，需要改變拿起電話就撥打電話號碼的傳統(tǒng)習慣，有些細節(jié)的改變將對業(yè)務的接受程度產(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)絡和PSTN的不對等地位與理論設計相差甚遠，演變過程是逐步漸次的
麥卡啡定律告訴我們，網(wǎng)絡的價值和用戶的平方成正比，軟交換網(wǎng)絡不可能單獨成網(wǎng)，必須要和PSTN互聯(lián)互通，以利用PSTN的用戶數(shù)來提升本網(wǎng)絡的價值。在面對著盡管技術落后，但用戶數(shù)目巨大的PSTN網(wǎng)絡時，軟交換網(wǎng)絡怎么看都處于一個從屬位置，屬于PSTN網(wǎng)絡的一個接入網(wǎng)。隨著軟交換網(wǎng)絡的用戶數(shù)目增多，逐步演變成為兩個對等的網(wǎng)絡，最后，PSTN網(wǎng)絡成為軟交換網(wǎng)絡的接入網(wǎng)絡。
這種演變過程和ARPA NET和NSF NET的關系演變類似。然而要想從接入網(wǎng)變?yōu)閷Φ鹊膬蓚�網(wǎng)絡，必須要經(jīng)過很長的一段時間。現(xiàn)階段，盡管許多人不愿意承認，軟交換在網(wǎng)絡中的應用地位就是：PSTN網(wǎng)絡的一個接入網(wǎng)。
綜上所述，使用NNI接口，重新實現(xiàn)PSTN交換機的絕大多數(shù)功能，缺乏業(yè)務快速生成、配置、匯接機制，以較高的成本不能快速滿足市場對接入的需求，是當前軟交換系統(tǒng)這種技術推動型產(chǎn)品和功能形態(tài)的主要弊端。
利用V5接口實現(xiàn)分組化
要改變軟交換系統(tǒng)不適合目前網(wǎng)絡現(xiàn)狀和運營商實際需求的問題，需要對軟交換系統(tǒng)的功能進行重構。此時PSTN和分組網(wǎng)絡之間的接口是一個非常重要的因素，常見的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)絡所引入的新特性，本方案可以開展豐富的業(yè)務，例如城域/廣域CENTREX 等，并在多種場景下應用。
1、高起點的發(fā)展
通過將寬帶城域網(wǎng)和PSTN網(wǎng)絡有效地結合在一起，運營商在內(nèi)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(xiàn)有資源，降低資本性開支，提升投資回報率。
由于采用標準化的VOIP技術，相對于PSTN網(wǎng)絡來講，具有技術領先的特點，隨著市場的逐步成熟，可以通過軟件升級的方式，將TG變更為媒體網(wǎng)關和信令網(wǎng)關，平滑地向下一代網(wǎng)絡演進，使得現(xiàn)有投資可以長期使用，演進的過程對最終用戶是透明的，用戶和業(yè)務不會受到影響。
2、高起點的競爭
網(wǎng)絡獨立：利用自身現(xiàn)有的寬帶城域網(wǎng)和接入網(wǎng)實現(xiàn)窄帶接入，將使?jié)B透方不再依賴被滲透方的網(wǎng)絡，可以獨自開展本地業(yè)務、長途業(yè)務和智能業(yè)務，并提高用戶的忠誠度。
業(yè)務豐富：在基礎話音業(yè)務方面，具有許多PSTN所不能實現(xiàn)的業(yè)務和業(yè)務特性；除話音業(yè)務外，使用不同能力的終端設備，還可開展及時短信、多媒體通信等差異化增值業(yè)務，提高差異化競爭能力。
部署靈活：終端設備的種類和產(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，可以隨用戶的規(guī)模來部署和建設，投資和網(wǎng)絡規(guī)模呈線性增長，初使投資的門檻比較低。
快速搶點：組網(wǎng)簡單、建設周期、建設成本有效降低可以使運營商迅速開展業(yè)務，并隨著市場需求的不斷出現(xiàn)，不斷推出新的業(yè)務。
3、方案缺陷
該方案在實際應用中還有一些實際問題需要解決：QoS、地址規(guī)劃。
實時媒體和數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡QoS要求不同，實時媒體流主要關注時延、抖動，而不太關心丟包。受各種條件的制約，在IP網(wǎng)絡上，目前還很難做到整網(wǎng)QoS，因此，這是一個長期存在的問題。但在目前的現(xiàn)狀下，我們可以通過對二層和三層報文進行分類的方法，來提供DiffServ ，以提供一定QoS保證。在目前骨干網(wǎng)絡已經(jīng)有許多是基于MPLS，且?guī)捯呀?jīng)不再是瓶頸的情況下，IP網(wǎng)絡上傳送話音已經(jīng)接近PSTN的質(zhì)量，城域網(wǎng)上的話音的MOS分數(shù)可以達到4.0左右。
由于IP地址短缺，地址規(guī)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，有時甚至是一件不可能完成的任務。在IPV6大量部署前，采取的策略有兩種：1、部署專用的VOIP網(wǎng)絡，然而這種方式缺乏持續(xù)發(fā)展能力，缺乏將INTERNET上的資源和業(yè)務緊密結合的能力，有些業(yè)務甚至不能夠開展。2、和現(xiàn)有PC上網(wǎng)的策略類似，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(jié)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(guī)劃的同時，阻礙了業(yè)務的端到端連接，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(xiàn)有的網(wǎng)絡處理器技術可以使一個網(wǎng)元，在時延很低的情況下，支持幾萬路到幾十萬路的并發(fā)話音流。這種方案還可以解決目前網(wǎng)絡中已經(jīng)廣泛部署的NAT設備的業(yè)務穿透問題，因此，在IPV6廣泛部署以前，是解決地址規(guī)劃問題的一個較好選擇。
可持續(xù)性發(fā)展和未來展望
利用了一些標準技術對軟交換體系的功能進行了重構，逐步向下一代網(wǎng)絡演進。具體演進策略可以分成四個階段：
接入分組化階段
TG通過V5接口連接PSTN和寬帶城域網(wǎng)，利用寬帶城域網(wǎng)實現(xiàn)窄帶接入功能，開展基礎話音業(yè)務，發(fā)展話音用戶。
該階段，分組話音不會對原有IP網(wǎng)絡和PSTN網(wǎng)絡產(chǎn)生任何影響，業(yè)務的使用方式和PSTN的使用方式完全一致，并可以利用IP網(wǎng)絡的特性，提供諸如：城域/廣域CENTREX ，固話號碼漫游、親情號碼等PSTN網(wǎng)絡不易實現(xiàn)的業(yè)務。
本地交換分組化階段
在TG中增加簡單的交換功能，本地交換由TG來完成，長途交換仍然由PSTN來完成。
當IP網(wǎng)絡上的話音用戶發(fā)展到一定規(guī)模后，在TG中增加交換功能，可以提高交換的效率。同時可以在路由中增加到其它TG的路由，使得同城的IP網(wǎng)絡內(nèi)部可以進行話務的交換和傳輸，逐步將以部分業(yè)務流量從PSTN網(wǎng)絡中分流出來。
在IP網(wǎng)絡上，增加標準的網(wǎng)元設備，例如：會議橋、流媒體設備，可以提供電視/電話會議，IP CALL CENTREX 等企業(yè)業(yè)務。
對等網(wǎng)絡階段
使用NNI接口和PSTN網(wǎng)絡相連，將控制和交換功能從TG中移到通用服務器中。進入軟交換的實質(zhì)性部署階段。
該階段，TG蛻變成為媒體網(wǎng)關或者信令網(wǎng)關，交換由軟交換來完成，長途交換依賴于網(wǎng)絡結構，可以由軟交換網(wǎng)絡實現(xiàn)，也可以由PSTN網(wǎng)絡實現(xiàn)。
在繼續(xù)開展好企業(yè)業(yè)務的同時，利用軟交換體系的開放API，逐步建立開放的業(yè)務體系，提高業(yè)務生成、配置和匯接能力。
核心網(wǎng)階段
PSTN網(wǎng)絡退化成為以IP網(wǎng)絡為核心的接入網(wǎng)絡。
網(wǎng)絡的融合、業(yè)務的融合，IP網(wǎng)絡作為骨干網(wǎng)絡，擁有了完整的業(yè)務層、控制層、承載和接入層，所有的交換和業(yè)務流的傳輸基本都由IP網(wǎng)絡實現(xiàn)，PSTN網(wǎng)絡成為核心網(wǎng)絡的接入網(wǎng)絡。
通過V5接口，利用IP網(wǎng)絡來實現(xiàn)窄帶接入的功能，對于打破壟斷，創(chuàng)造有效的競爭環(huán)境，合理利用社會資源、激活沉淀資產(chǎn)，提高運營商的運營和管理水平、降低電信業(yè)務的社會服務成本有著重要的現(xiàn)實意義；利用IP的特性，基于分組的話音的業(yè)務特性比PSTN更有優(yōu)勢、也更有競爭力，使運營商可以站在一個更高的起點參與競爭；在市場需求的推動下，將需求與市場相結合，漸次向NGN演進的能力，使得運營商站在更高的層次上發(fā)展。
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