关于固网与移动融合趋势的思考

关于固网与移动融合趋势的思考——软交换、ＩＭＳ在下一代网络应用的分析ABSTRACT:It’sbeenalongtimesincetheimaginationofFMCwasoccurredinthemiddleof90slastcentury.Withthedevelopmentoftechnologies,thetrendofNGNistowardFMC.AsbothofkeytechnologiesofNGN,softswitchandIMS(IPMultimediaSubsystem)areanalyzedinthispaper.AlthoughIMSwasoriginallyproposedintheevolutionof3G,itsarchitecturemeetsNGN.Itisimportantthatnetworkevolutionshouldbecarriedoutinasmoothway.ThreeroutesofNGNaresuggestedIMS-basedarchitectureinthefuture.KEYWORDS:NextGenerationNetwork、NetworkEvolution、Softswitch;FMC、IMS、VoIP目录1、前言2、下一代网络2.1NGN标准制定进展2.2NGN体系架构2.3NGN的主要特征3、软交换3.1软交换研究工作情况3.2IPCC软交换参考架构3.3软交换系统商用情况3.4软交换存在的问题4、IMS4.1IMS研究工作进展4.2IMS体系架构4.3IMS商用情况4.4IMS存在的问题及发展趋势5、IMS与软交换技术比较6、网络演进6.1基于软交换的下一代网络6.2基于IMS的网络演进6.3三种可能的演进方式6.4美国主要运营商的网络演进7结束语1、前言关于固定-移动通信融合（FMC）的设想,早在20世纪90年代中期一些全球电信运营商就在酝酿，郁于技术和业务的限制，并没有引起广泛的关注。但近年来，随着技术进步，业务需求和运营商经营模式的变化，尤其业界对NGN研究的深入，软交换技术的日益成熟和IMS的发展为这一设想提供了条件。2004年夏季NTT、英国电信、韩国电信、巴西电信等运营商联合发起成立固定-移动通信融合联盟（FMCA，Fixed-to-MobileConvergenceAlliance），并由英国电信担任组织领导，旨在推广固定电话与移动通信的联合经营模式。国际上FMC已成为NGN的研究重点。FMC泛指固定和移动的融合，包括网络的融合、业务和服务的融合、终端融合等各种融合，所谓固定移动融合（FMC）主要包括业务融合与网络融合两个方面。其中业务融合指同样的业务可以用不同的终端通过不同的接入网络访问。业务融合的最终目标，是具有使用任何终端设备，选择任何一个最适合用户所处位置和需求的网络，实现任何业务的能力。业务融合使通信更容易和方便，既扩大了用户的活动空间，又节省费用。融合的目的就是结合固定和移动网的优势，在基本语音业务的基础上，运营商有机会开发出丰富多彩的增值业务；网络融合是指采用通用的、开放的技术在固定网领域和移动网领域发展接入业务。为了提高网络的互操作性、实现更有效的利用，IP技术的运用和内容的数字化一起成为网络融合的推动因素。相对于在两个网络上投资，网络融合更有利于运营商利用共同的网络设备支持固定和移动业务，一方面能减少设备投资，另一方面也可以减少运营人员、备件管理等运维成本。固定和移动融合还有助于增强运营商的差异化竞争能力。依赖固定和移动融合，运营商能够更加灵活地开展业务；为用户提供整体解决方案；提供个性化服务，降低用户的离网率；通过业务捆绑提高ARPU。固定和移动融合已成为下一代网络发展的趋势，因为全IP网络是固定网络和移动网络的共同发展方向，在NGN体系架构下，固定和移动只是NGN的不同接入方式。虽然固定NGN和移动NGN（即3G或B3G）的发展在很长时间里是相互独立的，但两者在演进过程中所遵从的分层网络体系结构、所采用的许多通信协议和接口规范都相同或类似。作为NGN的核心技术，软交换源于固定，IMS源于移动，两者有何异同？在NGN的地位和作用如何？将怎样适应FMC的发展方向？对下一代网络的发展有何影响？本文将着重就软交换、ＩＭＳ技术的进展及在下一代网络的应用进行分析。2、下一代网络下一代网络（NGN）的概念已经被提出了很多年，却一直没有明确的定义，在电信网所涉及的各个领域分别提出了各自的说法。在计算机网络中，下一代网络是指以高带宽以及IPv6为基础的NGI（下一代互联网）；在传输网络中，下一代网络是以ASON（自动交换光网络）以及GFP（通用帧协议）为基础的网络；在移动通信网络中，下一代网络是指以3G（主要是WCDMA和CDMA2000）为代表的网络；在电话网中，下一代网络是指以分组交换和软交换为基础的电话网络。实际上NGN不是一个具体的网络或技术，与ISDN和ATM不同，NGN是一个概念，包括一些层次和平面的架构和接口。虽然对NGN还有很多的争论，但是在业务结构上达成了两点共识：（1）业务控制和网络控制的分离。与传统电信网垂直控制不同，在NGN中业务控制和网络控制属于不同的层。这样业务控制和网络控制的分离使得业务可以水平集成。因此，网络运营商和业务提供商或应用提供商可以根据市场的变化和用户的需求各司其职，同时各方密切配合，形成一个由设备制造商、业务提供营、应用提供商、网络运营商到用户的增值链。（2）业务和应用驱动。是否满足用户的需要和价格的高低决定新技术的取舍。一个技术如果不能用合理的价格满足用户的需求就不能被市场所接纳。铱星系统的失败就是一个典型的例子。NGN概念的提出就是为了快速地适应市场和用户需求的变化，高效地生成和部署新业务和应用，大幅度降低新业务应用、开发和维护的成本，通过新业务和新应用为企业带来新的利润增长点。因此NGN不是由技术驱动，而是由业务和应用驱动的网络。2.1NGN标准制定进展国际上进行NGN标准化研究工作的机构很多，如ITU-T、ETSI、IETF等，同时，国际软交换协会(ISC、IPCC)，3GPP，3GPP2，MPLS论坛，ATM论坛，DVB，DSL论坛，PARLAY等也都将NGN作为研究工作的重点。其中影响最大的主要是两个制定NGN标准的组织————ETSI的TISPAN和ITU-T的FGNGN。NGN涉及的范围相当广泛，主要研究的内容有：新业务及应用；网络传送的基础设施；网络体系架构；IP网络技术；网络融合技术；互通和互操作；新型的控制、管理和运维机制；各网络单元；新的网络协议；网络安全体系和技术；测试技术等。欧洲电信标准化组织ETSI的NGN启动小组首次对NGN进行了初步定义：NGN是定义和部署网络的一个概念，由于它们形式上分为不同的层面和使用开放的接口，所以NGN给服务提供商与运营商提供了一个能逐步演进的平台，不断创造、开放和管理新的服务。实际上，此定义已经运用到ITU的GII的标准化中，并在NGN标准工作开始之时沿用。ETSITISPAN提出的NGN的体系架构和网络功能实体模型，也直接影响到ITU-TFGNGN的相关标准，ITU-T作为传统的制定国际性电信标准的组织，对电信业影响非常大，但TISPAN的影响也不仅仅局限于欧盟。ETSITISPAN的工作进程相对较快，并将研究的结果贡献给ITU-T，因此ITU-T的很多输出文件都直接引用了ETSI的研究成果，研究重点已经从体系架构转移到了接口协议上，2004年6月专门成立的FGNGN工作组加快了NGN标准化工作，2005年主要集中在NGN的FRA上，对FRA(FunctionalRequirementsandArchitectureoftheNGN)进行了多次会议讨论。ITU-T的专家们认为全球信息基础设施(GII)已经涵盖了现有网络和未来网络的全部内涵，随着业务和技术的发展，应不断加以扩充。NGN是全球基础设施GII的具体实现，NGN代表了网络融合的发展趋势，其实现方式是多种多样的，网络互通和业务互通是NGN研究的关键内容，NGN的体系架构将是层次化的，其控制和管理之间的界面日益模糊，在技术上将解决现有网络存在的问题。在2004年初国际电联召开的NGN会议上，明确了NGN的定义：NGN是基于分组的网络，能够提供电信业务；利用多种宽带能力和QoS保证的传送技术；其业务相关功能与其传送技术相独立。NGN使用户可以自由接入到不同的业务提供商；NGN支持通用移动性。从定义可以看出，NGN属于电信网络，采用分组网络作为承载网络，控制和承载相分离，在NGN中可以使用各种先进的接入技术(如GPON、WiFi)和传送技术(如MSTP、ASON)，并且具有全业务特性，同时能够支持固定用户、游牧用户和移动用户，而且NGN应该能够提供通信的安全性、可靠性和保证服务质量。即下一代网络（NGN）是一种全新的电信网络体系架构，融合了IP技术和多媒体通信技术，从面向管理的传统电信网络转变成面向客户、面向业务的新一代网络。2.2NGN体系架构ITU-T的NGN总的框架体系，即分为两个层面（stratum），传送层和业务层。NGNTransportNGNServicese.g.,VoiceTelephonyServices(audio,fax,etc.)e.g.,DataServices()e.g.,VideoServices(TV,movie,etc.)CO-CS,CO-PSandCLPSlayertechnologiesUserPlaneControlPlaneManagementPlaneNGNServiceStratumUserPlaneControlPlaneManagementPlaneNGNTransportStratum图1NGN分层结构图1NGN基本参考模型(BRM)每个层面包括一个或多个层（layer），每一层理论上由数据（或用户）平面(plane)、控制平面、管理平面组成。NGN业务层：提供传送业务相关数据的功能，控制和管理业务源，实现用户业务和应用。NGN传输层：提供数据传输功能，控制和管理传输源（设备），完成终端实体间数据传送。这些数据包括用户、控制或管理信息。在NGN业务层和传输层，逻辑上存在数据（或用户）、控制和管理平面，如图。图3NGN的总的框架体系NGN架构的一个主要特点就是业务与承载相分离。如图所示，NGN总的框架体系包括传送层和业务层。图中椭圆型表示包含功能组的平台，方型表示某一特定功能如用户属性管理，云TransportstratumServicestratumMediaHandlingFunctionsAccessFunctionsOthernetworksOthernetworksCustomerFunctionsTransportUserProfileFunctionsApplicationFunctionsGatewayFunctionsTransportControlFunctionsControlMediaNNIUNIEdgeFunctionsNetworkAttachmentControlFunctionsCoreTransportfunctionsCoreTransportFunctionsAccessTransportfunctionsAccessTransportFunctionsServiceandControlFunctionsServiceUserProfileFunctionsManagementFunctionsTransportstratumServicestratumMediaHandlingFunctionsAccessFunctionsOthernetworksOthernetworksCustomerFunctionsTransportUserProfileFunctionsApplicationFunctionsGatewayFunctionsTran