关于NGN的理性思考

NGN|0">NGN是应市场发展和用户需求以及网络技术进步而产生和发展的一种新型网络和业务支撑体系，期望实现现有多种异构业务网的融合，解决或弥补传统网络在综合管理及综合业务(集数据、语音、视频和消息等多种特征为一体的业务)提供方面存在的不足。NGN具有快速的业务生成能力，能够提供以多媒体和数据业务为主的综合电信级业务服务。但是,目前NGN从应用和运营角度来看还存在许多需要进一步研究和探讨的问题，应该采取技术跟进和逐步演进的网络建设策略，并依据市场环境因素和业务发展需求制定其实施策略。



一、竞争环境下传统电信网络面临的挑战



　　区域新进入者需要以较少的资源提供综合性业务。近年来，中国电信行业经历了剥离、南北分拆及重组等几次重大的改革，运营商都面临着改革及社会环境和经济环境变化所带来的竞争压力、挑战和新的机遇。区域市场渗透和业务提供多样化的市场驱动力对网络技术及其相关业务支撑体系提出了更高的要求。对于区域新进入者或者是新兴运营商，由于基础网络资源（特别是传统市话资源的限制）和市场资源的劣势，期望以新的技术进入市场、以快速形成多样的业务提供能力和灵活多样的商业模式迅速占领市场、以新型适用的业务吸引客户。因此，其网络建设往往采取高起点的发展策略，即尽可能地在简单而清晰的网络组织结构上快速提供综合业务。下一代网络(NGN)逐步成为人们寄以厚望的前瞻性的网络技术方案。



　　用户对多样、集成、高质量和个性化业务的需求。在过去几年中，由于缺少适合客户需要的、能进一步刺激电信业发展的新业务与新应用，使得电信市场增长出现了暂时的减缓。虽然传统电信支撑网，特别是智能网技术在为人们提供被叫付费（800业务）、记账卡等增值业务的同时也为运营商带来了丰厚的利润，但其存在业务开发和运营不开放、业务实现与传统PSTN|0">PSTN网绑定、以及业务客户化能力低等固有缺陷。这些缺陷已经严重阻碍了电信增值业务的进一步发展，成为困绕电信运营商的一大难题。解决问题的出路就是NGN技术。NGN的开放业务接口不仅可以使第三方业务提供商和独立软件开发商都能够参与增值业务的开发和提供，而且还可以使最终用户能够根据自己特有的需求实现对业务的定制和客户化，极大地丰富了业务的多样性、灵活性和开发的快速性。NGN的统一融合网络可以使业务与具体的网络独立，实现集成业务的广泛、普遍提供。在激烈的市场竞争环境下，这些特点将极大地增强运营商的竞争能力。



　　电信运营商业模式的变革对传统电信网络提出了新的挑战。电信行业的变革和市场竞争机制的引入，使得运营商必须考虑商业模式的改变和发展。要想提供多样、灵活和符合市场需求的丰富业务，仅靠运营商自身的业务开发和提供能力是不够的，必须要借助第三方独立业务提供商的能力，实现业务的批发、增值业务的提供、乃至虚拟运营，共创新的价值链。这些新的要求对现存的网络结构和运营体系能力提出了巨大的挑战，需要电信基础网络与业务提供网络的分离，需要业务管理与商业模式的适应, NGN分层的网络体系可以自动满足这一要求。



　　NGN是网络技术发展和业务市场驱动的结果。正是在传统网络环境下，在激烈的市场竞争中，电信运营商面临着诸多的困扰和压力，使得他们产生了尝试下一代网络的计划和梦想。众多学者也已经为NGN的发展勾勒了美妙的蓝图。在ETSI中，对NGN有这样的定义："NGN是一种规范和部署网络的概念，即通过采用分层、分布和开放业务接口的方式，为业务提供者和运营者提供一种能够通过逐步演进的策略实现一个具有快速生成、提供、部署和管理新业务的平台。"



二、NGN与传统网络技术对比分析



　　NGN是传统电信技术发展和演进的一个重要里程碑。从网络特征和网络发展上看，它源于传统智能网的业务和呼叫控制相分离的基本理念，并将承载网络分组化、用户接入多样化等网络技术在统一的网络体系结构下实现。因此，准确地说，NGN并不是一场技术革命，而是一种网络体系的革命。它继承了现有电信技术的优势，以软交换为控制核心、以分组交换网络为传输平台、结合多种接入方式（包括固定网、移动网等）的网络体系。NGN与现有技术相比具有明显的优势。



　　从网络功能层次上看，NGN在垂直方向从上往下依次包括业务层、控制层、媒体传输层和接入层，如图1所示。在水平方向应覆盖核心网和接入网乃至用户驻地网。网络业务层负责在呼叫建立的基础上提供各种增值业务和管理功能，网管和智能网是该层的一部分；控制层负责完成各种呼叫控制和相应业务处理信息的传送；媒体层负责将用户侧送来的信息转换为能够在网上传递的格式并将信息选路送至目的地，该层包含各种网关并负责网络边缘和核心的交换/选路；接入层负责将用户连至网络，集中其业务量并将业务传送至目的地，包括各种接入手段和接入节点。NGN的网络层次分层可以归结为一句话：NGN不仅实现了业务提供与呼叫控制的分离，而且还实现了呼叫控制与承载传输的分离。



　　从业务能力上看，NGN将支持话音、数据和多媒体等多种业务，具有开放的业务API接口，以及对业务灵活的配置和客户化能力。



　　从设备上看，软交换的众多设备是通过功能分离从传统网络中演化而来的。图2比较了传统电路交换机和软交换系统之间的异同，从图中可以看出软交换体系可以由多个设备提供商来提供基于开放标准的产品，使得运营商能够灵活地选择最合适的产品去建设网络，而且开放的标准也能促进发展和节约成本。



　　从网络管理上看，由于NGN中呼叫控制与媒体层和业务层分离，对业务和媒体层的管理边界将更加清晰，而各层的管理也将更加集中灵活。



　　从成本上看，NGN技术是一种能够节省费用的技术，这主要体现在两个方面：基于分组的核心承载网络将具有更高的带宽利用能力；业务的产生、部署和管理将变得更加灵活有效，主要是一种基于商用平台的软件开发和管理过程，在初期价格较贵，但后期将是低成本运作的。



三、NGN的现状分析



　　NGN的协议、设备、业务和运营支撑系统、以及其他相关技术的发展和成熟程度决定了NGN技术应用的发展水平。被广泛接受的NGN网络框架中主要包括软交换、中继网关、信令网关、接入网关、应用服务器等关键设备。其中，软交换所支持各种协议和开放业务API接口的成熟是NGN得以发展和成熟的前提；业务市场和广泛业务提供模式的形成是NGN成熟的标志；运营支撑系统是整个NGN系统正常运作的重要保证；而其他支持技术，诸如QoS保证技术、网络安全技术等的成熟则是NGN得以大规模发展的关键。因此，把握NGN的发展需要考察上述多方面的发展现状和成熟程度。



　　3.1 NGN协议的发展现状



　　NGN协议和标准的发展是NGN应用成熟和网络融合的关键。软交换体系中众多协议的成熟将为设备研发和不同厂商间设备的互通提供巨大的支撑和保障。总的来看，目前NGN的协议处于阶段性成熟状态，即可以为支持语音业务的软交换系统提供完善的协议支持。许多电信设备提供商都推出了各自的NGN系列产品和解决方案，有些已经进入试验网运营，对NGN的协议能力进行有效性和互通性检验。国际上ITU-T、IETF、国际软交换论坛和SIP论坛等组织对软交换及协议的研究工作一直起着积极的主导作用，许多关键协议都已经形成了一个比较完整的版本。国内的软交换标准研究组也积极向国际学习，同国际接轨，处于世界同步水平。但是，我们还应该清楚地看到，软交换协议的发展仍需要一个相对较长的过程。



　　目前，整个软交换技术尚处于初期发展阶段，国际上软交换还没有大规模商用的成功案例和维护经验，许多思想尚须通过实践进行不断验证和修正，协议也是如此，也会随着业务和功能需求的发展而不断补充、更新。另外，由于不少协议本身具有灵活的升级和扩充能力，如何使众多协议得到广泛的认可和接受，也是协议发展过程中必须面对的难题。同时，NGN的协议和标准大都分别来自不同的标准化组织，这为技术研究、设备研发和通信网络运营等各方面都带来了很多协调方面的困难。同时，出于历史原因，NGN的部分协议还存在着相互竞争的关系，即完成同样功能的协议存在着多于一种的选择（如软交换间互联协议就有SIP-T和BICC两种），因此相关协议的选择、规范和统一也需要经历长时间的实际运营检验。



　　与此同时，各个厂家对同一协议的理解和应用还存在较大的偏差，这一方面是由于协议本身制订的不够清晰、完善，另一方面是由于不同厂商在设计过程中存在着产品继承性和产品线发展的考虑，这些因素使得厂家在实现产品中会对相同的协议进行不同的补充和修改。上述各个因素虽然对于单一厂商设备组网影响不大，但是对于多厂家之间设备的互联互通形成了障碍，需要花费较多的人力和物力着手解决。在协议的完善方面，相关标准化组织和运营商仍旧任重而道远。



　　3.2 NGN组网的考虑



　　NGN的组网方案也是需要进一步探讨的方面。



　　多个软交换间的协同工作。目前，软交换的实验基本是在一个软交换的基础上进行的，但实际的网络是不可能用一个软交换来完成的，但如果采用两个软交换将涉及到软交换系统之间的通信，这方面的协议尚在标准化过程之中，如果是不同厂家之间的配合会有互通的问题。



　　采用单个软交换系统的方案只适合于小型运营商，但对于大型电信运营商来说，要构建覆盖全国的软交换网络，不论从扩展性到互联互通性以及业务提供的能力都需要深入考虑。



　　软交换的路由分级问题。如果能够解决多个软交换的协同工作，那么应该采用怎样的网络等级呢？是采用一级还是多级，有些厂商认为一级体系仅适合于中型运营商在中型网络中实施，因为每个软交换需要保存所有其它软交换的路由信息，即实现路由全互联，这将耗费较大的系统资源。对于大型电信运营商来说，则显得不太合适。因此，有的厂商则提出软交换也需分成端局和汇接局两级，但此时对汇接局的功能定义和媒体流的路由又存在着较大的分歧，所以软交换的组网络问题还不太成熟。



　　3.3 NGN业务接口的成熟状况



　　NGN的特点之一是可以向第三方开放相关的业务接口，实现业务的第三方提供。向第三方提供开放的业务接口是今后业务提供发展的方向，目前相关的API接口（如，Parlay API）正处于逐步完善过程中，但还不够完全成熟。同时，有些厂商还对Parlay API的效率问题存在质疑，而有些厂商则干脆自己定义一套开放业务接口，因此尽管一些厂商宣称自己的软交换设备可以提供第三方业务接口，但其配套的应用服务器只能选用同一个厂商的设备，不同厂商设备间的互通还存在很大的问题。



　　3.4 NGN运营支撑系统（OSS）的发展现状



　　对于综合的网络，运营支撑系统尤为关键。但是目前设备厂商对于NGN计费接口、用户终端认证管理、网络管理机制等课题的解决方案也仅仅是方向性的演示，国际上尚无NGN大型网络组网和运营经验，因此NGN运营支撑系统还处于起步阶段，需要运营商与设备厂商配合设计开发。NGN运营支撑系统的成熟才是NGN网络成功运营部署的标志。OSS的组成、功能和工作方式、网元设备应提供的网管信息、OSS与应用系统的接口、与现有网管、计费、认证系统的互通以及管理策略的实现等都是需要解决的问题。



四、现有网络向NGN的演进策略



　　当然，对各大运营商来讲，建设NGN并不意味着要推倒现有网络去新建一个理想的NGN模型，而是如何由现有网络逐步融合NGN的技术优势以实现NGN的演进，力争在日益激烈的业务市场中继续保持主导地位。目前，话音业务和数据业务分别由两个分开的网络来提供。传统的电话网在发达国家基本不再投入，但在中国发展潜力依然很大，而且电话业务仍然是电信公司的主要收入来源；数据通信网主要以IP网络为主，IP技术发展速度很快，在灵活性、开放性等方面具有很大优势，但在服务质量、可靠性等方面还有很大不足。因此，在向NGN演进的同时，应考虑如何保护现有电话网的资源和由其带来的经济效益。目前看来，以软交换为核心的重叠网策略是一种优选的演进策略。
以软交换为核心的重叠网策略的核心思想是保留现有电路交换网资源不变，让其独立发展，同时在SCN（交换电路网）与ATM或IP网间设置网关和软交换设备，网关完成SCN与ATM或IP的互通功能，软交换完成呼叫控制功能，从而建立SCN与ATM或IP网的呼叫关系。重叠网策略着重于业务层的融合，便于对网络进行统一管理和快速部署新业务，可作为向NGN演进的长远解决方案。在演进次序上，可从长途局、汇接局到端局和接入网，从支持多媒体等新型业务到支持移动语音、高速移动数据，分步推进。



　　从网络角度看，通过软交换机结合媒体网关和信令网关跨接和互联电路交换网和分组交换网后，尽管两个网络仍基本独立，但业务层已实现基本融合，可统一提供管理和快速扩展部署业务。等到数据业务逐渐成为网络的主要业务后再考虑将电路交换网上的话音业务逐渐转移到分组化网上来，最终形成一个统一的融合的网。



　　这种网络演进思路的基点在于网络和业务的融合，而不在于节点的融合，允许不同的网按各自的最佳方向独立演进，不受限于节点结构。



五、NGN的应用



　　NGN在语音、数据、多媒体等诸多方面存在着广泛的应用，尤其是在多媒体应用领域，以及与移动3G的融合领域，其核心地位愈加明显。虽然就目前来看，NGN的发展还尚未成熟，但是它所拥有的优越特征和广泛的应用价值将逐渐被最终客户和运营商所接受，具有良好的实用化前景。



　　5.1 NGN将为用户提供丰富多彩的业务和多样化的业务提供方式



　　在业务融合的大趋势下，NGN 为电信网络赋予了更多的业务能力和可能的业务组合，可融合通信、电子商务、娱乐等业务，实现新型的语音、数据、图像、视频相集成的业务。下一代业务将是多媒体化、开放化、个性化、智能化的集成综合业务。业务的提供方式也会在充分考虑继承和利用原有网络资源的前提下，向降低业务成本和满足业务快速生成的方向发展，以满足快速变化的业务市场需求。业务的提供方式有：通过软交换设备自身提供基本业务和补充业务；通过现有的智能网设备提供传统智能业务；应用服务器通过Parlay/OSA 开放接口实现快速的新业务提供；运营商和Internet内容服务提供商（ICP）配合提供融合业务等等。这些丰富的业务和业务提供方式，将极大地丰富运营商的业务提供能力，作为其吸引客户、增强市场竞争能力的资本。



　　5.2 软交换在移动网中的应用



　　当移动网向未来网路演进时，无线用户可以通过无线接入网关，在软交换设备控制下提供各种移动业务。在CDMA2000核心网演进的过程中，3GPP2定义的CDMA2000网络的标准中软交换处于重要的核心位置，其中的Session Control manager, Media Gateway Control function, Media resource function等均涉及到软交换的功能。因此，软交换已经成为移动核心网演进的一个重要功能实体和标准。从另一个角度来看，也就是说NGN不仅可以实现有线业务的有机融合和集成，还可以将无线、移动业务进行集成，真正实现多种业务种类、多种业务特征、多种业务能力的无缝集成。拥有NGN的运营商将可以在同一个网络基础设施上部署、提供多种特征的业务，这将显著降低运营商的投资、维护、管理、升级等费用，提高其市场竞争能力。



　　5.3 用户直接通过各种IP智能终端(H.323终端、SIP终端)连接到IP公众网



　　软交换的系列产品应是一揽子计划，除了可以用于旁路现有的电路交换网以外还允许通过各种IP终端直接接到IP公众网，并通过软交换的控制提供各种服务。这也是下一代网络发展的主要特征之一。虽然目前IP智能终端的价格仍旧偏高，但通过NGN实现的VoIP业务在价格上却具有很大的优势。同时，由于IP智能终端的强大功能，通过其可以为用户提供更多的业务能力。因此，这仅是一个长远投资和短期投资、业务能力强弱需求的折衷考虑。对运营商而言，可以通过这种方式，进行跨区域渗透竞争，利用NGN的技术吸收、吸引大客户。



　　5.4 将现有的电路交换网逐步地向IP分组网过渡，替代传统的电路交换网



　　在IP/ATM网上提供软交换设备用以替代现有的CLASS4的设备实际就是将用户的IP呼叫通过中继网关将呼叫接到IP网，通过软交换控制完成呼叫。在IP/ATM网上提供软交换设备用以替代现有的CLASS5的设备，即用户通过接入网关接到IP网，在软交换控制下完成呼叫。向IP电话提供更多的补充服务，获得与传统的电路交换网所能提供的相同、更多的业务。上述的功能相对来说是较成熟的，特别是替代现有的长途网的设备较成熟的，而且也有应用；但是在替代端局功能方面，在提供更多的补充业务方面难以达到现有电路交换网络的服务水平，网络的运营支撑还存在明显的差距。



六、讨论



　　NGN将引发网络与运营的变革。 NGN是市场需求和技术发展的产物，是值得设备厂商及运营商广泛关注的，它将引发网络体系结构、业务支撑系统及服务模式等方面的变革，也将为电信运营和服务带来新的活力。应该积极跟踪研究其协议与标准、网络结构与组网模式、业务提供与服务保障等问题。



　　NGN的应用是一个渐进过程。 它是市场驱动与技术发展相互作用的渐进过程, 在考虑业务需求以及自身的网络资源条件下, 可以利用NGN相对成熟的技术，逐步应用于实际的业务服务中。 在不具备用户接入网络资源优势的地区，可以充分利用NGN的技术优势,利用基于IP网络资源和IP技术提供包括话音在内的综合业务, 实现快速进入市场; 在拥有充足用户网络资源的地区, 则可考虑与宽带接入网络及宽带应用相结合, 利用NGN在多媒体业务服务能力的优势, 发展宽带多媒体增值业务, 实现增加业务收入。



　　NGN的大规模部署尚待时日。 NGN整个网络结构和运营体系还不十分完善和成熟, 业务管理、计费网管等问题需要长时间的运营检验；NGN承载网的QoS能力、网络与信息安全、IP地址资源问题、以及相关协议标准和业务开放接口的成熟程度还很不够，这些都是NGN大规模部署主要的技术风险。目前宜采取技术跟踪策略，在网络规划、与传统网络融合、网络间接口与互操作性等方面进行研究及测试, 在适应网络技术发展方向、业务需求驱动和提高运营效率中寻找平衡点。 可以考虑在跨区域渗透或新业务提供方面进行技术与业务试验，并逐步过渡到商用化阶段。