PSTN向NGN的演进探讨
1、长途网演进的必要性
在中国各运营商电话网演进的过程中，长途网的演进十分必要。如果没有一个全国性的以软交换为核心、基于IP的下一代长途网，那么基于流媒体的下一代业务很难开展，如视频、多媒体业务，目前基于电路交换的长途网的容量不足以支持日益增长的长途通信流量。
我国通信行业的发展速度举世瞩目，从1990年起，固定电话用户数年均增长36%。从长途业务量的发展来看，长途电话通话时长连续多年保持两位数增长。据信息产业部统计，在2004年5月，我国长途电话通话时长较2003年同期增长25.3%，达到2865507.6万分钟，长途通话中IP电话所占的比重从2002、2003年同期的33.6%、41.1%上升到45.9%，传统长途电话所占的比重由39.0%、30.1%下降到29.1%，IP电话对传统长途电话的分流将继续加强。
下一代长途网在CAPEX、OPEX方面具有电路交换设备所无法比拟的优越性，尤其针对中国电信已经使用超过10年的长途交换机而言。对于CAPEX，从整网造价来看，NGN具有更大优势，如中国卫通采用NGN建设全国VoIP长途，总造价远低于PSTN方式。对于OPEX，它是多年来对整体网络进行维护管理的总体开销，其成本相对具有隐蔽性，一方面NGN设备的硬件平台具有高集成度、低功耗优势，另一方面NGN长途网的运维需要更少的人力投入。例如，中国卫通采用NGN建设全国VoIP长途网后，整个NGN网络的运维人员只有9名。
固定长途网的演进在PSTN的演进中将起到重要作用，由于长途网的交换节点数目相对较少、业务相对简单，因此固定长途网可能会率先实现NGN的演进，而PSTN长途网的全面演进又会极大地推动本地网的演进进程。
2、长途网网络构架的演进
长途网的演进方式包括分阶段演进方式和一步到位演进两种方式。
■ 方式一：分阶段演进
长途网的演进是一个分阶段的渐进过程，随着PSTN向NGN演进，长途网的网络结构将发生变化，具体可按照发展的时间历程分为三个阶段。
第一阶段：长途网DC1新增一个IP通信层面，用NGN承建，新增的DC1平面采用E1/STM-1与原DC1和DC2互联，如图1所示；
图1 长途网分阶段演进的第一阶段
第二阶段：长途网DC1全面IP化，用NGN全面承建长途DC1，DC1与DC2仍采用E1/STM-1互联，如图2所示；
图2 长途网分阶段演进的第二阶段
第三阶段：长途网全面IP化，DC1、DC2的概念消失，长途网通信扁平化，DC1、DC2将由中继网关、信令网关和软交换替代，如图3所示。
图3 长途网分阶段演进的第三阶段
■ 方式二：一步到位演进
如图4所示，所谓的一步到位的演进方式是新建一张完整的NGN长途网，其覆盖范围与PSTN的DC2相似，本地网汇接局分别与NGN的TG、PSTN长途网的DC2相连。经过一段时间的应用后，逐步将汇接局的中继割接到TG，PSTN的DC1和DC2退网。
图4 长途网一步到位的演进方式
■ 两种演进方式的比较
两种演进方式各有利弊，运营商可根据自己的情况进行选择，表1为两种演进方式的比较。
3、NGN长途网在业务提供、OSS方面的考虑
■ NGN长途网在业务提供方面的考虑
未来的长途网在业务开展方面主要包括三个方面的需求，一是必须能够提供PSTN长途网已经开展的业务，如200、300、800；二是要能够提供针对跨省大客户的解决方案，如跨省WAC业务；三是能够开展新型运营类业务，如话务批发业务。
另外，NGN长途网应该是一个开放的长途网，它可通过标准接口与功能服务器、应用服务器、策略服务器和窄带智能网等相连，如图5所示。
图5 长途网的开放结构
■ NGN长途网在OSS方面的考虑
为了适应未来业务的发展和网络架构，下一代长途网的运营支撑系统与目前的系统存在较大的差别。相对于传统的OSS系统，新一代OSS系统在设计思想上更能体现出“以业务开展为中心”的思想，其次还应体现与各种合作伙伴共建价值链的合作理念。
与目前的OSS不同，下一代长途网NGOSS具有以下特点：
1） 全面管理网络上运行的服务，而不仅局限于话音业务；
2） 实时监控、管理NGN长途网的各种标准构件；
3） 具有面向未来业务的灵活计费功能；
4） 具有多维度业务流量统计、分析功能，以及智能控制、调配功能；
5） 支持代理/联合运营体系，如话务量批发等业务；
6） 可非常灵敏地增加或开通新服务，理想状态是实时开通；
7） 可对客户SLA进行衡量；
8） 可实时、准确地进行记帐和计费。
除此之外，NGOSS系统还应具有很好的开放性和兼容性，可方便、快捷地对各厂商、产品进行整合，降低整个系统的造价。
二、本地网的演进建议
本地网是电信运营的基础网络，也是运营商投资最大、设备最多的网络，它的演进必然是一个分阶段的长期过程。
总体来讲，本地网的演进分为两个阶段。第一阶段为本地网通过对自身结构的调整，达到网络智能化的目的，称作网络智能化阶段；第二阶段为本地网NGN化，达到提供丰富视频和多媒体业务的目的，称作本地网NGN改造阶段。据有关专家预测，中国本地网络在2008年之前以网络智能化演进为主，在2008年后启动NGN改造，在本地网层面PSTN将与NGN有一段长达10年的共存期。
1、本地网的网络架构演进
针对第一阶段，即网络智能化阶段，华为公司与中国电信已进行了充分交流，本文不再赘述。本地网NGN的演进阶段大体采用两类方法，一类是网络互通，一类是网络改造。
■ 网络互通类的演进
在相当长的一段时期内，保留PSTN本地网的完整性，基本不对PSTN进行改动。利用汇接局与新建NGN的TG相连，保证PSTN与NGN互通，利用SHLR保存本地网所有用户的签约信息，完成业务分发，即PSTN用户希望享有NGN业务，汇接局可将这个呼叫上传到NGN网络，由软交换来进行呼叫处理。
图6为这类网络演进的架构，汇接局采用ISUP与NGN的TG相连，因此汇接局无需改造，PSTN本地网结构完整地保存下来。大多数PSTN业务仍采用原来的接续方式，少量新业务分发到NGN网络，由NGN网络进行相关处理。我们可用一句话来概括这类演进思路，那就是“网络互通，业务分发”。
图6 本地网互通类的演进
■ 网络改造类的演进
首先在城域网内搭起NGN基本架构，并与NGN长途网通过IP中继相连，然后对PSTN本地网的交换局进行NGN改造，加快PSTN向NGN演进。从某种角度来看，这类方式是将PSTN当作NGN的一个子网。网络改造类演进也要利用汇接局与新建NGN的TG相连，保证PSTN与NGN互通，但这种连接属于暂时性和不断变换的，初期可能会采用TDM和ISUP信令，后期则会采用IP中继和SIP或H.248信令。
1） 端局先行的NGN改造
如图7所示，端局先行的NGN改造是率先从改造陈旧的端局层面入手，由下至上地完成本地网的NGN改造。具体来讲，就是将端局改造为“软交换＋中继网关＋用户网关”，由于这个端局原先的路由均为TDM中继，因此它对外的体现仍是传统交换机。通过少量的交换机端局改造，在PSTN端局层面形成一个小NGN，随着陈旧交换机端局的退网，这个小NGN逐渐扩大。小NGN覆盖范围内的用户优先享有NGN业务，由于此时PSTN汇接层面尚未改造，为了给NGN用户提供广域的NGN业务，小NGN必须通过IP中继直接与NGN长途网相连。
图7 端局先行的NGN改造
2） 汇接局先行的NGN改造
如图8所示，汇接局先行的改造方式是从改造汇接层入手，由上至下地完成本地网的NGN改造。具体来讲，就是将汇接局进行NGN构件改造，可将汇接局直接改造为中继网关，通过H.248协议与软交换相连；或者改造汇接局支持SIP协议与NGN软交换相连。SIP和H.248的区别在于，SIP协议相当于汇接局与软交换为对等关系；H.248协议则是将汇接局改造为中继网关，受软交换控制。
由于汇接局率先进行NGN改造，因此整个本地网在改造后就自然地融入NGN。网络智能化后，端局已将所有呼叫转到汇接局，汇接层改造后所有的呼叫将全部由软交换处理，可将端局做成NGN的AG。这种改造方式能够快速地将NGN业务覆盖到整个本地网，成功地屏蔽了端局的差异。
这时，SHLR不但保存PSTN所有用户的智能业务签约信息，还保存了NGN用户的签约信息。
图8 汇接局先行的NGN改造
3） 两种NGN改造方式的比较
2、NGN本地网在业务、OSS方面的考虑
■ NGN本地网在业务方面的考虑
NGN本地网在业务提供能力方面远远胜于PSTN，NGN业务可从多个维度进行划分。按照媒体类型可以分为语音业务、数据业务、视频业务、综合业务等，按照用户使用类型可以分为集团用户业务、中小企业业务、住宅用户业务、流动人群业务，表3为其特点和需求。
表3 NGN不同用户类型的特点和需求
由于NGN用户对业务的丰富性、时效性和可扩展性有较高的要求，因此业务层应与控制层相对独立，并重点关注开放性，可通过Parlay API进行开放。同时，NGN的业务层不仅继承了传统的语音业务，更重要的是它支持多视频/消息等多媒体业务。
如图9所示，NGN的业务层面包括三个方面：一是与现有PSTN网络互通，以向NGN用户提供传统的智能网业务；二是利用NGN应用服务器向NGN用户提供个性化、多媒体增值业务；三是通过开放的Parlay应用网关，将业务开放给第三方业务提供商。
图9 NGN业务层面的结构
■ NGN本地网在OSS方面的考虑
下一代网络设备是标准构件式设备，它比PSTN设备更加分散，下一代网络的业务基于IP综合性多业务，比PSTN业务更加丰富。这两点决定了未来网络的OSS系统将与目前的系统有较大的区别，其运营支撑系统建议按完整的运营支撑体系进行统一规划，规划时考虑最终的系统构架和业务支撑方式，同时考虑未来与OSS其它系统的集成方式，预留集成接口，使后续业务增加的系统扩展能够在已有的系统上运行。
在建设模式上，集中建设的方式具有很多优点，首先能够节省网络建设初期投入和后期运营支出，并可减少多集成商之间的接口协调工作，并可快速完成系统部署。
NGN本地网OSS建设需要考虑以下要求：
1） NGN网络的建设对网络管理的要求：针对更多种类的网络设备，进行跨域管理和安全性管理；
2） NGN业务对运营支撑系统的要求：包括视频、多媒体和IP Centrex等多种业务，具有融合统一的服务支撑体系、灵活的营销支撑体系和多样化收费结算支撑体系。
建议NGN的OSS采用以下建设思路：
3） 以NGOSS体系架构为指导；
4） 采用主要系统以省集中的建设思路；
5） 采用专业化功能模块为系统构建方法；
6） 系统平滑演进，确保安全生产；
7） 省中心建设综合结算系统，对多业务进行统一结算；
8） 在时机成熟时，可将各本地网的帐务系统集中到省中心；
9）将目前分散的本地网计费系统集中到省中心，在集中长途计费系统的基础上扩充本地网计费，建设一个统一的省集中计费系统。
三、小结
我国的PSTN网络经过几十年的建设，已经成为世界上最大的通信网，覆盖三亿用户。因此，PSTN向NGN的演进是一个分步渐进的过程，演进应该遵照先长途、后本地的原则。在长途网的演进方式中，有三阶段演进方式和一步到位演进方式；在本地网演进中有两大类方法，一类是网络互通，一类是网络改造。在网络改造方案中又分为端局先行的改造方案和汇接局先行的改造方案。由于我国各运营商的电信网络存在着一定的差异性，经营思想也不尽相同，因此在选择PSTN向NGN演进的时间和方式上，也必然存在一定的差异。但是，PSTN向NGN演进的趋势不变，用户对通信的高要求不变。我们衷心希望，在不久的将来，中国电信网不仅仅是世界上最大的通信网，同时也是世界上最强的通信网。
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