解析网络交换技术的发展

    2005年是运营商开始实施战略转型的一年。

    战略转型旨在简化网络结构，减少网络运营成本，加速将新业务推向用户的速度，优化运营商与用户之间的关系。世界电信业技术的发展已经进入了新的发展阶段，电信网的发展凸显融合、调整和变革的新趋势。各种电信业务从本质上来说，由语音、数据和视频3种基础业务构成。目前，传统语音业务仍是电信的主要业务收入来源。开拓更丰富的数据及增值业务，发展视频娱乐业务，并以有效的方式实现语音提供，以应对多种业务分流的替代和威胁。业务的提供给向更灵活多样的方向发展，实现多种业务的捆绑，并根据需求向融合业务的方向发展。业务的发展引导网络的发展，网络的转型不是对现有网络的简单改造或扩容，而是针对多种业务的支撑，优化网络构架并降低总投资和运营成本，实现高效网络。目前，大家清楚地看到网络正在向以ip为构架的NGN方向演变。在网络转型的过程中，软交换技术、固网智能化技术、提供差异化服务的接入控制技术和实施多样化的宽带接入等都是网络发展的重点。

    1、软交换技术标准的进展

    软交换技术的应用是固网转型的标志之一。中国通信标准协会(CCSA)网络与交换技术工作委员会完成的软交换技术系列行业标准是目前国内第一个全面覆盖软交换技术领域重点技术的标准体系。软交换系列标准主要参考ITU-T、IETF等国际标准化组织的最新技术标准和我国运营商的实践，对软交换技术中的重点领域，如软交换设备、媒体网关控制器设备、媒体网关设备、信令网关设备以及接口协议和业务等技术要求和测试方法进行了全面、科学的研究，并结合国内网络实际情况以及国内电信设备制造商的研发经验制定。2005年，网络与交换技术工作委员会重点完善了基于软交换设备的网络组网总体技术要求，并启动了网络融合的研究，完成了基于软交换的综合接入设备治理系统(IADMS)测试方法、媒体网关(支持多媒体的媒体网关)设备测试方法、软交换业务接入控制设备技术要求、基于软交换的应用服务器测试方法、开放业务接入应用程序接口(Parlay)网关设备技术规范、基于互联网服务(WebService)的开放业务接入应用程序接口(ParlayX)技术要求和相关SIP标准的进一步完善。在IP网络研究方面，CCSA网络与交换技术工作委员会完成了电信级IPQoS体系架构和IP QoS控制协议技术的要求。

    展望2006年，下一代网络(NGN)作为目前国际标准化工作的研究重点，同时结合我国运营业的业务提供和网络演进及其产业的发展，网络与交换技术委员会将对NGN的相关业务需求、网络体系架构、信令协议、服务质量、安全、网络融合等进行系统研究，对尚未成熟的项目进行预研，对已经成熟的项目制定标准。网络与交换技术工作委员会将重点开展业务需求方面的研究，包括NGN业务提供方式、各种开放接口的研究对比、开放业务接口的标准化、协议映射、NGN业务总体要求和业务的互通需求与互通方式的研究。在网络方面，将开展NGN框架、固网智能化标准研究、固定与移动网络融合的技术、NGN的QoS体系架构、NGN的安全技术和NGN演进方式的研究。在信令和协议方面，将继续进行IPQoS控制协议的研究和SIP的完善。在终端方面，将重点开展多媒体终端标准的研究。

    2、软交换技术

    电话网是中国电信的最大网络之一，而网络演进是一个长期的过程，因此，电路交换向NGN演进的过程中应注重网络的衔接性、业务的连续性以及网络运营治理的稳妥性。实践证实，软交换已经具备替代电路交换设备的能力，灵活提供业务的能力也已经得到验证，并且，软交换符合电路交换向分组交换转型的总体发展趋势。在语音网络中引入软交换技术，应认真研究引入的策略、组网架构和不同厂商业务平台的互通问题。在电话网向NGN演进的过程中，软交换是一个不可逾越的阶段。软交换技术已经成为运营商实现网络演进的重要技术手段。

    软交换网络是基于分组交换的网络，在原有电路交换机的基础上，将业务功能(业务提供)、控制功能(呼叫和信令控制)和接入功能(中继和用户接入)相分离，形成软交换网络的应用服务器、控制设备、信令网关和各种接入媒体网关。由于功能的分离，各种接入媒体网关的设置可以更加灵活，软交换机的控制能力和治理范围可以很大，业务的提供可以更加丰富、快捷，因此，软交换网络的建设也将不同于传统电路交换网。由于软交换网络是基于分组的网络，其网络带宽是共享的，因此，语音和控制媒体流的承载可以是端到端的。

    采用软交换技术实现电话网的演进，使电话网向分组化、宽带化、智能化的方面发展，将大大提升电话网的业务能力，符合通信网络的未来发展趋势。电话网发展的远期目标是：提供窄带实时会话控制功能及全部PSTN补充业务特征的软交换网络与提供宽带多媒体会话控制和移动性治理能力的IMS网络长期并存；构建用户数据统一集中治理，实现网络对用户的可控能力。近期的软交换网络，应能够接入窄带用户，解决现有电路交换网的整体转型问题，并积极拓展宽带用户，服务好大客户。软交换系统应具有支持宽带用户未来向IMS迁移的能力。

    2005年，中国电信在深圳进行了软交换网络智能化的试验，并将在长途层面和汇接层面开始商用。

    3、网络智能化

    在对现有网络改动最小的情况下，如何利用现有固定电话网的资源，方便、快捷地向用户提供更多的增值业务，提升网络对业务的支撑能力，是固网运营商亟待解决的问题。随着用户需求的多样化和新业务的不断涌现，传统PSTN的业务匮乏和业务开通的复杂成为市场拓展过程中的突出问题。近两年的技术完善、测试和现网试点工作表明固网智能化是立足现网增值、面向未来演进的有效解决方案，可以充分发挥现有固定网络的潜能与优势，最大限度地提高固定网络的经济效益，对提升网络以客户为中心的治理能力有很大的现实意义。

    固网智能化能够有效地解决增值业务的甄别与触发，实现用户数据的集中治理、用户号码的可携带，提供基于用户属性触发业务的能力，提高运维治理效率，从而屏蔽交换机功能的差异性，增强业务提供能力，加快业务开放的步伐，进一步提升市场竞争力，充分发挥现有固定网络的潜能与优势，最大限度地提高固定网络的经济效益。

    中国电信在福建等地组织进行了固网智能化试验，经历了创意、实验、测试、验证、实施和推广等多个阶段，全方位验证了智能用户属性寄存器(SHLR，SmartHLR)的功能、性能和互通性，确定其演进方案、发展策略以及相应的业务开发，充分证实了网络智能化解决方案是适应中国电信今后发展、提升业务能力的有力武器，对传统运营商的网络发展具有深远影响。中国电信引入SHLR可以解决目前交换网中存在的几大问题：数据分散维护困难、用户号码与物理位置不可分离、仅支持接入码触发业务等。通过SHLR能够做到用户数据的集中治理，实现用户号码的可携带，提供基于用户属性触发业务的能力，从而屏蔽交换机功能的差异性，增强业务的提供能力，加快业务开放的步伐，进一步提升核心竞争力。

    实现网络智能化有多种方案：对于采用新建“汇接局方案”实施网络智能化的地区，应优先采用“软交换汇接局完全访问SHLR”方式实现；对于端局主流机型具备改造能力的地区，应采用“端局方案”；对于已经或可以对汇接局进行升级改造的本地网可根据自身实际情况采用电路交换方式的“汇接局方案”。

    4、IMS

    最近，IMS成为媒体关注的焦点，大有取而代之所有网络的气势，其标准化的进程也在多个国际标准组织中迅速推进，为网络融合和业务融合提供了技术的可能性。

    IMS由3GPP标准组织在R5中提出，R5主要定义IMS的核心结构、网元功能、接口和流程等内容；R6增加了部分IMS业务特性、IMS与其他网络的互通规范和WLAN接入等特性；R7加强了对固定、移动融合的标准化制定，要求IMS支持xDSL、Cable等固定接入方式。目前，3GPPR5和R6已经被冻结。

    TISPAN和FGNGN标准组织主要从固网的角度出发研究NGN的相关标准。IMS是TISPAN定义的NGN体系架构中的业务子系统之一，TISPANIMS是在3GPPR6IMS核心规范的基础上对功能实体和协议进行扩展的，支持固定接入方式。TISPAN的NGN R1标准即将发布，但IMS支持PSTN/ISDN模拟(Simulation)业务的部分规范会推后一段时间才能完成，IMS支持PSTN/ISDN仿真(Emulation)业务的能力将更加滞后。

    从IMS设备的开发来看，国内外主流通信设备厂商都在进行IMS产品的开发，也提出了明确的产品计划。但这些计划能否按时实施，很大程度上受到标准进程的限制，应用于移动的IMS设备预计在2006年可以投入商用，应用于固网的IMS设备将会更晚一些。

    网络融合和业务融合是目前讨论的热点，所谓固定通信网络和移动通信网络的融合(以下简称融合)是指不断演变中的固定通信网络和移动通信网络在网络和业务方面逐渐趋向于不同程度和范围的相似或相同。实现融合是一个长期的目标，涉及到的因素也很多，IMS只是在网络层面提供了技术融合的可能性，从而促进了业务的融合，但还需要认真研究其可行性、经济性、复杂性和可治理性。

    5、IP承载网的差异化服务

    随着Internet的普及，用户对通信业务的需求不断提升，人们已不仅仅满足于上网浏览这类简单的互联网应用，而是希望享受高速的、丰富的多媒体类应用，如VoIP、视频电话、视频会议、VOD和IPTV等。另一方面，主流的固网运营商也正面临着传统业务贬值的挑战，希望充分利用网络资源，找到新的业务增长点，增加业务收入，降低成本。

    在用户需求和技术进步的双重驱动下，基于IP的新的业务层出不穷，尤其是随着NGN技术的推进，得益于其控制与承载相分离的特性，新业务的开发和部署也更加便利。但是，运营商网络资源的有限性与用户需求的无限性永远是一对矛盾，并且用户本身在为高质量应用付费的能力上也是有差异的，因此，如何有效地调配网络资源，以更好地满足用户的多样化需求成为运营商面临的要害问题。这就要求运营商在丰富业务的同时，寻找适当的运营模式，根据用户不同的需求特点，向其提供具有质量保证的、细分等级的差异化应用和服务。

    目前，各主流运营商相继把提供差异化服务提上日程，希望通过部署差异化业务找到新的利润增长点。受限于网络的技术和架构，到目前为止，多数运营商只是针对某类业务，以不同等级业务包的方式提供给用户，而在全网实施全业务等级划分的运营商并不多见。在网络支撑层面，或是将流量在物理或逻辑上做隔离，即在网络入口处分开，然后分别引入到不同的网络中；或是通过Diffserv的粗粒度方案，提供相对较少的业务等级。可以说，差异化业务提供模式还处于探索阶段。日本的NTT利用Diffserv技术，根据业务需求制定了3个QoS级别，对不同的QoS级别的业务收取不同的费用，高级别QoS业务收费较高，低级别QoS业务收费较低甚至不收费。NTT的QoS提供在两个层面上的实现：在网络侧，建立了基于Diffserv的核心网和城域网来支持VLAN划分和ToS域标记；在用户侧，利用家庭网关作为端到端服务质量的入口点和出口点，完成上下行业务流的标记。目前采用的是通过物理端口隔离的方式来进行QoS业务的区分和隔离，未来会向基于会话和自动业务流标记的技术方向演进。

    法国电信通过引入自动业务流识别和标记功能，对业务流进行细分。在业务流的入口处(如家庭网关等边缘设备)，根据数据包中所包含的信息，如源/目的地址、端口号和DSCP等，按照预定的规则将流量映射到不同的服务等级，并在其数据包中的服务等级字段打上相应的标记，如IP包头中的DSCP字段或是MPLS包头中的EXP字段等，以便核心层设备进行识别和处理。在网络内部，带宽分配和排队策略等均按照包头中的标记有差别地进行，并根据流量大小和流种类的不同来计费。

    分等级的业务提供与传统的按业务类型提供的方式有较大的差别，相应的，运营商在运营模式上也需要作出相应的调整，如对用户群的细分及针对性营销、与业务等级相关的资费套餐、不同类型和等级的业务捆绑等，具体的推广和营销策略需要结合各个运营商的实际情况灵活制定。

    这里值得一提的是，通过严格的SLA治理来提供差异化服务是未来业务运营的必然趋势。运营商可以完全按照与用户(或SP)通过协商所达成的SLA合约来履行服务承诺，从而使业务提供规范化，提高用户对网络和运营商的信任度，也便于运营商通过技术手段实施细致的用户治理、业务治理以及网络能力与业务提供的匹配。

    网络质量的分级要与业务的商业模式相结合，业务的治理平台应对不同的业务等级进行治理，相应的计费系统也应对不同的业务等级进行计费，通过提供差异化、个性化服务挖掘新的利润增长点是运营商业务提供的必然趋势，而文中所探讨的要害问题亦是运营商在业务模式变革中所必须解决的问题。从业务层的业务等级划分到网络层QoS保障技术的提供再到治理层细分策略的实施，分等级业务提供所带来的是各个层面的综合提升。业务等级细分的粒度越小，为用户提供的可选方案就越多，对网络支持的要求越高，技术实现也越复杂，因此，如何找到等级划分中的平衡点对运营商来说是至关重要的。随着下一代网络技术的发展和业务平台能力的增强，分等级的业务提供模式逐步走向成熟，将为用户提供更广阔的选择空间。