關鍵詞 IMS NGN 軟交換 網絡融合
1 關于NGN、辦交換及IMS
1.1 NGN
近10年來，隨著因特網的蓬勃發(fā)展和社會信息化水平的日益提高，數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務的重要性越來越突出，實現(xiàn)網絡與業(yè)務融合的需求也越來越迫切，但目前的網絡（無論是PSTN還是因特網）難以滿足人們對話音、數(shù)據(jù)與多媒體融合業(yè)務的要求，難以實現(xiàn)人們在任何時間、任何地點能以任何方式通信的美好愿望。在這一背景下，人們期待一種新的網絡形態(tài)來解決目前網絡面臨的諸多問題，于是NGN概念應運而生。
NGN概念產生于本世紀初。早在1996年美國克林頓政府就提出了下一代因特網（NGI）行動計劃。2001年1月歐盟啟動了NGNI（NGN Initiative）項目，2002年啟動了NGN2010項目，NGN概念逐步浮出水面。2002年歐洲電信標準組織ETSI首次對NGN進行了定義：NGN是一種規(guī)范和部署網絡的概念，通過分層、分平面和開放接口的方式，為業(yè)務提供商和運營商提供一個平臺，該平臺可以逐步演進，以創(chuàng)造、部署和管理創(chuàng)新業(yè)務。
ITU-T在2002年1月召開的SG13會議上決定開始NCN的標準化工作，并且啟動了NGN 2004 Project。ITU-T將NGN看作是全球信息基礎設施（GII），并于2004年2月給出了NGN定
2003年12月，ETSI下屬的TISPAN工作組開始研究NGN的體系結構，選擇了以3GPP的IMS體系為基礎。2004年6月，ITU-T成立了FGNGN（Foeus Group-NGN）工作組，將NGN的研究和標準化工作進一步推向深入。該工作組采納了ETSI TISPAN的思路，即基于IMS發(fā)展NGN。
從NGN的定義可以看出，NGN包含著人們對未來網絡的各種期望，如多業(yè)務、寬帶化、分組化、開放性、移動性、安全性和可管理性等，其實現(xiàn)必然有賴于諸多先進技術的共同推動，有賴于傳送層、承載層、接入層、控制層、業(yè)務層和管理層等的有機集成。
1.2 軟交換
軟交換概念是20世紀90年代后期在IP電話的基礎上逐步發(fā)展起來的。為增強VoIP網關功能的靈活性、可擴展性和高效性，提出了分解網關功能的思路，即將VoIP網關分解為媒體網
對于軟交換可以從多個角度來理解�？梢詫④浗粨Q理解為一種分層、開放的NGN體系結構；也可以將軟交換理解為MGC或呼叫代理功能的進一步擴展，即除了提供呼叫控制功能外，還提供計費、認證、路由、協(xié)議處理、資源管理和分配等功能；還可以將軟交換理解為處于NGN控制層的物理設備。
軟交換概念出現(xiàn)后，我國通信標準化組織非常及時地將該術語引入國內，積極開展了軟交換的標準化、研究和試驗等工作，制定了軟交換設備規(guī)范，使“軟交換”在我國成為了相當流行的技術名詞。盡管“軟交換”這一術語目前在國際標準化機構中已較少使用，但在我國依然會繼續(xù)流行。在許多場合，軟交換成為了NGN的代名詞。但嚴格說，NGN包含著更為廣泛的內容，而軟交換只是NGN核心控制層技術之一。軟交換實際上是“控制”，而非“交換”，“軟交換是下一代交換”的提法實際上是用PSTN老觀點和老習慣來看待新事物，因為“交換”更多體現(xiàn)在承載層，“軟交換網是下一代話音網或下一代分組通信網”的說法可能更貼切。
1.3 IMS
當固網通信界在發(fā)展VoIP的過程中提出控制與承載分離，形成軟交換概念的同時，移動通信界也產生了類似的思想。3GPP所推出的WCDMA標準分為不同版本（Release），包括R99、R4、R5和R6等，其中R4版本在2001年3月完成，其主要特征是在核心網電路域中實現(xiàn)了承載與控制的分離，即將傳統(tǒng)移動交換機（MSC）分離為媒體網關（MGW）和MSC服務器（MSC Server）兩部分，如果使用軟交換這一術語，可將MSC Server稱為“移動軟交換”，但是MSC Server與固網軟交換在控制協(xié)議等方面還是存在許多差異。
3GPP R5版本在核心網中首次引入了IP多媒體子系統(tǒng)（IMS），這是在基于IP的網絡上提供多媒體業(yè)務的通用網絡架構，3GPP R6版本對IMS進行了完善。IMS的重要特點是對控制層功能做了進一步分解，實現(xiàn)了會話控制實體CSCF（Call Session Control Function）和承載控制實體MGCF（Media Gateway Control Function）在功能上的分離，使網絡架構更為開放、靈活，所以IMS實際上比傳統(tǒng)軟交換更“軟”；IMS的；另一重要特點是采用SIP作為呼叫控制協(xié)議。
雖然IMS是針對移動通信而提出的，但在實現(xiàn)網絡融合愿望的驅動下，人們便想到將IMS擴展到固網通信領域，希望籍此建立移動網絡與固定網絡統(tǒng)一的控制層，因此3GPP與其他一些標準化組織都在為此而努力。例如，ETSI下屬的NGN研究組織TISPAN就將3GPP的IMS作為NGN的基礎，并盡可能重用3GPP R6中的IMS相關規(guī)范。TISPAN已經定義了基于IMS的NGN體系架構，它包括多個子系統(tǒng)：PSTN／ISDN仿真子系統(tǒng)、IP多媒體子系統(tǒng)（IMS）、流媒體子系統(tǒng)、其他多媒體子系統(tǒng)和應用、網絡接入附著子系統(tǒng)（NASS）、資源和接納控制子系統(tǒng)（RACS）。而后，ITU-T FGNGN也同樣采納了基于IMS的NGN體系架構并在其基礎上進一步發(fā)展。IMS架構不但被3GPP、ETSI、ITU-T等標準組織所采納，也得到了國際上各主流設備商的支持，各設備商紛紛聲稱將依照IMS體系架構開發(fā)NGN系統(tǒng)。
IMS的目的是建立與接入無關、能被移動網絡與固定網絡共用的融合核心網，即能夠為使用2.5G、3G、WLAN和固定寬帶等不同接入手段的用戶提供融合的業(yè)務，但固定接入與移動接入終究有不同的特征（如不同的認證鑒權手段、不同的編號方式、不同的安全策略、對移動性管理的不同要求、不同的運營管理模式和不同的業(yè)務特性等），所以要將基于移動通信發(fā)展起來的IMS體系應用到固網中還需要進行大量的改進，標準化工作依然任重而道遠。移動通信界提出的IMS與固網通信界提出的軟交換的基本思想和目標是一致的，都希望建立基于IP的融合與開放的網絡平臺。從標準化和技術成熟度來看，基于軟交換構建固定的NGN更為現(xiàn)實，難度也較小，國內外已開展了大量的商用試驗；而從技術趨勢來看，開放與融合程度更高的IMS則代表了未來的發(fā)展方向，代表著固定與移動融合的趨勢，更有前途�？梢哉f基于軟交換的網絡只是NGN發(fā)展的初級階段，而IMS是NGN發(fā)展的高級階段。雖然目前NGN設備商言必稱IMS，也都在依照IMS架構開發(fā)軟硬件設備，但完全標準化、能實現(xiàn)固定和移動融合的IMS體系架構和相關協(xié)議的成熟尚需時日。
2 固定和移動融合的驅動力
用戶的業(yè)務需求是固定和移動融合的基本驅動力。對用戶而言，有線網絡與無線網絡相結合，可以實現(xiàn)真正的隨時隨地溝通；在通信手段和通信方式上也有了更多的選擇和更大的靈活性；同時還可以享受到更多固定和移動融合所帶來的新業(yè)務。固定和移動融合將為業(yè)務創(chuàng)新帶來新的機遇，可以擴大業(yè)務范圍、豐富業(yè)務種類、滿足用戶不斷增長的業(yè)務需求。
固定和移動融合能為全業(yè)務運營商節(jié)省投資、減少運營成本。傳統(tǒng)的固定網絡和移動網絡提供的許多業(yè)務基本一致，但是移動網絡和固定網絡是獨立的兩張業(yè)務網，致使運營維護費用高；而且當開發(fā)新業(yè)務時，即使同樣的業(yè)務也必須分別升級兩張網絡才能夠為移動網絡和固定網絡用戶分別提供新業(yè)務，致使新業(yè)務提供成本高。固定和移動融合之后將形成整體的網絡，運維成本將顯著降低，而且新業(yè)務的開發(fā)不必再分別升級固定網絡和移動網絡，只需要對統(tǒng)一的業(yè)務平臺進行一次升級就能夠同時為各類用戶提供業(yè)務。
固定和移動融合還有助于增強運營商的差異化競爭能力。依賴固定和移動融合，運營商能夠更加靈活地開展業(yè)務；為用戶提供整體解決方案；提供個性化服務，降低用戶的離網率；通過業(yè)務捆綁提高ARPU值。
固定和移動融合也是NGN發(fā)展的必然趨勢，因為全IP網絡是固定網絡和移動網絡的共同發(fā)展方向，在NGN體系架構下，固定和移動只是NGN的不同接入方式。固定網絡與移動網絡的演進路線在很多方面相似，PSTN將向固定軟交換網演進，而基于WCDMA的移動網絡則是沿著3GPP R99／R4／R5的道路演進。雖然目前固定NGN和移動NGN(即3G或B3G)的發(fā)展是獨立的，但兩者在演進過程中所遵從的分層網絡體系結構、所采用的許多通信協(xié)議和接口規(guī)范都相同或類似，尤其是IMS的發(fā)展有望實現(xiàn)兩者在核心網絡層和業(yè)務層的完全融合。
3 基于IMS實現(xiàn)固定和移動融合
不管是固定接入還是移動接入都是NGN目標網多種接入方式的一個子集。在NGN體系下，固定網絡和移動網絡的最大區(qū)別僅在于接入層的不同，固定和移動融合將體現(xiàn)在承載層、業(yè)務層、控制層以及終端等多個層面。
�。�1）承載層的融合
承載層的融合是非常自然的，因為固定NGN和移動NGN（3G或B3G）對承載層的需求完全一致，都采用IP/ATM骨干網絡，所以兩者可以共享一個分組承載網。
（2）控制層的融合
NGN實現(xiàn)了控制和承載的分離，控制層由統(tǒng)一的設備實現(xiàn)對語音和多媒體呼叫的控制�？刂茖用娴娜诤鲜且苿泳W絡和固定網絡NGN融合的核心內容，也是最大的難點，但只有實現(xiàn)了控制層的融合，固定網絡和移動網絡才稱得上真正的融合。目前固定軟交換與3GPP R4的MSC Server有較大的區(qū)別，所以WCDMA 3G移動網絡不論選擇R99或R4，近期在核心網控制層無法實現(xiàn)固定軟交換網與3G的融合�？刂茖拥娜诤现挥屑南Ｍ贗MS，當然3GPP R5和R6的IMS只有進行適應固網環(huán)境的改造和發(fā)展后才能擔此重任。屆時固定網絡和移動網絡將共用同一NGN核心網，統(tǒng)一的控制層設備能夠同時控制移動和固定用戶的各種業(yè)務，并且利用同一媒體網關（MG）提供各種接口，同時支持移動、固定用戶的接入。
�。�3）業(yè)務層的融合
實現(xiàn)固定業(yè)務和移動業(yè)務的融合是固定和移動融合的最終目的，固定業(yè)務和移動業(yè)務的融合也是未來通信業(yè)務的亮點，是全業(yè)務運營商實施差異化競爭的重要手段，所以業(yè)務層融合是固定和移動融合的重點，而且業(yè)務層的融合可以先于核心網絡的融合。開放的、標準的應用編程接口（PARLAY API）能夠實現(xiàn)NGN核心網絡和業(yè)務提供的分離，這樣將會出現(xiàn)獨立于網絡提供商的業(yè)務提供商，形成良性的開放式產業(yè)價值鏈，促進業(yè)務的發(fā)展。無論是固定軟交換網還是3G，都支持PARLAY API，這為建立統(tǒng)一的業(yè)務平臺提供了很好的基礎。無論3G采用哪個版本，都可以實現(xiàn)固定軟交換網和3G在業(yè)務層的互通和逐步融合；近期還可以通過新建綜合智能網平臺，利用綜合智能網實現(xiàn)固定增值業(yè)務和移動增值業(yè)務的融合。
�。�4）終端的融合
在固定和移動融合實現(xiàn)之前，還可以通過采用多模通信終端，使用戶可以根據(jù)需要接入固定網絡或移動網絡享受融合的業(yè)務。例如，可在固網中引入藍牙網關和藍牙終端設備以及WLANAP、WiFi手機等，使固網用戶在一定的范圍獲得移動性；還可將3G終端、藍牙終端／WiFi終端集成為雙�；蚨嗄＝K端，采用多模終端后，不但用戶可根據(jù)自己的意愿選擇接入固定網絡或移動網絡，而且網絡本身也能智能地為用戶的接入方式做出最佳選擇。
固定和移動融合既代表了未來的發(fā)展方向，也有重大的現(xiàn)實意義。但目前固定NGN和移動NGN（3G或B3G）的發(fā)展是獨立的，各有自己的演進方式，要實現(xiàn)兩個網絡的完全融合還有很長的路要走。在兩個網絡獨立的情形下，可以首先在商業(yè)層面、業(yè)務層面以及終端層面實現(xiàn)固定和移動融合（FMC），讓用戶享受到固定網絡和移動網絡的捆綁業(yè)務。在控制層實現(xiàn)融合是固定和移動融合的理想境界，還有賴于IMS的發(fā)展和成熟。基于IMS的NGN體系架構為人們勾畫出了固定和移動融合的美好前景，必將成為通信行業(yè)未來追逐的重要目標。
中國電信網
