下一代通信网络技术 - 图文

下一代通信网络技术

1、世界范围内电信业的发展期待振兴

目前，全世界电话用户大约22亿多，固定电话和移动电话各占一半，移动电话略多；因特网用户数（包括无线互联网用户数）5亿；预计，电话用户数发展速度：移动通信用户即将超过固定电话用户；预计互联网用户数在4－5年时间后，将超过固定电话用户数；历来，网络的发展对于运营商影响极大，因为运营商几乎所有的业务都是依靠网络进行的。这些影响是：原有网络能否满足用户的需要，是运营商能否取得稳定收入的决定性因素；新的网络的诞生，将从老的网络中抢走大量用户，使得运营商的利润大量转移。例如移动网络的诞生和发展，使得固话用户流失，收入下降。小灵通对于移动通信也有极大的影响，在老的网络上开展新的业务或者增值业务，将使得运营商增加大量的业务和利润。网络业务发展停滞，运营商就将“下课”。

2、最近的两个动向：

（1）美国宽带发展提速： 2002年，美国宽带用户增加了640万户，达到1740万户.其中仅Comcast公司cable modem用户就增加了120万户；预测至2005年，宽带用户将超过窄带用户，至2007年，宽带用户将达到4900万户。图1 ：

5040302010DSLCableComcastTime WarnerCox1.41Charter1.180.77CabelVisionAdelphia0.61Advance/Newhouse0.49Mediacom0.19RCN0.16Insight0.142001200220032004200520062007Cable One0.083.622.61美国宽带用户增长率预测2002年新增电缆用户数图1 美国宽带发展提速

（2）光纤到户（FTTH）启动，美、日走向实用

目前的最新进展，表明，网络的干线在向全光网络发展，接入网则向光纤到家庭（FTTH）发展。图2 ：

1

图2 FTTH-EPON实验网

光器件价格不断下降，使FTTH如约到来：

据介绍，今年以来，FTTH用的激光器和收发器价格， VCSEL(850nm) 3-5US$/只， 收发器（850nm）40US$/只，

用户对于FTTH的承受能力：估记在300US$，（据了解，目前中国电信ADSL的建设费用约180US$。）

根据资料介绍，美国和日本的FTTH最近有较大的发展： *美国加快光纤到户的部署

据FTTH协会估计，美国已经有20个州的70个社区，72000个用户铺设了光纤到户的网络，可以为用户提供话音、视频和互联网服务；预计到2004年传统运营商将开始全面铺设和提供FTTH服务。据分析和预测，至今年年底，美国的FTTH用户可达31.5万户，2004年底可达80万户；图3 ：

2

图3 美国加速光纤到户的部署

*日本数据业务的情况：

年代 无线 Cable ADSL Modem 323万 388万 417万 429万 481万 749万 722万 695万 FTTx 总计 02年 03年 04年 05年 16万 41万 65万 80万 97万 335万 593万 773万 917万 1513万 1797万 1977万 *我国接入网技术发展及应用情况的预测： Modem ADSL LAN 无线接入 HFC(Cable Modem) FTTH 2003年－2005年为主流 2003年－2005年为主流 2005年－2007年为主流 2005年－ 为主流 2004年－2007年为主流 2007年－ 为主流 尽管数据业务发展很快，然而其投资、消耗带宽与收入不成比例； 不是小区内的居民同时都需要FTTH。

3

FTTH的需求刺激运营商对于骨干网络的扩容（即使每户的带宽为10MHz，一个节点也需要10Gbps的设备）。

为了降低成本，运营商必然采取逐步扩容，逐步逼近FTTH的办法。 这对于运营商是头疼的事情；

3、电信业面临新的形势：

电信业的发展受到影响，世界范围内运营商业务总量增加甚微，许多运营商收入和利润下降，电信业超高速度发展，高利润的时代结束；

*1994年－2002年美国网络200强收入情况；

美国网络200强总收入由2001年的8900亿美元下降到2002年的7850亿美元；总亏损由2001年的650亿美元增加至2002年的1540亿美元；不过，其中有两点：一是统计口径，美国国会要求上市公司及时勾销亏损，而不是以往那样，在若干年内分摊。二是AOL Time Warner一家公司即亏损近1000亿美元。此外，AT&T公司亏损130亿美元，Qwest公司亏损360亿美元，VeriSign公司亏损49亿美元；

但是，200强中，赢利的公司也在增加，由2001年的62家增加到69家公司。电信运营行业由于投资过热和需求不足，仍然没有能够走出低谷：比较好的如Verizon收入达到690亿美元，比AT&T高出300亿美元，成为运营商的排头兵；但是，总体看来，运营商的日子仍然难过：如Lucent收入下滑42％，仅仅为120亿美元排19名（1999年390亿美元，排第5）。

*亚洲电信运营行业的情况： 特点：

日本固话运营商的收入仍然高于移动通信运营商；

中国：六大运营商的情况：上半年通信业务收入同比增加14.2%，超过全国工业增加值（12.3％），更高于全国GDP的增加值7.9％；六大运营商，移动居第一，电信第二，固话与移动大体相当；2002年：前四位运营商－中国移动、中国电信、中国网通和中国联通业务之和为4056.4亿元，合491.1美元，其中：

运营商 2002年业务量（RMB） 同比增长 占市场份额 分拆时市场份额 中国移动 1509亿元 12.1% 36.7% 36.6％ 中国电信 1363亿元 7.6% 33.1% 33.8％ 中国网通 676亿元 10.2% 16.4% 17.2％ 中国联通 508亿元 33.7% 12.4% 11.3％ 中国铁通 51亿元 36.0% 共1.5％ 共1.1％ 中国卫通 8.6亿元 59.6%

目前中国有电话用户5.5亿，移动和固话基本上各占50％，目前是固话略微多一点，但是移动很快就将超过固话用户。

*与国际相比：

国家 运营商 2002年业务量 同比增长 2002年利润 员工数 美国： Verizon 676.25亿美元 1％ 40.79亿美元 23万人

SBC 431.38亿美元 －6％ 56.53亿美元 17.54万人 ATT 378.27亿美元 －10％ －130.82亿美元 7.2万人 Sprint 266.34亿美元 4％ 6.3亿美元 7.22万人 BellSouth 224.4亿美元 －7％ 14.23亿美元 7.7万人

4

AT&T Wireless Services 156.31亿美元 15％ －23.24亿美元 3.2万人 德国 德国电信 537.0亿欧元 11.2% －246亿欧元 25.6万人 英国 英国电信 246.42亿英镑 －17％ 9.95亿英镑 10.86万人 法国 法国电信 466.3亿法郎 8.38％ －207.36亿欧元 24.4万人 英国 Vodafone 228.45亿英镑 52.3％ －161.55亿英镑 6.72万人 日本 NTT 109200亿日元 －0.9％ 2334亿日元 21.3万人

NTT DoCoMo 48091亿日元 3.2％ 2125亿日元 1.97万人 KDDI 28337亿日元 25％ 129.79亿日元 1.36万人 J－Phone 7118亿日元 4.6％ 1298亿日元 日本电信（固话） 1742亿日元 2.8％ 49亿日元

韩国 SKTelecom 86340亿韩元 38.7％ 15113亿韩元 .4095万人

KT 117090亿韩元 1.7％ 19640亿韩元

4、电信业界期待开发出适应人们需要的、能刺激电信业发展的新业务和应用需求，

例如移动电话、因特网业务、图象通信等；

电信业务和技术处于十字路口，电信网期待突破； *当前网络的情况：

网络模型：图4，图5 ：

运营支撑系统业务层路由交换层 承载层 传输层驻接城入地骨域网网干网网

图4 网络模型

5

公共视讯交换网VoIP/FoIP VC网 1791x网 CDMA-1X承载电子商务/IP传统业务内部信息网专线专线CES(DDN IDCVoIP承载网用户虚拟专网 VPN 用户虚拟专网 VPN ATMFRIP网第三层交换 MPLS 用户接入网165网ATM+IP交换长途传输网城域传输网

图5 数据和固定业务、互联网业务体系

传统电信网络按照长途网、本地网、接入网来划分。

目前逐步过渡到核心网、城域网、接入网和用户住地网来分割； 宽带城域网，图6，图7，图8 ：

图6 宽带城域网结构模型

6

图7 宽带城域网一般结构 图8 宽带城域网综合实例 当前网络的特点是：

首先是按照业务建网，例如电话网、数据网等；

上世纪八十年代设想建立综合业务数字网，但是“一线通”的业务并不理想；

7

在IP的基础上，依托现有的传输网络SDH建立IP的、又是面向连接的分组网络； 形成了图一和图二的目前的网络结构；

由此产生了网络结构的复杂、效率低和难以控制、难以接入新的业务、难以管理等等缺点；

通信网络的建设和发展，经历了从网络适应信号——在同一个网络中传输各种信号——信号适应网络，这三个阶段完全是由于通信网络在技术内涵、指导思想等方面不断革新的结果。

*网络发展对于运营商的影响

目前，全世界电话用户大约22亿多，固定电话和移动电话各占一半，移动电话略多； 因特网用户数（包括无线互联网用户数）5亿；

预计，电话用户数发展速度：移动通信用户即将超过固定电话用户； 预计互联网用户数在4－5年时间后，将超过固定电话用户数；

网络的发展对于运营商影响极大，因为运营商几乎所有的业务都是依靠网络进行的。这些影响是：

原有网络能否满足用户的需要，是运营商能否取得稳定收入的决定性因素；

新的网络的诞生，将从老的网络中抢走大量用户，使得运营商的利润大量转移。例如移动网络的诞生和发展，使得固话用户流失，收入下降。小灵通对于移动通信也有极大的影响。

在老的网络上开展新的业务或者增值业务，将使得运营商增加大量的业务和利润。 网络业务发展停滞，运营商就将“下课”。

5、 下一代网络产生的背景：

现有的电路交换网络对于话音的服务，安全并且有很好的质量保证，技术和应用也很成熟，缺点是不能满足数据通信的需要；

互联网是数据通信的很好的网络平台，但是其安全和质量均缺乏保证，并且是从免费的午餐开始的，缺乏电信业务所需要的质量指标、计费模式，效益很低；

光纤传输技术的发展：DWDM（密集波分复用技术）的应用，使得信息的传输速度加快，通道增加，成本降低，但是与此同时，固话运营商的利润大大下降；

IP网络电话将对固定电话产生新的冲击，虽然IP电话的质量不能使人满意，但是IP网络的巨大能力，使得电信工作者和广大用户对于IP网络寄予极大的希望。目前，IP网络电话已经开始分流了固话业务，特别是利润较高的国际长途，影响很大；

电子邮件的发展，形成了免费的午餐，对于电话的话务量打击很大；

移动通信技术的发展，使得固话网络的用户ARPU值呈下降趋势，有较多的分流，但是目前的因特网缺乏在不同的接入网络业务的可携带性，移动的IP能力尚不足；

下一代通信网络是集话音、数据、传真和图像通信（视频业务）为一身、能够满足人们各种需求的多功能通信网络。

能够完成和实现这一需求的网络技术，从目前看来，是以软交换为核心的下一代网络（NGN）技术。这是由于：

在IP技术比较好地解决了各种不同特性的信号在网络上以共性进行传输的技术问题后，IP技术作为今后通信技术的核心，已经被业内的专业技术人员公认，并为实践所证明。

因此，全球通信业务和数据联网协议正在快速的向IP汇聚，在整个电信行业，基于IP技术的电信业务在整个电信业务中所占的比重在逐步上升，并且最终将取代电路交换技术成为通信技术的主流。

8

在这种形势下，底层的传输技术必将向最佳支持IP技术的方向融合，这是通信技术发展的一个必然的趋势。

在光纤上直接传输IP数据包的方法，按照目前的传统作法，仍然是对于IP数据包采取分成若干帧结构的方法。这需要确定相应的帧结构。现在已经采用的帧结构有两种：SDH帧结构（IP/SDH/WDM）和以太网帧结构（IP/Ethernet/WDM），这也是当前宽带网网络接入的两种重要形式。

为了实现IP分组 SDH上的传输，实现宽带交换，在SDH上又疊加了完成交换功能的ATM层。

尽管目前电信行业力推的宽带网接入是ADSL这样一种在传统的双绞线上进行改造的技术，但是建立在主干网络上的、与网络的发展方向趋同的SDH和以太网这样两种在光纤上直接传输IP数据包的方法，无疑是最具发展前途的。尤其是采用以太网帧结构的技术，由于网络的主干传输和接入技术在许多方面是相同的，这就使得其分组所需要的网络状态信息比较少，对于落地或者再生的分组通常不必使用再生设备，成本相应较低，加上使用的是异步协议，对于分组的延时和抖动不太敏感，是有很大的前途的。

从长远看，用于交换的ATM层和用于传输的SDH层将会消失，其功能将逐渐并入IP层和WDM/OTN层；

从水平的视点来看：下一代电信网络的初步结构考虑：（P14，有插图）

网络将是以数据，特别是IP业务为中心的数据传输网络，电话网络则通过电信级网关与网络相连。整个网络可以分为边缘层和核心层。

边缘层面向用户，负责提供各种中低速接口，汇集业务，提供服务，增加效益。

核心层面向边缘层，为边缘层产生的业务流量提供高效可用的信号复用、传送、交换和选路，使网络的结构简单，成本降低，提高效率，但是核心层对于业务是透明的。

核心层的骨干业务接点目前多采用ATM交叉连接设备，或太比特路由器，并且将逐步向以路由器为主过渡。太比特路由器成为网络的骨干接点。从而是网络的结构变得简单。

网络的结构将变为太比特路由器和太比特传输链路组成所谓的“双T网络”。 ATM交换机将从核心网转移至边缘网，以网络的形式来支撑IP网。

由于IP业务成为网络的主要业务和应用协议，ATM和SDH的作用将逐步削弱，更高效率的IP over WDM将逐步成为网络的主导形式，在核心网络中取代ATM交换机甚至路由器（IP over SDH）。

可以预见的未来，电路交换、ATM交换和IP路由技术将共存，适应当前网络环境的多样化，支持各种业务。

演化的条件是能够支持基于ATM/IP分组网和电路交换网间的无缝连接，保证各自的用户的应用/业务的互操作性。

所以由于IP技术（internet protocal）广泛采用—目前数据联网的协议主要是IP协议。支持IP传输的技术，目前主要是三种：（P11）

IP over ATM：IP负责承载信息，以ATM为宽带交换网络平台进行传输。最适于各种需要交换的业务通信网络的进行；

IP over SDH ：省去ATM层的IP传输网络，IP分组通过点到点的PPP协议或LAPS协议，直接影射到SDH的帧，省去了中间的ATM层，好处是提提高了效率，保留了网络的无连接特性，简化了网络的体系结构。特别在容量大的时候，其性能价格比明显高于IP over ATM，但是缺点是不适合目前的多业务平台。在IP over SDH中，SDH是以链路方式来支持IP网络，不参

9

与IP网络的寻址，这种IP网络本质上是一个以路由器提供地址的网络，当前路由器技术已经可以达到吉比特和太不同时，已经具有比较大的优越性。特别MPLS技术基础上，性能进一步加强，应用也进一步扩大。缺点是网络边缘的路由器的性能将制约网络的性能。

IP over WDM：IP直接在光路上传播，是最简单直接的体系结构。可以简化层次和设备，减少功能的重叠，减轻网管和网络配置的复杂性。由于额外的开销最低，所以传输的效率也最高。不过，需要开发一个新的适配层来代替SDH层，目的是提供一个帧结构，以便进行必要的在线传输性能的检测和监视，并且可以保证传输质量。

这一个新的适配层，目前在短距离应用时，GbE以太网的帧可以作为这个新的适配层，在长距离应用时，因为GbE的帧结构的功能过于简单，难以保证，目前正在开发之中。具体如IEEE在开发10GbE(万兆以太网)长距离的应用标准时，采用了类似SDH的帧结构，只是不提供某些开销的功能。目前ITU-T已经提出了用于IP over WDMD 数字的包封方案综合考虑了包括：误码纠错功能（例如FEC）。此外IP over WDM

进一步的发展，与IP的不对称业务量相匹配，可以进一步采用不同的波长承载不同的协议与业务，取代ATM的业务汇集平台。加上采用波分复用技术可以节省大量的ATM交换机和SDH传输设备，简化网管，节省光纤和再生器，总成本可以比传统的电路交换网络降低一、二个数量级，最大的好处是IP over WDM可以在IP网络上实现电联网，也可以在WDM的光传送网络上实现光另外，提供完全的电信级的网络的可靠性和灵活性。

6、对于网络我们需要考虑：

下一代网络的核心技术是什么？IP？ATM？还是等待新的技术的产生和发展？ 下一代网络的安全和质量如何得到保证？

在下一代网络中如何快速、准确的确定被叫，完成连接和呼叫？

下一代网络是提供各种业务的综合业务网络，还是多个业务网络的并存和互联互通？ 传统的电信网络将如何演进？新兴的电信运营商的网络如何建设？

7、什么是下一代网络？

有各种回答，因为从不同的角度考虑，答案可以说是不同的。

从通信网络的发展来看，下一代网络是更加简单，组网更加灵活，网络的构架更加方便，可以提供更加宽带的，效率更高，质量更好，更加安全的网络；

从技术发展的角度来看，下一代网络应该是基于IP技术的，

从业务开展的角度来看，下一代网络是适宜开展多业务（包括话音，数据、特别是高速数据，视频）有利于各种业务的，即多业务的平台，适宜网络和行业的网络（例如电信网络、计算机网络和广播电视网络）融合，甚至是直接完成三网融合的网络；

从运营者的角度来看，在电信业务由于适应经济和社会发展，而取得高速度、高利润之后，由于用户的ARPU值增加缓慢，甚至降低的情况，导致运营商的利润下降，也就是说，运营商仅仅靠提供简单的业务已经不能产生足够的效益情况下，运营商寄希望于下一代网络的发展，希望获取更大的利润。因此下一代网络时能够提供范围更加广泛的，对于用户更加有用的，更加方便的业务的，成本更低，因而效益更好的网络。

*从不同的角度来看，对于NGN有不同的理解：

计算机网络：IPv4为基础的互联网－宽带，IPv6的NGI(INTERNET)； 传输网络：TDM为基础，SDH+WDM－ASOM（自动光交换网络），GFP（通用帧协议）；

10

移动通信：GSM，CDMA(CDMA1X)－3G，WCDMA，CDMA2000； 电话网：TDM（时隙交换）－分组交换、软交换；

电信网络的核心技术：TDM电路交换－分组交换； ETSI（欧洲电信标准协会）：NGN是一种规范和部署网络的概念，通过使用分层、分面和开放接口的方式，给业务提供者和运营商提供一个平台，借助这一平台，逐步演进以生成、部署和管理新业务。

ITU－T：NGN表示了实现全球基础信息设施（GII）的关键技术。NGN被看作是GII的“网络联邦”（即用IP能力增强的传统电信、广播和数据网的联合）的一部分。这一概念使人们能够在任何时间、如何地方和以可以接受的价格与质量安全地使用一组包括所有信息模式和支持开放式多种应用的通信业务。

ISC(国际软交换协会)：基于IP的网络已经开始应用，但是IP网络的缺点就是缺乏质量保证，因此传统的电路交换仍然有市场。

国际软交换协会（软交换论坛）ISC（International Softswitch Consortium）

现在的问题是，随着IP技术的发展，传输质量的提高，IP网络的缺点必然会不断改进。从而走向实际的应用。

8、支撑下一代网络的主要技术：

IPv6；

宽带接入技术，如VDSL、FTTH、EPON、FSO； 城域网技术；

光交换与智能光网络技术； 软交换技术；

光纤高速传输技术； 3G、4G技术； IP终端技术； 网络安全技术；

9、 下一代网络的主要特点：

（1）支持业务的多样化，包括话音、数据和多媒体业务。包括实时的/流/非实时业务和多媒体业务；支持业务的个性化、业务的移动性、开放性和灵活性；

（2）基于IP分组，以包的形式传送；

（3）网络体系采用分层结构，例如，分为传送层、控制层、业务层、接入层等，承载能力与控制功能、呼叫/会晤、应用/业务分离；

（4）业务和网络呈现松耦合，并且提供开放的接口。通过各种标准的接口可以方便地由第三方来完成业务的提供；

（5）具有端到端的宽带传送能力。由于下一代网络的承载主要采用基于DWDM的光传输系统，并且将逐步过渡到全光网络，所以带宽足够，已经不再是问题；

（6）能与传统的网络配合，充分利用现有的网络资源，所以下一代网络需要解决与现有的网络的互通和配合；

（7）支持终端的移动性，满足移动业务的要求；

11

（8）便于管理、维护和调度；

（9）网络质量更好，并且具有更好的安全性和可靠性； （10）有利于持续发展；

10、下一代网络的结构：

传送层：负责将信号（信息）从用户的一端传送到另一端；

主要功能是采用分组技术，提供高可靠性、端到端的QoS保证的综合传送平台； 控制层：控制媒体层完成信息的传送、计费、管理和维护；

主要功能是实现呼叫控制和连接管理，支配网络资源； 业务层：在基本业务的基础上完成各种附加业务的提供；

提供业务平面，提供传统交换机的业务和其它增值业务，还可以提供开放的业务

接口，供第三方开展业务；

接入层：用户可以通过各种接入方式接入到网络的核心层；

提供丰富的接入手段，将各类用户连接到分组网络，并且将信息格式转化成为能

够在分组网络上传送的信息格式。

图9：

业务层SCF应用服务器第三方应用接口控制层软交换传送层分组传送网接入层接入网关中继网关信令网关无线接入网关智能终端

图9 软交换在下一代网络中的位置

下一代网络的功能体系和下一代网络的功能平面，图10，图11，图12 :

12

应用平面控制平面管理平面传送平面 图10 NGN功能平面

SCN控制平面SCNSCNIP骨干IP接入网IP接入网本标准所确定的控制平面

图11 控制平面的范围

13

业务创作APIsAAA服务器Radius应用服务器待定网管服务器SNMPH.323SS7/IP信令网关软交换设备地址解析/路由功能业务提供功能网管 计费功能SSF功能呼叫控制功能互通功能SIPH.323IP电话网SIP系统SIP/BICC信INAP/IP令网关软交换No.7网络H.248各种媒体网关现有INSIP终端H.248终端MGCP终端

图12 软交换的功能图

11、NGN的7个基本特征：

(1)基于分组传送；

(2)控制功能与承载能力、呼叫/会晤及应用/业务能力分离；

(3)可以提供并且通过开放接口，便于第三方提供业务，业务的提供与网络独立开发； (4)支持广泛类型的业务，包括实时、流媒体、非实时业务和多媒体业务； (5)具有端到端透明性的宽带能力；

(6)与现有网络互通的通用移动性，用户通过各种接入设备，例如中继媒体网关、接入媒体网关、无线接入网关等以及各种IP/ATM终端连接到IP/ATM网络，通过IP/ATM承载通过各种呼叫连接，通过各种业务提供系统向用户提供各种业务；

(7)用户无限制的接入和业务的自由选择能力；

所以，NGN是基于IP协议，但是又具有电信业务质量QoS保证的通信交换网络；其基本特征是宽带化、移动性。

12、软交换可以提供哪些主要业务：

业务类型：基本业务、PSTN/ISDN补充业务、智能网业务、多媒体增值业务、等：

（1）软交换需要提供现有的传统网络能够提供的各种业务，数据业务，多媒体业务和移动业务如电话网络的业务，本地、长途、国际电话业务，高速和低速数据业务，以便与传统网络业务兼容；

（2）补充业务主要是指PSTN上所能够提供的各种业务，如主叫号码显示、主叫号码显示限制业务、三方通话、会议呼叫、呼叫前转、语音邮箱消息提示、呼叫等待、Centrex业务等； （3）智能网业务，具有比智能网更加灵活的业务功能，可以提供目前智能网具有的各种业务，特别是通过与第三方的合作，可以提供更多的业务种类； （4）基于应用服务器和多媒体服务器的业务，如视频多媒体业务、WEB800业务、白板业务、VPN业务、统一消息业务、可视电话、点击传真业务等；

14

（5）个人呼叫管理业务，如个人数据维护业务、个人图片服务、网络用户服务、通过WEB自定制业务等。

13、软交换业务提供的方式：

（1） 直接由软交换提供业务；软交换作为NGN的核心控制部件，将全面继承原有的交换网

络的功能和业务，图13 ：

软交换核心分组网媒体网关H.248终端PSTNMGCP终端H.323终端SIP终端媒体服务器 图13 直接由软交换提供业务

（2） 软交换系统和现有智能网的SCP互通，提供智能网业务；此时，软交换作为SSP（业务

交换点），调用现有智能网的业务，图14:

（3） ： SCP

INAP 软交换核心分组网媒体网关H.248终端PSTNMGCP终端H.323终端SIP终端媒体服务器 图14通过SCP提供业务

15

（4） 和ISP/ICP或专用平台互联，提供ISP/ICP核专用业务平台的业务；软交换访问ISP/ICP

或专用平台，调用其业务，此时，可以把Internet上大量孤立的应用和NGN网络的其它业务进行组合，由运营商向用户提供各种应用。图15 ：

ISP/ICP

或专用

软交换核心分组网媒体网关H.248终端PSTNMGCP终端H.323终端SIP终端媒体服务器 图15 通过ISP/ICP或通过专用平台提供业

（5） 利用服务器，实现各种增值业务、智能业务；软交换访问应用服务器，由应用服务器控

制业务的执行和管理，向用户提供各种多媒体增值业务、智能业务或其它新业务。应用服务器可以通过SIP协议与软交换进行互通从而提供多媒体业务，此时可以提供传统智能网不能提供的业务。能够将基于WEB地新业务和SIP协议的优势结合，提供新的综合类业务。图16 ： 应用服务器

软交换核心分组网媒体网关H.248终端PSTNMGCP终端H.323终端SIP终端媒体服务器 图16 通过应用服务器提供业务

16

（5） 开放 API（应用程序接口），由第三方提供业务；应用服务器向第三方提供各种开放的

API，为第三方业务的开发提供标准接口。图17 ：

API 第三方 应用服务器

软交换核心分组网媒体网关H.248终端PSTNMGCP终端H.323终端SIP终端媒体服务器 图17 通过第三方提供业务

14、软交换与现有网络的互通：

NGN与PSTN、ISDN、GSM、CDMA的互通：可以通过中继网关TMG完成； NGN与七号信令网的互通，通过信令网关SG完成；

NGN与现有智能网的互通，关键在于卡号数据；对于800号业务，需要实现PSTN/ISDN用户与软交换网络用户的统一使用；方式有两种：一种是通过TMG中继媒体网关与PSTN进行话路互通，在PSTN接入智能网，这对于软交换没有要求；另一种是软交换设备直接接入智能网，这种方式对于软交换系统要求较高，但是在网络资源占用、时延等方面具有优势；

15、运营商对于NGN的认识和期盼：

软交换和NGN对于运营商的好处

提供新的业务，开辟新的电信市场；由于NGN采用开放的体系结构，具有业务提供的灵活性，使得业务提供的速度加快。此时，还将出现许多新的业务提供商。为运营商带来新的收入和市场；

扩大市场份额；比起传统的网络，NGN中新业务的引入周期大大缩短，运营商可以根据市场需求迅速调整业务的种类和竞争的策略，，迅速进入市场。

提高用户的忠诚度；传统网络的雷同，使得运营商的客户易于流动，竞争的手段主要是价格战。在NGN和软交换的环境下，运营商可以通过为用户提供个人化、个性化、客户化的业务，这种服务将使得客户对于运营商的业务类型和服务质量产生更强的依赖性，有利于电信市场的良性竞争环境的建立。

降低运营成本；NGN和软交换的网络和核心设备更加与计算机设备接近，业务提供商可以采取购买用户证书的方式进入市场，其业务的运营和管理可以由运营商来代理，使得业务提供商和运营商的成本都降低。

17

充分、合理的利用网络资源；包括设备、带宽。因为软交换本身就是基于IP技术的。 网络管理方式更加灵活；可以利用计算机网络进行网络的远程管理，业务和设备的配置以及管理控制。

开放灵活动业务生成环境；NGN传统网络的业务生成主要由智能网生成，但是智能在智能网确定的范围内进行。NGN如同在Internet上进行通信，可以提供一个开放的业务平台。这个平台允许在任何时候、任何地点、以任何方式向用户提供服务。运营商也可以通过WEB方式或智能终端来客户化自己的业务提供方式和业务执行逻辑。

支持多种商业模式。下一代网络的运营方式将是一种以网络为载体的合作经营方式。合作者为网络提供商、业务批发商、业务代理商、业务运营商和业务提供商、ISP等以不同的关系参加电信运营，形成新的市场产业链。

16、软交换目前存在的问题

（1）功能的成熟性：例如

*现有的电路交换网络逐步向IP网络过渡，替代现有的传统的电路交换网；

目前的主要工作是，在IP/ATM网络上提供软交换设备以替代现有的CLASS4设备，即将用户的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网络上提供软交换设备以替代现有的CLASS5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能够提供的相同的业务；

*以上的要求，目前相对比较成熟，特别是在长途方面，但是在替代端局功能方面，尚有距离，在CLASS5设备的功能上，不如CLASS4。

*直接通过各种IP终端（如H.323何SIP）接到IP网络；

*目前主要是允许通过各种IP终端直接接到IP网络上，通过软交换的控制提供各种服务，并且可以旁路现有的电路交换网；

这方面主要是涉及到SIP协议的标准化和终端的价格； *软交换在移动网中的应用

设想软交换在未来的移动网络中，用户使通过无线接入网关，在软交换的控制下提供移动业务的服务。目前3GPP2定义的CDMA2000标准中，软交换处于十分重要的地位。其中的Session Control Manager，Media Gateway Control function，Media Resource function等等均涉及软交换的功能，故地位很重要。

（2）协议的成熟性：例如

软交换的协议制定分属多个国际标准化组织，例如 计算机界：因特网过程任务组IETF

ETSI欧洲标准化组织：TIPHON现有的电信网络框架结构研究 电信业界：ITU－T、ETSI、3GPP、3GPP2

*H.323：ITU－T制定的IP电话和多媒体通信协议，提供VoIP和多媒体应用； *MGCP

*BICC：ITU－T制定的与承载无关的呼叫控制协议，可使呼叫控制与承载控制分离； *SIP/SIP－T：IETF制定的会话初始协议，用于多方多媒体通信；

*H.248/Megaco：IETF、ITU－T制定的媒体网关控制协议，用于媒体网关控制器和媒体网关之间的通信；

18

*SIGTRAN：由IETF SIGTRAN组织制定的最IP网上传送PSTN/ISDN到信令协议； SIGTRAN下设5个工作组： 业务应用工作组（Application）：负责业务功能制定，协调以及API标准的应用； 网络结构工作组 (Architecture)：负责软交换网络功能架构的制定。 设备控制工作组（Device Control）：负责软交换间以及软交换与其它网络设备间控

制协议的制定、补充和增强，如媒体网关协议(MGCP)、MEGACO和设备的兼容性等； 网络管理工作组（Network Management）：负责网络管理的结构和协议制定； SIP工作组：负责SIP协议在软交换网络中的应用户增强； （3）信令网关的成熟性

目前在这方面还有一些分歧，如有的厂商认为，软交换是由MGC（媒体网关控制器）和信令网关组成，而有的厂商则认为，信令网关不属于软交换，但是实际上信令网关很重要的，目前的处理方法是一种是将信令网关作在软交换设备或媒体中，通过提供No.7信令接口与PSTN互通，一种是独立的信令网关设备，互联的方法相同，另外一侧则与IP网络互通； 使用独立的信令网关设备有利于提高组网的灵活性和扩展性， 目前我国信令网关设备的规范已经基本制定完毕，No.7信令侧采用中国规范的64Kb/s或2Mb/s的高速信令链路，IP侧采用SIGTRAN传送No.7信令TUP/ISUP/SCCP。

目前这方面的问题是，有的厂商只提供内置式的信令网关，有的厂商的IP接口与我国信令网关的标准不同，有的No.7接口只提供ANSI和ITU－T的接口，不是国标的No.7。 （4）软交换组网方面的成熟性 主要是：

多个软交换的协同工作：问题有软交换系统之间的通信，目前的协议尚缺乏标准化，在互联互通方面缺乏实际的考验；

软交换的分级问题；即使软交换的协同工作能够解决，但是软交换的分级也还是一个问题。是一级？还是多级？各级之间的连接也还不成熟。 （5）第三方提供业务方面的成熟性：

目前正在制定相关的接口标准，现在还是厂商的标准。 （6）软交换在移动通信的成熟性：

3GPP和3GPP2的发展路线不全相同：

3GPP：由于软交换是近年发展起来的，所以在不同的标准中逐步提出一些实施步骤，如： R99中提出的是传统方式，网络分为电路域和分组域；

R4中，关于电路域提出控制和承载的分离，提出软交换的概念；

R5和R6，提出全IP的网络架构，分组域增加了多媒体子系统（IMS）对业务进行控制，采用SIP协议，实现端到端的IP业务。

3GPP2：网络发展无明显得阶段的划分。

此外，在设备供应上，不同厂商的软交换设备未能进行互联的测试。

17、发展软交换要解决的问题：

（1）IP地址问题：设备的地址，在IP网络中是有限的，随着软交换设备使用的增加以及用户的增加，这个问题将非常突出。解决的办法是，实现IPv6协议；

（2）路由选择：如果软交换采用平面组网方法，此时网络中任何一个设备都可以直接定位和寻找另外一个对等设备，现时的由路由设备本身的数据库保存路由信息的方式无法使用，需要

19

设置集中的，可供所有设备使用的路由器服务器（群）。需要研究设置方式、访问方法和遍历模式；

（3）OSS实现：由于Internet在网管、计费等方面缺乏考虑，所以，对于OSS中其组成、功能工作方式、网元设备的信息提供、OSS与应用系统的接口、与现有的网管/计费/认证系统的互通以及实现代策略，均需要研究确定。

（4）QoS的保证：作为软交换设备需要提供一定的保证。IP技术在发展的起始阶段，就是尽力而为，缺乏保证。目前的办法是用带宽换取质量。但是在宽带，甚至FTTH进入以后，这一点的保证，还需要研究。

（5）人交换网络与现有的网络的配合问题，特别是H.323网络的配合问题。

18、对于设备制造商，软交换存在的问题是：

标准和协议的不统一、不完全； 按照什么标准生产； 如何互联互通；

19、对于运营商，软交换的主要问题是：

未来的网络是一个提供各种综合业务的网络还是多个业务的网络的并存和互联互通？ 网络如何演进？网络的演进策略对于不同的运营商是不同的： 传统的电信运网络如何演进？ 新兴的电信运营商如何建设网络？

但是各运营商普遍认为，向下一代网络演进的主要问题是在网络中引入软交换系统，因为软交换系统是下一代网络的关键部件。运营商目前在软交换和下一代网络上的问题是：

在新的地区，通过软交换来提供电路交换网络提供的业务，不再建设新的电路交换网络； 在老的地区可否提供软交换代替传统电话网络的扩容； 软交换能否带来新的业务增长点.

20、软交换技术目前还处于实验阶段，全面的商用处于准备阶段。

C4级的软交换目前应用比较普遍一些，主要是用来实现VoIP业务，C5级主要是替代原有的PSTN的业务。大量的新的地软交换业务正在处于进一步的开发之中。目前许多厂商的软交换设备正在努力开发许多应用，但是由于缺乏相应当标准，其商用实验也正在观察之中。 软交换的应用情况：

（1）美国：1996年由美国政府与一些大学牵头，提出了NGI（现有的Internet行动计划）和Internet2。同时，一些大运营商一直在坚持实验。

如：Qwest使用Softswitch建设长途中继；

Sprint：使用Softswitch提供本地VoATM业务，将软交换应用于PSTN地演进； Verizon：使用软交换进行因特网的旁路； Level3：使用软交换进行长途电话业务；

（2）欧洲：欧盟从2001年1月1日起启动了NGN项目，欧盟认为，将有多种多样的接入和核

心网服务于社会，将会由于网络技术的多样性，使得互联互通何互操作成为今后的主要问题。因此，NGN由于采用了IPv6、3G、WDM等技术，将可以提供宽带、高质量、安全的

20

业务，并且驱动增值业务的发展。

欧洲发展IPv6的战略是先移动，后固定。设想在移动IPv6上掌握先机，通过2.5G和3G地部署来实现在未来的互联网中与美国并驾齐驱的愿望。欧盟从2001年起已经启动了为期2年的NGN行动计划。

德国：2002年已经进行技术投标，实验室设备测试，开始进行国际网络的软交换实验，系统有软交换交换机一台，4个媒体网关，采用SIP－T协议，在IP网络上提供话音业务、呼叫中心业务、VPN业务实验。

英国：BT（英国电信）拟在本地网的话音层面开展软交换的实验，交换用5年时间替换65％的TDM交换机。软交换的本地实验则选择5个节点、2－3个设备供应商参与。

日本：NTTDoCoMo计划在3G系统中采用软交换技术；

新的宽带运营商将在与传统运营商竞争中采用软交换技术； NTT把软交换FTTH的计划之中； 情况表明：

Softswitch是一个完整的体系结构，是现有通信网向NGN过渡的有效的解决方案；

Softswitch的应用已经开始，并且其发展十分迅速，但是仍有许多问题需要研究和解决。

21、业务网络平台－向NGN过渡的方案：

图18，图19，图20 ：

图18 业务网络平台——向NGN过渡的方案

21

图19业务网络平台——向NGN过渡的方案

图20 过渡时期的电话网和电缆广播电视传送IP

22

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/falp.html