2.1 NGN的體系架構(gòu)

　　關(guān)于NGN的體系架構(gòu)，目前討論最多的是網(wǎng)絡融合架構(gòu)。歐洲TISPAN計劃將NGN架構(gòu)描述為4個網(wǎng)絡子系統(tǒng)，即IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)、PSTN與ISDN仿真子系統(tǒng)、基于RSTP的流媒體子系統(tǒng)和其他多媒體子系統(tǒng)。其中，IP多媒體子系統(tǒng)為NGN接入網(wǎng)和終端提供基于會話啟動協(xié)議(SIP)的業(yè)務，包括多媒體會話業(yè)務、集群信息定購等；PSTN/ISDN仿真子系統(tǒng)從與IP網(wǎng)絡通過網(wǎng)關(guān)相連的傳統(tǒng)終端的角度模擬PSTN/ISDN網(wǎng)絡，可保證PSTN/ISDN網(wǎng)絡業(yè)務的可用性和同一性，使得用戶感覺不到他們并未與PSTN/ISDN網(wǎng)絡直接相連。PSTN/ISDN仿真子系統(tǒng)與IMS在邏輯上是分離的，其技術(shù)上的不同點在于前者是基于H.248和SIP-I協(xié)議的，而后者是基于純SIP的。

　　值得注意的是，兩者只是在概念上分離，不同子系統(tǒng)的功能實體可能在同一物理節(jié)點上實現(xiàn)。

　　ITU FGNGN在TISPAN描述的NGN架構(gòu)上進行了相應的修正，并在2004年12月會議上繼續(xù)補充了網(wǎng)絡附屬子系統(tǒng)(NASS)和資源和準入控制子系統(tǒng)(RACS)功能。NASS提供IP地址分配(如利用動態(tài)主機配置協(xié)議)、IP層認證、基于用戶輪廓的網(wǎng)絡接入鑒權(quán)、基于用戶輪廓的接入網(wǎng)絡配置、IP層位置管理等功能；而RACS提供準入控制和網(wǎng)關(guān)控制功能，準入控制即依據(jù)用戶輪廓、運營者策略和資源可用性進行準入決定，網(wǎng)關(guān)控制則包括網(wǎng)絡地址和端口轉(zhuǎn)換、DSCP標記等。

　　2.2 網(wǎng)絡演進

　　目前，NGN的網(wǎng)絡演進引起了廣泛的關(guān)注，即固網(wǎng)演進是否適于采用IMS的架構(gòu)？IMS是3GPP在Release5版本上提出的可支持IP多媒體業(yè)務的子系統(tǒng)，它的核心特點是采用了SIP協(xié)議和與接入的無關(guān)性。

　　目前IMS支持2G和3G的移動接入方式，還不能支持固定接入方式。在網(wǎng)絡融合的發(fā)展趨勢下，3GPP、ETSI和ITU-T都在研究基于IMS的網(wǎng)絡融合方案，希望能使IMS成為基于SIP會話的通用平臺，同時支持固定和移動的多種接入方式，以實現(xiàn)固網(wǎng)和移動網(wǎng)的融合。

　　以歐洲ETSI為代表的TISPAN計劃提出，基于IMS的體系架構(gòu)是NGN的主體架構(gòu)，認為IMS代表了NGN網(wǎng)絡發(fā)展的方向。IMS系統(tǒng)采用SIP協(xié)議進行端到端的呼叫控制，這就為IMS同時支持固定和移動接入提供了技術(shù)基礎(chǔ)，也使得網(wǎng)絡融合成為可能。但是由于基于IMS的網(wǎng)絡融合研究剛剛開始，技術(shù)上還不夠成熟穩(wěn)定，其標準化工作也相應地成為了目前研究的重點。雖然ITU、3GPP、TISPAN都已經(jīng)確定了將IMS作為NGN的基礎(chǔ)框架，但很多網(wǎng)元和接口的功能還需要進行增強或修改；此外，目前標準組織的活動還處于功能需求的研究階段，實現(xiàn)這些功能的流程、消息及參數(shù)還需要具體的規(guī)范定義。從產(chǎn)品的開發(fā)上看，雖然國內(nèi)外主流廠商都在進行IMS產(chǎn)品的開發(fā)，但受到標準進程的限制，目前的產(chǎn)品僅能支持IMS的某些應用，并非完整意義上的IMS網(wǎng)絡產(chǎn)品，不能夠滿足運營商大規(guī)模建網(wǎng)的需求。對于運營商而言，基于IMS的網(wǎng)絡融合方案可以使其基于統(tǒng)一的核心網(wǎng)絡為固定和移動用戶提供相同的業(yè)務，相對固網(wǎng)和移動網(wǎng)的核心網(wǎng)并存的網(wǎng)絡架構(gòu)，不僅可以減少網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的復雜度，也應該可以降低網(wǎng)絡的運維成本，但是同時也對網(wǎng)絡的運營和管理提出了挑戰(zhàn)，運營商需要針對網(wǎng)絡融合的新架構(gòu)研究相應的管理對策。

　　IMS將來如何提供統(tǒng)一的業(yè)務平臺，標準乃至商品的成熟性等問題仍有待進一步的探討和解決。同時支持固定和移動的多種接入方式，實現(xiàn)固網(wǎng)和移動網(wǎng)的融合。但目前，相當多的運營商面臨的問題是如何將傳統(tǒng)的基于電路的PSTN網(wǎng)絡演進到基于分組技術(shù)的NGN網(wǎng)絡中。盡管IMS可能成為NGN的重要組成部分，但是這種模式并不能很迅速地進行商業(yè)化的部署，特別是由于移動網(wǎng)絡和固定網(wǎng)絡的差異，對IMS的推廣造成了一些不確定的影響，因為IMS是為移動網(wǎng)絡設(shè)計的。

　　在2004年12月ITU NGN會議上，大會同意啟動基于呼叫服務器(軟交換)網(wǎng)絡演進的標準化研究。ITU FGNGN也在2004年6月啟動了PSTN演進的研究，提出了基于呼叫服務器的PSTN演進方案和示例。呼叫服務器將主要完成電路交換網(wǎng)的演進歷程，而IMS將主要完成多媒體業(yè)務的功能，隨著IMS的成熟性的增加，兩者的應用將長期共存。

　　3 軟交換技術(shù)

　　軟交換技術(shù)是近年發(fā)展起來的一種新的呼叫控制技術(shù)，具有開放的體系架構(gòu)、基于分組傳輸、能夠提供多種接入方式等特點，可以提供語音、多媒體等多種實時業(yè)務，已經(jīng)逐漸成為電路交換向分組交換演進的主流技術(shù)。

　　從技術(shù)發(fā)展趨勢來看，電路交換將向以分組技術(shù)為基礎(chǔ)的軟交換演進，但在相當長的時間內(nèi)電話交換網(wǎng)仍將與軟交換網(wǎng)絡共存。

　　實踐證明，軟交換技術(shù)已趨于成熟，達到了組建商用網(wǎng)絡的技術(shù)條件要求。采用軟交換技術(shù)實現(xiàn)電路交換向分組交換演進是電話網(wǎng)發(fā)展的重要技術(shù)舉措。

　　軟交換系統(tǒng)由多種設(shè)備組成，主要包括軟交換設(shè)備、中繼網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)、接入網(wǎng)關(guān)、媒體服務器、應用服務器等網(wǎng)絡側(cè)設(shè)備以及綜合接入設(shè)備(IAD)、SIP終端等終端側(cè)設(shè)備。主流廠家的軟交換系統(tǒng)在國內(nèi)外已有商用實例，主要應用集中在利用軟交換提供長途匯接和本地用戶接入業(yè)務，以及為企業(yè)用戶提供綜合通信解決方案。

　　軟交換技術(shù)從1997年開始發(fā)展，正在逐步從試驗階段走向商用階段，并在國內(nèi)外得到應用?？傮w上看，美國的運營商要領(lǐng)先于歐洲，新興運營商要積極于傳統(tǒng)運營商。目前，美國的Verizon、Sprint公司、加拿大的BELL CANADA公司、英國的BT等公司已經(jīng)開始引入軟交換系統(tǒng)并開展業(yè)務。國內(nèi)運營商也陸續(xù)開始利用軟交換系統(tǒng)提供業(yè)務。隨著競爭的日益激烈和多樣化、個性化業(yè)務需求的不斷增加，軟交換技術(shù)已經(jīng)成為運營商實現(xiàn)綜合業(yè)務經(jīng)營，向不同業(yè)務領(lǐng)域滲透的重要技術(shù)手段。
　　中國通信標準化協(xié)會網(wǎng)絡與交換技術(shù)委員會從2001年起開始制訂軟交換系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)范及標準，主要包括設(shè)備規(guī)范、協(xié)議規(guī)范、接口規(guī)范和業(yè)務相關(guān)規(guī)范等，現(xiàn)共完成相關(guān)規(guī)范59個。

中國電信在集團公司的統(tǒng)一部署下，從2001年開始進行軟交換技術(shù)的跟蹤。2002年，中國電信選用西門子、中興通訊、阿爾卡特、愛立信、北電、華為6廠家的軟交換系統(tǒng)，分別在廣州、深圳、上海、杭州4個城市建設(shè)實驗網(wǎng)絡，對軟交換系統(tǒng)的功能、性能和協(xié)議等能力進行了全面測試，并驗證了應用編程接口(API)業(yè)務開發(fā)能力；2003年，業(yè)務試驗繼續(xù)在廣東、上海和浙江進行，進一步驗證軟交換系統(tǒng)提供業(yè)務的能力；2004年，深圳、肇慶開展試商用，在業(yè)務、運維和營銷等各方面全面驗證軟交換網(wǎng)絡規(guī)模商用的能力。試驗證明，軟交換體系在技術(shù)上已經(jīng)基本成熟，其中，窄帶軟交換產(chǎn)品已經(jīng)成熟，寬帶軟交換產(chǎn)品基本成熟。

　　軟交換業(yè)務的提供方式有3種：由軟交換設(shè)備提供PSTN基本業(yè)務及補充業(yè)務；采用SIP應用服務器或者Parlay應用服務器來提供運營商自營的新型業(yè)務；利用Parlay應用服務器通過第三方提供業(yè)務。其中最后一種方式仍處于探索階段，應進一步深入研究和實踐。

　　對于在話音網(wǎng)絡引入軟交換技術(shù)，應認真研究引入的策略、組網(wǎng)架構(gòu)方式和不同廠家業(yè)務平臺的互通模式。

　　4 國外運營商網(wǎng)絡演進策略

　　網(wǎng)絡演進是一個長期的過程，根據(jù)FORRESTER公司的報告，歐洲運營商網(wǎng)絡演進需要15年的時間。Verizon下一代網(wǎng)絡的主要策略是采用多協(xié)議標記交換(MPLS)技術(shù)，使IP網(wǎng)具備服務質(zhì)量保證和業(yè)務融合的能力，并采用軟交換實現(xiàn)長途分流和本地網(wǎng)電路交換機的替換。在網(wǎng)絡演進的過程中，有兩類話音業(yè)務，一類是沒有管理能力的VOIP業(yè)務，即PSTN的話音終端通過網(wǎng)關(guān)與IP網(wǎng)絡的PC或其他語音終端互通；另一類是具有管理能力的軟交換提供的話音業(yè)務，并將逐漸實現(xiàn)對傳統(tǒng)交換機的替換。英國電信在2005年開始PSTN的演進工作，在網(wǎng)絡的邊緣層面開始進行多業(yè)務接入設(shè)備(MSAN)的引入和實施。多業(yè)務接入設(shè)備具有支持多業(yè)務接入的能力，能夠支持窄代話音和數(shù)據(jù)業(yè)務，具有支持寬帶傳輸和數(shù)據(jù)接入的能力。在電路交換層面，英國電信從現(xiàn)場試驗入手，并于2005年開始進行電路交換的替代工作，計劃將在2007年采用軟交換實現(xiàn)50%的本地電路交換機替換。同時，英國電信認為，基于呼叫服務器的軟交換設(shè)備主要用以解決電路交換機的替代，以提供話音業(yè)務為主；而基于SIP的IMS將提供寬帶多媒體業(yè)務，IMS與軟交換將在相當長的時間里共存。所以，英國電信還應積極做好基于SIP的IMS的引入工作。

　　德國電信執(zhí)行副總裁Paul Reynolds明確認為，話音網(wǎng)絡演進的思路是采用軟交換替代和新建重疊軟交換網(wǎng)并舉的策略，應強調(diào)交換機替代的經(jīng)濟可行因素。其演進策略分為3個步驟：第一步，PSTN經(jīng)過網(wǎng)關(guān)與IP網(wǎng)絡互通，完成PSTN終端與IP網(wǎng)中PC的呼叫；第二步，引入軟交換，建立相應的管理平臺，完成PSTN終端與IP網(wǎng)絡中通過DSL接入的SIP終端的呼叫；第三步，引入接入網(wǎng)關(guān)，使PSTN終端、軟交換控制的接入網(wǎng)關(guān)連接的各種終端以及IP網(wǎng)絡中的各種終端都具有通信能力。
　　德國電信在網(wǎng)絡演進中強調(diào)建立綜合的業(yè)務平臺，并逐步增加業(yè)務能力，目前該平臺具有話音、統(tǒng)一消息、呼叫中心、IP Centrex、會議呼叫等業(yè)務能力。

　　法國電信準備從2007年開始PSTN向IP語音(VOIP)的演進，演進方式主要包括兩種：第一種是引入一種稱為VOICE DSLAM的設(shè)備，該設(shè)備在傳統(tǒng)DSLAM基礎(chǔ)上集成VOIP網(wǎng)關(guān)功能，其VOIP網(wǎng)關(guān)接受呼叫服務器(軟交換)的控制，從而實現(xiàn)POTS語音接入到VOIP語音的轉(zhuǎn)換；第二種是通過呼叫服務器(軟交換)控制位于用戶側(cè)的RGW設(shè)備(下行提供Z接口接普通電話，上行以太口接ADSL MODEM)或IP電話設(shè)備，從而在用戶側(cè)即實現(xiàn)VOIP語音的接入。

　　在未來NGN的總體架構(gòu)上，法國電信傾向于基于IMS的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。他們期望采用一種統(tǒng)一功能和業(yè)務融合的核心控制架構(gòu)，并正在積極推進TISPAN的標準化進程，使得IMS的概念及早在網(wǎng)絡中實現(xiàn)。

　　5 結(jié)束語

　　NGN的全球標準化工作在總體框架和基本概念上初步取得了成果，但在具體網(wǎng)絡和業(yè)務要求方面由于各地區(qū)的情況不同，目前很難達成一致的看法和要求，所以在實施方面進展較為緩慢，還需要大家共同努力來推進。運營商在面對網(wǎng)絡演進時需要采用平滑過渡的手段，所以對新的網(wǎng)絡設(shè)備提出了新的要求。對于核心網(wǎng)絡，運營商希望能夠支持多種流量、多種業(yè)務、具有豐富的協(xié)議、大容量和高性能；對于邊緣網(wǎng)絡，運營商要求具有豐富的接口能力；對于業(yè)務，運營商希望提供靈活有效的業(yè)務平臺和用戶可接受的新型終端設(shè)備；對于網(wǎng)絡管理和維護，運營商則需要智能化的管理體系。這些無論對標準化工作還是設(shè)備供應商都提出了新的要求。而且由于各種業(yè)務都在IP承載平面融合，對網(wǎng)絡端到端的服務質(zhì)量策略、安全性要求和VPN的能力擴展等都提出了新的要求。在標準化方面，還須加強軟交換與IMS的體系架構(gòu)、網(wǎng)絡和業(yè)務互通、業(yè)務平臺接口和終端接口的研究工作。

　　作者簡介：

　　趙慧玲，中國電信集團北京研究院副院長，教授級高工，北京郵電大學客座教授、博士生導師，主要從事于寬帶網(wǎng)絡技術(shù)和下一代網(wǎng)絡的技術(shù)研究以及通信網(wǎng)絡發(fā)展戰(zhàn)略研究，主持了中國網(wǎng)絡標準的研究和制訂工作。（編輯：小宇）