下一代業(yè)務(wù)網(wǎng)及其演進(jìn)

　　NGN泛指一個大量采用新技術(shù)、以IP技術(shù)為核心、同時可以支持語音、數(shù)據(jù)以及多媒體業(yè)務(wù)的融合網(wǎng)絡(luò)。NGN是一個內(nèi)涵十分廣泛的術(shù)語，如果特指業(yè)務(wù)網(wǎng)層面，則指下一代業(yè)務(wù)網(wǎng)（NGS）。NGN是一個業(yè)務(wù)驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)，NGN能提供什么業(yè)務(wù)、如何提供業(yè)務(wù)、現(xiàn)有業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)如何向NGN演進(jìn)，是電信運(yùn)營商，尤其是傳統(tǒng)運(yùn)營商必須探討的問題。

下一代網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)及特征

　　由于NGN具有分組化、開放式、高帶寬、多種媒體流統(tǒng)一承載等特點(diǎn)，使NGS能夠?qū)⒍喾N能力組合成各種新業(yè)務(wù)，通信的對象由單純的P2P擴(kuò)展為P2M，P2P，M2M等。下一代的業(yè)務(wù)具有開放性、個性化、智能化、虛擬化、多媒體等特征。

　　從提供業(yè)務(wù)的類型來看，NGN主要提供以下四類業(yè)務(wù)：

　�、俜纸M話音和增強(qiáng)特性業(yè)務(wù)，如IP Centrex，Call Wait，Call Transfer，Conference Call，Privacy Manager等；

　�、趨f(xié)同工作、融合業(yè)務(wù)，如UM，IM，CTD（call to dial）等；

　�、垡曨l和流媒體業(yè)務(wù)，如VOD，Pay TV，E-Learning，E-Hospital，Video/Streaming/Web等；

　�、茈娮由虅�(wù)及娛樂類應(yīng)用，如VPN、IP呼叫中心、小額支付、移動電子商務(wù)、交互式游戲業(yè)務(wù)等。

　　任何一個網(wǎng)絡(luò)都需要一個完善和優(yōu)化的漫長過程，NGN的發(fā)展也需要一個逐漸成熟的歷程，對于NGN提供的下一代業(yè)務(wù)，同樣會有一個與市場需求和技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的發(fā)展過程。NGN業(yè)務(wù)的發(fā)展大致可以分為三個階段：第一階段是以分組話音及簡單的多媒體業(yè)務(wù)為特征；第二階段是以有QoS保證的豐富的多媒體業(yè)務(wù)為特征；第三階段是以個性化、虛擬化業(yè)務(wù)為特征。

下一代網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)支撐環(huán)境

　　NGN是基于IP的分組網(wǎng)絡(luò)。從總體趨勢看。整個網(wǎng)絡(luò)的核心層功能結(jié)構(gòu)將是趨向扁平化的兩層結(jié)構(gòu)，即業(yè)務(wù)層上具有統(tǒng)一的IP通信協(xié)議，傳送層上具有巨大的傳輸容量。核心網(wǎng)趨向于傳送層和業(yè)務(wù)層獨(dú)立發(fā)展、分別優(yōu)化；邊緣層趨向于融合，允許多協(xié)議多業(yè)務(wù)接入，能以最經(jīng)濟(jì)的成本靈活、可靠、持續(xù)地支持一切已有和將有的業(yè)務(wù)。因此，NGN要求有不同于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的與下一代業(yè)務(wù)相適應(yīng)的業(yè)務(wù)支持環(huán)境。

　　1.傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)生成特點(diǎn)

　　傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)是電路交換網(wǎng)，其核心是程控交換機(jī)。其業(yè)務(wù)生成有以下特點(diǎn)：

　�、俪炭亟粨Q機(jī)的業(yè)務(wù)提供、呼叫控制及交換矩陣三大模塊集中在同一交換系統(tǒng)中，業(yè)務(wù)、控制與交換三者緊密耦合；

　�、诔炭亟粨Q機(jī)由專門設(shè)備商提供，且系統(tǒng)中各個功能模塊之間的接口是封閉的，如果要在全網(wǎng)中提供新業(yè)務(wù)，需要升級所有的交換機(jī)軟件，新業(yè)務(wù)的生成周期較長，費(fèi)用較高；

　�、壑悄芫W(wǎng)（IN）的出現(xiàn)實現(xiàn)了交換與控制的分離，縮短了業(yè)務(wù)的生成周期，但I(xiàn)N在新業(yè)務(wù)開發(fā)上仍存在著不足。交換機(jī)需與業(yè)務(wù)控制點(diǎn)（SCP）相連，并受SCP的控制，要由專業(yè)人員創(chuàng)建業(yè)務(wù)，因此難以實現(xiàn)業(yè)務(wù)的即時生成。此外，業(yè)務(wù)提供商使用各自的業(yè)務(wù)接口，業(yè)務(wù)之間較難兼容；不支持第三方業(yè)務(wù)應(yīng)用的提供，業(yè)務(wù)開發(fā)難度大、周期長、靈活性差。

　　2.下一代網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)支撐環(huán)境

　　NGN采用開放的分層體系架構(gòu)，系統(tǒng)分為業(yè)務(wù)、控制、傳輸和接入四個平面（如圖1所示）。接入平面提供各種網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備接入到核心骨干網(wǎng)的方式和手段；傳輸平面負(fù)責(zé)提供各種信令和媒體流傳輸?shù)耐ǖ�；控制平面主要提供呼叫控制、連接控制、協(xié)議處理等能力，并為業(yè)務(wù)平面提供訪問底層各種網(wǎng)絡(luò)資源的開放接口；業(yè)務(wù)平面利用底層的各種網(wǎng)絡(luò)資源為用戶提供業(yè)務(wù)，提供NGN的業(yè)務(wù)支撐環(huán)境。軟交換體系中一個重要的技術(shù)是開放的業(yè)務(wù)支撐環(huán)境。

　　NGN業(yè)務(wù)支撐環(huán)境主要包括應(yīng)用服務(wù)器、業(yè)務(wù)管理服務(wù)器和業(yè)務(wù)生成環(huán)境。它們互相配合，快速提供多樣靈活的基于NGN的增值業(yè)務(wù)。其中應(yīng)用服務(wù)器是業(yè)務(wù)支撐環(huán)境的主體，提供各種增值業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)邏輯的駐留和執(zhí)行環(huán)境，以及開放的API，為第三方的業(yè)務(wù)開發(fā)提供平臺。業(yè)務(wù)管理服務(wù)器和業(yè)務(wù)生成環(huán)境也可以作為應(yīng)用服務(wù)器的組成部分，使得應(yīng)用服務(wù)器能夠提供對業(yè)務(wù)管理和業(yè)務(wù)創(chuàng)建的支持。應(yīng)用服務(wù)器通過開放的協(xié)議或API與軟交換設(shè)備交互間接地利用底層的網(wǎng)絡(luò)資源，實現(xiàn)業(yè)務(wù)與呼叫控制的分離，從而有利于新業(yè)務(wù)的引入。

　　（1）應(yīng)用服務(wù)器

　　應(yīng)用服務(wù)器與傳統(tǒng)IN中SCP的功能有些類似，但也存在很大的不同，其主要功能包括：提供增值業(yè)務(wù)及其駐留和運(yùn)行的環(huán)境；提供對業(yè)務(wù)生命周期管理的支持；提供對第三方業(yè)務(wù)駐留、運(yùn)行和管理的支持；提供基于Web、結(jié)合代理技術(shù)的個性化業(yè)務(wù)；業(yè)務(wù)沖突的避免、檢測和解決；提供不同層次的業(yè)務(wù)開發(fā)接口。


圖1　下一代網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)

　　根據(jù)不同的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，應(yīng)用服務(wù)器可采用不同的技術(shù)和結(jié)構(gòu)。目前，應(yīng)用服務(wù)器和軟交換間的接口主要有SIP協(xié)議和Parlay API規(guī)范，因此應(yīng)用服務(wù)器分為SIP和Parlay兩類，前者與軟交換間采用SIP協(xié)議進(jìn)行交互，后者將Parlay API作為與軟交換的接口。

　　（2）業(yè)務(wù)管理服務(wù)器

　　業(yè)務(wù)管理服務(wù)器與應(yīng)用服務(wù)器相配合，主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)的生命周期管理、業(yè)務(wù)的接入和定購、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)的管理等。業(yè)務(wù)管理服務(wù)器可以與應(yīng)用服務(wù)器配合存在，也可以通過制定業(yè)務(wù)管理服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器之間交互的開放接口標(biāo)準(zhǔn)，作為獨(dú)立的實體存在。

　�。�3）業(yè)務(wù)生成環(huán)境

　　業(yè)務(wù)生成環(huán)境以應(yīng)用服務(wù)器提供的各種開放API為基礎(chǔ)，具有友好的圖形化界面，提供完備的業(yè)務(wù)開發(fā)環(huán)境、仿真測試環(huán)境和沖突檢測環(huán)境。通過將應(yīng)用框架／構(gòu)件技術(shù)和腳本技術(shù)（如CPL，VoiceXML，XTML等）引入到業(yè)務(wù)生成環(huán)境中，可以提高業(yè)務(wù)開發(fā)的抽象層次，簡化業(yè)務(wù)的開發(fā)。

　　3.傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與NGN業(yè)務(wù)層的比較

　　傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與NGN在業(yè)務(wù)提供的支撐環(huán)境上有很大的不同，主要體現(xiàn)在以下四個方面。

　�。�1）業(yè)務(wù)交換模式不同

　　傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用電路交換，業(yè)務(wù)與設(shè)備緊密耦合，呼叫和承載功能均在程控交換機(jī)上完成，新業(yè)務(wù)提供和修改困難。NGN是軟交換，軟交換與業(yè)務(wù)是無關(guān)的，業(yè)務(wù)提供和軟交換的呼叫控制相分離。

　�。�2）業(yè)務(wù)生成環(huán)境不同

　　傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)生成環(huán)境與具體的信令協(xié)議相關(guān)，所生成的業(yè)務(wù)與信令協(xié)議及運(yùn)行平臺相關(guān)，無法提供基于網(wǎng)絡(luò)融合的業(yè)務(wù)。NGN的業(yè)務(wù)生成環(huán)境是基于開放的API規(guī)范和腳本技術(shù)，支持獨(dú)立的業(yè)務(wù)開發(fā)商和跨網(wǎng)業(yè)務(wù)，能靈活提供和修改業(yè)務(wù)。

　　（3）業(yè)務(wù)控制結(jié)構(gòu)不同

　　在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，業(yè)務(wù)的控制由所提供的業(yè)務(wù)來確定，通常不同的業(yè)務(wù)需要建立不同的結(jié)構(gòu)。在NGN的業(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu)中，不同業(yè)務(wù)采用相同的開放的結(jié)構(gòu)，軟交換執(zhí)行基本的控制功能，具體的業(yè)務(wù)提供由業(yè)務(wù)層面完成。

　　（4）業(yè)務(wù)提供方式不同

　　傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的整個生成和運(yùn)行過程處在一個封閉的系統(tǒng)中，業(yè)務(wù)提供周期長、成本高。NGN是分布式的開放網(wǎng)絡(luò)，利用各種開放的API和協(xié)議實現(xiàn)與其他系統(tǒng)互聯(lián)互通，可以快速地引入第三方業(yè)務(wù)，極大地提高網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)提供能力。

NGN的業(yè)務(wù)提供方式

　　在傳統(tǒng)電信網(wǎng)向NGN演進(jìn)中，對終端用戶而言，NGN提供的業(yè)務(wù)應(yīng)具備完全的繼承性，軟交換應(yīng)能夠提供PSTN/ISDN交換機(jī)提供的業(yè)務(wù)，以及現(xiàn)有的各種智能網(wǎng)業(yè)務(wù)。新業(yè)務(wù)作為NGN網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，需要軟交換提供可編程、開放的API接口，以實現(xiàn)與外部應(yīng)用平臺的互通，便于新業(yè)務(wù)的引入和開發(fā)。具體而言，NGN提供業(yè)務(wù)的方式主要有五種。

　　1.直接由軟交換提供PSTN基本業(yè)務(wù)及補(bǔ)充業(yè)務(wù)

　　軟交換與現(xiàn)有的交換機(jī)一樣。直接控制業(yè)務(wù)的執(zhí)行，提供各種基本業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)，如圖2所示。


圖2　軟交換直接提供業(yè)務(wù)組網(wǎng)圖

　　2.與現(xiàn)有智能網(wǎng)SCP互通來提供目前的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)

　　智能業(yè)務(wù)仍舊由傳統(tǒng)IN的SCP提供，軟交換實現(xiàn)SSF功能，負(fù)責(zé)智能業(yè)務(wù)的觸發(fā)，通過支持INAP協(xié)議，實現(xiàn)與固定智能網(wǎng)SCP的互通，以獲得固定智能網(wǎng)所提供的業(yè)務(wù)。在NGN建網(wǎng)初期，應(yīng)用服務(wù)器（AS）業(yè)務(wù)提供不完善的情況下，可以采用這種方式為IAD，SIP，H.323，PSTN等各種終端用戶提供智能網(wǎng)業(yè)務(wù)。如果軟交換支持CAMEL系統(tǒng)的CAP協(xié)議、WIN系統(tǒng)的WIN MAP協(xié)議，則軟交換可以用作GSM和CDMA網(wǎng)絡(luò)中的SSF，訪問GSM和CDMA網(wǎng)絡(luò)中的SCP，為移動用戶提供各種智能業(yè)務(wù)。圖3為軟交換與智能網(wǎng)配合提供業(yè)務(wù)的組網(wǎng)圖。


圖3　軟交換與IN配合提供業(yè)務(wù)組網(wǎng)圖

　　3.通過專用平臺提供ISP/ICP和專用平臺所具有的業(yè)務(wù)

　　軟交換通過訪問ISP／ICP或?qū)Ｓ闷脚_，調(diào)用ISP／ICP和專用平臺中的業(yè)務(wù)。在這種模式下，可以將Internet上的大量孤立的應(yīng)用和NGN網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)進(jìn)行組合，向用戶提供更為豐富的業(yè)務(wù)。其業(yè)務(wù)提供組網(wǎng)圖如圖4所示。


圖4　專用平臺提供業(yè)務(wù)組網(wǎng)圖

　　4.利用應(yīng)用服務(wù)器實現(xiàn)現(xiàn)有的增值業(yè)務(wù)、智能業(yè)務(wù)及未來的各項業(yè)務(wù)

　　AS成熟后，應(yīng)用服務(wù)器可以通過SIP和INAP協(xié)議實現(xiàn)與軟交換的互通，通過將基于Web的新業(yè)務(wù)和SIP協(xié)議的優(yōu)勢進(jìn)行結(jié)合，提供系列綜合類業(yè)務(wù)。其組網(wǎng)情況如圖5所示。


圖5　應(yīng)用服務(wù)器提供業(yè)務(wù)組網(wǎng)圖

　　5.利用開放API，由第三方提供業(yè)務(wù)

　　將應(yīng)用服務(wù)器的標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)接口提供給第三方開發(fā)商，由他們不斷為用戶開發(fā)出各種新型業(yè)務(wù)，為企業(yè)集團(tuán)用戶提供客戶定制業(yè)務(wù)或給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商提供增值業(yè)務(wù)平臺，其組網(wǎng)圖如圖6所示。應(yīng)用服務(wù)器向第三方提供各種開放的API，為第三方業(yè)務(wù)開發(fā)者提供標(biāo)準(zhǔn)的接口。利用SIP或軟交換提供的API接口，可以快速靈活地完成各種新業(yè)務(wù)的生成和控制。應(yīng)用服務(wù)器能夠方便、快速地加載新業(yè)務(wù)，安全方便地對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級。


圖6　第三方提供業(yè)務(wù)組網(wǎng)圖

傳統(tǒng)智能網(wǎng)向NGN的演進(jìn)

　　智能網(wǎng)在傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)中提供了一種疊加業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)（SCP-SSP），具有初步的業(yè)務(wù)與呼叫控制分離的能力�；�于目前智能網(wǎng)大規(guī)模的應(yīng)用和技術(shù)上的成熟性，在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，仍將有較大的發(fā)展。NGN如何實現(xiàn)與IN的互通，或者說，新一代的VoIP網(wǎng)絡(luò)如何繼承IN是一個無法回避的問題。

　　1.SSP的演進(jìn)

　　在向NGN演進(jìn)過程中，可將SSP分解成媒體網(wǎng)關(guān)（MG）、信令網(wǎng)關(guān)（SG）和媒體網(wǎng)關(guān)控制器（MGC）。傳統(tǒng)IN中包含基本呼叫狀態(tài)模型（BCSM）功能的SSP被MGC所取代，MG完成與外部TDM流的連接，SG完成與SS7信令的連接；MGC中提供與SG和MG連接的接口：軟交換與SG使用控制傳輸協(xié)議（SCTP）或其他類似協(xié)議對接，用于傳遞軟交換和信令網(wǎng)關(guān)間的信令信息，軟交換與MG使用MGCP或H.248／Megaco協(xié)議對接，用于軟交換對媒體網(wǎng)關(guān)的承載控制、資源控制及管理。SSP被演進(jìn)成MEGACO-SSP結(jié)構(gòu)后（如圖7所示），傳統(tǒng)IN中SCP與演進(jìn)后SSP的通信實際上就是與MGC通信。


圖7　SSP演進(jìn)為MEGACO-SSP結(jié)構(gòu)

　　目前，IN中SCP基本都支持INAP接口。INAP消息能夠透明地通過IP網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)SCP在對分解的SSP進(jìn)行控制時，可采取兩種接口演進(jìn)方案。

　　第一種接口演進(jìn)方案是SCP采用INAP接口連到分解SSP中的SG，由SG將接收的INAP消息進(jìn)行封裝后，利用SCTP發(fā)送給MGC。對傳統(tǒng)SCP做一定改動，使SCP支持SCTP／IP接口，實現(xiàn)與MGC的直接通信。

　　方案2需要對現(xiàn)有IN的SCP作一定改動，目前不宜采用，在今后開發(fā)的SCP上增加SCTP／IP接口后可以采用。在目前情況下，采用方案1即可不必對早期的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施作太大改動就能實現(xiàn)第2種業(yè)務(wù)提供方式。NGN將能夠在基于分組的核心網(wǎng)上實現(xiàn)ACC，F(xiàn)PH，VPN等傳統(tǒng)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)。此外，這種體系結(jié)構(gòu)還將分組網(wǎng)納入到綜合智能網(wǎng)中，使現(xiàn)有的綜合智能網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)得到擴(kuò)展，實現(xiàn)功能更加強(qiáng)大的統(tǒng)一賬號、統(tǒng)一VPN、統(tǒng)一800等綜合智能業(yè)務(wù)。

　　2.SCP的演進(jìn)

　　傳統(tǒng)SCP存在問題的原因之一，在于SCP在提供業(yè)務(wù)的同時，還需要對業(yè)務(wù)進(jìn)行集中控制，隨著SSP演進(jìn)為MEGACO-SSP結(jié)構(gòu)后，SSP中MGC具有強(qiáng)大的控制功能，傳統(tǒng)SCP中的SCF可由MGC完成，逐漸簡化SCP的控制功能，將SCP平滑演進(jìn)成NGN中業(yè)務(wù)平面的AS平臺，從而實現(xiàn)第4種業(yè)務(wù)提供方式。

　　演進(jìn)中SCP與分解后的SSP間（即與MGC間）的業(yè)務(wù)接口方案可以分為三個步驟：第一步，傳統(tǒng)SCP在與MGC通信時使用INAP接口先連接于SG，再由SG連接到MGC；第二步，演進(jìn)期間為調(diào)用基于IP的業(yè)務(wù)，在SCP上提供SCTP／IP接口，實現(xiàn)SCP與MGC之間的直接連接；第三步，SCP演進(jìn)成應(yīng)用服務(wù)器（AS）后，可以采用新的接口與MGC進(jìn)行通信，此接口應(yīng)能支持SIP協(xié)議或API（如Parlay）。

　　引入NGN的目的在于它能經(jīng)濟(jì)、快速、靈活地提供豐富的業(yè)務(wù)。對于傳統(tǒng)電信運(yùn)營商，這既是一次機(jī)遇，也是一次挑戰(zhàn)。如何正確有效地把握下一代業(yè)務(wù)網(wǎng)的引入和演進(jìn)是至關(guān)重要的。