通信專網交換網絡發展現狀和應用分析

胡蓉　謝澤東

【摘要】本文闡述了我國專網在N6N技術出現后，交換網絡演進的現狀，發展思路和策略，以及為滿足不同行業內專網用戶需求，借鑒運營商核心網演進的思路，分析了專網核心網絡演進的目標。通過對專網在IMS和軟交換技術的應用情況的分析，探討了我國專網網絡演進中的現狀，以及分析了專網在網絡建設和運維中需要重點考慮并解決的問題。

【關鍵詞】IMS 軟交換 網絡演進

【中圖分類號】TN915 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0490-02

1、專網交換網絡發展現狀

電信運營商擁有國內最大的通信網絡，其網絡運行情況、新技術的演進對整個通信行業都有至關重要的影響，對其他行業交換網絡的發展也有極其重要的借鑒意義。隨著移動互聯網的迅速發展，電信運營商交換網遭遇來自互聯網語音的沖擊與挑戰，為適應未來網絡需求，電信運營商的交換技術已逐步實現從電路交換演進至包交換，全面邁入IP時代；同時核心業務能力也進一步開放，實現了體系架構的融合，可靈活、快速的滿足業務提供和業務部署，并且進一步降低了建設和維護成本。

除運營商外，各行業都在積極、主動的把握技術發展方向，加快推進向功能融合、架構扁平、控制集中、業務開放靈活的下一代網絡體系轉變，實現網絡、業務的快速部署和各類寬窄帶融合業務的全面高效支撐，降低業務的提供成本和網絡的運營成本，并能提供差異化的網絡質量保障和維護服務。軟交換和IMS兩種技術體制出現后，運營商和行業客戶根據各自的網絡發展策略和業務需求分析等，做出了不同的選擇。

中國專網通信系統的誕生是在計劃經濟體制下，在公網通信不能保障各行業應用的背景下，為滿足行業生產指揮的需要而建設和發展起來的。因此專網通信系統密切結合了行業特點，突出了專用性和個性化服務，為各行業主業的發展做出了貢獻。

例如廣電確立了業務領域方面的IP電話業務采用IMS技術。先期主要基于IMS開展寬帶接入和IP電話業務，同時發展視頻會議、多媒體彩鈴、視頻共享等業務；后續業務平臺基于IMS來建設。核心網部分均是采用IMS網絡架構，在幾個省進行了試點建設，接入內部用戶。設備選型方面，全部采用國內主流通信設備供應商的IMS設備。

廣電的IMS網絡建設主要考慮以下要素：

（1）號碼規劃方面除了申請公網合法號段之外，根據需要自定義網內用戶號段，用于試點區域與非試點區域、非試點區域與非試點區域之間用戶之間的電話通訊：

（2）IMS系統建設同時考慮BOSS系統的同步改造和建設；

（3）發展用戶終端問題，主要以融合終端為主，以支持寬帶和語音業務。

IMS試點分為三個階段：

第一階段：系統上線，按用戶容量部署，主要包括SIP電話用戶，業務上開展VOIP、視頻電話、融合Centrex、融合會議等業務。第一階段目的是驗證業務開展的技術成熟度、成本核算。

第二階段：第一階段進行一年后進入第二階段，主要考慮在現有容量部署基礎上開展新業務，業務開發上考慮視頻共享等。第二階段目的是推送新業務。結合進一步完善客服和BOSS系統，提升綜合業務產品設計能力和嵌套組合能力，以提升用戶體驗。

第三階段：第二階段進行兩年后，結合物聯網發展情況，著重在數字家庭、智能家居等綜合業務開發方面創新和規模部署新業務。

試點的總體架構：IMS系統其端到端總體架構由業務層、核心網絡層、終端接入層組成，不同層面之間采用開放接口協議，提供以IP為承載的、基于SIP協議的多媒體會話的統一控制能力，支持在DOCIS、PON+EoC、PON+LAN、NGB-W等多種接入方式下，給提供融合一致的業務體驗。lP多媒體系統端到端邏輯組網如圖所示：

石油行業某集團公司的部分下屬分公司用IP承載，采用軟交換系統。接入層通過TG與專網/PSTN連接，新建AG解決新增需求，提供POTS和xDSL接口。與第三方業務平臺也實現了良好互通應用。如軟交換以A市和B市實現雙歸屬組網，兩個軟交換設備（ss）互為備份。新建地市級多個中繼網關（TG），新建用戶接入設備（AG）。A市作為主網管，實現全網管理；B市作為客戶端可管理部分網元。軟交換上層建有第三方智能平臺，實現彩鈴、移機不改號業務。系統采用第三方計費系統，實現計費管理。用戶接入采用AG集中接入、lAD分散接入、軟終端接入等多種接入方式。

2.存在問題

目前專網通信領域針對下一代交換技術（NGN）的引入問題，主要有以下三種問題：

第一，部分企業沒有意識到NGN的優勢，認為采用何種建網方式無關緊要，僅從初期建網成本去選擇設備，能達到語音通信的目的即可。

第二，部分專網通信一般是為其主業服務，專網通信建設者對網絡及設備本身安全性的關注程度遠大于對新業務的關注程度。該類型企業很少主動去搭建NGN平臺，通常只是在原有的程控交換機設備年代久遠，設備廠商無法提供備品備件及售后服務，進行網絡改造的時候比較新交換系統和程控交換系統的建設成本，在兩者成本相差不遠的情況下，采用新交換技術建網。

第三，部分帶有運營性質的企業通信專網搭建了NGN平臺，但由于技術、資金、或維護人員整合等方面的限制，僅實現了語音通信等基本業務，在其它方面并沒有充分享受到新技術所帶來的好處。

3.技術應用分析

下一代網絡采用分層的網絡結構，作為核心控制層的lP交換，有利于實現“集中控制、集中維護”。核心網實現其目標架構并非是一蹴而就的，從運營商的應用來看，將會經歷三個主要的發展階段。

1）軟交換發展階段

國內兩大固網明確TDM停止建設，在電路交換設備退網替換、網絡轉型以及增值業務需求增長的多重驅動下開始軟交換網絡建設。移動運營商TDM停止建設，大量引入可升級以支持3G能力的2G軟交換來滿足2G擴容需求，從數量和規模上一舉進入到3G引入的中期，交換網逐步IP化。

2）引入IMS

IMS是未來提供會話型多媒體業務的核心控制網絡，推動從語音網絡向IMS為核心的會話型多媒體網絡轉型。

3）軟交換和IMS共存

IMS逐漸吸收cs域的話務，可逐漸替代cs域，但IMS和軟交換會在一段時間內共存。交換網在此階段全部實現IP化，TDM資源全部遷移到核心網邊緣。

綜上所述，公網運營商都在向全業務運營方向發展，在演進的過程中既引入了屬于過渡技術的軟交換，也先后部署引入了IMS。這個過程中，兩種技術出現在不同階段，同時又會在一段時期內并存，但各家運營商總體目標是一致的，都在向全IP、業務融合、架構開放的網絡演進。

公網的網絡發展和運營經驗，對專網而言有重要的參考價值。但專網不應完全復制公網運營商的網絡發展過程，針對軟交換和IMS兩種技術選擇，專網應結合自身業務特點和實際需求，從而明確自身的網絡演進方向，選取適合自身特點的NGN技術，根據內部需求進行適合專網的業務訂制和開發。

NGN交換技術是利用lP網絡來承載語音業務，但是NGN網絡和IP承載網仍是松耦合關系，NGN的這種特性，也決定了其實施會面臨較大的問題。形成這些問題的因素有以下幾點：

（1）網絡安全問題

眾所周知，承載NGN業務的IP協議自身沒有完善的QoS機制。如果IP網絡因種種原因，如網上承載業務量峰值、主機病毒爆發、受攻擊等，出現故障后，建立在其上的NGN業務自然也要受影響。因此，實施軟交換的網絡安全問題主要體現在承載NGN業務的IP網絡上。

為避免此問題，一般需要建立單獨的IP網絡，或者是在現有IP網絡的下層采取措施，如利用專線線路，設置VLAN或VPN，使傳輸語音的IP網絡與外界網絡隔離等。

（2）維護管理問題

在傳統通信網絡模式下，不同的設備往往由不同的團隊分專業維護管理，不同的網管系統監控，且IP網維護時往往只考慮了原有上網和專線數據業務的特點，未考慮話音這種實時業務的特征，其對承載網端到端服務質量的變化，缺乏相應的手段。

NGN網絡在業務層缺乏感知承載網端到端服務質量的有效手段，承載網發生故障或服務質量劣化時，無法及時準確告警并切換。這種松耦合關系，造成設備和網管上都缺乏詳細準確的告警信息，且故障主要處理人員一般仍為交換專業人員，造成運維人員對故障處理不知如何下手，嚴重影響故障修復的效率。

為避免此問題，企業一般需要對現有的維護人員進行整合，并讓其接受新技術培訓。

（3）企業會考慮與廠商的合作會產生套牢問題

由于NGN的專業性和實施的復雜性，企業與NGN軟件供應商、咨詢服務提供商在項目實施期間，特別是系統運行后的支持、服務期間，企業網會因依賴廠家而出現問題。

4.對策和建議

專網中電路交換網發展空間有限，隨著電路交換設備逐步停產、新技術的涌現和網絡的發展演進，現有交換網絡對新業務支撐能力愈顯不足，當前已是各行業內部交換網重要的轉型時期。目前急需尋找便于開發新業務、降低網絡成本、便于統一維護管理的技術新途徑，并且隨著寬帶網絡帶寬的快速提升、QoS及安全技術的不斷完善，在寬帶網絡上提供集語音、數據、視頻為一體的多媒體業務已成為通信網絡發展的目標。因此現有交換網的優化和轉型已是大勢所趨，軟交換和IMS技術正是現網轉型的希望所在，未來交換網將向智能化、寬帶化、多業務化的方向演進。受公網運營商網絡發展趨勢和產業鏈因素的影響，IMS從技術先進性和產品生命線等方面都優于軟交換，建議專網在技術選擇時可優先考慮選取IMS技術。