通信學論文-電信網絡融合發(fā)展趨勢的研究.doc

通信學論文-電信網絡融合發(fā)展趨勢的研究1網絡融合的必要性(1)PSTN網的弊端逐步顯現(xiàn)PSTN網從建設到目前的成熟應用已經經歷了幾十年的時間,它為實時的語音通信提供了優(yōu)質的平臺,但是隨著人們對各種豐富業(yè)務需求的不斷提高,PSTN網的弊端也逐漸暴露出來:業(yè)務種類單一,只能提供窄帶話音業(yè)務。網絡節(jié)點過多,維護管理困難。呼叫控制與承載相關,信令和話務均需逐級轉發(fā),浪費網絡資源。業(yè)務開發(fā)復雜,能力有限,業(yè)務開展困難。所有這些問題,給電信運營商帶來了很大的困擾。而在此時Internet網絡發(fā)展得如火如荼,它是作為一個“盡力而為”的網絡而出現(xiàn)的,其簡單、靈活、開放性的特點吸引了大家的視線,寬帶用戶量因此得到高速發(fā)展,大有超過交換網之勢,但是正是由于它“盡力而為”的特點,使得其QoS無法保證,無法提供電信級的可靠安全的網絡。這一切使得人們不得不尋求一種更靈活、更開放、更安全、更可靠、更易于維護的網絡技術,在這種情況下,NGN網絡應運而生。(2)多網融合需求不斷增強從網絡運營的角度來看,目前中國的電信網絡已形成多個相對獨立的網絡,包括固定電話網、移動網、有線電視網、H.323網、Internet網等,這些網絡的格局縱向獨立,每種不同網絡有其特定的網絡資源組成方式,并基于這些網絡資源提供特定的功能和業(yè)務。這種“一種業(yè)務,一種網絡”的網絡格局已逐漸暴露其固有的弊端:多種復雜的協(xié)議、復雜的網絡共存；網絡管理和維護成本很高；不利于網絡資源尤其是傳輸資源的共享；不便于跨網絡多功能綜合業(yè)務的提供。從業(yè)務需求的角度來看,固定話音業(yè)務逐漸萎縮,移動和數據業(yè)務快速增長,用戶對個性化、多樣化業(yè)務需求不斷增強。從未來發(fā)展的角度來看,多種網絡融合對于用戶來說,可使用任一終端(移動臺、PDA、PC等)通過任一方式接入網絡(WLAN、DSL、GPRS等),而且號碼可唯一、帳單可唯一,非常方便靈活；對于網絡運營商或業(yè)務提供商來說,可以提供豐富、統(tǒng)一的業(yè)務,便于市場細分,擴大客戶群和提高客戶忠誠度,降低建設和運維成本；對于設備提供商來說,優(yōu)化其研發(fā)進程、便于軟、硬件的重用,能夠提供更好、更豐富的通用的產品。2網絡融合研究現(xiàn)狀3GPP、ETSI、ITU-T等國際組織開展了網絡融合問題的研究,總體上處于體系架構討論階段。其中,3GPP研究熱點集中在三個方面:如何在IMS域中應用IPv6解決地址問題,以盡快實現(xiàn)IMS；如何協(xié)調移動和固定網絡中SIP協(xié)議的差異；以及是否要在電路域上承載實時業(yè)務以達到較高的QoS保證。ETSITISPAN目前正在制訂NGN相關規(guī)范,命名為TISPAN_NGNRelease1,其總體研究目標為:固定終端能夠獲得3GPPIMS核心網提供的所有業(yè)務；能全部或部分替代現(xiàn)有核心網提供的PSTN/ISDN業(yè)務；支持用戶或終端的移動；提供QoS控制功能；提供業(yè)務的開發(fā)和互操作能力,提供第三方業(yè)務能力。TISPAN和3GPP還合作開展IMS相關研究,在重用IMS概念基礎上,重點關注用戶識別卡問題以及業(yè)務引擎問題。ITU-T于2004年6月成立的FGNGN(NGN專題組)也以IMS為基礎,對網絡架構、移動性以及業(yè)務等方面進行研究,如NGN業(yè)務需求、支持多種接入方式、固網和移動網絡的融合等,并明確了NGN的Release1的業(yè)務以IMSRelease6中定義的業(yè)務為起點。3固定交換網向NGN的演進NGN基于呼叫控制與承載控制相分離,業(yè)務與控制相分離的思想,它采用軟交換為核心技術,承載于分組網絡之上,將原有的交換機分解成軟交換設備和媒體網關,并通過基于IP傳輸的協(xié)議實現(xiàn)呼叫、業(yè)務的控制和語音、數據的傳輸,不僅解決了目前交換網存在的問題,更重要的是它將交換網和數據網巧妙有機地結合起來,并在此基礎上又提出了多種靈活豐富的業(yè)務提供方式,使得運營商、設備廠商、乃至第三方快速提供綜合化或個性化業(yè)務成為可能。另外它也考慮到網絡的循序漸進的發(fā)展規(guī)則,從而通過接入網關、綜合接入設備等設備提供了普通POTS終端接入的方式,通過中繼網關提供了有效的與PSTN網絡互通的方式。綜上所述,固定交換網確定了從PSTN向NGN演進的發(fā)展趨勢。圖1是PSTN向NGN的演進示意圖。原有的交換機演進成為軟交換設備和媒體網關,并增加了應用服務器等業(yè)務平臺,NGN網絡除了可接入窄帶話機,還可接入SIP終端、PC等寬帶終端,而原有的基于TDM方式的電路交換網也逐步由基于IP的承載網所替代。4移動核心網向IMS的演進移動核心網也同樣經歷了技術的變革,其2G網絡采用了與PSTN類似的網絡結構,核心網絡主要由MSC交換設備組成,另外由于移動的特性引入了用戶數據庫(HLR)、鑒權中心(AUC)等,MSC同樣采用了分級組網的模式,利用七號信令控制,實現(xiàn)了窄帶話音的傳送。發(fā)展到目前正在興起的3G網絡,在WCDMAR4階段,其核心網絡CS域也開始向軟交換的結構發(fā)展,它將原來的MSC交換機分離成移動軟交換(MSCServer)和媒體網關(MGW),實現(xiàn)了呼叫控制與承載控制相分離。與NGN所不同的是,CS域仍然旨在提供窄帶話音業(yè)務,數據業(yè)務由PS域提供,移動軟交換之間的呼叫控制主要采用BICC協(xié)議,而NGN中的固定軟交換除了提供傳統(tǒng)話音業(yè)務,其寬帶軟交換功能還可提供數據和多媒體業(yè)務,固定軟交換之間的呼叫或會話控制主要采用SIP-T或SIP-I。在WCDMAR5階段,核心網又引入了多媒體域(IMS),它基于GPRS承載,用于提供多媒體業(yè)務。3GPP規(guī)定,IMS系統(tǒng)結構如圖2所示。其中,CSCF(CallSessionControlFunction)是IMS域中用于完成會話控制的主要實體,它分成P-CSCF(代理CSCF)、I-CSCF(互通CSCF)、S-CSCF(服務CSCF),其中P-CSCF是終端接入IMS的第一個聯(lián)系點,I-CSCF是歸屬地用于屏蔽網絡結構的接入點,S-CSCF用于完成實際的會話控制和業(yè)務提供等功能。另外,MGCF(MediaGatewayControlFunction)提供IMS和PSTN/PLMN網絡在信令層上的互通功能,MGW(MediaGateway)提供承載層分組網絡和PSTN/PLMN的互通,BGCF(BreakoutGatewayControlFunction)用于選擇通過哪個MGCF與PSTN等其他固定網絡相連,HSS(HomeSubscriberServer)則是存儲用戶屬性的數據庫。MRF(MultimediaResourceFunction)用于媒體資源的控制和處理。圖3為WCDMAR5階段典型的網絡結構。WCDMAR6階段則繼續(xù)增強和完善IMS,在功能上支持和IP網絡、WLAN的互通,并增強了QoS和基于服務的本地策略等,在業(yè)務上支持基于