软交换与NGN技术介绍(网络智能化)
主讲:广东电信有限公司汕头市分公司大客户部经理(汕大校友)
内容提要:NGN技术概述,网络智能化方案介绍,网络智能化关键技术
电信业-技术驱动向业务驱动转变:
电信业务市场的成熟化,传统的电信业务饱和,语音业务尤其明显
电信网络技术发展迅速,网络接入方式和传输带宽短期内基本不再成为业务的瓶颈
“电信泡沫”时期大量基础网络建设投入,资源利用率普遍偏低,大量闲置线路及带宽,网络建设整体速度明显放缓
新的大规模网络建设决定于其业务应用——在3G建设规划过程中已经得到了充分体现
未来网络的发展方向决定于业务应用——ITU-T对NGN定义的激辩,B3G规划中业务需求的讨论
旧的电信网络,庞大的闲置资源提高利用率也需要引入新的业务应用
NGN概念支撑整个通信的发展:
传统业务：业务应用与网络技术的捆绑耦合
NGN的基本特征：分组化,多媒体化,全IP是NGN演进中的市场选择
快速灵活地创建、部署业务,提供个性化服务,满意的用户体验,降低投资成本和运维成本
,业务的游牧与无缝漫游,隐私与保密;
基于分组传送,业务与承载网络分离,全业务支持的网络机制
端到端QoS,安全保证机制,广泛的移动性
电信技术与业务发展趋势:
移动化,宽带化,IP化
融合趋势明显:技术融合,网络融合,业务融合
宽带无线与移动通信技术
NGN/NGI
融合:基于IMS的移动与固定网络的融合,电信、计算机和广播电视业务的融合,家庭网络
一致的用户体验是业务融合的目标！
业务融合与网络融合:
网络融合
总体来讲，是不同的网络向同一方向发展，在底层技术、组网架构等方面有越来越多的共同点和最终合而为一的趋势
其中的网络，既包含不同的传统电信网络，也包括广播电视网、宽带数据网络等其他通讯网络
三网融合中，业务融合与网络融合之间的区别与联系：
网络融合不是业务融合的必须，提供业务的各种基础网络本身，由于历史的原因以及竞争的需要，将会长期共存、竞争和发展，而业务层的融合将不会受限于基础网传送结构
业务融合推动了网络融合的发展，业务融合要求网络的互联互通，并通过降低业务承载成本的内在要求推动异构网络向同一方向发展
新话音业务方式对传统话音业务的替代
移动电话。移动电话对固定电话的竞争越来越大。在本地通话方面，1~5月固定电话通话次数与移动电话通话次数之比从2002年、同期的3.24、2.16下降到1.60。
IP电话： IP电话对传统长途电话的分流继续加强。在长途通话方面， 1~5月IP电话所占的比重从2002年、同期的33.6％、41.1％上升到45.9％，传统长途电话所占的比重则从39.0％、30.1％下降到29.1％。
QQ等即时通讯软件导致用户电话业务下降
宽带用户增长迅速
中国将成为宽带接入人数最多国家
互联网应用主导宽带应用发展
Web浏览
互联网即时通信
网络游戏
多媒体/流媒体：多媒体应用、网上电视直播、VoD视频点播、视频聊天、……
其他宽带接入商的激烈竞争
其他电信运营商
专业宽带接入商
广电HFC宽带接入
电力线载波上网
全IP网络环境特征
业务与承载网络分离
促进网络运营商与虚拟运营商/服务提供商的价值链分工
电信运营的核心竞争力在于业务生态环境的控制力
让利不让权——I-mode成功的核心理念
业务的发展主导权
业务运营的控制权
电信运营商对业务生态环境的控制力正在减弱
电信全IP网络发展趋势下，运营商的控制更加困难
网络对电信业务的透明性
未来电信业是否会走互联网产业的发展模式？
NGN是什么？
Next Generation Network (NGN)是一个融合PSTN、包网络、无线网络的通用网络,可以通过不同的终端，例如电话、PDA、移动电话或者个人电脑等来传递声音、数据、视频和多媒体业务。
基于软交换技术的下一代网是业务驱动的网络，通过呼叫控制、媒体交换及承载的分离，实现了开放的分层架构，各层次网络单元通过标准协议互通，可以各自独力演进，以适应未来技术的发展。
NGN 定义： NGN是基于分组的网络，能够提供电信业务；利用多种宽带能力和QoS保证的传送技术；其业务相关功能与其传送技术相独立。NGN使用户可以自由接入到不同的业务提供商；NGN支持通用移动性。
NGN基本特征：分组传送；控制功能从承载、呼叫/会话、应用/业务中分离；业务提供与网络分离，提供开放接口；利用各基本的业务组成模块，提供广泛的业务和应用(包括实时、流、非实时和多媒体业务)；具有端到端QoS和透明的传输能力；通过开放接口与传统网络互通；具有通用移动性；允许用户自由地接入不同业务提供商；支持多样标志体系，并能将其解析为IP地址以用于IP网络路由；同一业务具有统一的业务特性；融合固定与移动业务；业务功能独立于底层传送技术；适应所有管理要求，如应急通信、安全性和私密性等要求。
下一代交换网，指软交换体系；
下一代接入网；综合接入网
下一代传送网，包括新一代的MSTP,ASON；
下一代移动网，移动3G；
下一代互联网，IPV6。
第二代电信网的核心技术：基于TDM电路交换的数字通信技术
技术特点：模拟终端，数字程控交换机，TDM传输技术的PDH与SDH
业务特点：业务简单，独占式电路交换
发展驱动力：业务多样化对业务的综合要求以及为降低运营成本、简化运营
体系而减少运营网的种类。
第三代电信网的核心技术：基于统计复用分组交换的数字通信技术
IMS-在全IP网络增加业务控制层面:
支持未来的全IP网络，实现运营商端到端的IP业务控制；
呼叫控制、承载控制、媒体网关的分离以及在IP网络上的多业务融合
NGN：Next Generation Network，作为网络界描述未来电信网共同使用的一个新概念，它好像一把大伞，涵盖了固定网、互联网、移动网、核心网、城域网、接入网、用户驻地网等许多领域。
软交换：Softswitch，作为NGN的一项核心技术，为业务网与承载网的分离以及各业务网的融合提供了可能。
狭义的NGN就是指软交换。
软交换思想是在下一代网络建设的强烈需求下孕育而生的。贝尔实验室1997年提出Softswitch概念，经历了实验室阶段、市场推广阶段、大规模应用阶段这三个发展。在众多制造商和运营商的共同推动下，Softswitch产品逐步趋于成熟。
Softswitch体系思想的几个特点:
开放的体系结构
业务趋动的网络
基于统一协议的包交换网络
设备接入综合化
设备控制策略化
从现有网络如何发展到一个融合的NGN？
叠加网核心思想：
保留现有电路交换网资源不变，通过放置网关实现互通，软交换完成呼叫控制功能。
着重于业务融合，便于对网络统一管理、快速部署。作为向NGN演进的长远解决方案
软交换和3G网络的IMS的关系和相互融合
IMS的主要技术基石包括：
SIP呼叫模型和协议栈；
网关分离模型和H.248协议栈；
多媒体特征和开放业务架构。
固网软交换是集成了CSCF、MGCF、BGCF、MRFC等网元实体功能的物理设备。
固网软交换已经基本实现了上述所有功能，只是没有达到IMS所描述的高度开放性。
和现有其它产品（包括3G产品）相比，固网软交换是最接近于IMS定义的目标架构的。
IMS的主要技术基石包括：
SIP呼叫模型和协议栈；
网关分离模型和H.248协议栈；
多媒体特征和开放业务架构。
固网软交换是集成了CSCF、MGCF、BGCF、MRFC等网元实体功能的物理设备。
固网软交换已经基本实现了上述所有功能，只是没有达到IMS所描述的高度开放性。
和现有其它产品（包括3G产品）相比，固网软交换是最接近于IMS定义的目标架构的。
软交换和3G网络的IMS具有相同模型
固定软交换承载于IP分组网络上，主要由业务应用层、核心控制层和边缘接入层组成。
业务应用层网元实体主要包括应用服务器APPS、Parlay网关等。
核心控制层网元实体包括呼叫服务器Call Server、媒体网关控制器MG Control、数据库Memory DB和资源管理器Resource Manager等。
边缘接入层网元实体包括信令网关SG、智能终端Intelligent Terminal以及媒体网关/媒体服务器等。
固定软交换和IMS逻辑功能结构的对照关系如下：
Call Server – CSCF
MG Control – MGCF
Memory DB – HLR/HSS
Resource Manager – MRFC
MG – IMS-MGW
Media Server – MRFP
SG – SGW
固定软交换在实现方式上的最大特点是把核心控制层功能实体呼叫服务器、媒体网关控制器、用户数据库以及资源管理器全部集中在一个设备中。
它既符合固定网的网络特点，也降低了网络设备的研发和运维的成本。
其缺点是用户数据库位于核心控制设备之中，不适合在固网中引入移动特性以及和移动网融合。
为实现固定软交换的智能化和移动化，必须改变固定软交换的业务触发方式。
一个可行的方式就是参考移动网络的数据组织方式，把用户数据库从核心控制设备分离出来，形成独立的用户数据库HLR，HLR和核心控制设备之间的接口通常采用MAP协议。
这可以看作是固定软交换向IMS演进的第一步，在后续阶段，HLR将演变成HSS，接口方面除MAP协议外也将支持Diameter协议。
固定软交换向全IP架构的演进，融合移动3G网络的下一个演进阶段是网络逻辑实体接口的标准化。
具体地说，就是在第一阶段的基础上把相关的功能实体呼叫服务器Call Server、媒体网关控制器MG Control、用户数据库Memory DB以及资源管理器Resource Manager之间的接口标准化，为最终实现固定网络和移动网络的融合准备条件。
3G网络向全IP架构的演进已由3GPP定义得十分严谨，可参见相关标准
基于全IP网络的固定网络和移动网络的融合的实现将是一个漫长的过程。
FMC融合首先会在网络的业务层面得以实现，然后才能在核心网上得以实现。
在接入网仍然会是多种技术长期共存的局面。
宽带化、移动化、智能化、多媒体化、个性化、无缝化将是成功开展FMC融合最为关键的因素。
承载网方案
网络结构要求
NGN系统设备（SS/TG/SG/业务平台等）位于IP承载网核心层；
用户侧设备（IAD/IP电话/可视电话等）可以处于IP承载网的接入层；
IAD可以穿越公网、私网的能力，可以放置于用户的私有网内。
网络安全要求
NGN网络智能化设备的防病毒、黑客和非法接入能力；
NGN承载网络防病毒、黑客和攻击能力；
QoS的要求
业务带宽保证
业务试验保证
抖动
丢包率
网络可靠性要求
网络的可用性达到99.999%
链路倒换不影响业务
软交换增强型异地容灾技术
SS心跳检测
SS数据同步
H.248双归属设计
M3UA双归属设计
SSA、SSB信令点配置
网关TG的M3UA目的信令点、链路集、路由配置、M3NA链路配置指向及优先级设定
SIP-T/SIP-I双归属设计
SS A、SS B侧设计配置要求
远端SSc侧设计配置要求（如NGN长途软交换）
多协议网关、终端异地容灾技术
切换机制
支持切换的策略控制和配置。软交换可以配置策略，在容灾软交换之间心跳检测正常的情况下，选择不允许或允许某网关设备的切换。
业务切换机制
网关故障检测自动切换
软交换人工命令切换
业务切回机制
软交换人工命令切回
软交换定时启动切回
计费处理
对于容灾软交换的计费，在切换前，计费话单在原软交换中进行计费，当发生切换时，主用软交换发现终端或网关切换到了备用软交换，停止当前呼叫进行计费，计费话单存储在主用软交换，切换到备用的终端发起新的呼叫，计费话单在备用软交换上提供。
