近兩年來全球各地風起云涌的PSTN網絡升級改造活動重新又進入了人們的視線。這一次它改變了以往給人高高在上,無法落地的印象,而是腳踏實地的承擔起了替換傳統老,舊PSTN端局交換機的重任。人們也許會覺得有一點詫異,最早由3GPP為移動多媒體應用而提出的IMS網絡技術,竟然是以固網PSTN網改做為起步。其實這恰恰是IMS技術具有網絡融合性,與接入無關,面向未來的特點,經過多年的探索,試驗以及商用部署的經驗積累,IMS網絡技術已經逐步在PSTN網絡改造,新型業務發展(包括RCSe增強型富通信套件,VisualCom高清視頻會議等),以及VoLTE的實踐中逐漸承擔起了越來越核心的作用。
PSTN網改,勢在必行
近年來,在全球范圍內,PSTN運營商普遍面臨著前所未有的困境。一方面設備老舊,市場上運行的大多是上世紀90年代初部署的PSTN交換機,目前已經接近或已經到達其生命周期終點,面臨淘汰,設備故障率高,耗電高,占地面積大,這些都造成運營維護成本的提高,而又無法適時推出具有市場競爭力的新業務以維持營收的增長;另一方面,又面臨著來自互聯網的OTT的步步緊逼,造成用戶離網率的不斷提高,在歐美市場,目前PSTN用戶的離網率普遍在10%左右。因而為了降低運營費用,降低用戶離網率,維持營收的增長,PSTN運營商迫切需要對其現行網絡做升級換代,選擇合適的網絡技術作為PSTN網改的方向,給出答案的正是IMS網絡技術。
在這樣的行業發展的大背景下,歐洲,北美以及中國的PSTN運營商們這兩年來都紛紛的展開了以IMS網絡為核心的PSTN網改的實踐活動。其中歐洲的德國電信,法國電信,以及美國的AT&T,加拿大的Rogers,以其PSTN網改的先進性而尤為引人矚目。
他山之石,可以攻玉,讓我們看看德國電信是怎么做的。德國電信是歐洲最大的綜合業務電信運營商,同樣,由于受困于網絡設備老舊,用戶離網率增高,缺乏新業務等原因,德國電信最早于2009年啟動了以IMS為核心的PSTN網改項目,共花了兩年時間,用IMS網絡改造替換完成了其在德國國內的PSTN網絡,目前IMS網絡已經投入商業運營。德國電信的PSTN網改在以下幾個方面給人留下了深刻的印象。
·極大的縮減了網絡設備局點:建設了4個IMS核心網絡,以及30個邊緣接入站點,替換拆除了1600余個PSTN交換機端局,以及7800個接入站點。
·節能減排,效益明顯:由于老舊設備而節省的電費,在兩年內即可支持整個PSTN網改所需的費用。
·接入寬帶化:基本丟棄了傳統的窄帶接入,95%的用戶通過寬帶接入,僅有5%的用戶使用窄帶MSAN接入。
·新的業務增長點:大力發展家庭用戶接入網關,為發展包括視頻電話在內的新業務打下基礎。
·面向未來:IMS核心網絡支持固移融合FMC,已經為接下來的VoLTE打下了基礎。
愛立信公司憑借先進的產品技術方案,持續的創新能力,以及扎實穩健的工作作風,贏得了德國電信的信任,被選擇為其合作伙伴為德國電信提供端到端的IMS產品方案,以及專業的服務。
除了德國電信外,愛立信公司還與其他世界領先的運營商合作,積極的推進以IMS網絡技術為核心的PSTN網改活動。截止到2012年4月,愛立信在全球共有91個IMS商用合同,其中61個已經商用,有超過2千萬用戶在使用愛立信所提供的IMS網絡。無論從合同數,用戶數以及覆蓋范圍上看,愛立信公司毫無疑問都是這一領域的領先者。
PSTN網改,我們應當關注的問題
讓我們將視線再轉回到中國,我們會發現近年來中國主要的PSTN運營商中國電信和中國聯通,也在積極的進行著以IMS為核心的PSTN網改活動。同其他的運營商一樣,中國PSTN的網改之路也有著自己的特色,面臨著種種自己所特有的一些難題和關注點。下面以中國聯通為例,我們試圖通過分析其現有網絡狀況,結合現今網絡技術的發展趨勢,來歸納總結出一些影響其PSTN網改策略以及在網改過程中所關心的主要問題以及可能的解決辦法。
眾所周知,中國聯通是一家以北方十省/市為主,同時也覆蓋南方21省/市的綜合業務運營商,不僅擁有PSTN固定語音網絡,還同時運營著GSM/WCDMA移動網絡,IP及數據網絡,以及傳輸與同步網絡。因而在考慮PSTN網改時,除了要從PSTN固定語音網絡的角度出發以外,不可避免的也要考慮到其移動網絡,以及IP及數據網絡的發展。
首先,其固定PSTN語音網絡在北方十省/市以及部分南方省份已經部署了以軟交換為核心的固網智能化,本地PSTN TDM端局交換機接入到軟交換匯接局,其業務主要由軟交換以及智能網業務平臺提供。軟交換不僅要擔當起本地匯接局的功能,還要為本地端局提供業務,同時還作為業務觸發點,觸發到智能網業務平臺,為用戶提供其所需的智能網業務。因而,在做PSTN網改時,有兩點是值得我們重點關注的,首先要正確地處理好IMS網絡與軟交換網絡的關系;其次,在業務的部署上,要考慮到繼承現有業務,與發展新業務之間的關系。經過我們的調查與研究,我們有以下的建議,
·應當看到,IMS代表著網絡發展的方向,但并不會在一夜之間替換掉現有的PSTN網絡設備,其替換的主要目標是現網上的老,舊的TDM端局交換機,而與軟交換會有一個長期共存的過程。
·IMS網絡具有大本地虛擬端局的概念。定位于PSTN本地端局位置,部署方式可以一省集中部署,服務于全省PSTN用戶,這樣便于網絡管理與運營維護。
·在業務的繼承上,運營商普遍比較關心是否可以全盤繼承,從而無需構建新的業務平臺,無需改變現有的運營方式,同時也不會影響終端用戶的體驗。從網絡發展出發,繼承固然是一個重要的思考角度,但同時創新也是發展的重要動力與源泉。我們可以建議,在PSTN網改過程中,對于PSTN基本及補充類電話業務由IMS網絡部署多媒體電話服務器來實現;對于現有網絡的智能網業務,可以借此機會進行適當的梳理,一些使用率很低的業務,可以選擇放棄,而一些主要的智能網業務,比如400,800號業務,融合VPN,預付費等業務,可以通過部署IM-SSF來實現與IMS網絡的對接,繼續為IMS網絡服務。
·IMS網絡支持開放,標準的業務接口,為運營商提供了一個可以開發和集成市場所需的各種新型業務的平臺。因而在繼續為用戶提供以語音為主的傳統電信業務以外,還可以積極發展結合了視頻,信息交互,群組管理,位置信息等的多媒體應用,比如RCS-e(富通信套件),VisualCom(高清視頻)。一方面可以降低用戶的離網率,增加用戶的粘著度,同時更重要的是可以增加新的業務增長點,提高運營收入。
另外,對PSTN網改的進程起著很大推進作用的是,近兩年來大力推動的光纖寬帶接入網絡FTTx的建設,也就是大家所知道的‘光進銅退’項目。用戶如何接入IMS網絡,一直是困擾運營商的一個主要問題。目前,基本上有兩種主要方式將PSTN終端用戶接入到IMS網絡,
·一是,接入網寬帶化改造,放棄原有的銅線用戶線,通過光纖FTTx的建設,用戶在家中可以通過寬帶IP接入到IMS網絡中。
·另一種是,接入網窄帶改造,繼續保留原有的銅線用戶線,通過在局端/模塊局部署接入網關,對模擬用戶線進行IP化改造。
這兩種方式,優缺點比較明顯。通過接入網關進行的窄帶改造,盡管可以將用戶接入到IMS網絡,但由于并不能支持寬帶而無法發展新型多媒體業務,并且這部分改造費用較大,而且不是網絡發展的方向,從保護投資角度出發,其不應當作為IMS網絡接入的主要部分,而可以作為光纖接入的一個補充。主要針對一些暫時無法部署光纖的樓宇,小區,可以先采用這種窄帶改造方式而接入到IMS網絡。
總之,從市場技術的發展以及保護投資的角度來看,光纖改造無疑是PSTN網改的首要選擇。按照‘光進銅退’的總體策略,計劃到2013年間,將基本完成各地級市光纖寬帶接入網建設改造,地級市城區用戶集中區域FTTB/H端口占比超過80%。屆時,將有超過五千萬線光纖到戶部署到位,這都為PSTN網改健康發展提供了良好的基礎。建議應當抓住這個機會,與‘光進銅退’項目緊密結合,積極,適時的推動PSTN網改項目的發展。
同時,我們也看到移動網絡也在不斷的發展中,其方向同樣也是朝著寬帶化,IP化方向演進。隨著LTE,EPC網絡的部署,VoLTE的部署也漸漸的提到了日程上來了,目前在北美,日本,韓國,以及澳洲,都已經開始了VoLTE的商用試驗網,甚至商用網絡的部署。而VoLTE的核心網絡也正是IMS網絡。因而,在進行PSTN網改時,應當充分到將來的VoLTE和固移融合。與生俱來,IMS網絡技術具有與接入技術無關性,其核心控制平臺CSCF,用戶數據庫HSS,以及其業務平臺都可以作為融合平臺同時為固定PSTN接入用戶,和移動接入用戶提供服務。但在產品節點的具體實現上,以及網絡部署的規劃上,卻可能存在著一定的差異性,如果考慮不當,會為將來固移融合的實施留下風險。比如,
·對于多種鑒權方式的支持(AKA與SIP Digest);用戶的漫游管理;緊急呼叫的處理機制;策略控制(PCC),等等。
·共平臺的MMTEL AS要能支持對于VoLTE的一些特殊要求,比如SCC-AS 等。
·網絡規劃部署時,應能兼顧考慮到VoLTE用戶與CS用戶共號碼時對網絡各個節點的要求。
總之,從網絡融合發展,以及投資保護的角度出發,我們在規劃安排PSTN網改時,應當將眼光放長,要統籌考慮到將來移動網絡融合進來,共平臺時的方案,為實現固移融合鋪平道路,打下基礎。結合以上描述,下圖我們給出一張某省PSTN網改的網絡建議圖。圖中包括了接入網,核心網絡,業務與應用平臺,以及與PSTN現網的互通方案。
??????? 愛立信IMS網絡方案,全面推動PSTN網改實施
愛立信公司多年來一直是IMS產業發展的積極推動者。在標準化,產品實現,和產業鏈整合方面積極推動,不遺余力,取得了有目共睹的成績。
工欲善其事,必先利其器,在目前全球產業一體化高度發展的現在,產品的標準化對于產業的發展是至關重要的。作為全球IMS產業的積極推動者,愛立信公司深刻認識到標準化對于產業發展的重要性,因而非常注重IMS技術標準的制訂與發展,并成為IMS標準化的最大貢獻者。愛立信公司連續多年在3GPP通過的IMS技術提案排名第一。協調和促成了移動,固網,互聯網和有線網四大行業相關標準組織3GPP,TISPAN,IETF,PacketCable在IMS標準上的融合,使得IMS成為真正面向四網融合的標準解決方案。另外,愛立信公司還是IMS整體架構P/I/S-CSCF 以及關鍵演進技術ICS (IMS Centralized Services)的提出者;是IMS多媒體電話業務MMTEL的聯合提出者;是RCS(富通信套件)標準發起人。
在IMS產品方案方面,經過多年的發展,愛立信公司已經形成了成熟而完備的IMS產品生產線。秉承愛立信公司的一貫理念與信譽,IMS產品方案采用高性能的通用產品平臺,具有容量高,可靈活擴展,工作穩定的優勢。同時,在組網方案以及產品功能方面,愛立信公司憑借著強大的研發創新能力和多年IMS商用經驗的積累,形成了擁有自己的特點,在運營商PSTN網改以及固移融合中起到積極的推進作用。下面作一個簡要的介紹。
在網絡可靠性和穩定性方面,愛立信公司IMS設備不僅節點設備具有板卡級的負荷分擔和冗余備份機制,設備組網方面,同樣也支持高效的容災備份機制。同時,IMS核心設備CSCF還具有所謂‘池’的概念,即若干S-CSCF組成一個池,工作于負荷分擔方式,同時為一個省或一個區域的用戶服務,當用戶開始注冊時,系統可以按照網絡工作狀況,從S-CSCF池中選擇一個S-CSCF來為用戶提供服務。這樣不僅可以提高網絡運行的可靠性,同時也大大提高了系統運行的效率。IMS網絡系統中另一個重要節點是用戶數據庫HSS,其存儲了網絡用戶數據,對其安全性有著很高的要求。愛立信公司的HSS不僅能實現1+1的主備工作方式,而且更進一步,能夠支持到1+1+1的三級熱備工作方式,這在業界是獨一無二的,可以確保網絡安全萬無一失,解決了運營商的后顧之憂。
在組網方面,具有相當的靈活性,在PSTN長途話路疏通方案上有著高效解決方案。IMS網絡構建于IP傳輸網絡基礎之上,這在長途話路的疏通方面具有先天的優勢。因而完全有理由來充分利用IMS網絡來疏通PSTN的省際長途話路,不僅IMS用戶與IMS用戶之間的長途話路,而且傳統PSTN網絡上的長途話務也可以由IMS網絡來進行疏通,為最終的全網IP化鋪平道路。愛立信公司提供符合標準的優化方案,簡要來說,愛立信IMS核心網絡支持‘Transit’ (中轉)功能,可以支持將傳統的TDM PSTN話務,轉接入IMS網絡,通過IMS網絡之間的Mk接口將話路疏通到目標網絡。通過這樣的方法,可以完全利用IMS的標準網絡架構,而無需構建額外的功能節點,即可實現利用IMS網絡來疏通PSTN長途話路的目標。
在設備節點的設計上,愛立信公司做為業界技術領先者,一直沒有放棄對于新技術,新方案的追求。IMS網絡中一個重要的網絡節點SBC(會話邊界控制器),其位于IMS網絡的邊界,起著將終端用戶接入到IMS核心網的重要作用。它的主要功能包括接入許可控制,網絡拓撲隱藏,NAT以及NAT穿越,QoS及帶寬策略,和網絡安全機制,等等。在以往的IMS產品方案中,SBC都是以信令控制與媒體承載集中于一個物理節點上的形式出現。但隨著SBC在固移融合中的重要地位日益顯現,3GPP,TISPAN定義了更多的邏輯功能于接入網和核心網之間,我們會發現集中式SBC越來越不能適應PSTN網改以及今后的VoLTE和固移融合。對此,愛立信在業界首先提出了分離式的SBC架構,即信令控制與媒體控制相分離。分離式SBC架構在網絡運營管理,新應用支持方面相較于集中式SBC有著先天獨到的優勢。
·分離式SBC在網絡部署時,可以將信令控制部分集中部署于IMS核心網,而將媒體處理部分按照需要下放到各個城市,區縣。這樣的集中控制與媒體的分布下放相搭配的網絡部署,可以很好的應對處理用戶漫游時(RCS-e和VoLTE)和流量突發時(使用高清視頻媒體)的情況。無疑,這樣的網絡部署方式也將便于運營維護。
·信令控制與媒體承載相分離,使得這兩部分都可以更加專注于各自的職責領域。隨著網絡技術的發展,可以預見到將有越來越多的應用將部署到SBC上,這就要求SBC信令控制部分應當更靈活方便的支持部署新的應用。比如,P-CSCF功能集成于SBC中; ATCF、ATGW的功能實現;移動用戶的漫游控制,緊急呼叫,以及策略控制,等等功能的實現。
愛立信IMS其他網元節點也都有著自己獨特的優點和先進性。比如,HSS已經支持CUDB架構,即同一數據庫平臺,可以同時支持2G/3G,LTE以及IMS網絡的用戶數據存儲與處理;多媒體電話服務器已經支持SCC-AS,無需構建新的硬件平臺,為今后的VoLTE打下了基礎;支持標準的Sh接口,用戶的透明業務數據存儲于HSS中,可以真正的實現用戶多種業務融合和統一管理,并且在負荷分擔和容災備份方面有著天然的優勢;除此之外,在支持用戶多媒體業務應用方面也有著一些細微但實用的實現,例如:當一個用戶同一號碼擁有多個終端時,IMS網絡系統將自動識別用戶終端的能力,并能將不同的會話轉到最合適的終端上,將視頻電話發送到支持視頻的終端上,而語音則發送到支持語音的終端上;增強的Cx接口處理能力,能支持對同一個注冊用戶,不同接入方式的多種不同的鑒權方式,當通過固定接入時,采用SIP Digest方式鑒權,而當此用戶通過移動接入時,則自動通過AKA方式完成鑒權。類似這樣的功能實現還有很多,限于篇幅限制,這里就不一一贅述了。
綜上所述,經過多年試驗和商用部署經驗的積累,愛立信IMS網絡技術為PSTN網改提供了堪稱完備的方案。 但是,我們認為僅僅是對老舊PSTN交換機進行無縫替換,還是不夠的,還應該認真考慮如何充分利用IMS網絡,開發新的業務應用,來吸引用戶,創造新的盈利增長點。愛立信公司在這方面也是深思熟慮,結合目前市場發展趨勢以及競爭環境的變換,愛立信公司在運營商電信市場上積極推動以IMS網絡技術為基礎的RCSe (增強型富通信套件)和VisualCom(高清視頻通信),可以作為PSTN網改后的新的業務增長點為運營商帶來新的營業收入和利潤。
簡單來說,RCSe (增強型富通信套件)可以利用IMS網絡為移動用戶或PC客戶端用戶,提供融合了語音,和基于IP網絡技術的即時消息,視頻電話,視頻共享,文件共享,個人博客等業務,為用戶提供互通的,融合的,豐富的通信體驗。目前來自于OTT的信息交互與社交網絡類的業務應用,可謂是來勢洶洶,正不斷蠶食著運營商的市場與用戶份額。如果不能很好的正面應對,電信運營商的市場將不可避免的受到擠壓,而最終只能偏安于做一個管道運營商。而RCSe方案則可以讓運營商通過IMS網絡技術,方便高效的整合其用戶號碼資源,并結合其優質的CS語音網絡資源,為用戶提供更加可靠,優質的,整合了用戶現有號碼本的電信級的業務體驗。相信運營商憑借其優質可靠的服務必將能在充滿未來的信息交互與社交網絡這一廣闊市場上占有一席之地。RCSe目前在全球蓬勃發展,愛立信公司更是從整合產業鏈角度出發,聯合了多家終端廠家,以及運營商共同努力,積極推動,不遺余力,已經形成了成熟的產業鏈和生態系統。歐洲著名的五大運營商組成的G5目前已經共同聯合推出了以JOYN為業務品牌名稱的RCSe 的商用業務,覆蓋了歐洲大部分面積,而背后支持其網絡運營的正是愛立信公司為其提供的端到端的IMS網絡解決方案。
另一個愛立信公司關注的領域是VisualCom(高清視頻通信)這一極具潛力的市場。隨著技術,以及市場情況的發展,企業尤其是大型的跨地域的企業從提高企業運行效率,節省差旅成本的角度出發,對于高清視頻通信有著很強的需求。但以往對于這樣的視頻通信的解決方案在方案的成本上,易操作性,和互通性上往往都差強人意。而現在愛立信抓住這個機遇,憑借自身IMS網絡方案,強強聯手Polycom,由Polycom提供高,中,低檔不同類型的終端來形成一個滿足不同市場需求的端到端的具有QoS機制的高清視頻解決方案。愛立信正引領IMS高清視頻通信進入一個人們可以普遍使用的低成本,易操作,高質量,高互通性的新紀元。
總結
俗話說,機會總是留給有所準備的人的。在目前全球PSTN網改的潮流發展中,我們應當抓住機會,立足PSTN現網實際情況,配合‘光進銅退’接入網改造的策略,著眼于VoLTE和固移融合的網絡架構,積極規劃部署和實施以IMS為基礎的PSTN網改項目。 愛立信公司愿意憑借在全球IMS市場和產品方案上的領先地位和豐富經驗,在網絡規劃,產品方案,系統整合,和業務部署方面為PSTN網改的順利實施貢獻自己的力量。
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