利用V5接口从网络边缘向NGN演进
2003/07/23
软交换进展缓慢
应该说，软交换的设计初衷为我们描述了一个美好的前景，然而软交换产品的部署却进展缓慢。在中国，软交换网络全部是试验网，没有一个商业网，概括下来有以下几个原因：
1、网络资源现状是当前软交换系统部署迟缓的主要原因
虽然从理论上讲，软交换的性价比要比程控交换机高，但在现有交换资源没有充分利用的情况下，去重复建设软交换无疑是一种浪费。在带宽资源现状下，基于统计复用的VoIP技术节省通话成本的优势很难再吸引运营商，这也是为什么现有的“IP电话”仅仅只是每分钟三毛钱长话的代名词。打破垄断、建立有效竞争环境，重点在于低成本地建设接入网，然而软交换通常采用的NNI接口，并不能快速、有效地实现这一市场目标。
客观来说，软交换系统是一个技术推动型产品，而不是需求推动型的产品，这是软交换系统部署迟缓的主要原因。
2、软交换的系统成本居高不下
究其原因，软交换里面实现了大多数交换机的功能，软件功能的复杂意味着成本的上升。而运营商是否愿意为这些他们已经拥有的资源重复付费呢？
另外，通常情况下，软交换机只实现了基本的交换功能，而不具备更多的业务提供能力，单独并不能够实现PSTN端局交换机所支持的全部业务，要做到和PSTN交换机的功能相当，还需要其它的设备配合，这些附加设备又抬高了整个软交换系统的设备造价。
3、新业务成熟度欠缺，尚在演示阶段
虽然软交换系统提供的API，从理论上讲，具有快速的业务生成、配置和汇接能力，然而这些业务API，例如我们耳熟能详的PARLY ，并不成熟，并不像SIP/MGCP/H323等控制信令或者RTP/RTCP等媒体传输控制协议这样成熟和标准。
API的不成熟，意味着在某个软交换产品生成的业务，也只能适用于特定的软交换机，设备的无关性，业务的互通性、汇接性差。因此，并没有将开发新业务和应用产业化，形成一条良性的产业链。另外，而厂商开发的屈指可数的新业务，也由于大多属于演示的范畴，并没有太多实际的价值。
4、老业务的兼容性对业务的接受程度产生重要的影响
NNI接口，使得既有业务访问不便，需要做大量配置，一些智能业务甚至通过软交换机不能访问。用户的使用习惯也存在问题，用户需要接受复杂的拨号计划，需要改变拿起电话就拨打电话号码的传统习惯，有些细节的改变将对业务的接受程度产生重要的影响，黑猩猩和人的DNA只相差不到1%。
5、软交换网络和PSTN的不对等地位与理论设计相差甚远，演变过程是逐步渐次的
麦卡啡定律告诉我们，网络的价值和用户的平方成正比，软交换网络不可能单独成网，必须要和PSTN互联互通，以利用PSTN的用户数来提升本网络的价值。在面对着尽管技术落后，但用户数目巨大的PSTN网络时，软交换网络怎么看都处于一个从属位置，属于PSTN网络的一个接入网。随着软交换网络的用户数目增多，逐步演变成为两个对等的网络，最后，PSTN网络成为软交换网络的接入网络。
这种演变过程和ARPA NET和NSF NET的关系演变类似。然而要想从接入网变为对等的两个网络，必须要经过很长的一段时间。现阶段，尽管许多人不愿意承认，软交换在网络中的应用地位就是：PSTN网络的一个接入网。
综上所述，使用NNI接口，重新实现PSTN交换机的绝大多数功能，缺乏业务快速生成、配置、汇接机制，以较高的成本不能快速满足市场对接入的需求，是当前软交换系统这种技术推动型产品和功能形态的主要弊端。
利用V5接口实现分组化
要改变软交换系统不适合目前网络现状和运营商实际需求的问题，需要对软交换系统的功能进行重构。此时PSTN和分组网络之间的接口是一个非常重要的因素，常见的UNI接口包括：PRA和V5。由于PRA在容量、性能、容错等方面较差，因此考虑使用V5接口。
结合终端的不同设备形态和IP网络所引入的新特性，本方案可以开展丰富的业务，例如城域/广域CENTREX 等，并在多种场景下应用。
1、高起点的发展
通过将宽带城域网和PSTN网络有效地结合在一起，运营商在内部，可以合理布置组织结构、降低管理和生产成本，可以充分利用现有资源，降低资本性开支，提升投资回报率。
由于采用标准化的VOIP技术，相对于PSTN网络来讲，具有技术领先的特点，随着市场的逐步成熟，可以通过软件升级的方式，将TG变更为媒体网关和信令网关，平滑地向下一代网络演进，使得现有投资可以长期使用，演进的过程对最终用户是透明的，用户和业务不会受到影响。
2、高起点的竞争
网络独立：利用自身现有的宽带城域网和接入网实现窄带接入，将使渗透方不再依赖被渗透方的网络，可以独自开展本地业务、长途业务和智能业务，并提高用户的忠诚度。
业务丰富：在基础话音业务方面，具有许多PSTN所不能实现的业务和业务特性；除话音业务外，使用不同能力的终端设备，还可开展及时短信、多媒体通信等差异化增值业务，提高差异化竞争能力。
部署灵活：终端设备的种类和产品形态丰富，有几百甚至上千端口的AG设备，也有单端口的IAD设备，可以随用户的规模来部署和建设，投资和网络规模呈线性增长，初使投资的门槛比较低。
快速抢点：组网简单、建设周期、建设成本有效降低可以使运营商迅速开展业务，并随着市场需求的不断出现，不断推出新的业务。
3、方案缺陷
该方案在实际应用中还有一些实际问题需要解决：QoS、地址规划。
实时媒体和数据对网络QoS要求不同，实时媒体流主要关注时延、抖动，而不太关心丢包。受各种条件的制约，在IP网络上，目前还很难做到整网QoS，因此，这是一个长期存在的问题。但在目前的现状下，我们可以通过对二层和三层报文进行分类的方法，来提供DiffServ ，以提供一定QoS保证。在目前骨干网络已经有许多是基于MPLS，且带宽已经不再是瓶颈的情况下，IP网络上传送话音已经接近PSTN的质量，城域网上的话音的MOS分数可以达到4.0左右。
由于IP地址短缺，地址规划的工作变得比较困难，当大量部署需要固定IP地址的终端设备时，有时甚至是一件不可能完成的任务。在IPV6大量部署前，采取的策略有两种：1、部署专用的VOIP网络，然而这种方式缺乏持续发展能力，缺乏将INTERNET上的资源和业务紧密结合的能力，有些业务甚至不能够开展。2、和现有PC上网的策略类似，将终端设备放置在NAT构成的私网后面，但TG仍然部署在公网上，使用NAT设备作地址收敛节省IP地址，然而该设备在降低了对IP地址需求压力和便于地址规划的同时，阻碍了业务的端到端连接，可以考虑的措施是在增加一些媒体中继设备，完成公网与私网的映射。
现有的网络处理器技术可以使一个网元，在时延很低的情况下，支持几万路到几十万路的并发话音流。这种方案还可以解决目前网络中已经广泛部署的NAT设备的业务穿透问题，因此，在IPV6广泛部署以前，是解决地址规划问题的一个较好选择。
可持续性发展和未来展望
利用了一些标准技术对软交换体系的功能进行了重构，逐步向下一代网络演进。具体演进策略可以分成四个阶段：
接入分组化阶段
TG通过V5接口连接PSTN和宽带城域网，利用宽带城域网实现窄带接入功能，开展基础话音业务，发展话音用户。
该阶段，分组话音不会对原有IP网络和PSTN网络产生任何影响，业务的使用方式和PSTN的使用方式完全一致，并可以利用IP网络的特性，提供诸如：城域/广域CENTREX ，固话号码漫游、亲情号码等PSTN网络不易实现的业务。
本地交换分组化阶段
在TG中增加简单的交换功能，本地交换由TG来完成，长途交换仍然由PSTN来完成。
当IP网络上的话音用户发展到一定规模后，在TG中增加交换功能，可以提高交换的效率。同时可以在路由中增加到其它TG的路由，使得同城的IP网络内部可以进行话务的交换和传输，逐步将以部分业务流量从PSTN网络中分流出来。
在IP网络上，增加标准的网元设备，例如：会议桥、流媒体设备，可以提供电视/电话会议，IP CALL CENTREX 等企业业务。
对等网络阶段
使用NNI接口和PSTN网络相连，将控制和交换功能从TG中移到通用服务器中。进入软交换的实质性部署阶段。
该阶段，TG蜕变成为媒体网关或者信令网关，交换由软交换来完成，长途交换依赖于网络结构，可以由软交换网络实现，也可以由PSTN网络实现。
在继续开展好企业业务的同时，利用软交换体系的开放API，逐步建立开放的业务体系，提高业务生成、配置和汇接能力。
核心网阶段
PSTN网络退化成为以IP网络为核心的接入网络。
网络的融合、业务的融合，IP网络作为骨干网络，拥有了完整的业务层、控制层、承载和接入层，所有的交换和业务流的传输基本都由IP网络实现，PSTN网络成为核心网络的接入网络。
通过V5接口，利用IP网络来实现窄带接入的功能，对于打破垄断，创造有效的竞争环境，合理利用社会资源、激活沉淀资产，提高运营商的运营和管理水平、降低电信业务的社会服务成本有着重要的现实意义；利用IP的特性，基于分组的话音的业务特性比PSTN更有优势、也更有竞争力，使运营商可以站在一个更高的起点参与竞争；在市场需求的推动下，将需求与市场相结合，渐次向NGN演进的能力，使得运营商站在更高的层次上发展。
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