IP电信网的业务模型

目前，下一代电信网的基本特征已经浮出水面。即使对分组技术持保守看法的人们也都同意，在未来5年里，融合语音、数据和视频应用的数据网络技术将成为电信运营商的核心网络技术。电信运营商和电信设备制造商目前已达成共识：IP协议体系可使各种电信业务和应用在同一分组数据网上实现。人类历史上首次具有了统一的，为电信网、计算机网和有线电视网三大业务网都能接受的端到端通信协议，从而为实现下一代以IP为核心技术的电信网的发展目标奠定了最坚实的基础。

　　1 有关IP电信网的共识和问题

　　近一年来，人们关于下一代网络(NGN)的关注与讨论正是为了顺应电信发展趋势而提出的。然而，为使下一代网络的定义和内涵更加清晰和准确，本文采用IP电信网的概念来表达下一代网络的本质特征。

　　可喜的是，尽管人们对IP电信网的表述有所不同，但在整体原则上已有了很多共同的认识：
　　● IP电信网基于分组数据网络，采用统一的IP协议。
　　● IP电信网将提供综合话音、数据和多媒体等各种业务的、开放的网络构架，其发展目标是采用统一的网络技术融合各个应用网，实现端到端多媒体业务的融合。
　　● IP电信网将意味着传输技术完全向分组IP和宽带迈进，将采用光技术、DWDM(密集波分复用)技术以及高速路由与交换技术。
　　● IP电信网将依赖于共同的传输基础和网络平台，融合无线网与有线网、固定网与移动网、话音网与数据网。
　　● IP电信网将采用开放的标准多媒体协议来构架网络体系，使业务面向端到端，融合多媒体业务。

　　近来年，国内VoIP技术的普及和运营使人们对IP电信网的关注和热情日增，但是每当人们谈论IP电信网时，往往会联想到软交换技术，于是，软交换成为IP电信网技术讨论的全部。但是，由于国际上尚无大型基于软交换的网络和大型IP电信网的组网和运营经验，所以目前国内有关软交换的讨论和实践还仅停留在初级、局部和个体技术的概念层面上。这导致很多人目前仍然混淆VoIP、软交换与IP电信网的观念:有人把VoIP技术与软交换技术看成是对立的，更有人习惯将软交换技术等同于IP电信网技术，将软交换技术的局部结构作为IP电信网的总体网络体系结构。但是，因为软交换技术自身只提供非常有限的“网”的功能概念，更不能提供IP电信网的总体网络体系架构。这使得很多人都困惑于VoIP、软交换技术和IP电信网之间的关系，因此有必要重新审视VoIP、软交换技术的概念及其在IP电信网中所扮演的角色。

　　2 VoIP技术在IP电信网中的地位

　　IP电信网的目标是将语音、数据、视频业务逐渐融合，演变成集多种业务的IP网络。其中，语音是运营商最基本和最重要的业务，其市场涵盖范围和商业收入远比其他业务要大。经过近百年的发展，传统的PSTN技术和TDM网为运营商的语音业务提供了成熟的经营模式和品质标准。语音同时又是时间敏感性业务，在数据IP网络中提供语音业务是任何运营商在向IP电信网过渡过程中所面临的首要挑战。任何IP电信网的架构如果不能最好地适应VoIP业务都将是无用的。在包括多媒体业务在内的所有业务当中，语音业务是运营商最基础的业务，VoIP技术也是展示传统PSTN业务演进到分组IP网络中必经的第一阶段。所以，VoIP架构体系的研究和实践自然成为IP电信网架构体系研究的根本和核心。如果没有VoIP，IP电信网的任何试验将变得没有意义，而且IP电信网的小规模或试验室的意义也有限。因为小网的试验模式不一定适合于大网，试验室的小网试验结果也并不一定完全说明IP电信大网的问题。所以，只有在大型生产网络中进行VoIP应用的试验结果，才能对IP电信网的发展起推动作用。大规模实施具备网络体系架构的VoIP网并使之具备扩展性、可靠性、可运营性是迈向IP电信网演进的重要一环。不仅IP电信网需要VoIP网络体系架构的实践经验，许多与IP电信网的运营管理相关的其他问题也都需要通过VoIP网络的实施来验证。所以，国内电信运营商按照商业和市场需求首先建设分布式结构的VoIP网络，积极开展VoIP业务，验证IP电信网的可运营性和可管理性是非常及时和必要的。实践证明，中国电信运营商在过去的几年中有关VoIP的探索和运营是向IP电信网目标演进的具有里程碑意义的努力。

　　3 软交换技术与IP电信网

　　软交换是目前的讨论热点，然而，它究竟是设备概念，还是系统概念?还是一场技术革命?软交换与VoIP和IP电信网的关系究竟是什么?
根据国际软交换论坛(ISC)的定义，软交换是基于分组网，通过程控软件提供呼叫控制功能的设备和系统。据此定义，我们可以看到软交换是典型的为VoIP目的而设计的技术手段。软交换更多关注的是具备呼叫控制功能的设备和系统，其本身不能构成特别的组网技术机制和网络体系。所以，许多人将Softswitch译作“软交换"是有待推敲的，严格地说，我们应该将Softswitch译为软交换机。

　　软交换机基本上是为实现IP电信网上PSTN交换机的功能所特别限定的。软交换机与PSTN的“硬”交换机有许多共同的属性。软交换机是集中控制设备，系统中存有所有用户数据及其呼叫状态信息。这一点使得软交换机特别适用于IP分组网的接入和与PSTN相连的边缘网的呼叫控制。软交换机概念的提出不仅使IP电信网与PSTN交换机功能完全、透明地兼容，更确保了IP电信网从根本上能够替代PSTN网络。软交换机通过采用MGCP/H.248协议技术，体现了业务/控制与传送／接入相分离的思想，是IP电信网体系结构中VoIP端局技术的具体实现。软交换机是IP电信网中提供语音业务呼叫控制的重要设备，是语音、数据、视频业务的呼叫控制、媒体控制和业务提供与分配子系统的重要组成部分。然而，软交换机并不是IP电信网的全部，它作为IP电信网呼叫控制的重要组成部分，仍需要与其他VoIP等IP电信网技术相辅相成。从由软交换机所能提供的电话业务的角度来看，它本身在IP电信网络体系中并没有提供任何的体系创新和技术革命。

　　如上所述，语音业务是IP电信网中最主要的业务。在IP电信网中，提供呼叫控制功能的设备将扮演重要的角色。通过统一的、基于IP的基础结构，可以呼叫控制设备为主构造系统，支持多媒体业务。我们可以将这样的系统称之为软交换系统。广义来讲，软交换系统是呼叫、媒体和业务控制多种逻辑功能实体的集合，提供综合业务的呼叫控制、连接以及部分多媒体业务功能。软交换系统可以成为IP电信网的接入或边缘的本地局。通过这种方式，多种业务可以统一集成在这个系统中管理和运营。软交换系统将采用多种分布式模块的模式，在集成系统中提供不同的多媒体业务应用。

　　4 IP电信网的体系构架

　　作为覆盖全国的IP电信网，其组建首先应该考虑网络的可运营性，这又包括网络的可扩展性和可管理性，也就是说，IP电信网体系构架和组网很重要。其中，话音业务更是IP电信网各个业务的首要和根本。笔者认为，IP电信网的网络体系结构应该从横向和纵向两个方面来综合考虑。从纵向看，IP电信网包括接入传输层、媒体连接层、呼叫控制层和应用业务层，这方面大家观点比较统一；从横向看，它应由诸如本地接入网、边缘互联网和核心业务网络等几个部分组成。

　　本地接入网将面向用户和用户的应用，与现有的接入网如无线网与有线网、固定网与移动网、话音网与数据网所起到的作用一样。值得一提的是，近年来出现的一些IP接入网络提供了一个IP物理连接，实现综合数据、语音等多种业务的接入。接入网为用户端提供电信运营商接入访问的接口。由于用户终端的多样性(如以太网接口、数据本地回路、RF、无线等等)，接入的技术也将多样化。但是不论是语音、数据还是视频业务，端到端的应用将总是基于IP的。从商业的角度看，接入是最基本的，端到端的多媒体流将从这里进入IP电信网。如果没有IP电信网的接入部分，IP电信网将丧失其市场和商业意义。但是，为了能访问各种业务，接入协议也将是多种多样的。这样，本地呼叫和业务控制系统将是调配、管理和分配不同协议和业务的关键。接入网将具有基于客户的信息，即具备所有关于业务和客户属性的智能。本地控制系统宜采用端局软交换系统，为用户提供各种本地业务。但是，它将依赖于网络资源提供全网互联和全网业务，因此，本地控制系统应具有与核心网络的接口。

　　位于IP电信网边缘的端局软交换系统共享核心网的管理调度资源及全网业务资源，并为运营商提供现有PSTN的各种功能和独特的IP电话新功能，以及多样化的第三方业务。边缘网络应具有控制实体的功能，以便很好地控制传统PSTN网络的各种接口。软交换系统的互连功能在边缘网络中起了非常大的作用。对IP电信网来说，它提供的边缘网络应该作为IP电信网的边界网元，使得IP电信网可以透明地与PSTN、SS7、GSM、CDMA等网络的功能接口相融合。

　　IP电信网的体系由IP电信网核心网和位于IP电信网接入、边缘位置的端局软交换系统组成，其中IP电信网的核心网是覆盖运营商服务范围的骨干通信网络，实现端局软交换系统之间、多运营商之间、不同网络之间的互连互通，实现全网的话务控制及调度，共享集中数据库检索性质的全网性业务(如800业务等)，共享业务创作环境，提供全网范围的网络管理等。IP电信网的核心网主要提供组网方式、路由策略、话务控制、全网业务创建管理、全网维护管理等功能。为实现无限制的可扩展性和电信级的可管理性，IP电信网的核心网应采用分层的呼叫信令体系和平坦的语音流结构。采用这种体系结构的主要目的是平坦的语音流传送避免了传统电路交换网中语音话路逐级汇接模式对电路资源的耗费，可充分发挥分组网的优越性；采用分层的呼叫信令体系主要是为了满足网络运营的无限可扩展性，避免点到点直连的呼叫建立模式所带来的对扩展性的限制，简化系统的配置，统一资源服务器或数据库。

　　端局软交换系统、边缘网络、核心网和分布汇接网组成完整的下一代IP电信网的通信体系，它们不仅是电路交换电信网向分组网演进的基本依据，也是实现IP电信网中语音、数据和视频业务的组网架构。

　　IP电信网体系基于开放的多媒体信令协议体系。其核心网络目前有两个可选的多媒体信令协议体系：ITU H.323和IETF SIP协议。据估测，在未来一到两年内，H.323仍占据90％的VoIP话务，SIP将占据10％的VoIP话务。鉴于协议的成熟性和应用的可行性，H.323协议作为IP电信网的核心网络和软交换系统的必选互连协议，SIP作为核心网络和软交换系统的候选互连协议，这就要求IP电信网核心网络和软交换系统同时支持H.323或SIP协议。

　　5 IP电信网的实践策略

　　当前，对于电信语音网络的下一步发展方向，业界有两种截然不同的态度：一种是从PSTN业务出发，着眼于将PSTN网络的网元用IP电信网的网元来逐步演进替换，思路是用软交换设备去逐类替换原有的PSTN设备。这种方案强调面向未来、面向技术研讨，但在实践中却面临很大挑战。因为PSTN设备和网络体系结构是近百年演变的结果，如果将PSTN设备逐类替代，容易使IP电信网的实践丧失现实意义和市场商业价值。另一种思路是采用新技术驱动新的业务模式，建立新的市场机制。这种观念更强调资源的有效性，使技术服务于电信运营商的业务需求和商业动机，强调采用新的技术手段灵活实现PSTN的有效业务功能，从而使电信运营商能够提供差异化服务。显然，后者更具实用性和生命力，对运营商的投资保护性更强。

　　IP电信网面向业务的根本在于技术机制和实现手段必须面向市场。而商业IP电信网业务的最大驱动力将来自网络边缘和端点，因为IP电信网的业务融合始于网络的边缘和端点。软交换系统技术只有与端点和边缘IP接入技术相结合，才能体现出市场对新技术最为准确的需求，也才能更好地展现出IP电信网的特征。这种“由外向里”的动力将是决定IP电信网发展成功的重要因素。

　　面向IP电信网设备和解决方案的电信设备制造商应充分意识到技术和市场的辩证关系，并积极地提供技术和方案，把来自网络边缘的这种市场驱动力释放出来，为电信运营商开展业务提供“利器”。这包括两个方面：一是新型商用IP终端；二是基于软交换系统的IP多业务接入技术。IP电信网必须重视商用的，融合数据、语音等多媒体业务的IP终端，为市场提供最为丰富的各类系列的终端产品(无论从低端到高端，还是从移动终端到视频终端)。这些终端本质区别于传统电话机的是其丰富的智能和具有市场价值的多媒体功能。同时，在IP接入和控制层，IP电信网要充分考虑到运营商可能遇到的各种问题，使其软交换系统更有效地解决诸如QoS、安全、防火墙、IP地址等问题，从而保证运营商的运营体系能够面向市场，业务更加完善，轻松实现盈利。

　　在面向市场讨论技术和解决方案时，电信运营商必须扩大视角，思考有关替代PSTN设备和功能以外更多的挑战和机会。新的技术标准和协议还在不断地发展和完善之中，设备制造商和电信运营商应该以市场和用户需求为导向，在把握各种技术的基础上，筛选、融合不同的技术，为其商业和市场目标提供恰如其分的解决方案。在这个走向开放的时代，最终用户的需求越来越个性化，运营商选用垂直、单一的设备供应商提供业务解决方案的时代已经过去，而应该根据特定业务和市场需求，通过组合、捆绑各种技术，提供差异性服务。IP电信网的实践要防止为技术而技术，单一思路或单一技术都会禁锢运营模式，导致业务单调。所以，在统一的IP网应用平台上，实现解决方案的技术多样性和工具的灵活性对运营商来说是极为重要的。个人用户、中小企业和大企业的需求各不相同，IP平台上的软交换系统中应用服务器的功能肯定也不同，IP作为一个应用平台可以使IP电信网提供灵活多样的业务。所以在此平台之上，运营商应该支持多种协议与多种标准共存，而IP互联网的一个重要的特征就是能够容纳各种协议和应用。实际上，一个IP网能够拥有多个业务网，这也是IP电信网所倡导和主张的所谓“网中网”概念。所以，在IP电信网的方案讨论和商用实践中，要避免协议技术的“宗教化”，倡导优选兼容的技术标准体制，IP电信网的多应用和多业务特征将导致多种协议和多种标准。在大规模业务的情况下倡导使用相对成熟的协议，从而保证其开放性和与其他协议的互连互通性是不言而喻的。各种协议将不可避免地共存和演化，电信运营商应集中精力于业务发展，业务将驱动协议进化和选择协议，而不应由协议来决定业务。笔者相信，主流协议技术的不断改革和创新，将会使任何没有思想准备面对“网中网”观念的电信运营商在通往IP电信网的路上感到迷惑，并面对更多的挑战。

　　从各国电信公司的运营状况来看，若没有面向市场的机制和良好的商业模式，再好的技术也很难成功。在美国和欧洲，运营商采用软交换设备逐类替代PSTN设备的势头已经趋于缓和，而是更热衷于寻找真正适合市场需求的业务和解决方案，尤其是针对商业客户和大客户的业务，因为这才是主要利润的来源。

　　6 结束语

　　中国电信运营商在探索IP电信网的过程中，把IP技术引入话音领域方面已经做了相当多的开拓性工作，并取得了举世瞩目的成就。其成功的关键在于，国内电信运营商始终坚持技术面向业务、面向用户和市场的原则，积极开展IP电信网的实践，并构建了多个大规模、具有一定商业价值的电信级IP语音电信运营网络。目前问题的焦点是，业界应该合力推进这一思路，使其深入和普及，并进一步强化技术的商用性，踏实地解决市场化过程中所面临的问题。

[摘要] 文章在概要分析当前有关下一代网络的共识和存在的问题的基础上, 讨论了IP电信网相关技术的概念与相互关系，阐述了VoIP技术、软交换技术在IP电信网中的作用，给出了IP电信网的业务模型和实现策略。

[关键词] IP电信网；下一代网络；IP电话网；软交换机；业务模型

[Abstract] Common views and misunderstandings on the next generation network are briefly analyzed. The concepts of technologies related to IP telecom networks and relationships between different technologies are discussed. The service model and implementation tactics of the IP telecom network are suggested through the analysis of the roles of VoIP and softswitch technologies in the IP telecom network.

[Keywords] IP telecom network; NGN; VoIP network; Softswitch; Service Model