1、編號：_ 畢業設計（論文）畢業設計（論文） 論文題目：論文題目：ngn 與與 pstn 共同組網模式探討共同組網模式探討 摘要摘要 ngn 在業務上具有網絡融合的概念，ngn 網絡的建立涵蓋了對窄 帶語音網絡的替代，特別是對 pstn 的替代。本論介紹了 ngn 技術和 pstn 網絡的基礎知識，隨后根據 ngn 特點、pstn 網、分組數據網的一 些知識分別從新建、部分新建和融合建設三個層面對 ngn 網絡的組織 展開討論，給出了網絡規劃組織、運行維護方面的策略。 從單純性 ngn 組網開始，通過給出了大網模式下國際、國內長途 和本地網、其他運營商之間的網絡組織和互聯控制的網絡模型，展開 了

2、對 ngn 網與傳統 網絡共存、網絡智能化改造的討論，基本解決了大 網組織下分層問題，避免運營商今后網絡功能拆分時的重復建設問題。 本論文研究的核心是使用兩張網絡共同承載當前用戶需求的各種電信 業務負荷，以最優化投資建立面向未來的的網絡，并討論了不同網絡 層次運營、互通、管理、接入的方式，基本解決了運營商全面替換網 絡和新建專用網絡所帶來的成本、管理、業務的矛盾。 本問研究的在單獨、共存、融合等不同情況下 ngn 和 pstn 的組網 建設方案，對新興運營商建網和對解決當前固網運營商面對 ngn 演進 機遇抉擇提供了有效的建議，因此，對傳統電信運營商和新興電信運 營商都具有一定的參考價值。 關

3、鍵詞關鍵詞： ngn pstn voip abstract in the plane of service , ngn has the mean of integrated network ,the next generation network had been integrated all of the narrow voice service, especially the pstn phone call ,in this thesis , depending on the experience in running the pstn and in testing on ngn, the

4、 history if ngn and the basic knowledge of pstn and ngn had been introduced. in the following, how to design a self-governed ngn ,a parallel network, with pstn or a integrated network that had been discussed for future network. by the result of discussion, programming and maintenance the new network

5、 the strategy had been give out. in this thesis, the possible question in the new network had been discussed, too. from setting up a self-governed ngn , which give out a series of model for international, national and local network in big network mode, and give a way for operation and management the

6、 joined network which are controlled by different telecom corporation. in next chapter, which discussed the intergrowth problem for ngn and pstn, discussed the intelligence rebuilding of pstn by ngn technology .using above result, can avoid redundant projects when telecom corporation make the same s

7、ervice in the different network, the finally aim is building future network by cost optimization, by discuss the way of operation , interconnection, management and access, the fundamental problem in cost, management and service had been solved, when the telecom corporation want to replace the whole

8、old service network and build a bran-new ngn. the research of this thesis provided sine way for build future telecom network, that is build co-operation network or integrated net work or just ngn. by this thesis, new corporation old corporation could get valuable advice for they decide how to do whe

9、n face the ngn progress. keywords: ngn pstn voip 目錄目錄 第一章第一章 緒緒 論論 .1 第二章第二章 下一代網絡下一代網絡 .2 2.1 下一代網絡產生的背景 .2 2.2 下一代網絡的概念和特征 .3 2.3 下一代網絡的體系結構 .4 2.4 ngn 的核心技術軟交換 .6 第三章第三章 傳統語音網絡的特征傳統語音網絡的特征 .7 3.1 pstn 網的網絡結構及主要業務 .7 3.2 傳統網絡發展面臨的主要問題和困難.8 3.3 傳統網絡未來發展的前景.9 第四章第四章 單純性單純性 ngnngn 網絡的組織網絡的組織 .11 4.1

10、ngn 網絡結構與運作模式 .11 4.2 ngn 長途骨干層的網絡結構 .12 4.3 ngn 本地業務網 .14 4.4 ngn 網絡應用中存在的問題與解決辦法 .16 4.5 ngn 網絡管理 .18 第五章第五章 ngnngn 與與 pstnpstn 網絡的組網網絡的組網 .22 5.1 ngn 網絡在全球化應用中的組網思想總體概述 .22 5.2 ngn 在國際網絡上的組織 .23 5.3 ngn 在國家骨干長途網上的組網模式 .24 5.4 其他問題 .26 第六章第六章 結束語結束語 .28 參考文獻參考文獻 .30 致謝致謝 .32 第一章第一章 緒緒 論論 目前ip網絡已經被

11、越來越多的企業和個人所使用，對于不 斷增長的用戶群體和用戶需求，現有的網絡已經很難滿足這種 增量到2005年底，中國市場已經達到1100萬線軟交換，在網用 戶達到110萬隨著近年來國內外電信市場開放、競爭引入的步伐 不斷加快，以語音、多媒體網絡與數據通信網絡融合、分層控 制及統一ip承載為代表特征的下一代網絡（ngn）正在悄然向我 們走來 。 隨著業務和技術的發展，一百多年來電信網絡體系經歷了 重要的演變。從模擬到數字是電話網時代有代表性的技術革命， internet的崛起則是其中又一個重要的里程碑，隨著互聯網技 術和數字通信技術的飛速發展，電信網和數字通信網， internet技術正在互相滲

12、透，相互融合。而傳統的tdm電信網絡 逐漸暴露出其局限性。單一的話音業務已經無法適應市場需求， 有待改變和發展。未來的下一代網絡將能夠提供語音，數據， 視頻和多媒體綜合業務來滿足客戶日益增長的需求。網絡演進 特別是pstn向下一代網絡的演進是目前人們關注的焦點。業務 創新將是為pstn運營商提供新的利潤空間和贏得未來的根本途 徑。以軟交換技術為核心的下一代網絡以其開放性，標準性， 分層次和融合性，以及注意保護現有在tdm設備上的投資和業務 提供的連續性，滿足電信運營商之間日益激烈的競爭要求。本 文研究的核心是使用兩張網絡共同承載當前用戶需求的各種電 信業務負荷，以最優化投資建立面向未來的的網絡

13、，并討論了 不同網絡層次運營、互通、管理、接入的方式，基本解決了運 營商全面替換網絡和新建專用網絡所帶來的成本、管理、業務 的矛盾。 第二章第二章 下一代網絡下一代網絡 2.12.1 下一代網絡產生的背景下一代網絡產生的背景 目前電信業務發展迅速，以互聯網為代表的新技術革命正 在深刻地改變著傳統電信的概念和體系，電信界正面臨著一場 百年未遇的巨變，其特點是： (1) 新業務層出不窮，數據業務快速發展，數據業務量迅 速膨脹。 (2) 新的語音壓縮技術已經可將話音信號壓縮在低于 64kbit/s 的信道上傳遞。 (3) 計算機技術的發展和計算機互聯需求的增加，使得基 于ip 或atm 的分組交換數

14、據網日益發展壯大，這種分組交換網 將適合各種類型信息的傳送，而且網絡資源利用率高。 (4) 傳統的基于tdm 的pstn 話音網，雖然可以提供速率為 64kbit/s 的業務，但業務和控制都是由交換機來完成的。 (5) 從網絡角度看，傳統的以電話業務為基礎的電路交換 網無論從業務量設計、容量、組網方式還是從交換方式上來講， 都已經無法適應新的發展趨勢，積極發展下一代網絡已經成為 電信發展的必然趨勢。 目前互聯網已發展成為全球的信息網絡，其規模和用戶數 量僅次于電話網和有線電視網，互聯網的快速發展極大地改變 了人類的社會、政治、經濟和文化生活。從其發展的過程來看， 互聯網有許多方面與構想中的全球

15、信息基礎設施(gii)有著驚人 的相似之處，如覆蓋全球、全方位命名、可支持視頻、音頻等 多種業務。而這些方面恰恰是pstn 所固有的缺陷，因此互聯網 的快速發展既給我們帶來了機遇，又使我們面臨嚴峻的挑戰。 專家預測互聯網的未來發展必然會促使通信、廣播、計算機和 數字技術之間的互相滲透、重組和新生，互聯網在下一世紀的 社會經濟發展中將起到越來越重要的作用。所以無論在技術上 和業務上，話音網絡與數據網絡的融合將成為網絡發展的必然 趨勢。 2.22.2 下一代網絡的概念和特征下一代網絡的概念和特征 ngn 泛指一個不同于目前一代的，大量采用創新技術，以 ip 為中心同時可以支持語音、數據和多媒體業務

16、的融合網絡。 未來的ngn 網絡應滿足如下特點：從業務上看，應支持話音、 視頻和多媒體業務；從網絡上看，垂直方向應包括業務層和傳 送層，水平方向應覆蓋核心網和接入網；從技術特征看，希望 有傳統電話網的普遍性和可靠性、internet 的靈活性、以太網 的動作簡單性、atm 的低時延、光網絡的帶寬、蜂窩網的移動 性、有線電視網的豐富內容。 為實現ngn，電信運營商、設備制造商和itu-t、ietf 等眾 多標準化組織紛紛提出各自對ngn 的設想，從不同角度描繪 ngn。簡而言之，為大多數人能接受的ngn 的定義是：采用軟交 換技術實現端到端業務的交換；采用ip技術承載各種業務，實 現三網融合，采

17、用mpls（多協議標簽交換）實現ip 層和多種鏈 路層協議（atm/fr、ppp、以太網或sdh、光波）的結合；采用 otn（光傳輸網）和光交換網絡解決傳輸和高帶寬交換問題；采 用寬帶接入手段解決“最后一公里”的用戶接入問題。 下一代網絡是可以提供包括話音、數據和多媒體等各種業 務的綜合開放的網絡構架，概括起來，有以下特點5,18： (1) 開放的體系結構 下一代網絡將傳統交換機的功能模塊化，按照不同的功能 將其分離成為獨立的網絡部件，各個部件可以按相應的功能劃 分，各自獨立于其他部件自行發展，部件間的接口基于相應的 標準協議。部件化使得原有的電信網絡逐步走向開放，這樣運 營商就可以根據不同的

18、業務需求自由組合各部分的功能產品來 組建網絡。部件間協議接口的標準化可以實現各種異構網的互 通。 (2) 業務驅動的網絡 下一代網絡采用分層的網絡結構，即采用軟交換的思想， 實現業務與呼叫控制相分離，呼叫控制與承載相分離。分離的 目標是使業務真正獨立于網絡，靈活有效地實現業務的提供。 用戶可以自行配置和定義自己的業務特征，不必關心承載業務 的網絡形式以及終端類型，使得業務和應用的提供有較大的靈 活性。 (3) 基于統一協議的分組網絡 目前提供各種業務的網絡是獨立的，例如：pstn（公共交 換電話網絡）、gsm 提供話音業務；各種數據網 （atm、ip、x.25、fr）提供數據業務；catv（有

19、線電視）提供 寬帶模擬視頻業務。為不同的業務組建不同的網絡，是非常不 經濟的，不利于降低運營成本，因而，三網（電話網、數據網 和catv 網）融合是大勢所趨。而三網融合的手段只能是基于靈 活的、分組交換的寬帶網。 (4) 設備接入綜合化 下一代網絡將支持眾多的協議，通過這些協議對各種接入 設備進行統一控制，從而最大限度地發揮網絡的性能。 (5) 設備控制策略化 下一代網絡將采用基于策略的設備控制機制，通過專門的 策略服務器可以對相關策略進行增加、修改和刪除，便于對網 絡設備的工作過程進行動態干預和集中維護。 2.32.3 下一代網絡的體系結構下一代網絡的體系結構 分組化的、開放的、分層的網絡架

20、構體系是下一代網絡的 顯著特征。業界基本上按業務層、控制層、各層之間通過標準 的開放接口互連6,15,19。這一模型經過幾年的論證現已廣為接 受。下一代網絡的參考模型如圖 2.1 所示，自下而上分為 4 層： 接入和傳輸層、媒體層、控制層和業務/應用層。 圖2.1 下一代網絡的體系結構 接入和傳輸層(access and transport layer)：將用戶連 接至網絡，集中用戶業務并將它們傳遞至目的地，提供寬帶、 移動、固定用戶等各種接入手段。 媒體層(media layer)：將信息格式轉換成為能夠在網絡上 傳遞的格式。例如：將話音信號分割成atm信元或ip 包。此外， 媒體層可以將信

21、息選路至目的地。 控制層(control layer)：包含呼叫智能。此層決定用戶收 到的業務，并能控制低層網絡元素對業務流的處理。主要完成 接續控制、資源管理等功能，其核心是軟交換(softswitch)， softswitch是ngn的核心控制構件，體現了ngn 的網絡融合思想。 業務/應用層(network service/application layer)：在呼 叫建立的基礎上提供額外的服務。由一系列的業務應用服務器 組成，提供各種各樣的業務控制邏輯，完成增值業務處理，同 時提供開放的第三方接口，易于引入新型業務。 將現有網絡演變成下一代網絡并非一日之工，原有的網絡與 新網絡將并存相

22、當長的時間，所以新網絡還需能夠和原有網絡 互通，這要求新的網絡體系能夠完成以下功能： 采用tdm 傳輸網與現有ss7信令網互通； 與現有的業務（如智能網提供的業務）互通； 與現有的pstn 網絡體系融合。 2.42.4 ngnngn 的核心技術的核心技術軟交換軟交換 軟交換技術作為業務與控制、傳送與接入分離思想的體現, 是 ngn 體系結構中的關鍵技術，其核心思想是硬件軟件化，通 過軟件來實現原來交換機的控制、接續和業務處理等功能。各 實體之間通過標準的協議進行連接和通信，便于在 ngn 中更快 地實現各類復雜的協議及更方便地提供業務,集中體現了“業務 與網絡分離，控制與承載分離”的思想。相信

23、未來的軟交換應 該是盡可能簡單的，智能則盡可能移至外部的業務服務器和/或 業務層。 軟交換（softswitch）的概念最初是 1997 年由朗訊公司貝 爾實驗室（bell core）提出來的，初衷是為了將現有的傳統 pstn 電路交換網與 ip/atm 數據網融合。要改變網絡設計，先將 呼叫邏輯與接入信號分離。這種創新性的體系結構改變了人們 在 pstn 網上傳統的通信方式，并于 1999 年 5 月發起成立了國 際軟交換協會（iscinternational softswitch consortium） 。 在我國，對軟交換技術的研究始終保持與世界同步，信息產業 部電信傳輸研究所已制定軟交

24、換的標準，國內各運營商也對軟 交換非常關注。軟交換所面臨的主要問題就是多協議，由于支 持的協議很多，而且這些協議來自于不同的標準化組織，因此 給技術研究、設備生產、通信運營等各方面都帶來了一些困難， 但我們相信在不遠的將來，我國通信行業必將順利實現向下一 代網絡的順利過渡。 第三章第三章 傳統語音網絡的特征傳統語音網絡的特征 3.13.1 pstnpstn 網的網絡結構及主要業務網的網絡結構及主要業務 現代電信網主要存在三大網絡:固定電話網、移動通信網與 數據通信網。在現代電信網絡的發展史上，傳統電話網絡的組 織結構和現代的數據通信網是共同成熟、互相借鑒、互相促進 發展的，數據通信網得益于電話

25、網絡和程控交換技術的發展， 而傳統電話網絡也因為計算機網絡的發展使其路由組織更加完 善和安全，從而達到現在的99.999%的安全級別。 圖 3.1 pstn網網絡結構圖 電話網是目前覆蓋范圍最廣，業務量最大的網絡。電話網 分為本地電話網和長途電話網。本地電話網是在同一編號區內 的網絡，由端局、匯接局和傳輸鏈路組成;長途電話網是在不同 的編號區之間通話的網絡，由長途交換局和傳輸鏈路組成。目 前，電話交換局是電話網中的核心，采用數字程控交換設備， 每一路電話編碼為64kbitls的數字信號，占據一次群中的某一 時隙，在信令的控制下進行時隙(time slot)交換，從而和各個 不同的用戶相連。由于

26、計算機程控交換技術的大發展，我國電 話網絡從90年代的五級網絡演變為目前的三級網絡。根據服務 區域的大小，電話交換局可以分為一級中心、二級中心、三級 中心、四級中心和五級中心，即c1,c2,c3,c4和c5.其中cl, c2, c3, c4為長途轉接局，c5為端局。如圖3.1所示的pstn電信網， 目前c1, c2合并為一級，即dc1, c3, c4合并為一級，即dc2， 一級交換中心之間形成網狀連接4 目前傳統語音網絡承載的業務主要是基于窄帶語音的傳統 電話撥號業務和增值業務，主要有:國內、國際長途電話，市話 業務，isdn語音和視頻通信業務，窄帶調制數據業務，來電顯 示、短信、信息臺等增值

27、業務，110, 119, 120等免費的緊急服 務業務。 3.23.2 傳統網絡發展面臨的主要問題和困難傳統網絡發展面臨的主要問題和困難 傳統電話網絡目前面臨著很大的困難20，主要表現在: 1) 業務方面:一是社會的發展使人們活動的空間越來越大， 生活、工作的快節奏讓人們很難再到固定地點接聽電話，因此， 移動電話的普及導致固定電話用戶大量轉網，競爭導致arpu(單 機產出)變得很低，固定電話網絡的利潤難以再維系其高額的運 營成本;二是世界各國電信都逐漸由國家壟斷經營轉變為開放性 經營，運營商的競爭機制，使得傳統電信運營商再一次付出慘 重的代價;三是窄帶網絡已經無法滿足人們對網絡時代下不斷涌 現

28、的各種新業務的需求，新興業務提供商不斷使用增值類業務 蠶食現有運營商的增長空間，在原有業務不能繼續創造收入增 長的情況下傳統運營商競爭力大幅度下滑。 2) 運行成本方面:傳統窄帶電話網絡由于使用的是時間片 的獨占，無空閑利用、無信息壓縮，意味著占用更大的資源和 帶寬，其通道利用率通常只有voip寬帶電話的40%左右，導致每 一次通話成本偏高:另一方面，程控電話交換機一般都是在九十 年代建立的，由于當時計算機技術的不成熟，設備一般都體積 龐大，能源消耗和維護費用高居不下。 3) 建設成本方面:傳統電話網絡需要使用昂貴的銅纜從程 控交換機開始接到每一個用戶家里，而這些電纜并非一勞永逸， 加上國內今

29、年發展迅速，市政遷改、土地開發此起彼伏，電信 公司不堪重負;這些用戶電纜由于常年暴露在風吹、日曬、雨淋 或碾壓、水沁下，每年的維護費用也非常高。在農村， 一條每 月產出僅30元的用戶線從1:干電纜、配線電纜到戶線建設成本 竟然可以達到1500元以上(還不算局端設備和贈送的終端)，而 銅纜由于在戶外還常常會遭受盜割的風險，固定電話運營商的 難處顯而易見。 3.33.3 傳統網絡未來發展的前景傳統網絡未來發展的前景 由前面的內容可見，傳統電話網絡在未來發展不容樂觀， 但傳統電話是否會像原來的大哥大、尋呼機那樣突然間就在群 中消失呢?答案是不會，至少未來5年，甚至10年內不會。主要 有以下的原因:固

30、定電話網絡己經在全國布設到位，電信運營商 絕對不會允許已經投入的資產白白爛掉;固定電話有一個得天獨 厚的優點，高清晰、無輻射、待機不耗電，人們使用固定電話 聊天、講話遠比用移動電話自然、舒適:固定電話還不會因為停 電而中止服務，如果電信企業和用戶耗能合并計算，固定電話 可能會比移動電話和寬帶電話耗電更少;銅纜通過dsl技術可以 解決一部分要求不高的用戶的數據接入問題，有較高的重復利 用價值;中國城鄉差異很大，世界城鄉差異更大，傳統的電話在 承擔普遍服務的能力上仍然是最強的。 voip電話的出現、gsm的普及、3g的發展對pstn網固定電話 用戶來說無異是嚴重的打擊，但至少在中國，傳統網絡不會像

31、 當年縱橫制交換機被程控交換機替代那樣快速消失，它還將運 行一段時間，它會通過智能網升級和網關局接入等方法實現和 其他網絡業務的綜合和提升，從而使它的生命盡可能的延長， 直至最終退出歷史舞臺。 第四章第四章 單純性單純性 ngnngn 網絡的組織網絡的組織 4.14.1 ngnngn 網絡結構與運作模式網絡結構與運作模式 目前，由于ngn網絡剛剛開始建設和應用，大多數業務仍 然是基于語音和流媒體的業務，且由于運營商本身運營的局限 性，ngn網在硬件層上還是在參考固定電話網絡結構來建立，因 此網絡結構比較簡單，主要涉及兩個層面：一是長途骨干層， 主要用于代替目前的pstn長途骨干網絡，網絡結構較

32、清晰，提 供較少的多媒體應用；二是本地業務接入層，網絡結構不明顯， 主要是提供終端用戶的接入，具備較靈活的媒體業務。圖4.1顯 示了長途骨干層網絡和本地業務接入層，其中，在本地除使用 ngn終端設備外，還可以通過中繼網關（tg）和信令網關（sg） 將窄帶語音網絡接入ngn網絡，實現業務上的互通24 圖 4.1 軟交換網絡的全面應用 4.24.2 ngnngn 長途骨干層的網絡結構長途骨干層的網絡結構 ngn 在網絡組織的設計上，長途網絡大多是參照原pstn骨 干網絡長途交換局的地位進行規劃和布局，在原來的少量的大 城市或地區中心，設置軟交換平臺，負責話路和業務的交換控 制，而在原來的dc1和d

33、c2局位置，設置中繼網關，負責與本地 pstn網進行業務和信令互通（中繼網關和信令網關和一節點）， 由于一個軟交換平臺理論上具備能夠處理上百萬，甚至幾百萬 線條話路的能力，完全具備替代幾個甚至幾十個傳統窄帶長途 交換局中程控交換機的處理能力，在加上他可以采用互聯網作 為業務和業務控制信令的媒介，業務提供不在受地域的限制， 從圖中可以看出，ngn組網中充分利用了軟交換平臺處理能力很 強的特征，簡化了長途層面的控制核心結構，因此各大城市間 不必再使用直連2m中繼進行城市間的互聯。只要寬帶互聯網 /atm網/幀中繼等數據承載網絡能夠到達、帶寬足夠，就能夠保 證業務接入和接出到相應的地域，并能夠通過中

34、繼、語音網關 與現有的pstn或移動網絡進行語音業務上的互通。 ip數據鏈路 軟交換平臺間邏輯路由 圖 4.2 軟交換平臺間的路由關系 圖4.2 表示了四個大城市間的軟交換平臺通過互聯網進的 網狀互聯組織結構。軟交換平臺向另一個軟交換平臺發起呼叫 可通過ip地址靜態路由表或位置服務器動態查詢受話端到達路 由，靜態路由表適合于小的網絡和較少的節點，建立專用位置 服務器實現動態路由可以適用于規模較大的網絡24 。專用位置 服務器可存在于hlr（用戶歸屬位置寄存器）內，與客戶信息和 業務數據共同存在，還可以通過它對平臺間業務支持能力、平 臺活動狀態進行注冊，實現平臺級的客戶服務功能。在圖3.1中 下

35、半部分左側虛框內所示，在一個城市范圍內，可以通過城域 網與本地網軟交換平臺進行互聯，由本地網軟交換系統負責向 用戶提供服務；如右側虛框所示，還可以通過中繼網關連接本 地網匯接局，實現ngn網長途業務呼叫本地pstn網用戶在匯接層 的落地。 在傳輸層上考慮網絡的安全和穩定性，建議骨干網絡采用 專用實體網絡。即在一工人電信企業內部，骨干層采用物理光 線組建專用ip網，如中國電信的cn2，它不直接承載互聯網上的 各種業務，主要用于承載需qos和安全保證的內部業務、大客戶、 重要客戶的服務，以解決各種低級別服務和垃圾消息搶占資源 的問題，確保網絡穩定，確保業務的各項qos指標。對于這樣一 張網絡，一般

36、屬于一個運營商擁有，不同運營商可以根據業務 規模，通過ip網關和業務網關互聯，也可以以專用網的身份在 骨干層直接互聯；專用網由于與internet隔離開來，還可以用 來出租如銀行、軍事、政治、企業等保密、穩定等要求很高的 專用虛通道，在成本上非常經濟。 從以上文字說明和圖片說明中，對于ngn網內長途和本地 之間的話務流向基本類似于pstn網當前網內話務情況；但對于 ngn網呼叫pstn網長途用戶和pstn網呼叫ngn網長途用戶卻存在 一個網絡識別的問題，由于遠端網絡可能實現了混合放號，本 地數據將無法確定話務應該流向哪一張長途網絡更有效，為確 保擁護能夠充分享受網絡最大的支持，最好參照目前不同

37、運營 商間使用的受端入網模式，即全部長途業務仍按照原來的區域 代碼模式，優先使用同類型網絡，等業務到達對端后，由對端 負責識別被叫用戶具體位置，通過回送承載能力標識來保證用 戶服務的有效性；對遠端城市沒有ngn的，用戶呼叫時在本端進 入pstn，由本端直接回送承載能力特征，使用窄帶語音進行通 話（也可能使用雙信道isdn視頻通信，但須雜網關轉變為isdn 呼叫請求） 。 4.34.3 ngnngn 本地業務網本地業務網 ngn本地網以軟交換平臺為中心，與接入設備、媒體網關組 成星型網絡。考慮電信級服務要求，以及當前各廠家推出設備 的負荷能力，可以在用戶覆蓋需求在400萬左右的區域建立獨立 的軟

38、交換本地網，網內以星型輻射方式實現業務網的全覆蓋。 山于軟交換平臺用戶話務處理能力非常大，如中興軟交換平臺 據說可承載800萬用戶，對就足以滿足一個1000 2000萬人口的 大型城市應用，但是考慮服務的安全性，建議在一個區域設置 兩對軟交換平臺共同覆蓋一個地區，兩者以負荷分擔方式為主 備用承載用戶的服務，網絡在軟交換層面基本消失，而數字終 端用戶、用戶接入層網關、傳統業務網關、媒體網關等以邏輯 上的星型結構接入到本地軟交換平臺中，形成一個 如圖4.3所 示的雙星型本地網，同時對每一個終端設備，可以分別由兩套 軟交換平臺進行主備用控制，確保網絡的安全，而用戶的身份 和業務定義由軟交換所連接的h

39、lr設備進行識別。本地ngn業務 網由于直接面向客戶，不能夠使用對業務有所限制的專用數據 網絡，必須充分利internet的互聯性和開放性特征，在開放的 網絡中向不同用戶提供業務，因此它不能將業務限制在某一特 定城市或地區使用，但恰恰是區域不確定的特性，即客戶有可 能獲取漫游性、標識唯一性的服務，如廣域ip central，當然， 對于流媒體類業務，通過節點的多少、距離的長短，對通信的 性能和質量有較大的影響，因此，本地ngn組網時易充分發揮城 域網距離短，帶寬冗余度大的優勢，以人中城j卜為中心，建立 中、小型軟交換平臺和豐富的業務服務器和媒體網關，替代原 市話匯接局和端局的位置，為用戶提供豐

40、富的流媒體業務和各 種增值類業務。正是業務的開放需求和軟交換系統的處理能力 決定了本地ngn網網絡結構的簡化和服務范圍的延伸。由于業務 的開放性和網絡的簡化，ngn本地網層面的網絡管理將被淡化， 而被加強的是面向客戶的接入管理、業務管理和服務管理。對 于ngn承載網的網絡管理則主要交給基礎數據網進行規劃、維護 和管理，ngn中央網管則主要負責業務功能、業務通達、業務開 放、計費帳務、安全、軟交換及接入設備等方面進行維護和管 理 圖4.3 本地網的路由雙歸屬星型網絡 本地ngn網不算是真正的本地化網絡，它是以本地用戶群為 基礎，依靠本地用戶內外存在的密切關系進行發展壯大和提供 服務的業務網。并有

41、可能在一個范圍相對較大地區進行輻射， 由于業務的開放性，多個本地ngn網將存在一定的業務交叉和用 戶交叉，并繼承了傳統電話網的一些有益的特征，給臨時離開 居住點的客戶提供了很大的便利。 4.44.4 ngnngn 網絡應用中存在的問題與解決辦法網絡應用中存在的問題與解決辦法 1) ngn網絡存在的主要問題 目前，ngn存在的問題表現在: （1）標準眾多且各標準間存在兼容性問題。目前標準制 訂活動在ngn領域的標準化組織如itu-t的第11和16工作組、 ietf的ep telephony工作組、信令傳輸工作組(sigtran),媒體 網關控制工作組(megaco),et si的tiphon、國

42、際軟交換協會 (isc),3gpp, 3gpp2, dsl論壇、parlay等，都在制訂大量的標 準，某些標準之間還并不兼容; 在一定程度上給ngn的全球性運 營帶來障礙 （2）標準體系接口太多，網間互操作性是個問題，管理 起來也非常復雜 （3）開放接口也多，安全性控制相對復雜; （4）由于內部接日眾多，很難形成統一的api接口，即使 有，應用起來也涉及多方互通導致成本過高； （5）沒有大規模實踐的例子，缺乏經驗指導，很難及時 從實踐中得到有用的反饋； （6）大而全全的協議體系導致復雜的實現，復雜的實現 又造成設備和業務成本較高，對ngn的推廣形成阻力。 （7）用戶端網絡供電問題和終端價格是限

43、制ngn固定電話 成為電話新的生力軍的因素。 2) 統一標準一問題解決的必由之路 從tc p/ ip協議取得的成功來看，簡單、規范、標準化的 協議更容易得到普及化和有效益的應用，ngn必須規范標準，簡 化協議才能夠得到較好的發展。至于簡化標準和協議所帶來的 安全隱患，恰恰是計算機時代比較容易解決的問題，可以使用 標準以外的加密和軟件處理來解決。目前ngn正在向如sip這樣 的協議進行標準化，所以ngn統制的時代應該會很快就會到來。 (1)對于標準不統一類的問題，由于前期h.323等協議技術 在與pstn互通、移動性、多業務管理不成熟，qos也不能保證， 目前各種協議正在向ngn協議進行匯總和歸

44、并，目前h.323己經 是ngn協議的一個子集，ngn協議已經逐步實現標準化，協議不 統一問題基本得到解決，隨之而來的終端統一也將在大發展時 逐步得到統一 (2)業務開放復雜同樣是不統一引起，只要在業務應用層面 建立強大的業務生成環境和業務服務控制服務器，將業務服務 由原來的集中存放改為分布式管理，即電信運營商在業務層以 對icp開放的對節點內星型網絡結構負責最上層的業務部署和控 制，同時利用sip等協議內部為業務類別和業務信息結構所設計 的字段結構來實現業務信息流的標準化，業務實現的內藏化， 必將大大簡化業務開放的復雜度，為用戶提供豐富靈活的多媒 體電信業務 (3)對于用戶端供電問題的解決，

45、目前仍存在一定的困難。 如家庭網關設備或onu日前本身在待機狀態至少耗電10w以上， 需要專門的備用電池才能解決短時間停電問題。當前較好的解 決辦法是用戶端仍然采用傳統電話，即用戶端建立onu接入單元 的接入點，提供pots和數據兩種接口，電源由電信公司統一提 供，前者犧牡功能，后者增加電信的成本;另外一個辦法是進快 開發低能耗一體化家庭onu設備，將待機能耗降低到5w以下，將 成本降低到500元以下，將是ngn大發展的最佳驅動。 4.54.5 ngnngn 網絡管理網絡管理 ngn是以軟交換為核心、基于分層結構的網絡，具有豐富的 業務功能，使其雖然不全是實實在在的硬件網絡，也有相對應 的網絡

46、管理平臺。由于ngn網絡的出發點是開放的協議，支持各 種不同業務的接入，對不同設備提供良好的兼容性，因此，雖 然ngn網管要求具有統一性、遠程性、安全性、主動性等特征， 且管理的對象也要復雜的多，但實際管理起來比現有網絡將更 加方便和簡單。 圖4.4 ngn網管系統結構 1) ngn網絡管理的對象和基本功能 (1) 以軟交換為核心的ngn管理的對象主要是ngn中的各種 網元設備、由網元設備組成的網絡和資源、網絡上可提供的各 種業務等。目前主要網兒設備有軟交換設備、中繼網關設備、 接入網關設備、信令網關設備、綜合接入設備、應用服務器、 媒體服務器等。 (2) 如圖4.4所示為ngn網管系統結構，

47、ngn網管系統在功能 上覆蓋了從網元管理、網絡管理到業務管理的所有層面，網管 人員即可以對網元進行操作、維護和管理，也可以輕松地處理 各種數據和語音的組合功能。 其基本系統的管理除操作更靈活方便、管理內容更多和實 現方式不同外，與傳統網絡管理在實質上區別不大，本文不深 加深述。 其應用系統的管理又應可分為網絡管理和業務管理: 網絡管理:包含長期管理和短期管理。短周期的實時管理 和瞬間反應管理，如流量控制、在線修改路由等呼叫數據;長期 管理主要是實現長期的話務流量控制、長期和相對穩定的局數 據的配置管理等。 業務管理:含業務提供、業務保證、計費和成本管理等業 務直接相關內容，是面向客戶的服務流程

48、的定義和管理。 2) ngn網絡的安全 由于ngn網絡的開放性，ngn需支持對運營網絡的所有層面 實施保護措施，即建設中須充分考慮網絡設備的安全、數據通 信的安全、遠程接入的安全。 （1）對網絡設備(含ngn各網元和網管管中心設備)的安全 主要可完善身份認證和授權體系，并通過告警體系和安全日志 進行監控和管理。 （2）對遠程接入的安全機制須應用防火墻系統和相應的加 密系統解決，對部分網絡通道可以采用定制vpn或專用網絡限制 開放網絡的流量沖擊非自然攻擊，特別是需要將軟交換系統及 上層業務控制服務器設置在防火墻保護之內。還可設定專門的 安全陷阱服務器，即對非授權攻擊進行假認證，防止連續攻擊， 并

49、及時告警和查找攻擊來源。 (3) 對數據通信安全則可以采用專用網絡加防火墻隔離， 也可以使用mpls, ipv6支持的vpn功等解決，對用戶的通信數據 主要使用加密和安全通道租用等方式解決。同時，對用戶隱私 需要可由軟交換支持直通式(p2p點對點，不經第三方服務節點 轉接，地址在兩個會話對象間透明)、轉接式(即通信經第三方 服務器轉接，用戶看不到會話對方的通信地址)、隨機式(即可 以，方使用直通式呼出，保持高效，另一方使用轉接，保持隱 私，通過會話的不完全性實現信道的保密)。 3) 分權分域管理 由于軟交換平臺容量能力很大，涉及到對用戶覆蓋的分區 域性和服務的分區域性問題，統一管理將會引起對客

50、戶業務管 理中的服務問題，各種業務和服務調度相應緩慢。因此，ngn網 絡應能夠實現用戶業務、網元設備的分權，按照服務范圍、用 戶規模的分區域管理。 設備管理的分權分域:不同地區的本地網只能維護其自身的 網元設備，不能對其他區域的設備進行任何配置和操作。分權 標識可以通過ip地址、設備進網標識、用戶地址信息等核定分 權管理的區域。 業務管理的分權和分域:對同一個本地網的不同區域，按照 該區域用戶和漫游至該區域的用戶接入流量進行業務和收入進 行統計和管理，本地網提供面向客戶的集中管理，統一服務界 面;對不同本地網共享一套軟交換系統的，各自使用所分配的號 碼資源在其內部網關上開展業務，不能在其它城市

51、網關或利用 其他城市號碼資源開展業務，對不同城市間的用戶漫游，需由 其主管部門或兩城市間另行簽訂漫游協議后在軟 交換hlr中進行注冊，才能夠實現保證qos的處理。 4) 終端進網設備的安全 由于ngn網絡的開放性和協議的標準化，在用戶家庭實現三 網合一后很容易出現用戶身份被盜用的危險。為保證用戶身份 不被盜用，確保業務的安全性和用戶費用的可靠性，用戶硬件 終端或軟終端需具備設備識別碼和密鑰，并可參照銀行系統下 發專門的用戶數字認證信息，對認證過程進行加密，防止非法 盜用;也可以發放如手機中的sim卡，保證用戶可以方便的使用 任何一臺終端以自己的身份和主叫標識呼出話務;用戶平時為系 統在線模式，

52、如出現其他連接嘗試時及時向用戶發送告警信息， 督促用戶加強安全管理，同時，系統對在線用戶不允許二次登 陸。對用戶終端不需要漫游的，還可以限制網絡、網址，以確 保用戶接入的合法性。在ipv6普及后，應可以用限制網址的方 式實現接入的唯一性控制。 第五章第五章 ngnngn 與與 pstnpstn 網絡的組網網絡的組網 5.15.1 ngnngn 網絡在全球化應用中的組網思想總體概述網絡在全球化應用中的組網思想總體概述 1) 通過前而單純化網絡的分析和我們在pstn等傳統網絡的 運營經驗，為保證ngn網絡向電信級可運營化網絡發展，ngn與其 它運營商和其它類型的網絡共同組網時的組網模式應該采用虛擬

53、 的分級化網絡即網間級、網內級和接入級 網間級：負責不同國家、不同運營商之間的接口，負責網關 功能，提供網間的互通控制、收入結算、安全檢測等功能。 網內級：是對同一個運營商在一個相對穩定的區域內建立的 分擔負荷并穩定網絡業務性能的ngn骨干級軟交換節點，不同地 域的骨干節點互聯形成運營商的骨干ngn網絡。它主要避免網上 數據流占據過多的帶寬資源，將地域性數據流限制在一特定范圍 地域互聯網絡內流動，縮小時延，對跨地域通信通過骨干節點進 行互通和分配，骨干節點不承擔細致化業務，類似于原長途交換 局的位置。 接入級：一般僅限于一個中心城市和周邊的經濟帶，用戶正 常情況下在同一個城域網上使用ngn提供

54、的業務。特殊情況下允 許用戶直接或間接(在其他接入級注冊)漫游到其他地區使用。 2) 對ngn和傳統網絡的組網，一般可在對等級上使用網關 (gw)進行互聯。如在pstn國內長途網上發送的呼叫遠端ngn用戶 業務，需要到達異地網絡后識別為ngn本地網用戶，則可以選擇 pstn長途骨干交換機與落地端本地網內級ngn軟交換平臺:同時 ngn骨干網也承擔備用長途網的作用，反之同樣成立。這樣的網 絡結構清晰，便于管理。 3) ngn與pstn網組網在當前pstn網用戶優勢情況下的優點: ngn與pstn組網可以形成兩張平行的，管理上互不千擾且在業務 流量承載能力上能夠進行彈性互補的網絡。當一張網絡資源不

55、足 時可以利用另外一張網絡的富余能力疏通業務;當一個網絡出現 癱瘓時可以快速通過另一個網絡進行業務疏通或對重要客戶的關 鍵業務進行保證。 4）網間互通安全問題。在ngn網與傳統網絡用戶通信的過程 中，由于pstn網絡只能夠傳遞業務信息，不能夠傳遞上層控制信 息，因此軟交換側和程控交換側雙方都不具備控制對方網絡設備 和業務的能力，網絡安全類似于傳統網絡間業務所涉及的安全問 題。 5.25.2 ngnngn 在國際網絡上的組織在國際網絡上的組織 ngn 在國際電話業務中可以承載或代替現有國際網絡。現有 國際電話網使部分較貧窮國家往往通過第三方轉接國際長途電話， 導致國際電話成本偏高，效果差。而使用

56、ngn模式，各個國家可 以輕松地應用軟交換國際網關局通過數據承載網溝通實現國家間 直接的互聯互通，一些小國甚至可以根據需要，租用其他國家軟 交換系統的富余能力，只要建立廉價的中繼網關（tg）和專用業 務管理平臺即可快速組建和擴充民用網絡，解決民眾不斷膨脹的 國際電話業務需求。 圖 5.1 各種國際網關局 pstn 國際電話網和ngn國際電話網可以平行存在，而后者 將比現有國際電話網具備更多的優勢。首先，ngn國際電話網具 備路由自愈合功能，只要一個國家互聯網出口沒有全斷，它就能 夠建立有效的業務通道；其次，它的成本也更低，一個國家在不 向多個主要國家建立直達物理路由的情況下就可以實現p2p（端

57、 到端）結算，降低了結算成本，從而降低通話資費；第三，使用 ngn后，一些小國可以利用有限的傳輸資源獲取更多的數據寬帶， 即原來用于窄帶語音的通道可以改為寬帶網絡出口使用，增加寬 帶出口能力；另外，一些較發達國家可以擁有真正的物理的、路 由的、協議的、軟件的雙備份國際網絡，國際業務將更加安全可 靠。 未來將出現不依賴于國家和政府的第三方獨立電信運營商的 ngn國際電話網，滿足一些不具備建立國際出口同時由不希望受 制于國外政治勢力的國家、地區、小型電信企業的需要，如圖 5.1所示，一個較小的國家完全可以就近（即保證時延和qos允許 質量）租用一個較大的軟交換平臺的部分能力來支持本國國際業 務的接

58、口并通過遠程管理平臺對所轄業務進行管理。 5.35.3 ngnngn 在國家骨干長途網上的組網模式在國家骨干長途網上的組網模式 ngn網絡在國家內長途骨干網上的組織結構，在當前，ngn網 絡發展的初期，應考慮逐步發展、逐步替換的思路。逐步發展指 在當前電話通信業務還主要集中在窄帶語音的pstn網的情況下， 應考慮新建交換局以小容量的長途軟交換核心節點代替，滿足當 前pstn網承載能力不足和下一代網有專有業務承載，在窄帶話音 類業務方面，與傳統pstn網形成平行網，并在核心節點層次與長 途dc1、dc2交換節點進行互聯，原則上，ngn網核心節點不與 pstn網核心節點進行網狀互聯，僅在如圖5.2

59、所示ngn核軟交換節 點覆蓋區域內應用tg與對應dc1局ts進行互聯，實現對區內業務 的全分擔結構，同時在語音業務層面實現兩網能力的彈性互補、 安全性的彈性互補、維護保障的彈性互補；逐步替換是指隨著技 術的進步，在本地網大規模應用軟交換技術后，由于ngn承載的 業務量的進一步增大和擴容、傳統交換設備逐漸老化和淘汰，實 現全業務向數據承載網上轉移。 ngn在國家骨干長途網上的組織規模應該考慮國家的大小， 對于總人口較小的國家，一個電信運營商可能只要建立一對中央 軟交換平臺的國際、國內合一節點負責國際和國內各地區間的溝 通即可，不必建立專門的國內長途網絡，國內長途ngn與patn間 的通信只需要t

60、g來解決即可；對于像中國、美國、日本等人口多 且業務需求大的國家，則應該考慮人口和業務量的情況單個或多 個省、地區內建立一套軟交換平臺的模式，即類似于原中國電信 的大區中心模式，一臺軟交換負責多個地區的長途呼叫控制，對 ngn與pstn或其他窄帶語音通信的，在各省須落地處建立中繼網 關，保證電話的到達。這樣的網絡可以與原有的窄帶pstn網形成 彈性補充，滿足節日高峰話務激增情況下用戶電話通信的需求。 圖 5.2 a、b兩個地區長途層面pstn網與ngn網互聯 ngn的使用不同運營商間互聯互通問題日益突出。多運營商 情況下網絡如何互通的問題正是當前寬帶語音（voip）業務難以 得到大發展的重要問