通信专网交换网络发展现状和应用分析

胡蓉　谢泽东

【摘要】本文阐述了我国专网在N6N技术出现后，交换网络演进的现状，发展思路和策略，以及为满足不同行业内专网用户需求，借鉴运营商核心网演进的思路，分析了专网核心网络演进的目标。通过对专网在IMS和软交换技术的应用情况的分析，探讨了我国专网网络演进中的现状，以及分析了专网在网络建设和运维中需要重点考虑并解决的问题。

【关键词】IMS 软交换 网络演进

【中图分类号】TN915 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0490-02

1、专网交换网络发展现状

电信运营商拥有国内最大的通信网络，其网络运行情况、新技术的演进对整个通信行业都有至关重要的影响，对其他行业交换网络的发展也有极其重要的借鉴意义。随着移动互联网的迅速发展，电信运营商交换网遭遇来自互联网语音的冲击与挑战，为适应未来网络需求，电信运营商的交换技术已逐步实现从电路交换演进至包交换，全面迈入IP时代；同时核心业务能力也进一步开放，实现了体系架构的融合，可灵活、快速的满足业务提供和业务部署，并且进一步降低了建设和维护成本。

除运营商外，各行业都在积极、主动的把握技术发展方向，加快推进向功能融合、架构扁平、控制集中、业务开放灵活的下一代网络体系转变，实现网络、业务的快速部署和各类宽窄带融合业务的全面高效支撑，降低业务的提供成本和网络的运营成本，并能提供差异化的网络质量保障和维护服务。软交换和IMS两种技术体制出现后，运营商和行业客户根据各自的网络发展策略和业务需求分析等，做出了不同的选择。

中国专网通信系统的诞生是在计划经济体制下，在公网通信不能保障各行业应用的背景下，为满足行业生产指挥的需要而建设和发展起来的。因此专网通信系统密切结合了行业特点，突出了专用性和个性化服务，为各行业主业的发展做出了贡献。

例如广电确立了业务领域方面的IP电话业务采用IMS技术。先期主要基于IMS开展宽带接入和IP电话业务，同时发展视频会议、多媒体彩铃、视频共享等业务；后续业务平台基于IMS来建设。核心网部分均是采用IMS网络架构，在几个省进行了试点建设，接入内部用户。设备选型方面，全部采用国内主流通信设备供应商的IMS设备。

广电的IMS网络建设主要考虑以下要素：

（1）号码规划方面除了申请公网合法号段之外，根据需要自定义网内用户号段，用于试点区域与非试点区域、非试点区域与非试点区域之间用户之间的电话通讯：

（2）IMS系统建设同时考虑BOSS系统的同步改造和建设；

（3）发展用户终端问题，主要以融合终端为主，以支持宽带和语音业务。

IMS试点分为三个阶段：

第一阶段：系统上线，按用户容量部署，主要包括SIP电话用户，业务上开展VOIP、视频电话、融合Centrex、融合会议等业务。第一阶段目的是验证业务开展的技术成熟度、成本核算。

第二阶段：第一阶段进行一年后进入第二阶段，主要考虑在现有容量部署基础上开展新业务，业务开发上考虑视频共享等。第二阶段目的是推送新业务。结合进一步完善客服和BOSS系统，提升综合业务产品设计能力和嵌套组合能力，以提升用户体验。

第三阶段：第二阶段进行两年后，结合物联网发展情况，着重在数字家庭、智能家居等综合业务开发方面创新和规模部署新业务。

试点的总体架构：IMS系统其端到端总体架构由业务层、核心网络层、终端接入层组成，不同层面之间采用开放接口协议，提供以IP为承载的、基于SIP协议的多媒体会话的统一控制能力，支持在DOCIS、PON+EoC、PON+LAN、NGB-W等多种接入方式下，给提供融合一致的业务体验。lP多媒体系统端到端逻辑组网如图所示：

石油行业某集团公司的部分下属分公司用IP承载，采用软交换系统。接入层通过TG与专网/PSTN连接，新建AG解决新增需求，提供POTS和xDSL接口。与第三方业务平台也实现了良好互通应用。如软交换以A市和B市实现双归属组网，两个软交换设备（ss）互为备份。新建地市级多个中继网关（TG），新建用户接入设备（AG）。A市作为主网管，实现全网管理；B市作为客户端可管理部分网元。软交换上层建有第三方智能平台，实现彩铃、移机不改号业务。系统采用第三方计费系统，实现计费管理。用户接入采用AG集中接入、lAD分散接入、软终端接入等多种接入方式。

2.存在问题

目前专网通信领域针对下一代交换技术（NGN）的引入问题，主要有以下三种问题：

第一，部分企业没有意识到NGN的优势，认为采用何种建网方式无关紧要，仅从初期建网成本去选择设备，能达到语音通信的目的即可。

第二，部分专网通信一般是为其主业服务，专网通信建设者对网络及设备本身安全性的关注程度远大于对新业务的关注程度。该类型企业很少主动去搭建NGN平台，通常只是在原有的程控交换机设备年代久远，设备厂商无法提供备品备件及售后服务，进行网络改造的时候比较新交换系统和程控交换系统的建设成本，在两者成本相差不远的情况下，采用新交换技术建网。

第三，部分带有运营性质的企业通信专网搭建了NGN平台，但由于技术、资金、或维护人员整合等方面的限制，仅实现了语音通信等基本业务，在其它方面并没有充分享受到新技术所带来的好处。

3.技术应用分析

下一代网络采用分层的网络结构，作为核心控制层的lP交换，有利于实现“集中控制、集中维护”。核心网实现其目标架构并非是一蹴而就的，从运营商的应用来看，将会经历三个主要的发展阶段。

1）软交换发展阶段

国内两大固网明确TDM停止建设，在电路交换设备退网替换、网络转型以及增值业务需求增长的多重驱动下开始软交换网络建设。移动运营商TDM停止建设，大量引入可升级以支持3G能力的2G软交换来满足2G扩容需求，从数量和规模上一举进入到3G引入的中期，交换网逐步IP化。

2）引入IMS

IMS是未来提供会话型多媒体业务的核心控制网络，推动从语音网络向IMS为核心的会话型多媒体网络转型。

3）软交换和IMS共存

IMS逐渐吸收cs域的话务，可逐渐替代cs域，但IMS和软交换会在一段时间内共存。交换网在此阶段全部实现IP化，TDM资源全部迁移到核心网边缘。

综上所述，公网运营商都在向全业务运营方向发展，在演进的过程中既引入了属于过渡技术的软交换，也先后部署引入了IMS。这个过程中，两种技术出现在不同阶段，同时又会在一段时期内并存，但各家运营商总体目标是一致的，都在向全IP、业务融合、架构开放的网络演进。

公网的网络发展和运营经验，对专网而言有重要的参考价值。但专网不应完全复制公网运营商的网络发展过程，针对软交换和IMS两种技术选择，专网应结合自身业务特点和实际需求，从而明确自身的网络演进方向，选取适合自身特点的NGN技术，根据内部需求进行适合专网的业务订制和开发。

NGN交换技术是利用lP网络来承载语音业务，但是NGN网络和IP承载网仍是松耦合关系，NGN的这种特性，也决定了其实施会面临较大的问题。形成这些问题的因素有以下几点：

（1）网络安全问题

众所周知，承载NGN业务的IP协议自身没有完善的QoS机制。如果IP网络因种种原因，如网上承载业务量峰值、主机病毒爆发、受攻击等，出现故障后，建立在其上的NGN业务自然也要受影响。因此，实施软交换的网络安全问题主要体现在承载NGN业务的IP网络上。

为避免此问题，一般需要建立单独的IP网络，或者是在现有IP网络的下层采取措施，如利用专线线路，设置VLAN或VPN，使传输语音的IP网络与外界网络隔离等。

（2）维护管理问题

在传统通信网络模式下，不同的设备往往由不同的团队分专业维护管理，不同的网管系统监控，且IP网维护时往往只考虑了原有上网和专线数据业务的特点，未考虑话音这种实时业务的特征，其对承载网端到端服务质量的变化，缺乏相应的手段。

NGN网络在业务层缺乏感知承载网端到端服务质量的有效手段，承载网发生故障或服务质量劣化时，无法及时准确告警并切换。这种松耦合关系，造成设备和网管上都缺乏详细准确的告警信息，且故障主要处理人员一般仍为交换专业人员，造成运维人员对故障处理不知如何下手，严重影响故障修复的效率。

为避免此问题，企业一般需要对现有的维护人员进行整合，并让其接受新技术培训。

（3）企业会考虑与厂商的合作会产生套牢问题

由于NGN的专业性和实施的复杂性，企业与NGN软件供应商、咨询服务提供商在项目实施期间，特别是系统运行后的支持、服务期间，企业网会因依赖厂家而出现问题。

4.对策和建议

专网中电路交换网发展空间有限，随着电路交换设备逐步停产、新技术的涌现和网络的发展演进，现有交换网络对新业务支撑能力愈显不足，当前已是各行业内部交换网重要的转型时期。目前急需寻找便于开发新业务、降低网络成本、便于统一维护管理的技术新途径，并且随着宽带网络带宽的快速提升、QoS及安全技术的不断完善，在宽带网络上提供集语音、数据、视频为一体的多媒体业务已成为通信网络发展的目标。因此现有交换网的优化和转型已是大势所趋，软交换和IMS技术正是现网转型的希望所在，未来交换网将向智能化、宽带化、多业务化的方向演进。受公网运营商网络发展趋势和产业链因素的影响，IMS从技术先进性和产品生命线等方面都优于软交换，建议专网在技术选择时可优先考虑选取IMS技术。