前 言
改革开放以来,我国电信业持续快速发展,实现了历史性的跨越,电信与信息服务业成为了国民经济各部门中发展最快的行业之一。2002年上半年,中国电信业继续保持快速增长势头。电话用户累计突破3.75亿户(其中固定电话1.99亿户,移动电话1.76亿户),互联网用户超过4580万,宽带用户也接近200万,局用交换机容量约4.6亿门,光缆总长度已接近200万公里,发展速度创下了世界之最。
随着英特网技术的飞速发展,人们对于带宽及业务的要求也在迅速膨胀,原有的TDM网络只能提供基于双绞线的较低速接入、语音业务及少量低速视频业务,已不能满足用户的需求。按照较保守的初步预测,在未来2年内,我国固定电话用户预计将达到2.4亿,本地交换机容量将达到2.8亿门;IP用户将超过1亿,其中宽带用户可能超过2000万;移动电话用户将达到2.9亿,移动交换机容量将达到3.6亿门。近年来,数据业务呈现指数式增长态势,预计在未来5至10年间,从业务需求和市场应用的角度看,电信业重心变化将从话音业务向数据业务的战略性转变。
此外,用户对网络可靠性的要求和视频业务的需求也在明显增加。显然,我国现有网络从规模、技术层次、结构和服务质量上都无法支撑这样的业务需求,发展和建设一个具有巨大容量的、高可靠的、灵活的、可持续发展的下一代电信接入网将是我国电信界的一项长期而艰巨的历史性任务。
1. 现行网络结构分析
在现有运营商网络中,各种现有业务(PSTN、DDN、ATM、IP等)在目前网络中都经过独立的网络和设备进行接入、汇聚,对于这种网络架构,存在着网络复杂、建设周期长、投资巨大、网络利用率低等缺点,对于运营商而言,存在着在面对几套不同通信系统,维护管理很复杂,不利于运营商推广业务。接入网络的大融合,为了满足用户的多种接入的需求,以及提高运营商在市场的竞争力,避免在接入层重复的投资建设,综合接入就成为运营商关注的课题。
目前,各个运营商的PSTN、DDN、ATM、IP的骨干网已经形成,先进的数据网络基础设施完备,但数据网络除了提供大客户互联、企业上网和邮件服务,其上几乎没有什么其它的增值业务;并且同时维护如此众多的网络,大大增加了运营商的运维成本;虽然数据业务量增长速度超过语音业务,但运营商的业务收入的主要部分还是来源于传统的语音业务,所以在建设下一代接入网络既要强调数据业务的提供,同时必须考虑延续现有的传统语音业务,以上种种原因使得各个运营商都在寻求一套"立足现在、融合多业务"的网络大融合解决方案。
2. 需求分析
2.1业务发展分析
数据业务:近年来,数据业务呈现指数式增长态势,特别是IP业务呈现爆炸式增长。尽管其年增长率已经从前几年的300%降到100%左右,逐年放慢,但其增长率本身特别是积累的业务增长量仍然十分可观。根据美国JP摩根和麦肯锡的最新预测,美国和欧洲的数据加专线业务量占总业务量的比例将分别从2000年的61%和74%增加到2005年的93%和97%,而相应话音业务量的比例将分别从2000年的39%和26%降至2005年的7%和3%。从业务收入的角度看,据美国IDC公司的最新预测,全球数据业务的收入比例将从2001年的14%增加到2005年的30%,年均增长率达24.4%。
语音业务:从我国电信市场的实际需求看,2002年上半年,中国电信业继续保持快速增长势头。电话用户累计突破3.75亿户(其中固定电话1.99亿户,移动电话1.76亿户),局用交换机容量约4.6亿门。全国固定电话普及率才每百人15部,还有很大的发展空间。这种内在需求并不因为全球经济的衰退而消失。按照较保守的初步预测,在未来3年内,我国固定电话用户预计将达到2.4亿,本地交换机容量将达到2.8亿门。但同时应该看到,我国话音业务呈现逐年递减的趋势,收入比例将从2001年的86%降至2005年的70%,年平均增长率仅5.3%。
融合将成为未来网络技术发展的主旋律,数据业务网络由于天然的强大的兼容性,可以融合语音、视频等业务,所以数据业务今后将作为支撑的融合语音、视频等多媒体应用业务网络,电信网络将逐渐向着对数据业务网络的方向演进和融合是历史的必然。
2.2网络发展分析
各种新技术的发展,使电信业务网络的大融合正成为电信发展的大趋势。
1、数字技术的迅速发展和全面采用,使电话、数据和图像信号都可以通过统一的编码和信令进行传输和交换;
2、光通信技术的发展,为综合传送各种业务信息提供了必要的带宽和传输质量,是三网业务的理想平台;
3、软件技术的发展,使得三大网络及其终端都能通过软件变更最终支持各种用户所需的特性,功能和业务;
4、统一的TCP/IP协议的普遍采用,使得各种以IP为基础的业务都能在不同的网上实现互通,具有了统一的为各种业务网络所接受的通信协议,从技术上为网络的大融合奠定了坚实的基础;
人们对各种新业务的需求不断增强,使得各个运营商的网络业务控制层趋向融合;
随着PSTN/ISDN、Internet和移动通信的普及以及接入带宽能力的扩大,人们对各种新业务的需求也不断增强。可以预见,未来运营商竞争的焦点已不仅在于其带宽有多大。接入手段多么丰富,而在于其业务或服务的提供能力,在于其业务或服务的质量与价格,要能够向用户提供迅速、丰富、经济的业务或服务,就需要有可靠的技术保障,而融合各种网络业务的下一代网络(NGN)的软交换技术,就是这些问题最佳的解决方案。
对现有网络的延续以及对下一代网络NGN的支持,使得各个运营商的接入网络趋向大融合。
NGN下一代接入网络将朝着分组化、光纤化、移动化、无线化的方向发展。因此,下一代接入网络发展也趋向于大融合,各个运营商都必将建设一个允许多协议多业务接入,能以最经济的成本灵活可靠持续地支持一切已有和将有的业务的网络。
电路交换与分组交换的融合
交换技术是电信网的灵魂,尽管传统的电路交换技术在可以预见的未来仍将是提供实时电话业务的基本技术手段,但其设计思想是以基本恒定的对称话路量为中心的,无论从业务量设计,容量,组网方式,还是从交换方式上来讲都已无法适应突发性的数据业务发展的需要,随着电信业务从话音为主向数据为主的转移,从传统的电路交换技术逐步转向分组交换技术特别是以IP以及ATM等分组交换技术为基础的整个电信新框架将是历史的必然。
电路交换网到分组化网将是一个长期的渐进过渡过程,采用具有开放式体系架构和标准接口,实现呼叫控制与媒体层和业务层分离的软交换将是完成这一平滑过渡任务的关键。从接入网的角度看通过软交换机结合媒体网关和信令网关跨接和互联电路交换网和分组化网后,尽管电路交换以及分组交换两个基本电信接入网仍基本独立,但业务层已实现基本融合,可统一提供管理和快速扩展部署业务。可以在当数据业务逐渐成为网络的主要业务后,并且解决带宽以及QoS等技术问题后,再逐步将电路交换网上的话音业务逐渐转移到分组化网上来,最终形成一个统一的融合的NGN接入网。
铜缆与光纤传输的融合
基于铜缆的传输一直是电信网络的基础,据估计,我国运营商有2亿多条铜缆,如何充分利用如此庞大的既有资源,是运营商以及各个厂商十分关心的课题。现在主要通过各种调制解调技术,挖掘铜缆所能传输的带宽,如以前的话带调制解调到基带调制解调,然后通过各种XDSL技术,如HDSL、SDSL、ADSL、VDSL等调制技术,把铜缆所能传输的带宽一直从K量级一直提升到M量级,使得运营商可以继续利用现有的网络资源,不断提高网络带宽、开展新的业务。
下一代NGN接入网络,要求具有统一的IP通信协议和巨大的传输容量,能以最经济的成本灵活、可靠、持续地支持一切已有和将有的业务和信号。显然,由于光纤天然的传输带宽以及抗干扰性等优势,NGN下一代接入网络其主要基础物理层只能是光传送网,这样才可能提供巨大的网络带宽,保证可持续发展的网络结构、容量和性能以及廉价的成本,可以支持当前和未来的任何业务。
由于铜缆资源的庞大以及对于现有业务的支持性,足以满足用户中近期的业务需求,铜缆在电信接入网中必然存在相当长的时间,而光纤接入必将成为NGN下一代接入网络的发展趋势,成为支持下一代电信网的最灵活有效的基础设施。
有线与无线移动传输的融合
电信网基本上是有线的一统天下。只有在一些特殊的时期和特殊的地区,无线才有过短暂的辉煌。然而,近几年来,随着蜂窝移动通信系统和固定无线接入系统的出现和飞速发展,无线在公用电信网中的地位正在发生根本性的变化。蜂窝移动接入的方便,个人化和无处不在的特性使其成为信息时代的宠儿,发展十分迅猛。随着话音压缩技术,信号处理技术与智能天线技术的进一步发展,蜂窝移动通信系统的性能价格比还有极大的改进潜力。据各种研究报告的综合分析结果表明,全球蜂窝移动用户预计在2004年左右将可能达到13亿,超过有线用户,从数量上成为窄带接入的主要手段,并将于2010年达到17亿用户,远远超过固定电话用户数。目前,如3G、LMDS、WLAN等无线接入手段正越来越多地被应用于接入网络中,发展趋势十分迅猛。
有线接入技术在相当长一段时期内仍是接入网的主流,就NGN所需要的带宽而言,无线作为一种频谱受限技术,在传输带宽上是永远无法与有线接入技术相比的,特别是无法与光纤相比的。并且,无线接入在认证计费、用户漫游、信息和网络安全、设备和网络管理、用户接入控制等多方面的问题仍需要进一步解决。
下一代接入网络必将是一个有线与无线、固定与移动相结合、业务互补的一个融合的多元化网络。
3. 方案设计原则
随着电信网络从单一的话音业务逐步向以数据作为支撑的语音、视频、多媒体业务的转变,电信接入网也朝着建设融合的多业务接入网发展,建设一个融合电路交换和分组交换、光纤和铜缆、宽带和窄带、有线与无线移动的接入网络,真正实现下一代网络(NGN)的接入大融合的建设思路。以软交换设备为核心,能够提供话音、视频、数据等多媒体综合业务,采用开放、标准体系结构,能够提供丰富业务的下一代网络(NGN)应运而生,是近期电信网络建设的热点,也是电信网络今后发展与演进的目标。
迈普NGAnet下一代接入网解决方案,倡导"全面兼容现网、面向NGN软交换"的网络建设理念,可以将迈普下一代接入网络平滑过渡到NGN的软交换体系结构中去,保护运营商中远期的投资。为运营商提供一套全面融合现有网络,可以平滑过渡到电信下一代网络的低风险、低成本、广覆盖的接入网络解决方案。
4. 关键点分析
针对运营商现有网络情况,以及今后NGN业务发展需要,建设迈普下一代接入网络,实现接入网络的大融合从业务层面和传输接入层面必须遵循以下几点:
4.1业务层面
多种业务兼容性
下一代接入网络必须能够承载现有电信网络的普通语音、IP语音、数据专线和宽带接入,在实现接入网络的大融合同时,为运营商提供一套可以平滑升级过渡的低风险、低成本的接入网络。
灵活性和扩展性
下一代接入网络建设必须坚持各种业务的灵活提供原则,能够按照运营商实际业务需要,有选择地提供某一业务,在有其它业务需要时,再进行网络的业务升级扩展,最大程度保护用户投资,降低网络成本。