构建FMC时代的统一核心网_融合通信_电信

构建FMC时代的统一核心网

2010/06/08

　　CTI论坛(ctiforum)6月8日消息（记者杨佳林）：融合宽带的多媒体时代已经向我们走来，传统的网络架构已经无法适应业务的多媒体化和网络的融合化需求，以IMS为核心的高效网络架构是融合时代的合理选择。

　　随着新一代无线和固定宽带接入技术的不断涌现，电信网络变得越来越复杂，传统电信业务正受到IT和互联网的强力挑战。核心网作为电信网的 “心脏”，在后软交换时代何去何从，成为摆在电信运营商面前的重大课题。

　　核心网现状与不足

　　为了建设面向未来的新一代核心网，运营商需要了解核心网的现状和不足。

　　接入网已逐渐变得扁平和简化，而核心网却变得越来越复杂。和接入网逐渐扁平和简化相反，随着承载和控制的分离，控制和业务分离理念的引入，核心网正变得越来越复杂。众多的业务领域，繁多的网元种类，无数的对内、对外接口和协议，以及由于容量限制带来同类网元节点数量的增加，整个网络的拓扑异常复杂，导致网络运营与维护困难，网络可靠性下降和效率低下，而且由于众多的网元种类和数量，使得在维护人员、机房面积、功耗等方面都增加了OPEX开销。

　　分离的网络和环境，难以提供融合的业务和体验。据统计，在目前业界Top 30的运营商中，同时运营固定和移动业务的运营商有29个，运营商向全业务运营转型的趋势非常明显。但目前运营商的网络大多是移动和固定相分离的烟囱状架构，这导致每个系统需要独立的人员来维护，人员多，效率低；由于业务控制点分散在两个系统里，难以提供固定、移动融合的业务体验，导致网络对终端客户的粘性不强。

　　面临互联网和IT应用对传统电信业务的强力蚕食，运营商应对乏力。根据Gartner的预测，到2013年话音业务收入还会占运营商业务总体收入的70%以上，语音还是运营商的现金牛。然而，这个现金牛目前正面临着众多IT和互联网应用的强力挑战，和目前电信运营商提供的Plain Voice相比，互联网上IM、VoIP、SNS等应用的业务体验更丰富、更新颖，话音业务被这些应用分流严重，运营商却缺少应对手段。

　　面向未来的统一核心网

　　为应对挑战，运营商传统的TDM或软交换架构的核心网需要向以IMS为中心的协议体系和产品解决方案转型。在多接入技术环境下的新一代融合核心网，应该具备什么样的特性和要求？总体来讲，可用八个词来概括：融合、统一；简洁、高效；演进、兼容；开放、互通。

　　融合、统一

　　对同时运营固定移动话音、宽带业务的综合运营商而言，最大的挑战就是实现网络的融合，结束条块分割的网络和环境，减少运维成本。一个真正融合、统一的核心网络，应该具备以下关键特性：

　　五合一，融合的会话控制和接入控制。一个真正融合的核心网应该至少具备GSM、UMTS/HSPA、LTE/WiMAX、PSTN、xDSL/FTTx这五种主流接入方式的控制能力，并为这五种接入形态提供融合的业务体验。核心网需要融合的IMS Core为所有的接入方式提供鉴权、路由和业务触发的功能，屏蔽接入的差异性；在融合的IMS Core之下，需要多种类型的接入控制设备，完成不同接入控制信令到SIP信令的转换。

　　Common TAS，保证多种接入方式下业务的一致性。在接入无关的统一控制节点之上，需要Common TAS（Telephony Application Server）为各种接入方式提供统一、融合的业务能力，如图1所示。Common TAS除了要实现FBB、MBB共同需要的基本话音和视频业务功能集合，还需要包含传统固定、移动网络的一些常用业务，如固定CS网络中的热线、闹钟，移动CS网络中的预付费业务、彩铃等。为了实现企业客户的要求，Common TAS中还需要包含IP Centrex等高级话音业务特性，用于企业市场场景的应用。有了这三组功能集，基本上可以实现终端用户在不同接入方式间转换时，对基本业务功能集体验的一致性。此外，Common TAS还需要提供更多的增值业务，如FMC类增值业务、ICT类增值业务等。

　　融合的用户数据中心，是网络融合过程中不可缺的重要部件。在传统的网络架构中，用户的签约数据是存在不同地方的，在网络逐渐从以传统的CS/PS网络向以IMS/SAE为核心的融合网络演进的过程中，一个融合的用户数据中心是必须的，它是实现网络向未来发展演进、用户平滑迁移的桥梁。

　　简洁、高效

　　在话音ARPU值不断下降的压力下，为有效降低OPEX/CAPEX，运营商需要不断提高网络效率，挖潜网络能力，可以采取以下两个措施：

　　采用统一、高性能的软硬件平台。由于ATCA高性能刀片式服务器的计算架构和虚拟化技术的出现，使得众多网元统一到一个硬件平台上成为可能。统一的硬件平台，使得不同网元的备件可以共享，降低了维护成本。高性能的硬件平台极大提高了单网元的容量，可使得网络中网元节点的数目急剧下降，拓扑得到简化。

　　集成的站点管理和不同网元间互通接口协议的优化和协同。基于统一软、硬件平台基础，在同一站点部署的不同网元，通过共享公共部件(比如话单服务器单元、IP互联单元等)，可以做到共框共柜，提升解决方案的集成度和简化网络拓扑。同一站点的不同网元，采用相同或相似的风格进行操作和运维，实现统一管理，降低运维人员的学习成本，共享运维经验，提升了运维管理的效率；可以通过内部优化和协同来提高处理效率，降低CAPEX；与站点外的其它网元互通时，仍然是标准接口，对外部网元没有任何影响。
　　
　　演进、兼容

　　新一代核心网必须具备面向未来持续演进能力和后向兼容传统网络的能力。LTE规模部署的启动时间点大致在2012－2013年，新一代核心网对演进能力的主要诉求是能支持VoLTE，并能和2G/3G网络实现兼容和互操作。

　　100%的现网业务继承能力。向以IMS为核心的新一代核心网演进，不太可能脱离现有网络独立发展，用户已经形成的业务使用习惯和体验难以被根本性扭转。从运营的角度看，新网络最好能100%继承旧网络的业务，在此基础上再进一步增强业务体验。尤其是在强调全网全程而且业务比较规范的移动网络，更需如此。

　　对现有网络影响最小，易于部署。经验表明，在核心网中引入一个全新架构的网络形态是非常困难的。不同于接入和传输，核心网有众多的接口和协议，如果一个新的架构对周边网络（IN、OSS、BSS、HLR等）改造要求高，意味着运营商初期引入的成本会很高，必然难以快速地规模部署。因此，在引入新一代核心网时，要求对现网的影响尽可能小，比如在HLR、智能网甚至是计费系统都不变的情况下，能否在新一代核心网中实现传统2G/3G语音业务，一旦宽带和固定接入完成后，网络马上又具备IMS网络的接入无关和多媒体特征，能轻易实现基本业务之上的FMC类、ICT类及多媒体增值业务。

　　支持MMTel和RCS等新的宽带业务应用。新一代核心网必须要支持新的类似MMTel（Multimedia Telephony）和RCS（Rich Communication Suit）的宽带业务应用，这也是引入IMS的初衷。因此在新一代核心网中，需要有IMS Core这样的实体，支持多重业务触发的功能，以支持新的宽带业务应用。由MMTel和RCS组成的Rich Voice等宽带业务，具有更好的业务可获得性和质量控制，不仅能提升客户体验，增强用户粘性，而且也是电信运营商用来抗击互联网MSN、QQ、Skype、Google Voice等应用的重要武器。

　　支持资源的动态调配，基于软件的平滑演进能力。网络演进总是和用户的逐渐迁移相伴，在接入技术逐渐向LTE/FTTx等宽带接入演进的过程中，话音也会逐渐从VoCS向VoPS迁移。和2G用户向3G迁移类似，在面向LTE甚至是4G技术迁移的B3G时代，由于2G、3G、4G等各种接入技术还会共存很长一段时间，因此在核心网层面，需要一个2G/3G/4G合一的核心网。具体来讲，要求新一代核心网各网元如MSC-S/mAGCF、Fixed Softswitch/AGCF、CSCF、TAS等共平台，当用户从CS向PS迁移时，MSC-S/mAGCF、Fixed Softswitch/AGCF等网元能通过软件升级为CSCF、TAS等部件，实现硬件的完全重用。

　　开放、互通

　　运营商拥有用户签约数据、通信能力、用户状态等宝贵资源信息，通过有偿开放这些宝贵资源，运营商可以开辟出一个全新的市场空间。

　　架构的开放性。核心网的网元间采用标准协议，可以实现多厂家设备的互联互通，以便运营商根据自身需要选择最合适的产品。3GPP R8定义的ICS（IMS Centralized Service）架构是一个合适的选择，基于这个标准的架构，可逐渐形成2G/3G/4G融合，固定与移动融合，窄带与宽带融合的新一代融合的核心网络，确保用户在不同接入技术间漫游时业务的一致性和连续性。

　　能力的开放性。在新一代核心网中，需要有一层业务开放网关（OSG），将核心网的各种能力（通信能力、用户签约数据、用户状态信息、用户偏好和行为等），通过简单的API形式（如REST等），向第三方开放，以实现双边的商业模式。而且新一代核心网要有能力引入互联网的创新应用，把CT应用和IT应用结合起来，给最终用户提供全新的业务体验。

　　使用的开放性。最终用户能随时随地接入网络，能方便地实现业务自助，并根据自己的需求、偏好等各种因素设置自己的通信策略。一个基于Web的个人业务Portal是重要的组成元素，用户可以通过任何终端（手机、PC等），登陆到这个Web页面上，发起呼叫（Click to Dial）或是设置通信策略，如绑定终端、设置被叫路由策略等。

　　核心网平滑演进之路

　　在了解新一代核心网的主要特征后，运营商现有的核心网如何逐渐向目标网络架构演进？总体上讲，向目标网络架构演进可分为三大步：全IP和FMC；全业务宽带和多媒体；IT和CT融合。

　　第一步：全IP和FMC。不同运营商的情况不尽相同，运营商需要因地制宜，确定目标网络的未来演进路径。拥有传统TDM网络的运营商，已经完成软交换改造的运营商，同时拥有移动网络和固定网络的运营商，其演进路径都不尽相同。关注解决方案成熟性和普遍可获得性的运营商，初期可选择成熟的软交换方案；关注面向未来演进的移动运营商，可选择一步到位的基于3GPP R8 ICS架构的2G/3G/4G合一的解决方案；关注FMC的综合运营商可选择基于IMS的融合方案。总体上看，这一阶段的主要目的就是实现网络的融合化和IP化。

　　第二步：全业务宽带和多媒体。在拥有一个以IMS为核心的网络架构后，随着LTE/FTTH等宽带接入技术的部署，用户逐渐由VoCS向VoPS迁移，电路域逐渐消失，宽带网络逐渐壮大，最终形成一个全IP的宽带网络环境。在宽带网络环境下，运营商下一步的核心任务是提供越来越多的宽带多媒体应用，不断丰富终端用户的业务体验，如RCS、多媒体高清会议、IMS based IPTV。

　　第三步：IT和CT的融合。宽带和IP最终会推动网络向ICT融合方向演进，电信网络需要混合互联网的创新应用以提升用户体验，互联网也需要庞大的电信网络提供的通信能力和实名制的用户数据，以增强其应用的针对性和业务的普遍可获得性，IT和CT最终会逐渐渗透，互相融合，共同走向繁荣。

　　随着云计算技术的逐渐成熟，为进一步提升电信网络对硬件资源的使用效率和灵活性，云计算技术最终也将应用在电信网络中，从而在CT和IT这两个领域形成两朵“祥云”，作为网络的基础设施，分别构成运营商的Telecom Core和Web Core，运营商也可借此完成从单纯的电信服务提供商向综合服务（CT和IT服务）提供商转型。

华为融合统一的核心网

图1 融合统一的核心网

CTI论坛报道