1 研究背景
隨著技術(shù)的進步和社會需求的發(fā)展，電話網(wǎng)絡(luò)也在不斷演進，各種新技術(shù)、新設(shè)備應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)之中，電話網(wǎng)絡(luò)日趨高效、靈活。固定電話網(wǎng)在推動社會發(fā)展的過程中發(fā)揮了巨大而不可替代的作用，給人們的溝通帶來了極大的便利。然而，就像當(dāng)時固定電話替代書信和電報一樣，各種新興的通信方式開始逐漸為人們所接受，在新形勢下，經(jīng)營PSTN的固網(wǎng)運營商面臨日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
其一，互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展顛覆了傳統(tǒng)的電信商業(yè)模式，基于互聯(lián)網(wǎng)的語音增值業(yè)務(wù)在快速發(fā)展，PSTN語音業(yè)務(wù)越來越多地被網(wǎng)絡(luò)電話、即時通信等其他通信方式分流，尤其是傳統(tǒng)長途電話業(yè)務(wù)受IP電話的沖擊最大。
其二，隨著移動語音業(yè)務(wù)的包月、單向收費的普及，移動網(wǎng)對固網(wǎng)的替代愈加嚴(yán)重，導(dǎo)致固網(wǎng)用戶數(shù)和固定語音業(yè)務(wù)量不斷下降，并且單純的語音業(yè)務(wù)已經(jīng)遠遠不能滿足用戶的需要，多樣化、個性化、互動性的融合業(yè)務(wù)是大勢所趨。
其三，從固定電話網(wǎng)自身來講，TDM網(wǎng)絡(luò)面臨諸多問題，包括：隨著業(yè)務(wù)量下滑，設(shè)備利用率降低；設(shè)備機型多、入網(wǎng)時間長、老化，故障率較高；部分停產(chǎn)設(shè)備的備件缺乏，存在安全隱患，且廠家支撐力度減弱；交換機普遍存在占地面積大、能耗高的問題。同等規(guī)模的TDM設(shè)備與軟交換（或IMS）設(shè)備相比，能耗高35%以上，機房占用面積高60%；隨著光進銅退與寬帶提速工作的推進，而TDM端局只支持窄帶銅線接入，其改造的要求愈加迫切。固定軟交換網(wǎng)絡(luò)在異廠家互通性、多媒體業(yè)務(wù)提供能力、固移網(wǎng)絡(luò)融合等方面也顯得力不從心。
固定語音業(yè)務(wù)的盈利空間已經(jīng)越來越小，運營商的努力只能延緩固話收入下滑的趨勢，而無法從根本上改變這一趨勢，迫切需要尋求可持續(xù)發(fā)展的新途徑——通過一系列可操作實施的網(wǎng)絡(luò)改造和更新手段，經(jīng)濟合理地完成固定語音網(wǎng)的優(yōu)化，提高市場響應(yīng)能力，滿足當(dāng)前用戶多樣化的業(yè)務(wù)需求，同時也實現(xiàn)節(jié)能減排。
2 固定語音網(wǎng)優(yōu)化研究
固定語音網(wǎng)的優(yōu)化需要綜合考慮以下幾個因素來制定網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的總體思路。
a）網(wǎng)絡(luò)演進趨勢。符合網(wǎng)絡(luò)寬帶化演進趨勢，增強網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)開放能力。
b）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計。逐步實現(xiàn)端到端扁平化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，減少現(xiàn)有長途話務(wù)的轉(zhuǎn)接。
c）節(jié)能減排。推動以端局為單位，整局設(shè)備規(guī)模退網(wǎng)，達到較好的節(jié)能減排效果。
d）光進退銅。促進從用戶側(cè)配線電纜到局間主干電纜的規(guī)模退網(wǎng)。
e）資源利用率。要進一步提高在網(wǎng)PSTN端局資源使用效率。
固定語音網(wǎng)的優(yōu)化主要針對TDM網(wǎng)絡(luò)，尤其是TDM端局，結(jié)合目前存在的問題，TDM端局的優(yōu)化手段主要有兩大類：一類為非IP化改造，主要包括退板減容、撤頭并局等；另一類為IP化改造，包括AG封裝、新建AG以及FTTx改造等。
2.1 非IP化改造優(yōu)化方式
此類改造只是對現(xiàn)網(wǎng)TDM的調(diào)整和優(yōu)化，改造后的端局設(shè)備仍舊是TDM端局，不支持IP接口。
2.1.1 退板減容
該方式主要是針對實裝率較低的端局，拆除空閑的用戶板和中繼板，降低設(shè)備在網(wǎng)容量，從而達到減少占地和功耗的目的。
主要措施為：優(yōu)先按照整機架、整機框的順序進行減負；對于大型交換設(shè)備，采用端口“最后向最前”調(diào)整；對如貝爾、北電等整機架、整機框減負難度大的交換設(shè)備，通過調(diào)減用戶接口板的形式進行；盡量空出整模塊、整機框、整機架，尤其是靠近末尾的機架。
使用該方式時，有以下幾種情況需要注意。
a）對使用年限過長的板塊，若利舊使用，存在增加維護成本、降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性的可能。
b）部分利舊板卡端口密度過低，同樣占用槽位的情況下，將造成浪費。
c）部分設(shè)備機框槽位已滿，若想利舊原有板卡，需要加框，則另需投資費用。
2.1.2 撤頭并局
該方式主要是將端局改造成同機型的模塊局，下掛到其他端局；設(shè)備電纜和出局銅纜保持現(xiàn)狀，不需要線路割接，只進行數(shù)據(jù)調(diào)整，割接改造完成后將母局機頭下電退服。
使用該方式時，有以下幾種情況需要注意。
a）需要同機型合并，否則不兼容。
b）要求被改造的端局用戶板設(shè)備和線路質(zhì)量好。
c）小容量合并，否則超出控制模塊處理范圍。
d）S1240需要新增機柜，割接復(fù)雜，不推薦使用。
2.2 IP化改造優(yōu)化方式
此方式包括改造現(xiàn)有TDM設(shè)備、增加IP上行端口的AG封裝方式，以及新建支持IP端口的AG、PON等設(shè)備替換TDM等。
2.2.1 AG封裝
該方式新增VoIP主控板或主控框替換原交換設(shè)備的窄帶主控模塊，將改造后的端局接入軟交換或者IMS，設(shè)備電纜和出局銅纜保持現(xiàn)狀，不需要線路割接，只進行數(shù)據(jù)調(diào)整，割接改造完成后將系統(tǒng)機架和公共板卡下電。
使用該方式時，有以下幾種情況需要注意。
a）要求用戶板設(shè)備和線路質(zhì)量好。
b）改造后，仍舊只能提供語音業(yè)務(wù)。
c）費用較高，40~86元/線。
d）小于500門區(qū)域不適用，同時需要擴容軟交換或者實現(xiàn)IMS接入。
2.2.2 新建AG方式
該方式主要用于以語音需求為主的區(qū)域，新建AG可以選擇在核心機房或者靠近用戶側(cè)的機房，替換現(xiàn)有TDM設(shè)備。其中，靠近用戶側(cè)機房，有利于實現(xiàn)主干電纜的光進銅退。
2.2.3 FTTx方式
FTTx改造方式主要結(jié)合寬帶升級提速和光進銅退工程，通過下移接入設(shè)備實現(xiàn)原有用戶的接入，新設(shè)備上行接入軟交換或IMS系統(tǒng)。FTTx包括FTTB/C以及FTTH等方式。
a）FTTB/C方式保留了交接箱到用戶終端的線纜，光進銅退的程度較高，而用戶可以保留原來的終端，因此割接前后用戶基本感受不到影響。
b）FTTH方式光進銅退的程度最高，用戶可以保留原來的窄帶語音終端，也可以使用寬帶語音終端。
2.3 固定語音網(wǎng)優(yōu)化總結(jié)
從經(jīng)濟效益來看，除了退板減容和撤頭并局以外，其他改造方式的投資回收期均超過10年。其中，由于退板減容的可操作性更強，在資金有限的情況下，運營商更適合采取退板減容的優(yōu)化方式，降低設(shè)備能耗、提高網(wǎng)絡(luò)實裝率；而當(dāng)資金較為充足時，考慮到未來技術(shù)的演進以及和光進銅退的配合，可以更多地采取FTTx改造方式。對于FTTx改造，建議針對存在以下情況的TDM端局優(yōu)先實施改造。
a）故障率較高、技術(shù)支持不足、存在安全隱患的設(shè)備。
b）覆蓋區(qū)域內(nèi)銅纜老化嚴(yán)重，線路質(zhì)量較差的設(shè)備。
c）在網(wǎng)運行年限超過15年的設(shè)備。
d）設(shè)備運行能耗相對高的設(shè)備。
e）設(shè)備容量和數(shù)量占比低的設(shè)備。
f）機房占地面積較大的設(shè)備。
g）實裝率較低的設(shè)備。
3 固定語音網(wǎng)的下一步演進
3.1 固定語音網(wǎng)的演進方向
用戶的需求決定了固定語音網(wǎng)的未來發(fā)展方向。而承載業(yè)務(wù)到底用電信網(wǎng)還是互聯(lián)網(wǎng)，目前還存在爭論。整體來看，固定語音網(wǎng)未來演進的驅(qū)動力主要來自以下2個方面。
a）業(yè)務(wù)提供。電信業(yè)務(wù)主要包括基本及補充業(yè)務(wù)、智能業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)等三大類。其中，前兩類業(yè)務(wù)主要由電信網(wǎng)提供，而多媒體業(yè)務(wù)，IMS和互聯(lián)網(wǎng)都可以提供，互聯(lián)網(wǎng)提供的業(yè)務(wù)種類和業(yè)務(wù)體驗要好于IMS。而所謂“云管端”概念提出在一定程度上體現(xiàn)了未來電信業(yè)務(wù)的另一個方向，但還處于概念階段，并且對于現(xiàn)有電信運營商的網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)和運營管理是顛覆性的變革，是從互聯(lián)網(wǎng)切入電信業(yè)務(wù)。短時間內(nèi)較難形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模。
b）設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進。隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，從傳統(tǒng)的TDM到軟交換，逐步發(fā)展到IMS，從標(biāo)準(zhǔn)化程度、協(xié)議類型、業(yè)務(wù)種類、接入、終端、能耗以及接口開放性方面來看，IMS是近期能看得到的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最為成熟、產(chǎn)業(yè)支持程度最好，并已得到商用的技術(shù)；固網(wǎng)和移動網(wǎng)的設(shè)備和架構(gòu)都在向IMS演進。
總體來說，從目前固網(wǎng)演進的兩方面驅(qū)動力來看，IMS是比較明確的演進方向。
3.2 IMS 下的業(yè)務(wù)及實現(xiàn)
3.2.1 IMS 下的業(yè)務(wù)概述
IMS中的業(yè)務(wù)主要分為基本及補充業(yè)務(wù)、傳統(tǒng)智能業(yè)務(wù)以及IMS新業(yè)務(wù)等三大類。
a）補充業(yè)務(wù)主要有主叫號碼識別顯示/限制/逾越、呼叫前轉(zhuǎn)/等待/保持、三方通話、呼出限制、免打擾服務(wù)、縮位撥號、熱線服務(wù)、鬧鐘、閉鎖業(yè)務(wù)、傳真業(yè)務(wù)等。
b）傳統(tǒng)智能業(yè)務(wù)主要有VPN、預(yù)付費、一號通、手機H碼翻譯、悅鈴和卡類業(yè)務(wù)等。此類業(yè)務(wù)既有全國性的業(yè)務(wù)，也有省內(nèi)甚至本地部署的業(yè)務(wù)。
c）IMS新業(yè)務(wù)，包括多媒體電話、彩鈴、彩像、會議、即時消息、統(tǒng)一centrex、點擊撥號、融合一號通、融合視訊（IPTV）、IP呼叫中心（IPCC）、交互式語音視頻應(yīng)答系統(tǒng)（IVDR）等。
上述業(yè)務(wù)中，第一和第二類屬于現(xiàn)網(wǎng)已經(jīng)提供的業(yè)務(wù)，第三類為IMS環(huán)境下提供的特色業(yè)務(wù)。
3.2.2 IMS 下的業(yè)務(wù)實現(xiàn)
在IMS架構(gòu)下，所有業(yè)務(wù)都可以通過設(shè)置相應(yīng)的AS來實現(xiàn)。不過對于傳統(tǒng)智能業(yè)務(wù)的繼承，考慮到業(yè)務(wù)一致性以及網(wǎng)絡(luò)割接的難度，一般會采取以下3種方式。
方式一：話路迂回到現(xiàn)有匯接局觸發(fā)智能業(yè)務(wù)。
IMS域的呼叫通過MGCF路由到固網(wǎng)匯接局，智能業(yè)務(wù)通過匯接局觸發(fā)到現(xiàn)有智能網(wǎng)SCP實現(xiàn)。這種方式實現(xiàn)技術(shù)難度低，業(yè)務(wù)觸發(fā)和業(yè)務(wù)控制分別利用現(xiàn)網(wǎng)的匯接局和SCP實現(xiàn)，但是IM-MGW至匯接局需要占用大語音端口。
方式二：通過IMS-SSF實現(xiàn)。該方式簡化了IMS用戶業(yè)務(wù)流程，IM-SSF負責(zé)完成INAP/CAP/ SIP協(xié)議到IMS SIP協(xié)議的轉(zhuǎn)換，并完成業(yè)務(wù)觸發(fā)，而業(yè)務(wù)控制仍由SCP完成。這種方式無需話路迂回到匯接局，因此不需要額外占用IM-MGW至匯接局的端口資源，但需要完成IM-SSF和省內(nèi)甚至本地SCP的對接測試，技術(shù)難度稍大。
方式三：新建AS平臺替換現(xiàn)有的SCP設(shè)備。此類方式的業(yè)務(wù)觸發(fā)和業(yè)務(wù)控制均在IMS內(nèi)實現(xiàn)，沒有話路迂回，但是由省內(nèi)傳統(tǒng)智能業(yè)務(wù)按照省甚至本地部署，其業(yè)務(wù)邏輯不盡相同，因此新建AS完全繼承現(xiàn)3.3 固定語音網(wǎng)的演進策略3.3.1 固定語音網(wǎng)演進的總體步驟針對目前固定語音網(wǎng)TDM和軟交換并存的局面，固定語音網(wǎng)的演進可遵循如下步驟。
第一步：以PSTN網(wǎng)改為契機，規(guī)模部署IMS網(wǎng)絡(luò)，控制固網(wǎng)軟交換擴容，形成TDM+軟交換+IMS的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
第二步：TDM用戶基本完成向IMS的遷移，形成IMS+軟交換的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)扁平化。
第三步：固網(wǎng)軟交換設(shè)備升級后整體接入IMS網(wǎng)絡(luò)，IMS成為固網(wǎng)唯一核心控制網(wǎng)絡(luò)。
3.3.2 TDM設(shè)備演進策略
引入IMS后，現(xiàn)網(wǎng)TDM設(shè)備向IMS演進有以下2種模式。
a）AG封裝后，接入到IMS核心網(wǎng)絡(luò)。
b）通過FTTx改造，實現(xiàn)TDM設(shè)備的全部退網(wǎng)。
FTTx改造方式對現(xiàn)有TDM交換機沒有額外的需求，而AG封裝的方式，需要設(shè)備廠家提供具體的封裝方案。目前，主流廠家中，諾西、貝爾和中興均提供了成熟的AG封裝方案。
3.3.3 軟交換設(shè)備演進策略
3.3.3.1 軟交換端局的演進策略
目前，軟交換端局向IMS演進有2種方式。
a）AGCF+H.248 AG 方式。改造軟交換SS 為AGCF，或新建AGCF，AG維持不變。
b）SIP AG方式。軟交換AG的接口協(xié)議從H.248升級為SIP，軟交換SS不再使用。
從標(biāo)準(zhǔn)化程度，商用成熟度，業(yè)務(wù)能力，改造難度等幾個角度來看，目前AGCF+H.248 AG方式均具備一定的優(yōu)勢，目前國內(nèi)已經(jīng)部署的IMS商用網(wǎng)絡(luò)，也主要采用此類方式。
3.3.3.2 軟交換匯接局的演進策略
軟交換匯接SS 改造為MGCF，TG 演進為IM-MGW，用于IMS與中國聯(lián)通其他網(wǎng)絡(luò)的語音互通。
3.3.3.3 SDC的演進策略
SDC主要是固網(wǎng)實現(xiàn)智能化時，用于集中存儲用戶的業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)，和IMS中的HSS功能很相似，因此，SDC也存在著向HSS演進的可能性。不過SDC設(shè)備本身的用戶數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、鑒權(quán)方式、接口協(xié)議等與HSS有差別，軟件上可利舊的資源有限；大多數(shù)廠家的HSS均是基于ATCA等新的硬件平臺開發(fā)的，SDC由于硬件型號較為陳舊，處理能力有限，后續(xù)支持和維保也較為困難。因此SDC硬件升為HSS的意義也不大。所以在向IMS演進時，SDC多采取以下策略。
a）IMS與固網(wǎng)軟交換共存階段，SDC只為固網(wǎng)軟交換服務(wù)。
b）當(dāng)固網(wǎng)軟交換需要演進為AGCF時，SDC中的數(shù)據(jù)遷移到HSS，SDC逐步退網(wǎng)。
4 結(jié)束語
在明確了IMS作為固定語音網(wǎng)的下一步發(fā)展方向后，固定語音網(wǎng)的優(yōu)化工作即可以歸納為通過退板減容等措施實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)瘦身和通過IMS替換TDM逐步向目標(biāo)演進。而IMS作為一項新技術(shù)，其引入涉及到業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)、支撐、傳輸和配套等網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護的多個方面，因此運營商在IMS建設(shè)前期的準(zhǔn)備非常重要，并且在IMS建設(shè)期間，需要處理好軟交換和IMS的網(wǎng)絡(luò)分工和互聯(lián)互通，確保固定語音網(wǎng)平穩(wěn)健康發(fā)展。
參考文獻：
［1］ YD/T 1704-2007 公用電話交換網(wǎng)（PSTN）網(wǎng)絡(luò)智能網(wǎng)總體技術(shù)要求［S/OL］.［2012-01-21］. http://www.51zbz.com/biaozhun/96507.ht?
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