PSTN智能化改造及向NGN演进

　　1、引言

　　新形势下，固网运营商面临的挑战日益严峻。但庞大的PSTN依然是当前的立身之本，传统话音依然是目前电信运营商最主要的业务收入来源，PSTN向NGN过渡将是一个较长的过程，PSTN和基于软交换的NGN将在相当长的时间内共存。因此一方面从保护现有投资和提高资源利用率的角度出发，传统运营商依然需要尽量延长PSTN使用期限，挖掘现有网络潜力，通过网络优化和智能化改造提升PSTN价值和降低运营成本，实现“开源节流”。另一方面为适应网络技术发展的大趋势，需要根据市场竞争形势和业务需求，分阶段发展与部署NGN，积极推动PSTN向NGN的演进。

　　2、PSTN面临的主要问题

　　从技术和网络角度看，目前我国PSTN所面临的主要问题表现在以下几个方面：

　　（1）从网络结构来看

　　目前的PSTN端局数量过多，汇接局容量小、数量大，导致网络资源利用率和运行效率都较低。另外，端局之间不完全的网状网连接以及部分端、汇局合一的现象造成网络层次不清，路由复杂，使得维护管理较为困难。

　　（2）从交换机机型来看

　　本地网端局机型种类繁多，业务提供能力参差不齐，难以开展全网增值业务。其次部分老旧机型的技术支持力量减弱，售后服务难以满足需要。

　　（3）从智能业务的开展来看

　　智能网是当前为PSTN提供语音增值业务的主要方式，但已显现出很大的局限性。一方面很多端局不支持SSP，SSP大部分是独立新建，叠加在PSTN网内，从而使得智能业务触发点高，电路迂回严重，难以在全网快速统一地开展复杂的智能业务。另一方面，智能业务触发方式单一，只支持接入码方式业务触发，不支持主叫鉴权、被叫鉴权等无业务接入码的智能业务触发，导致很多新业务无法实现或开展不方便。

　　（4）从用户数据管理来看

　　目前PSTN中的用户数据是分散放置，即端局和汇接局交换机各自存放和管理本局的用户数据，这种方式存在着用户属性管理分散、用户数据不能共享等缺点。

　　（5）从PSTN与PHS网的关系来看

　　无线市话PHS的大规模发展给固网运营商提供了新的业务增长点，但目前PSTN和PHS网是独立运营的两张网，网络资源、号码资源、客户资源和管理资源等没有有效整合，难以开展基于两网的融合业务。

　　（6）从技术发展趋势看

　　NGN与3G代表了未来网络发展的方向，PSTN/NGN/3G多网并存的局面将来会持续较长一段时间，而现有的PSTN与NGN的差异很大，PSTN难以提供在NGN中很容易提供的许多个性化业务，也无法共享受NGN的业务平台，不利于实现各网在业务层面的融合，如果PSTN不进行改造和演进就只能面临被淘汰的命运。

　　因此，为了进一步挖掘PSTN潜力、延长PSTN生命周期，就必须解决目前PSTN所面临的上述问题，这就要求对PSTN进行优化改造，并积极推动PSTN向NGN演进。

　　3、PSTN智能化改造的思路

　　PSTN优化改造的总体目标是：通过对网络的优化改造实现固网的移动化、智能化和个性化，创造更多的增值业务。网络智能化是目前被普遍看好的PSTN优化改造方案。因为目前PSTN的业务依赖于能力参差不齐的端局/汇接局/SSP/关口局/长途局，网络缺乏“重心”，因而业务开发和创新受到极大的制约。PSTN智能化的根本思路是构建PSTN的网络“重心”，该“重心”具体体现在三个方面，即业务交换中心、用户数据中心和智能业务中心，利用这三个中心，在开发新业务时可以免除对其它网络节点的依赖，从而保障PSTN网络和业务的持续发展。因此PSTN智能化改造主要包括以下几方面的内容：

　　（1）引入用户数据中心

　　目前PSTN用户的用户数据是存储在各个交换局的本地数据库中，由各个交换局节点自己管理本局的用户数据。固网的封闭性以及终端的固定化很难对新的业务需求做出快速反应，无法做到与用户的互动，难以根据消费者的消费特性、消费信息等为用户创造需求。而移动网采用用户数据集中管理方式（设置HLR），用户移动到任何地方都可以携带本身归属的用户属性，移动运营商只需要修改HLR中的用户数据就可以向用户开放新业务，使用和管理都非常方便。借鉴移动网的成功经验，在固网中也可以引入用户数据库—固网HLR，将固网用户数据集中管理，以后只需修改HLR中的用户数据就可以快速提供业务。在PSTN中引入用户数据库有内置数据库和外置数据库两种模式，内置数据库是指将用户数据库内置于汇接局中，而外置数据库是指引入独立的网元HLR来存储用户数据。采用外置数据库更为灵活，在固网中引入HLR，可方便用户的开户、销户和进行补充业务、智能业务修改等操作，本地营账系统可以通过现有的规范接口对HLR进行操作。

　　引入HLR后，用户号码可以不再与具体物理设备紧密联系，从而可以将用户号码独立出来，只要在HLR中设置用户号码和物理设备的对应关系即可，这样就能很方便地实现“号码携带”、“一号通”等业务并便于运营商实现混合放号。用户号码的“解放”将对固网产生深远意义，使得用户放号可以在整个本地网范围内选择，而不受制于用户在哪一个交换局中；用户放号也可以在PSTN和PHS网络范围内选择，而不受制于哪个网络；用户放号还可以在PSTN、PHS和未来的NGN、3G网中选择，也就是说，同一号首的不同号码可以在不同网络中任意使用，从而实现了不同网络中的混合放号，使得用户可以在PSTN、PHS、NGN和3G网间进行“无缝”转网。

　　（2）改造PSTN交换机，构建业务交换中心

　　A、汇接局的改造

　　在PSTN中，可通过对汇接局的优化改造，使其成为业务交换中心，此时汇接局必须具备SSP功能。根据需要，汇接局具备的SSP功能，可同时支持PSTN和PHS网，可分别采用INAP或CAP协议受控于对应的SCP。另外，为了安全起见，可采用“双汇接、双归属”的网络结构，根据本地网规模，可采用全覆盖或分区覆盖的汇接方式。采用大容量独立汇接局作为业务交换中心，可以减少汇接局及汇接区数目，从而降低网络复杂度。

　　B、端局的改造

　　鉴于短期内无法解决老机型端局问题，因此，对于不具备相应业务和功能的老机型端局可实行模块化（即相当于接入网使用），通过标准的七号信令电路与汇接局相连，由独立汇接局实现各类业务话务的汇聚和交换，也即老机型端局的业务控制完全由独立汇接局负责。通过该方式，降低了全网改造难度，便于开展全网业务，如实现全网市话详单、智能业务触发等；同时，也延长了老机型的生命周期，提高了设备的利用率。

　　优化改造后，网络将形成两级结构，即汇接局层面与端局层面，汇接局成为业务交换中心。

　　（3）构建智能业务中心

　　智能网是在PSTN的基础上叠加的一层业务网络，能够快速、方便、经济、灵活地生成和提供各种新业务。智能网在以语音业务占主导的时代为业务创新做出了重要贡献，但在互联网应用广泛普及的今天，智能网由于本身固有的一些缺陷，已经越来越难以满足人们对通信业务的新要求。智能网的局限性主要体现在以下几个方面：

　　其一，传统智能网是基于传统电信网和7号信令的，在实现跨网业务时遇到了困难，在传统智能业务与互联网业务互通方面，至今仍没有很好的解决方案。其二，从业务开发方式看，目前智能网中定义了若干可重用的业务独立功能块SIB，以方便快速创建业务。但在实际智能网中很难实现SIB的标准化，不同厂商开发的SIB差别很大，以致于业务开发和提供不能真正独立于智能网平台，第三方业务提供商难以介入业务开发领域，难以根据用户需要提供个性化业务。其三，智能网采用集中控制的方式，比较适合业务种类和业务量相对较少的智能网应用初期阶段。
　　目前SCP基本上是由一台高性能计算机附加业务处理软件来实现，随着业务种类和业务量的急剧增长，对SCP的性能要求越来越高，SCP逐渐成为智能网处理能力的瓶颈。此外，这种集中控制方式还导致了智能网扩容和升级的困难，同时也不便于保护和故障隔离。

　　由于传统智能网存在上述局限性，迫切需要引入统一的智能业务平台来提供多样化、智能化、个性化业务。业务平台的开放性和统一性是业务发展的必然趋势。开放性从技术机制上保证了业务快速开发与部署的实现，可以帮助运营商聚集各类第三方应用开发商，借助于社会力量来发展和丰富业务。开放性要求通信网具有标准的、开放的应用编程接口（API），使第三方业务供应商能够根据市场的需求设计出丰富多彩的业务，然后通过标准的接口在通信网内部得以实现。统一性意味着业务平台具有融合不同通信网（PSTN、Internet和移动网）业务的能力，能够提供全程全网的应用/业务，能为不同网络提供具有相同特性的应用/业务。智能业务平台的业务提供应能做到与底层网络无关，使得基于不同的接入方式都能享受到同样的业务。

　　4、PSTN智能化的意义及局限性

　　PSTN智能化给固网带来的直接价值就是有利于固网新业务的开展，从而增加固网业务收入。PSTN通过智能化改造后可以提供的新业务有：市话详单、广域Centrex、密码卡计费、手机异地寻址、一呼双应（同振）、一号双机、一号通业务、固话漫游、固话优先、双汇接局业务数据同步、智能业务触发等；还可提供许多特色服务，如个性化号码、号码携带（移机不改号）、移动手机伴侣、混群Centrex、蓝牙终端接入业务等。

　　同时，PSTN智能化还能产生许多间接效益，一是能提高服务质量，提升品牌，从而减少客户流失（特别是大客户的流失），并增加话务量；二是有利于网络融合，减少运营维护成本；三是可以通过提供全网预付费业务，一定程度地解决欠费问题；四是通过提供市话详单，不但可以提升服务水平，还可以分析用户消费行为，有针对性地推出业务套餐；五是可以有效利用号码资源，实现PSTN、PHS、NGN等网络的混合放号。

　　PSTN智能化虽然在一定程度上优化了PSTN网络，方便了新业务的提供，但其自身仍有很大的局限性：一是PSTN智能化改造只能提供基于语音的增值业务，即窄带业务，而不能提话音与数据融合业务、宽带多媒体业务等；二是网络改造的投资回报问题，因为网络改造后推出的新业务能否产生足够的收益尚存在不确定性，还有待实践检验；三是如果继续在PSTN上大规模投资，也不符合网络演进的趋势，难以满足未来网络及业务发展的需求。

　　5、PSTN向NGN的演进

　　业务创新呼唤网络演进，以话音业务为主的PSTN必然要发展到基于分组交换的NGN，唯有如此才能为业务创新奠定更坚实的基础、开辟出更广阔的天地。广义上的NGN是一个宽泛的概念，蕴涵着极其丰富的内容，几乎涵盖了现代电信新技术和新思想的方方面面，而狭义上的NGN就是指以软交换为呼叫控制核心、在分组交换网上提供实时语音和多媒体业务的软交换网络。

　　如果对固网智能化概念进行扩展，不局限于用TDM方式实现，而是可以采用分组交换技术，那么在智能化汇接局的选择上，将不再局限于传统TDM交换机，也可以采用软交换，这时具有SSP功能的汇接局本身就是软交换节点，从而不仅可以利用智能平台资源（SCP和应用服务器）来提供传统的智能业务，还可以依靠NGN技术在全网开展丰富多彩的多媒体业务。

　　进行PSTN智能化和发展软交换网并不矛盾，它们之间是一种相互补充、协调发展的关系。对于传统运营商，初期软交换可以定位为PSTN的补充与优化，以新建小区、商务大楼和集团用户等为切入点，采用叠加网的方式构建中小规模NGN商用试验网，并对传统交换机容量不够的地区或设备老化地区逐步利用软交换扩容和替代，同时使软交换网和现有的PSTN/IN互通。传统运营商在发展软交换网时要积极对新业务进行试验，探索软交换的特色业务和应用方案，尤其是那些PSTN难以实现的多媒体增值业务和话音数据融合业务，如面向商务客户的IP Centrex、统一消息(UMS)、多媒体会议/办公、网页服务等办公室解决方案和面向个人用户的一号通、Click-to-dial、视频电话等。

　　在进行PSTN智能化改造时，也需要瞄准NGN的体系架构，推动PSTN向NGN平滑演进，在演进的过程中要注意保持各种业务的延续性，减缓对传统语音业务的冲击，有效地控制演进成本，不断积累软交换网络运营经验。通常在端局层面上进行NGN演进时，端局可以演进为接入网关（AG）；在汇接层面上进行NGN演进时，汇接局可以演进为中继网关（TG），而端局可维持不变。在端局层面上进行NGN演进，网络结构清晰，符合标准的软交换网络结构，而且原PSTN用户的数据管理和业务提供可以由软交换网支持，享受软交换网的各种新业务。但由于端局数目多，网络改造量大，改造成本高；同时一些老设备也没有向AG设备过渡的能力，因此，目前来看，在端局层面上完全NGN化是不现实的，只能部分端局NGN化。而在汇接局层面进行NGN演进，能降低改造成本和工作量，且通过本地网智能化改造，端局用户的数据管理和业务提供可以统一由软交换支持。

　　PSTN智能化改造为PSTN向NGN演进奠定了基础，演进到NGN后，PSTN各网元在NGN中的位置和功能如下：

　　（1） PSTN汇接局

　　在NGN中，汇接局交换机可以由中继网关TG替代，也可以对汇接局交换机进行升级，平滑过渡到NGN中的TG。汇接局的功能由TG和软交换一起完成。端局业务汇聚到TG上，TG同时完成本局用户与非本局用户媒体流的转换。

　　（2） PSTN端局

　　现网中的PSTN端局可以经过改造，由TG接入到网络中，业务由TG和软交换一起触发实现；也可以通过升级，成为处于端局位置的接入网关AG，与软交换设备一起实现业务触发。

　　（3） 智能网

　　为了保护投资，现有的智能网可以采用两种手段融入NGN中。可以通过对智能网进行改造将其升级为业务平台融入到NGN中；也可以让智能网保持原有形式，继续为电路域提供业务，并通过与NGN业务平台的互通来融入到NGN中。

----《当代通信》
作者：唐雄燕，庞韶敏，左伯茹 中国网通集团研究院