浅析固网智能化改造

无名小足

<p>　　摘要　分析目前PSTN面临的挑战和存在的主要问题，提出了解决PSTN困境的一种思路，即采用固网智能化改造PSTN；明确了固网智能化改造的基本思路，并详细先容了切实可行的基于传统电路交换技术的改造方案和基于NGN技术的改造方案；最后总结了固网智能化改造的优势和局限性。 </p><p>　　关键词　固网智能化　基本思路　技术方案 </p><p>　　1、PSTN的困境 </p><p>　　作为最重要的通信网，长期以来PSTN几乎就是电信的代名词。今天庞大的PSTN依然是许多传统运营商的“立身之本，衣食父母”。然而在新形势下，经营PSTN的固网运营商面临日益严峻的挑战：其一，互联网的蓬勃发展颠覆了传统的电信商业模式，PSTN语音业务被网络电话、E-mail、即时通信等其他通信方式分流越来越大，尤其是传统长途电话业务受IP电话的冲击最大；其二，移动语音对固定语音的替代作用日益明显，虽然我国两大固网运营商依靠无线市话在一定程度上对抗了移动通信的冲击，但无线市话在为固网运营商带来业务增长的同时也分流了传统固网本身的业务量；其三，电信管制放松引发的市场竞争愈演愈烈，再加之新增用户多为低端用户，导致ARPU值不断下跌，增量不增收已成为固网运营商的普遍问题；其四，虽然以宽带为重心的数据业务的增长速度超过了语音业务的增长速度，已成为固网运营商新的业务增长点，但其低盈利水平与其占用的巨大网络资源很不相称，宽带业务的价值还有待挖掘。据估计，到2009年，全球75%的语音呼出分钟将由移动发起(而在2004年仅为20%)；全球35%的PSTN用户将停止使用传统固话，而只依靠移动或VoIP业务；全球PSTN业务收入将降低40%。总之，固网运营商的盈利空间已经越来越小，运营商的努力只能延缓固话收入下滑的趋势，而无法从根本上改变这一趋势，迫切需要寻求可持续发展的新途径。 </p><p>　　“转型”则成为了固网运营商应对目前面临的种种挑战、摆脱困境、赢得新的发展机遇的必然选择。“转型”的基本方向是：从主要提供语音连接的基础服务商向提供包括内容服务在内的综合信息通信服务商转型，从窄带通信向宽带通信转型，从单业务运营商向全业务运营商转型。电信运营业的转型包括业务转型、服务转型、技术转型、网络转型、管理转型和学问转型等多方面内容，是一项复杂而艰巨的系统工程。 </p><p>　　而网络转型是整个电信运营业转型的基础。PSTN在网络与业务方面都存在局限性，已无法满足业务创新和提供综合信息服务的要求，必须向基于IP的下一代网络(NGN)转型。目前，我国PSTN存在的主要问题有：一是网络结构不合理。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局和汇接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。二是机型繁多。我国本地网交换机机型种类繁多，业务提供能力参差不齐，难以开展全网增值业务。而且部分老机型的技术支撑力量薄弱，售后服务难以满足需要。三是智能业务触发不灵活。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，很多端局不支撑业务交换点(SSP)，SSP大部分是独立新建叠加在PSTN内的，使智能业务触发点高，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，只支撑接入码方式业务触发，不支撑主叫鉴权、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，而且不支撑智能网增值业务的嵌套和组合，无法满足用户同时使用多个增值业务的需求。四是用户数据管理分散。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，开发新业务常常需要端局修改制作大量数据，难以实现业务即开即通。总之，现有PSTN的业务提供能力较弱，已无法适应业务发展和市场竞争的需求。 </p><p>　　不同的运营商对待PSTN的态度也是不一样的。对于激进的“革命派”，可能抛弃原有PSTN，全力向NGN转型，如英国BT的21CN计划就体现了这一思路；而对于温和的“改良派”，从保护现有投资和提高资源利用率的角度出发，依然希翼尽量延长PSTN的生命周期，挖掘PSTN的网络潜力，提升PSTN的价值。运营商的网络业务现状和竞争态势是决定运营商态度的关键，我国的PSTN设备大量处在“青春期”，利用价值和改造潜力都还很大，所以中国电信和中国网通正在进行固网智能化的改造。 </p><p>　　2、固网智能化的基本思路 </p><p>　　固网智能化的愿望是通过对PSTN的优化改造实现固网的移动化、智能化和个性化，从而创造更多的增值业务。其改造的核心思想是用户数据集中管理，并在每次呼叫接续前增加用户业务属性查询机制，使网络实现对用户签约智能业务的自动识别和自动触发。固网智能化改造主要包括以下几方面的内容。 </p><p>　　(1)引入用户数据中心 </p><p>　　目前PSTN的用户数据存储在各个交换局的本地数据库中，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，难以根据消费者的消费特性、消费信息等为用户创造需求。借鉴移动网的成功经验，在固网中也可以引入用户业务属性数据库，称为固网HLR或SDC(用户数据中心)，以后只需修改SDC中的用户数据就可以快速提供业务。SDC是网络智能化的核心设备，通常在本地网设置，有内置和外置两种模式。内置模式是指将用户数据库内置于汇接局中，而外置模式是指引入独立的网元SDC来存储用户数据。无论哪种模式，实现机制是一样的，都是在每次呼叫接续前，由系统首先根据主被叫号码查询SDC。内置模式组网简单，但内置SDC与交换机之间采用内部协议，无法支撑其他网络设备对其访问；外置SDC支撑标准的访问协议，更灵活。根据采用的查询协议不同，可以一次查询完成主被叫签约的智能业务信息，也可以分多次分别查询和处理主被叫用户签约的智能业务。SDC通常能支撑多种访问协议(如INAP、ISUP和MAP)，可以根据网络具体情况采用其中的一种访问协议。引入SDC后，可以将用户号码独立出来，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。 </p><p>　　(2)改造PSTN交换机，构建业务交换中心 </p><p>　　可通过对本地网汇接局的优化改造，使其成为业务交换中心，此时汇接局必须具备SSP功能。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的数目，从而降低网络的复杂度。而对于不具备相应业务功能的老机型端局，可通过标准的No.7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。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。 </p><p>　　(3)构建开放、综合的智能业务中心 </p><p>　　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，迫切需要引入开放的、综合的智能业务平台来提供多样化、智能化、综合化和个性化的业务，使得基于不同接入方式的用户都能体验到相同的业务应用，而且还能通过开放的API为第三方服务提供商开发业务创造条件。 </p><p>　　3、实现固网智能化的技术方案 </p><p>　　根据改造时是继续使用传统电路交换技术还是改用软交换技术，固网智能化的技术方案可以分为基于传统电路交换技术的改造方案和基于NGN技术的改造方案。选择何种方案要由所需改造的本地网网络状况、改造成本和技术成熟度等因素来决定。 </p><p>　　3.1　基于传统电路交换技术的固网智能化方案 </p><p>　　根据对SDC访问发起的网络位置不同，该方案又可以分为汇接局方案和端局方案。 </p><p>　　(1)汇接局方案 </p><p>　　该方案又分为汇接局与SSP合设和分设两种情况。对于汇接局与SSP合设的情况，实现方案是：将本地网所有话务都通过汇接局处理，由汇接局查询用户业务属性数据库SDC，完成用户号码和路由号码的变换以及业务属性的发现，汇接局/SSP同时负责智能业务的触发及呼叫接续和录音通知的播放。在该方案中，需要取消端局之间的直达路由，所有端局之间的呼叫和端局内部的呼叫都经过汇接局。该方案适合多制式的本地网，因为只需要对汇接局进行升级改造，端局原则上不需要改动就可以使整个本地网具备智能业务识别和触发的能力。另外，对于在固网智能化改造中新建汇接局的情况，同样适合采用该方案。 </p><p>　　对于汇接局与SSP分设的情况，一种技术方案是通过对SSP进行App升级使其具备利用INAP访问SDC的能力，而汇接局和端局无需改造。其正常的呼叫过程如下：端局将紧急呼叫除外的所有呼叫发送至汇接局；汇接局在所有被叫号码前插入特定的接入码，发往SSP；SSP启动DP消息向SDC询问用户注册的签约业务；SDC将查询结果通过CONNECT消息返回SSP触发用户智能业务或者带回被叫路由号码接续被叫。由于该方案将所有呼叫都经过智能网，因此采用此方案的汇接局应具有智能业务过滤功能，避免普通语音业务对智能网造成冲击。另一种技术方案是通过对汇接局进行App升级使其具备采用ISUP或MAP访问SDC的能力。其正常的呼叫过程如下：端局将紧急呼叫除外的所有呼叫发送至汇接局；汇接局采用ISUP或MAP访问SDC，查询用户注册的签约业务；SDC将查询结果返回汇接局，如果用户有智能业务则加插业务接入码，发送给SSP，由SSP触发用户智能业务；如果是普通呼叫，汇接局负责接续被叫。 </p><p>　　(2)端局方案 </p><p>　　端局方案的特点是保持原有网络结构不变，首先为有智能属性的用户建立用户组，经过过滤发现用户有智能业务时才通过汇接局或SSP去访问SDC，查询其具体的业务属性。这样可以减少汇接局或SSP和SDC之间的大话务负荷。采用端局方案，需要对SSP升级使其支撑采用INAP访问SDC或对汇接局进行升级使其支撑采用ISUP或MAP访问SDC。当然也不排除另外一种端局方案即让各端局直接访问SDC，但从改造投资和维护的角度来看并不可行。端局方案不改变网络现有话务流向，主叫和被叫的智能属性在各自的端局完成，逻辑清晰。另外，可以通过话机自助进行业务的激活/去激活，方便用户通过终端对个人业务的管理。其缺点是不能预先识别被叫是否有智能业务属性，需要到被叫端局才能发现并进行业务触发，因此会造成一定的话路迂回。 </p><p>　　3.2　基于NGN技术的固网智能化方案 </p><p>　　如果对固网智能化的概念进行扩展，不局限于用TDM的方式实现，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。 </p><p>　　具体实现方案是：首先由软交换与中继网关(TG)结合替代PSTN中的汇接局，负责呼叫控制、路由控制、计费和维护等功能，同时要求软交换具备SSP功能，负责网络智能化业务的触发、业务实现的控制等。由于用户的号码信息以及用户签约的智能业务信息集中存放在SDC中，因此软交换必须具备通过标准协议访问SDC的能力。在由软交换和TG构成本地网汇接层面后，原有的PSTN端局全部通过TG接入到软交换网络中。在系统运行时，端局将所有呼叫信令强制到软交换处理，软交换利用访问协议查询SDC得到用户的具体业务属性，实现业务的触发。TG和每个本地交换机采用分区汇接的形式，实现实际话务的接续。每个本地交换机均至少与归属于不同软交换的两个TG进行连接，保证在单个TG或软交换发生故障时话务仍然能正常接续。 </p><p>　　4、固网智能化的意义与局限性 </p><p>　　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，增加固网的业务收入。PSTN通过智能化改造后可以提供灵活多样的新业务，包括号码类业务，如混合放号、移机不改号、号码携带、一号双机(同振)等；基于用户属性触发类业务，如固网预付费、固网悦铃、一号通、多业务嵌套(如预付费+悦铃+同振)等；跨网业务，可以跨PSTN、PHS、NGN等多个网络提供业务。同时，固网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，并增加话务量；二是通过集中式管理，有利于集约化经营和网络融合，减少运营和维护成本(具体体现在局所易维护、网络易扩展、资源易调整、集中路由设置、集中话务控制、集中呼叫鉴权、集中网络监控、集中话务统计、集中用户业务管理等)；三是通过提供全网预付费业务，可以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和灵活的资费套餐；五是可以有效利用码号资源，实现PSTN、PHS、NGN等网络的混合放号，解决码号资源紧张的问题。我国的两大固网运营商正在进行大规模的固网智能化改造，将为固网增值业务的开展创造更好的条件。 </p><p>　　固网智能化虽然在一定程度上优化了PSTN，方便了新业务的提供，并为PSTN向NGN演进奠定了基础，但其自身仍有很大的局限性：一是固网智能化改造只能提供基于语音的窄带增值业务，而不能提供语音与数据融合业务以及宽带多媒体业务等；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，还有待市场的检验；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。PSTN是否适合改造是有条件的，投资回报是基本准绳。可以预见，PSTN退出电信历史舞台是早晚的事，向基于IP的NGN转型才是固网发展的趋势。</p>