1 研究背景
隨著技術的進步和社會需求的發展，電話網絡也在不斷演進，各種新技術、新設備應用在網絡之中，電話網絡日趨高效、靈活。固定電話網在推動社會發展的過程中發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，經營PSTN的固網運營商面臨日益嚴峻的挑戰。
其一，互聯網的蓬勃發展顛覆了傳統的電信商業模式，基于互聯網的語音增值業務在快速發展，PSTN語音業務越來越多地被網絡電話、即時通信等其他通信方式分流，尤其是傳統長途電話業務受IP電話的沖擊最大。
其二，隨著移動語音業務的包月、單向收費的普及，移動網對固網的替代愈加嚴重，導致固網用戶數和固定語音業務量不斷下降，并且單純的語音業務已經遠遠不能滿足用戶的需要，多樣化、個性化、互動性的融合業務是大勢所趨。
其三，從固定電話網自身來講，TDM網絡面臨諸多問題，包括：隨著業務量下滑，設備利用率降低；設備機型多、入網時間長、老化，故障率較高；部分停產設備的備件缺乏，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。同等規模的TDM設備與軟交換（或IMS）設備相比，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。固定軟交換網絡在異廠家互通性、多媒體業務提供能力、固移網絡融合等方面也顯得力不從心。
固定語音業務的盈利空間已經越來越小，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發展的新途徑——通過一系列可操作實施的網絡改造和更新手段，經濟合理地完成固定語音網的優化，提高市場響應能力，滿足當前用戶多樣化的業務需求，同時也實現節能減排。
2 固定語音網優化研究
固定語音網的優化需要綜合考慮以下幾個因素來制定網絡優化的總體思路。
a）網絡演進趨勢。符合網絡寬帶化演進趨勢，增強網絡的業務開放能力。
b）網絡架構設計。逐步實現端到端扁平化網絡結構，減少現有長途話務的轉接。
c）節能減排。推動以端局為單位，整局設備規模退網，達到較好的節能減排效果。
d）光進退銅。促進從用戶側配線電纜到局間主干電纜的規模退網。
e）資源利用率。要進一步提高在網PSTN端局資源使用效率。
固定語音網的優化主要針對TDM網絡，尤其是TDM端局，結合目前存在的問題，TDM端局的優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化改造優化方式
此類改造只是對現網TDM的調整和優化，改造后的端局設備仍舊是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，降低設備在網容量，從而達到減少占地和功耗的目的。
主要措施為：優先按照整機架、整機框的順序進行減負；對于大型交換設備，采用端口“最后向最前”調整；對如貝爾、北電等整機架、整機框減負難度大的交換設備，通過調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、降低系統的穩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；設備電纜和出局銅纜保持現狀，不需要線路割接，只進行數據調整，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備和線路質量好。
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，割接復雜，不推薦使用。
2.2 IP化改造優化方式
此方式包括改造現有TDM設備、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備的窄帶主控模塊，將改造后的端局接入軟交換或者IMS，設備電纜和出局銅纜保持現狀，不需要線路割接，只進行數據調整，割接改造完成后將系統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）要求用戶板設備和線路質量好。
b）改造后，仍舊只能提供語音業務。
c）費用較高，40~86元/線。
d）小于500門區域不適用，同時需要擴容軟交換或者實現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域，新建AG可以選擇在核心機房或者靠近用戶側的機房，替換現有TDM設備。其中，靠近用戶側機房，有利于實現主干電纜的光進銅退。
2.2.3 FTTx方式
FTTx改造方式主要結合寬帶升級提速和光進銅退工程，通過下移接入設備實現原有用戶的接入，新設備上行接入軟交換或IMS系統。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 固定語音網優化總結
從經濟效益來看，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化方式，降低設備能耗、提高網絡實裝率；而當資金較為充足時，考慮到未來技術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端局優先實施改造。
a）故障率較高、技術支持不足、存在安全隱患的設備。
b）覆蓋區域內銅纜老化嚴重，線路質量較差的設備。
c）在網運行年限超過15年的設備。
d）設備運行能耗相對高的設備。
e）設備容量和數量占比低的設備。
f）機房占地面積較大的設備。
g）實裝率較低的設備。
3 固定語音網的下一步演進
3.1 固定語音網的演進方向
用戶的需求決定了固定語音網的未來發展方向。而承載業務到底用電信網還是互聯網，目前還存在爭論。整體來看，固定語音網未來演進的驅動力主要來自以下2個方面。
a）業務提供。電信業務主要包括基本及補充業務、智能業務和多媒體業務等三大類。其中，前兩類業務主要由電信網提供，而多媒體業務，IMS和互聯網都可以提供，互聯網提供的業務種類和業務體驗要好于IMS。而所謂“云管端”概念提出在一定程度上體現了未來電信業務的另一個方向，但還處于概念階段，并且對于現有電信運營商的網絡、業務和運營管理是顛覆性的變革，是從互聯網切入電信業務。短時間內較難形成產業規模。
b）設備與網絡架構演進。隨著通信技術的不斷發展，從傳統的TDM到軟交換，逐步發展到IMS，從標準化程度、協議類型、業務種類、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標準最為成熟、產業支持程度最好，并已得到商用的技術；固網和移動網的設備和架構都在向IMS演進。
總體來說，從目前固網演進的兩方面驅動力來看，IMS是比較明確的演進方向。
3.2 IMS 下的業務及實現
3.2.1 IMS 下的業務概述
IMS中的業務主要分為基本及補充業務、傳統智能業務以及IMS新業務等三大類。
a）補充業務主要有主叫號碼識別顯示/限制/逾越、呼叫前轉/等待/保持、三方通話、呼出限制、免打擾服務、縮位撥號、熱線服務、鬧鐘、閉鎖業務、傳真業務等。
b）傳統智能業務主要有VPN、預付費、一號通、手機H碼翻譯、悅鈴和卡類業務等。此類業務既有全國性的業務，也有省內甚至本地部署的業務。
c）IMS新業務，包括多媒體電話、彩鈴、彩像、會議、即時消息、統一centrex、點擊撥號、融合一號通、融合視訊（IPTV）、IP呼叫中心（IPCC）、交互式語音視頻應答系統（IVDR）等。
上述業務中，第一和第二類屬于現網已經提供的業務，第三類為IMS環境下提供的特色業務。
3.2.2 IMS 下的業務實現
在IMS架構下，所有業務都可以通過設置相應的AS來實現。不過對于傳統智能業務的繼承，考慮到業務一致性以及網絡割接的難度，一般會采取以下3種方式。
方式一：話路迂回到現有匯接局觸發智能業務。
IMS域的呼叫通過MGCF路由到固網匯接局，智能業務通過匯接局觸發到現有智能網SCP實現。這種方式實現技術難度低，業務觸發和業務控制分別利用現網的匯接局和SCP實現，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。該方式簡化了IMS用戶業務流程，IM-SSF負責完成INAP/CAP/ SIP協議到IMS SIP協議的轉換，并完成業務觸發，而業務控制仍由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和省內甚至本地SCP的對接測試，技術難度稍大。
方式三：新建AS平臺替換現有的SCP設備。此類方式的業務觸發和業務控制均在IMS內實現，沒有話路迂回，但是由省內傳統智能業務按照省甚至本地部署，其業務邏輯不盡相同，因此新建AS完全繼承現3.3 固定語音網的演進策略3.3.1 固定語音網演進的總體步驟針對目前固定語音網TDM和軟交換并存的局面，固定語音網的演進可遵循如下步驟。
第一步：以PSTN網改為契機，規模部署IMS網絡，控制固網軟交換擴容，形成TDM+軟交換+IMS的網絡架構。
第二步：TDM用戶基本完成向IMS的遷移，形成IMS+軟交換的網絡架構，實現網絡扁平化。
第三步：固網軟交換設備升級后整體接入IMS網絡，IMS成為固網唯一核心控制網絡。
3.3.2 TDM設備演進策略
引入IMS后，現網TDM設備向IMS演進有以下2種模式。
a）AG封裝后，接入到IMS核心網絡。
b）通過FTTx改造，實現TDM設備的全部退網。
FTTx改造方式對現有TDM交換機沒有額外的需求，而AG封裝的方式，需要設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的接口協議從H.248升級為SIP，軟交換SS不再使用。
從標準化程度，商用成熟度，業務能力，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勢，目前國內已經部署的IMS商用網絡，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與中國聯通其他網絡的語音互通。
3.3.3.3 SDC的演進策略
SDC主要是固網實現智能化時，用于集中存儲用戶的業務屬性數據，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設備本身的用戶數據結構、鑒權方式、接口協議等與HSS有差別，軟件上可利舊的資源有限；大多數廠家的HSS均是基于ATCA等新的硬件平臺開發的，SDC由于硬件型號較為陳舊，處理能力有限，后續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與固網軟交換共存階段，SDC只為固網軟交換服務。
b）當固網軟交換需要演進為AGCF時，SDC中的數據遷移到HSS，SDC逐步退網。
4 結束語
在明確了IMS作為固定語音網的下一步發展方向后，固定語音網的優化工作即可以歸納為通過退板減容等措施實現網絡瘦身和通過IMS替換TDM逐步向目標演進。而IMS作為一項新技術，其引入涉及到業務、網絡、支撐、傳輸和配套等網絡建設和維護的多個方面，因此運營商在IMS建設前期的準備非常重要，并且在IMS建設期間，需要處理好軟交換和IMS的網絡分工和互聯互通，確保固定語音網平穩健康發展。
參考文獻：
［1］ YD/T 1704-2007 公用電話交換網（PSTN）網絡智能網總體技術要求［S/OL］.［2012-01-21］. http://www.51zbz.com/biaozhun/96507.ht?
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