下一代网络NGN/互联网NGI - 讨论区 - 固定网和移动网融合分析

木池河
概 述
所谓固定通信网络和移动通信网络的融合，是指不断演变中的固定通信网络和移动通信网络在网络和业务方面逐渐趋向于不同程度和范围的相似或相同，在技术上体现为协议规范、网络架构等方面的一致性，在运营上体现为运营或经营模式的相似性。
融合是综合的、复杂的，它涉及网络、业务等多方面。从网络架构看，融合可以发生在网络的不同层面, 具体体现在业务层面、控制层面、传输层面、接入层面、终端和支撑系统等多层面；从服务的角度看，融合主要表现为更加丰富多彩的综合电信业务，例如统一账单、统一客服、统一接入、统一认证和统一业务等；从接入方式看，体现为多种接入方式共用某些网络的功能实体或设备，在终端上体现为各种多频、多模的终端；从用户的角度看，融合意味着相同的业务体验。
需求分析
融合对用户来说意味着什么？首先，融合将为用户提供更多的业务便利性。目前，大多数用户同时拥有多种类型的固定、移动通信工具，如固定电话、移动手机、PC机等。通过固网和移动网的融合，用户可以通过统一的终端获得各种固定、移动业务，在同一门户网站或者营业厅、小区享用包括固定、移动等多项通信业务在内的全业务受理服务，获得更多的便利。其次，融合将为用户提供更加丰富多彩的电信业务。随着数字通信技术的发展，固定和移动通信网络都趋向于提供包括语音、数据和多媒体在内的多种多样的电信业务。通过固网和移动网的融合，可以为用户提供新的业务和服务，如基于综合智能网络的综合VPN业务、基于融合的支撑系统的组合业务和资费套餐，给用户带来更多的实惠。第三，固网和移动网融合可以给用户带来更好的业务体验。通过固网和移动网融合可以使用户通过各种接入手段获得业务，而不受接入方式的限制，从而使用户获得无处不在的业务体验。当多种接入方式并存时，用户还可以根据业务需求选择资费更低、QoS更好的接入方式；此外融合还使得用户可以通过一次认证获得多种业务，简化了用户获取业务的流程。
融合对运营商意味着什么？首先，固网和移动网融合可以提升用户的业务体验，增加用户对网络的忠诚度，吸引和留住用户，这是运营商的生存之本。其次，融合将有助于运营商降低网络建设、业务开发、运营维护以及营销服务成本。融合使得运营商可以在网络建设阶段统筹规划，充分利用现有资源，降低投资成本；在网络运营中，充分发挥融合网络的层次化、模块化、简单化和集中化的优势，大大降低网络的业务开发难度和运营维护成本。第三，融合将有助于实现固定和移动在网络和业务方面的优势互补，发挥综合优势，进而扩大总体用户规模和业务量。第四，融合将有助于运营商扩大业务的广度和深度，更加快速、方便地提供多样化、综合化和差异化的电信业务。
总之，固网和移动网融合符合电信企业战略转型的需要，实现运营高效化、低成本化；能够以客户为中心提供个性化、综合化、多样化的电信业务；对网络、业务和用户实现可管理和可控制。
不同层面的融合
从通信网络的总体发展趋势看，固定通信网和移动通信网都朝着分层化的方向发展。下面从NGN的分层网络架构的各个层面讨论FMC的技术可行性，即业务层面的融合、控制层面的融合、传送层面的融合以及接入层面的融合，此外终端的融合和支撑系统的融合也是固网和移动网融合的重要方面。
1．业务层的融合
在NGN的分层架构中，业务层面包括各种业务设备（例如智能网的SCP、各种业务引擎、各种业务网关等）以及业务管理平台等，业务设备侧重业务的提供，业务管理平台侧重业务的管理。随着固定、宽带、移动业务的不断发展，各个领域的业务都在不断丰富，且具有越来越多的共性，同一类业务常常出现在不同的系统中。例如语音业务、视频业务、短信业务、彩信业务等都可以在固网、移动网以及互联网络上实现。因此，从业务发展的趋势看，业务融合是发展的必然。
从网络的角度看，未来业务层面是与承载网络无关的独立层面，业务层面统一为固定接入方式和移动接入方式提供服务，使用户可以通过不同的接入手段体会到相同的业务。目前，业界讨论较多的是SDP（Service Delivery Platform）的概念，SDP的目的是将网络的功能进行抽象后提供给业务的开发者，并通过网络抽象层和网络暴露层提供不同的开放程度，从而实现对业务开发者的控制。SDP为运营商提供了一个增值业务可快速部署、提供、执行、管理和计费的完整生态系统，使话音、数据、内容的传递与具体网络和设备无关，使得应用开发者具有以统一的标准方式访问不同网络的能力，而且运营商可以有选择地将业务能力提供给外部的CP/SP，以进行业务开发和安全访问。
目前，SDP还处于研究阶段，其功能框架还在不断地完善，实现统一的业务平台将经历一个逐步演进的过程。在实现基于SDP的统一业务平台之前，业务层融合可以通过多种技术手段来实现，具体可以分为以下几类。首先是基于智能网而实现的融合。
智能网作为比较成熟的业务平台可以实现固网和移动网的业务融合，可以通过综合SCP同时支持固网的INAP协议和移动网的CAP协议，共享业务逻辑，实现固定、移动业务融合。它所提供的业务包括综合VPN和综合预付费等融合业务。固网和移动网的SCP进行互联也可以实现一些融合业务，例如充值业务、指定电话付费等。其次，共用业务引擎也可以实现业务层面的融合。业务引擎用于实现丰富多彩的业务应用，它可以独立提供业务，也可以通过开放业务接口将业务能力开放给CP/SP进行业务提供。典型的业务引擎包括：SMSC，MMSC，LCS server，Presence Server，Instant Message Server等，这些引擎都可以实现固网和移动网的共用。此外，共用应用服务器也是一种融合方式。在这种方式下，固网和移动网即使在承载网络完全分开的情况下，也可以分别通过各自网络访问相同的AS（Application Server）。这些AS提供的业务可以是运营商开发的业务，也可以是CP/SP开发的业务，例如下载服务、IVR、彩铃平台以及MSN服务器等。
业务层融合不仅可以实现业务的跨网使用，给用户带来更丰富的业务，同时也改变了业务的运营和管理模式。从长远看，这种融合有利于运营商降低业务开发和部署的成本，加快业务提供速度，提高网络运行效率。这个层次的融合在现有传统网络（例如PSTN网络和2G网络）上就可以实施，因为其呼叫的控制和承载是合一的。业务层融合主要提供语音及语音增值业务，这些业务既可以通过智能网方式实现，也可以通过共用各种语音业务平台实现，包括IVR平台、彩铃平台等。
2．控制层的融合
控制层提供呼叫的控制功能，包括呼叫建立、路由选择和资源管理等功能。随着网络的不断演进，软交换技术先后被引入到固网和移动网络，实现了控制、承载和业务的分离。在移动网络中，控制层功能实体包括电路域的MSC Server，IMS中的各种CSCF，MRFC等。在固定软交换网络中，控制层功能实体包括Call Server和SIP Server等。在软交换发展的初期（即固网和移动网交换机采用H.248控制媒体网关分配电路域媒体资源的时期），由于移动和固定软交换的协议具有较大的差异性，例如固定不支持MAP和BICC协议，因此融合的可能性较小。而固网和移动网在宽带软交换上都基于SIP控制，则存在融合的可能。
从标准体系看，IMS是3GPP定义的实现IP多媒体业务的网络架构。2004年ITU-T FGNGN和TISPAN等标准组织都将IMS作为基于SIP控制的核心网引入到NGN架构中，同时支持固定和移动的接入方式。对于不同接入方式对IMS提出的需求，将由3GPP统一整理，并反映到IMS协议中。因此，IMS将是一个多组织共同认可的标准体系，不会产生不同标准组织间协议不兼容的问题，这是IMS支持固网和移动网融合的前提和基础。
从网络架构和协议看，IMS中的S-CSCF是整个网络的核心，支持SIP协议处理SIP会话。P-CSCF是UE接入IMS系统的入口，实现了SIP协议中的Proxy和User Agent功能；MGCF和IMS-MGW是与CS域和PSTN互通的功能实体，分别负责控制信令和媒体流的互通；MRFC和MRFP是实现多方会议的功能实体，控制层面的MRFC通过H.248控制MRFP；BGCF是IMS域与外部网络的分界点，由它来选择在哪里跟CS域或PSTN互联。这些功能实体都可以为固网和移动网共用。终端则是支持SIP协议的固定或移动终端。在IMS架构中，各种功能实体间的接口协议主要采用SIP协议，SIP协议是应用层的协议，与接入网络的类型无关。所以，IMS从网络架构和协议上支持固网和移动网的融合。
此外，在用户标识方面，移动网和固网在进行呼叫时都采用SIP URI标识，同时也都拥有E.164号码用于与传统网络的互通。用户标识的一致性决定了固网和移动网在路由寻址机制上基本相同。在QoS和安全机制方面，TISPAN和ITU-T的NGN架构都重用了IMS的相关机制和规范；在支持固网的游牧方面，可以采用IMS定义的漫游方式实现固网的游牧。总之，这些技术为固网和移动网基于IMS实现控制层融合提供了条件。
目前，基于IMS的网络融合得到了设备厂商和运营商的广泛支持，各主流设备厂商，例如华为、中兴、朗讯、西门子、爱立信、阿尔卡特、诺基亚等都声称IMS产品将同时支持固定接入和移动接入，并给出了产品开发计划。同时，一些运营商，如英国电信、法国电信、意大利电信等，也根据自身网络的状况提出了网络演进的方向，并且把IMS作为网络演进的目标。目前，3GPP，ITU，以及TISPAN都在研究基于IMS的融合，并制定相应的标准。
3．传送层的融合
传送层是指为上层业务提供公共承载的网络层面，它是一个基于分组交换的网络，目前主要以IP技术为发展方向。因此，传送层的融合主要体现为IP承载网的统一，而这个层面的统一在一定程度上已经实现了。不论是固定网络还是移动网络，从技术的发展趋势看，各种信息都趋向于在IP上承载，早期是一些数据业务，随后是语音和信令，它们都可以基于IP承载。目前，几乎所有的运营商在考虑网络演进时，无疑都是朝着全IP方向进行的。
4．接入层的融合
接入层是指为用户提供接入的网络层面，它比接入网的概念更宽、延伸更广，例如在WCDMA网络中，UTRAN和分组域一起构成接入层网络。接入层网络分为两种类型，即固定接入和移动接入。固定接入方式主要包括XDSL接入方式（包括ADSL，SDSL，VD?鄄SL）、光纤接入方式（包括BPON，EPON，GEPON）、Cable接入方式、以太网LAN接入方式以及固定无线接入（例如WLAN，WiMax等）。移动接入方式主要包括蜂窝接入方式（包括GSM，CDMA，WCDMA，TD-SCDMA等）和卫星接入方式。
在接入层面，一方面是各种接入方式丰富多彩、层出不穷，另一方面又是各种接入方式之间相互关联、不断融合。对于固定接入方式和移动接入方式的融合，在网络侧主要体现在WLAN/BlueTooth和GSM的融合、WLAN和WCDMA的融合、家庭网络技术等；而综合的室内分布系统和软件无线电也在一定程度上实现了不同接入方式之间的融合。
WLAN/BlueTooth和GSM的融合方案标准是UMA组织制定的，已经被3GPP组织接受。在这种方案中，WLAN/BlueTooth终端通过IP接入网络连接到GSM/GPRS核心网络，从而使用GSM/GPRS网络提供的业务。这种技术在英国电信已经商用，即BluePhone方案：用户拥有一个BlueTooth和GSM的双模终端，在室外通过GSM网络接入到PLMN核心网络，在室内通过BlueTooth经ADSL网络接入PLMN核心网，用户可以享受更低的资费。
3GPP还规定了WLAN和WCDMA的融合方案，即3GPP建议的WLAN和3G的六种融合方案中的一种紧耦合方式。在这种方案中，WLAN和WCDMA的双模终端或WLAN的单模终端可以接入到WCDMA的分组域，接受分组域的鉴权，并可以获得3G网络提供的业务，这些业务和终端工作在WCDAM模式时享受的业务一样。具体业务包括分组域与外部数据网共同提供的业务，也包括分组域和IMS网络共同提供的业务。
家庭网络是接入层融合的另一个热点。家庭网络技术可以将家庭内部的所有电器、通信设备组成网络，对于不同的通信手段可以实现自由切换。即双模或多模终端在家庭网络的覆盖范围内可以选择通过家庭网关连接到外部的IP网络或移动网络获取业务，这样可以充分利用固网的带宽优势，从而使用户得到更好的业务体验。目前家庭网络技术还处于研究阶段，许多标准组织都在进行相关规范的研究，各个组织的侧重点有所差异。ITU-T和ETSI侧重于网络架构、QoS等电信相关标准的制定；DLNA（Digit Living Network Alliance）等组织则侧重于家庭网络设备的互通标准。总之，家庭网络技术正在快速发展，目前已经有一些应用的雏形，例如意大利电信的Alice方案和法国电信的LiveBox等。
总体来看，在接入层面多种接入方式将长期共存，满足用户的不同需求。接入层的融合应能够体现固定接入方式和移动接入方式的互补，发挥各自的优势。共同为用户提供“无处不在”的业务体验，向用户提供高质量、低价格的服务。
5．终端的融合
终端是用户获取业务的设备，与用户的业务体验密切相关。融合终端主要体现为双模终端和多模终端，是融合业务实现的重要环节。融合终端的便利性、多功能、个性化和专业化将成为吸引用户的一大亮点。目前，融合终端主要包括移动/蓝牙、移动/WLAN、移动/PHS等几种。具有代表性的移动/蓝牙融合终端的厂家主要有Motorola、西门子、LG、三星等；而移动/Wlan融合终端的厂家主要有Motorola，Nokia，NEC等；移动/PHS融合终端的厂家主要有UT Starcom等。这些公司在国内外的一些市场上已经推出了一些初具商用水平的融合终端。
由于蓝牙技术具有功耗小、通信距离短的特点，因此移动/蓝牙融合终端主要实现语音业务。在这种方案中双模终端可以通过AP（Access Point）以Z接口接入到PSTN网络，或通过U接口接入到ISDN网络，实现语音业务和窄带数据业务。其典型应用是韩国电信采用CTP（Cordless Telephony Profile）技术的“OnePhone”方案，用户通过蓝牙/CDMA双模手机在室内接入PSTN网络，在室外采用CDMA网络。
移动/WLAN终端除了可以实现语音业务，还可以实现数据业务。用户可以通过ADSL，LAN等方式接入数据网络。宽带网络能够为用户提供较高的接入带宽和较强的业务能力，因此融合业务的类型丰富，而且固网侧的业务可以与移动网络的业务同步发展。由于WLAN方式能够同时支持语音和数据业务，因此移动/WLAN终端一般会支持VoIP的协议，如SIP，RTP，RTCP等，以及用于数据通信的DHCP，PPP，TCP/IP，UDP等协议。
移动/PHS融合终端接入网络时，PHS作为短距离无线接入方式的一种，可直接接入到公众PHS网络，或者是借助类似于QBox等的设备接入到PSTN等网络。相对于移动/蓝牙和移动/WLAN终端而言，这种终端的研发厂商较少。
融合终端的方案与融合业务方案密切相关，融合终端的业务能力与具体的方案密切相关，甚至需要运营商参与业务定制，这是融合终端的一个难点。另外语音、数据业务在双模间的切换，以及业务安全性是目前终端融合业务技术的难点。
6．支撑系统的融合
运营支撑系统包含三大部分：业务支撑系统（BSS）、运营支撑系统（OSS）、管理支撑系统（MSS）。由于MSS系统是从企业管理的层面分析问题，移动业务与固定业务在企业经营管理方面并没有本质的差异，因此固定网络和移动网络在MSS上的融合是理所当然的。BSS系统主要包括了CRM客户关系管理系统、计费账务结算系统、网络管理系统和资源管理系统等等。为了支撑融合业务的开展，BSS/OSS也必将向融合方向发展。
在BSS系统中，CRM系统的融合和计费账务系统的融合最为重要，它们直接关系到用户的体验。CRM的融合驱动主要在于全业务受理和一点受理的需求。融合的CRM系统主要需要实现统一产品目录、统一客户服务、统一用户资料，一点受理、全网服务的功能。通过CRM系统的融合，用户可以在相同的营业厅或网站上完成固定和移动业务的统一订购，让客户无论何时何地，都能通过一个统一的接触平台，方便地获得所需服务，并能保持服务的连续性、一致性和完整性。
计费账务系统融合的驱动在于统一账单、统一收费以及灵活的资费策略的需求。计费系统的融合可分为四个层次：采集融合、计费融合、账务融合和收费融合，其中包括在线计费和离线计费。在四个层次的融合中收费级的融合是程度最弱的一种融合，只能做到将用户使用的各种业务费用统一收取，提供账单的“一单清”，但无法支持各种业务的交叉优惠及预付费和后付费的融合。账务级的融合程度较强，能够支持基于账目级别的多业务捆绑和交叉优惠，而且只适用于后付费业务，不适用于预付费业务的融合。计费级的融合则程度更强，既能够支持基于详单级别的多业务捆绑和交叉优惠,又能够支持预付费业务和实时的业务融合。一般来说，采集的融合不仅实现了采集级的融合，也同时实现计费级、账务级和收费级的融合，是真正意义上的融合。采集融合可以在统一的融合平台上实现多业务的融合、预付费业务和后付费业务的融合，支持多种业务间的交叉优惠，并为用户提供多种支付手段。
总之，融合的支撑系统不仅能给用户带来更多的方便，也能给用户提供更多的实惠，增加用户的忠诚度。它是全业务运营商的重要优势，也是全业务运营商应该首先向用户提供的服务。
结束语
固网和移动网各个层面的融合在技术上都是可行的，但是实施的难易程度不同。网络融合需要综合考虑用户需求、技术成熟度、网络现状、监管政策、竞争等多重因素。融合应当以技术成熟度为基础，以用户和市场需求为先导，兼顾现网状况、政策、竞争等因素，从技术成熟度高、对现网影响小的融合方案入手，由简到繁逐步实施。