淺析軟交換技術(shù)及下一代電信網(wǎng)

夏雷 陳愛(ài)萍 薛馨欣

空軍大連通信士官學(xué)校有線(xiàn)電通信系，大連市開(kāi)發(fā)區(qū) 116600

淺析軟交換技術(shù)及下一代電信網(wǎng)

夏雷 陳愛(ài)萍 薛馨欣

空軍大連通信士官學(xué)校有線(xiàn)電通信系，大連市開(kāi)發(fā)區(qū) 116600

本文解釋了軟交換的概念，對(duì)基于軟交換技術(shù)的下一代電信網(wǎng)與傳統(tǒng)電信網(wǎng)作了深入細(xì)致的對(duì)比，并分析了下一代電信網(wǎng)的設(shè)備組成，最后介紹了下一代電信網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀。

軟交換技術(shù)；下一代電信網(wǎng)

一、什么是軟交換

軟交換的概念最早起源于美國(guó)。當(dāng)時(shí)在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，用戶(hù)采用基于以太網(wǎng)的電話(huà)，通過(guò)一套基于PC服務(wù)器的呼叫控制軟件（Call Manager、Call Server），實(shí)現(xiàn)PBX功能（IP PBX）。對(duì)于這樣一套設(shè)備，系統(tǒng)不需單獨(dú)鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)，而只通過(guò)與局域網(wǎng)共享就可實(shí)現(xiàn)管理與維護(hù)的統(tǒng)一，綜合成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的PBX。由于企業(yè)網(wǎng)環(huán)境對(duì)設(shè)備的可靠性、計(jì)費(fèi)和管理要求不高，主要用于滿(mǎn)足通信需求，設(shè)備門(mén)檻低，許多設(shè)備商都可提供此類(lèi)解決方案，因此IP PBX應(yīng)用獲得了巨大成功。受到IP PBX成功的啟發(fā)，為了提高網(wǎng)絡(luò)綜合運(yùn)營(yíng)效益，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展更加趨于合理、開(kāi)放，更好地服務(wù)于用戶(hù)。業(yè)界提出了這樣一種思想：將傳統(tǒng)的交換設(shè)備部件化，分為呼叫控制與媒體處理，二者之間采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議（MGCP、H248）且主要使用純軟件進(jìn)行處理，于是，Soft Switch（軟交換）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

根據(jù)國(guó)際Soft Switch論壇ISC的定義，Soft Switch是基于分組網(wǎng)利用程控軟件提供呼叫控制功能和媒體處理相分離的設(shè)備和系統(tǒng)。因此，軟交換的基本含義就是將呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)（傳輸層）中分離出來(lái)，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)基本呼叫控制功能，從而實(shí)現(xiàn)呼叫傳輸與呼叫控制的分離，為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面。軟交換主要提供連接控制、翻譯和選路、網(wǎng)關(guān)管理、呼叫控制、帶寬管理、信令、安全性和呼叫詳細(xì)記錄等功能。與此同時(shí)，軟交換還將網(wǎng)絡(luò)資源、網(wǎng)絡(luò)能力封裝起來(lái)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放的業(yè)務(wù)接口和業(yè)務(wù)應(yīng)用層相連，可方便地在網(wǎng)絡(luò)上快速提供新的業(yè)務(wù)。

二、傳統(tǒng)電信網(wǎng)與基于軟交換技術(shù)的下一代電信網(wǎng)比較

在傳統(tǒng)交換網(wǎng)絡(luò)中，給用戶(hù)提供的功能或提供的業(yè)務(wù)都直接與交換機(jī)有關(guān)，因此交換機(jī)需要的功能或交換機(jī)需要提供新的服務(wù)都需要在每個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)完成，如PSTN交換機(jī)能提供如縮位撥號(hào)、呼叫前轉(zhuǎn)、呼叫等待、三方通話(huà)等14種補(bǔ)充業(yè)務(wù)。ISDN交換機(jī)能提供的補(bǔ)充業(yè)務(wù)比PSTN交換機(jī)還多，如主叫號(hào)碼顯示業(yè)務(wù)、主叫號(hào)碼顯示限制業(yè)務(wù)、被連接號(hào)碼顯示業(yè)務(wù)、被連接號(hào)碼顯示限制業(yè)務(wù)和UUS業(yè)務(wù)等。傳統(tǒng)交換網(wǎng)絡(luò)采用依靠交換機(jī)和信令提供業(yè)務(wù)的方式，通常在制定交換機(jī)規(guī)范的時(shí)候要確定該交換機(jī)應(yīng)提供什么業(yè)務(wù)，在增加新的業(yè)務(wù)時(shí)必須要對(duì)每一個(gè)交換機(jī)或信令作相應(yīng)的改造，因此提供業(yè)務(wù)的時(shí)間較長(zhǎng)。為了滿(mǎn)足業(yè)務(wù)的需要，網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)了公共的業(yè)務(wù)平臺(tái)，即智能網(wǎng)。

智能網(wǎng)的設(shè)計(jì)思想就是把呼叫連接和業(yè)務(wù)提供分開(kāi)。交換機(jī)完成呼叫連接，而智能網(wǎng)完成業(yè)務(wù)提供。將呼叫連接和業(yè)務(wù)提供分開(kāi)的方法大大增強(qiáng)了業(yè)務(wù)提供的能力，縮短了業(yè)務(wù)提供的時(shí)間。

但是這種分離僅僅是第一步，隨著承載的多樣化還必須將呼叫控制和承載連接進(jìn)一步分離。網(wǎng)絡(luò)將分成接入傳送層、媒體層、控制層和業(yè)務(wù)層，即把控制和業(yè)務(wù)的提供從媒體層中分離出來(lái)。軟交換就是位于網(wǎng)絡(luò)分層中的控制層，它與媒體層的網(wǎng)關(guān)交互作用，接收正在處理的呼叫的相關(guān)信息，指示網(wǎng)關(guān)完成呼叫。（見(jiàn)圖）它的主要任務(wù)是：在各點(diǎn)之間建立關(guān)系，這些關(guān)系可能是一個(gè)簡(jiǎn)單的呼叫，也可以是一個(gè)較復(fù)雜的處理。軟交換主要處理實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，首先是語(yǔ)音業(yè)務(wù)，也可以包括視頻業(yè)務(wù)和其他多媒體業(yè)務(wù)。在軟交換中通常也提供一些基本的補(bǔ)充業(yè)務(wù)，相當(dāng)于傳統(tǒng)交換機(jī)的呼叫控制部分和基本業(yè)務(wù)提供部分。這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有以下特點(diǎn)：可以使用基于包的承載傳送，是一個(gè)開(kāi)放端點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，能同樣好地傳送話(huà)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；將網(wǎng)絡(luò)的承載部分與控制部分相分離，允許它們分別演進(jìn)，有效地打破了單塊集成交換的結(jié)構(gòu)；在各單元之間使用開(kāi)放的接口，允許運(yùn)營(yíng)商為其網(wǎng)絡(luò)的每一部分購(gòu)買(mǎi)性?xún)r(jià)比最好的產(chǎn)品。

三、基于軟交換技術(shù)的下一代電信網(wǎng)設(shè)備組成

1、軟交換控制設(shè)備（Soft switch Control Device）

這是網(wǎng)絡(luò)中的核心控制設(shè)備（也就是我們通常所說(shuō)的軟交換）（見(jiàn)圖2）。它完成呼叫處理控制功能、接入?yún)f(xié)議適配功能、業(yè)務(wù)接口提供功能、互聯(lián)互通功能、應(yīng)用支持系統(tǒng)功能等。

2、業(yè)務(wù)平臺(tái)（Service Platform）

完成新業(yè)務(wù)生成和提供功能，主要包括SCP和應(yīng)用服務(wù)器。

3、信令網(wǎng)關(guān)（Signaling Gateway）

目前主要指七號(hào)信令網(wǎng)關(guān)設(shè)備。傳統(tǒng)的七號(hào)信令系統(tǒng)是基于電路交換的，所有應(yīng)用部分都是由MTP承載的，在軟交換體系中則需要由IP來(lái)承載。

4、媒體網(wǎng)關(guān)（Media Gateway）

完成媒體流的轉(zhuǎn)換處理功能。按照其所在位置和所處理媒體流的不同可分為：中繼網(wǎng)關(guān)（Trucking Gateway）、接入網(wǎng)關(guān)（Access Gateway）、多媒體網(wǎng)關(guān)（Multimedia Service Access Gateway）、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)（Wireless Access Gateway）等。

5、IP終端（IP Terminal）

目前主要指H.323終端和SIP終端兩種，如IP PBX、IP Phone、PC等。

6、其他支撐設(shè)備。

如AAA服務(wù)器、大容量分布式數(shù)據(jù)庫(kù)、策略服務(wù)器（Policy Server）等，它們?yōu)檐浗粨Q系統(tǒng)的運(yùn)行提供必要的支持。

四、基于軟交換技術(shù)的下一代電信網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

軟交換作為傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)的替代技術(shù)、核心網(wǎng)IP化技術(shù)已經(jīng)成熟，目前軟交換產(chǎn)品已經(jīng)規(guī)模應(yīng)用在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)及固定網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)層面。其中移動(dòng)軟交換發(fā)展迅猛，在增量市場(chǎng)(新建)及存量市場(chǎng)(替換)均取得很好的發(fā)展。全球超過(guò)85%(數(shù)據(jù)來(lái)自In-stat公司)的新建移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(2G/3G)都部署了軟交換，同時(shí)越來(lái)越多的來(lái)自北美、歐洲、中東以及亞太地區(qū)的服務(wù)提供商，開(kāi)始把他們的移動(dòng)核心網(wǎng)升級(jí)為軟交換結(jié)構(gòu)。我國(guó)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商從2006年開(kāi)始新建網(wǎng)絡(luò)全部采用移動(dòng)軟交換設(shè)備，并從2007年開(kāi)始有計(jì)劃、有步驟地推進(jìn)移動(dòng)核心網(wǎng)IP化進(jìn)程。目前我國(guó)移動(dòng)核心網(wǎng)容量70%以上為軟交換設(shè)備，同時(shí)利用軟交換完成了20%～30%的核心網(wǎng)IP化(即承載IP化)工作.其中個(gè)別省份已經(jīng)達(dá)到了80% ；固網(wǎng)軟交換發(fā)展相對(duì)穩(wěn)定，沒(méi)有顯著的變化及事件。固定軟交換大規(guī)模引入、建設(shè)階段已經(jīng)過(guò)去，發(fā)展重點(diǎn)主要是已建網(wǎng)絡(luò)的使用及優(yōu)化，例如我國(guó)固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商長(zhǎng)途軟交換開(kāi)始承載30%的長(zhǎng)途業(yè)務(wù)量，同時(shí)開(kāi)始推進(jìn)省內(nèi)、省際軟交換互通及扁平化工作。移動(dòng)軟交換的發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)基本明朗，即移動(dòng)軟交換將在今后2～3年的時(shí)間內(nèi)基本完全取代傳統(tǒng)移動(dòng)交換機(jī)，成為移動(dòng)電路域組網(wǎng)的必然選擇。固網(wǎng)軟交換發(fā)展趨勢(shì)仍存變數(shù)，不同的運(yùn)營(yíng)商會(huì)有不同的選擇。具體到2009年來(lái)說(shuō)，全球及我國(guó)的移動(dòng)軟交換市場(chǎng)仍會(huì)保持相當(dāng)?shù)脑鲩L(zhǎng)速度，移動(dòng)軟交換的Pool技術(shù)會(huì)進(jìn)一步成熟，節(jié)能減排也將會(huì)越來(lái)越受到重視。全球固定軟交換市場(chǎng)仍基本保持，不會(huì)有大規(guī)模的發(fā)展，但我國(guó)運(yùn)營(yíng)商可能會(huì)增大軟交換對(duì)公共交換電話(huà)網(wǎng)絡(luò)(PSTN)的替換力度。

[1]續(xù)合元.中興通信技術(shù)[z].中興技術(shù)有限責(zé)任公司.2009

[2]姚楠.通信網(wǎng)[M].人民郵電出版社.2007

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.07.049