移動(dòng)軟交換網(wǎng)絡(luò)及其發(fā)展前景展望

摘要：隨著電信業(yè)務(wù)迅猛發(fā)展，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的新技術(shù)革命正在深入地改變著傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)的概念和體系，電信網(wǎng)正面臨著一場(chǎng)巨變，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)向下一代網(wǎng)發(fā)展。為了適應(yīng)市場(chǎng)的需要，各大運(yùn)營商紛紛開始進(jìn)行2G向3G的網(wǎng)絡(luò)改造，由于要與現(xiàn)網(wǎng)平滑過渡，軟交換技術(shù)成為現(xiàn)階段首選技術(shù)，軟交換網(wǎng)絡(luò)成為各運(yùn)營商的主營網(wǎng)絡(luò)。本文詳細(xì)介紹了軟交換網(wǎng)絡(luò)的概念，產(chǎn)生的背景，優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)狀以及對(duì)其發(fā)展前景的展望。

關(guān)健詞：軟交換；前景展望

中圖分類號(hào)：TN915 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 (2012) 09-0000-02

（一）軟交換的概念。軟交換是下一代網(wǎng)絡(luò)（Next Generation Network，NGN）狹義上的概念，特指以軟交換設(shè)備為控制中心，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)控制與呼叫控制分離，呼叫控制與接入和承載分離，各功能部件之間采用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議進(jìn)行互通，能夠兼容公共交換電話網(wǎng)絡(luò)(Public Switched Telephone Network，PSTN)、IP網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)網(wǎng)等技術(shù)，提供豐富的用戶接入手段，支持標(biāo)準(zhǔn)的業(yè)務(wù)開發(fā)接口，并采用分組網(wǎng)進(jìn)行傳送的網(wǎng)絡(luò)。

（二）軟交換產(chǎn)生的背景。隨著電信業(yè)務(wù)迅猛發(fā)展，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的新技術(shù)革命正在深入地改變著傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)的概念和體系，電信網(wǎng)正面臨著一場(chǎng)巨變，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)向下一代網(wǎng)發(fā)展的主要因素主要有以下兩個(gè)方面：

1.新技術(shù)發(fā)展?；A(chǔ)技術(shù)層面微電子信息技術(shù)進(jìn)步的速度正在繼續(xù)按摩爾定律發(fā)展。移動(dòng)通信技術(shù)和業(yè)務(wù)的巨大成功正在改變世界電信的基本格局，革命性的技術(shù)突破為下一代網(wǎng)絡(luò)的誕生打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.市場(chǎng)需要。由于市場(chǎng)的需要電信業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)組成發(fā)生了根本性需求變化，這種變化需要有效的技術(shù)支撐。從1876年貝爾發(fā)明電話以來的100多年里，電話網(wǎng)的業(yè)務(wù)一直以電話業(yè)務(wù)為主，由傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)支撐。近幾年來，以IP為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展打破了這種傳統(tǒng)格局，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)已經(jīng)日趨成為電信網(wǎng)的主導(dǎo)業(yè)務(wù)，突發(fā)型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要新的下一代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效支撐。

在這種大環(huán)境下，軟交換網(wǎng)絡(luò)做為現(xiàn)有電路交換網(wǎng)至下一代網(wǎng)絡(luò)的平滑過渡網(wǎng)絡(luò)孕育而生。

（三）軟交換的優(yōu)勢(shì)。軟交換的主要貢獻(xiàn)就是提出了分層的思想，把傳統(tǒng)電路交換機(jī)的呼叫控制功能、媒體承載功能、業(yè)務(wù)功能進(jìn)行了分離。軟交換只負(fù)責(zé)基本的呼叫控制及其相關(guān)的一些屬性，其它業(yè)務(wù)由接入設(shè)備處理。目前軟交換技術(shù)已經(jīng)比較成熟，是當(dāng)前傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)改造的首選技術(shù)。其靈活的綜合接入，強(qiáng)大的業(yè)務(wù)提供，較高的資源利用，開放的網(wǎng)絡(luò)接口，運(yùn)營成本和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的節(jié)約使軟交換的優(yōu)勢(shì)更加明顯。

（四）軟交換在移動(dòng)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用現(xiàn)狀。1.各大運(yùn)營商都在建設(shè)軟交換網(wǎng)絡(luò)。中國的幾大運(yùn)營商都已經(jīng)建成大規(guī)模的覆蓋全國的長途軟交換網(wǎng)，用于分流長途語音話務(wù)，并逐步將長途話音業(yè)務(wù)向軟交換網(wǎng)遷移。各運(yùn)營商長途軟交換網(wǎng)和本地軟交換網(wǎng)絡(luò)基本是同步進(jìn)行建設(shè)的，一來緩解傳統(tǒng)本地交換網(wǎng)絡(luò)的容量壓力，二來將長途話音業(yè)務(wù)向軟交換分流。

2.運(yùn)營商在建設(shè)軟交換網(wǎng)絡(luò)時(shí)的步驟。運(yùn)營商在建設(shè)軟交換網(wǎng)絡(luò)時(shí)大致分三個(gè)步驟：第一步，利用NGN 技術(shù)實(shí)現(xiàn)運(yùn)營商長途匯接網(wǎng)的優(yōu)化改造。長途匯接網(wǎng)的改造，只需關(guān)注端局的接入即可，可以不考慮用戶的接入問題，工程實(shí)施難度小，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)影響小。第二步，利用軟交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)替換和新建本地網(wǎng)的功能，軟交換的本地網(wǎng)應(yīng)用已經(jīng)成為新興運(yùn)營商競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)和傳統(tǒng)運(yùn)營商替換老化設(shè)備和進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的重要手段。第三步，利用軟交換技術(shù)提供新型增值業(yè)務(wù)。當(dāng)然，由于基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的差異會(huì)導(dǎo)致不同運(yùn)營商的軟交換網(wǎng)絡(luò)建設(shè)具體方案存在差異。

圖1-1基于R4的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

3.移動(dòng)軟交換的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

上圖為基于R4的核心網(wǎng)部分，R4網(wǎng)絡(luò)將MSC分為MSC服務(wù)器(MSCServer)和媒體網(wǎng)關(guān)(MediaGateWay，MGW)，實(shí)現(xiàn)了CS域中呼叫與承載的分離，支持信令的IP承載。

MSC Server完成R99 MSC的所有電路域控制面功能，集成VLR功能，并處理移動(dòng)用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)及CAMEL相關(guān)數(shù)據(jù)；與其他MSC server間通過BICC信令實(shí)現(xiàn)承載無關(guān)的局間呼叫控制。

媒體網(wǎng)關(guān)MGW是R4核心網(wǎng)承載面的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，接受來自MSC server的控制命令，負(fù)責(zé)媒體轉(zhuǎn)換、承載控制等功能。

信令網(wǎng)關(guān)SGW完成MTP的傳輸層信令協(xié)議棧的雙向轉(zhuǎn)換 (SIGTRAN M3UA /SCTP/IP<=>SS7 MTP3/2/1)。

4.軟交換的協(xié)議結(jié)構(gòu)。

圖1-2

（1）軟交換與信令網(wǎng)關(guān)(SG)間的接口使用SIGTRAN協(xié)議。信令網(wǎng)關(guān)完成軟交換和信令網(wǎng)關(guān)間的SIGTRAN協(xié)議到7號(hào)信令網(wǎng)絡(luò)之間消息傳遞部分MTP的轉(zhuǎn)換。（2）軟交換與中繼網(wǎng)關(guān)(TG)間采用MGCP或H．248/Megaco協(xié)議，用于軟交換對(duì)中繼網(wǎng)關(guān)進(jìn)行承載控制、資源控制和管理。（3）軟交換與接入網(wǎng)關(guān)(AG)和IAD之間采用MGCP或H．248協(xié)議。

5.R4核心網(wǎng)主要接口。

圖1-3

（1）Mc接口。Mc接口是MSC Server與媒體網(wǎng)關(guān)MGW之間的接口，采用H.248協(xié)議，增加了針對(duì)3GPP特殊需求的H.248擴(kuò)展事務(wù)（Transaction）及包（Package）定義。（2）Nc接口。Nc接口是MSC Server之間的呼叫控制信令接口，采用與承載無關(guān)的呼叫控制協(xié)議BICC。（3）Nb接口。Nb接口是MGW之間的接口，在R4核心網(wǎng)內(nèi)承載用戶的話音媒體流。

6.軟交換中的主要設(shè)備SS和MG、SG的作用

（1）軟交換設(shè)備（SS）。呼叫控制功能是軟交換設(shè)備的核心，它負(fù)責(zé)呼叫建立、維持和釋放等功能，包括呼叫處理、連接控制和資源控制等。兼作軟交換新業(yè)務(wù)的SSP，完成智能業(yè)務(wù)觸發(fā)和呼叫計(jì)費(fèi)。軟交換設(shè)備具備信令協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，負(fù)責(zé)完成SIP-T/SIP-I協(xié)議與ISUP協(xié)議間的轉(zhuǎn)換功能。（2）中繼媒體網(wǎng)關(guān)（MG）。MG接受軟交換設(shè)備的控制，將本地網(wǎng)所有端局業(yè)務(wù)集中匯聚到MG上。核心功能是語音壓縮和語音處理，支持語音在多編碼間切換。（3）信令網(wǎng)關(guān)（SG）。信令網(wǎng)關(guān)SG提供IP網(wǎng)絡(luò)和電路交換網(wǎng)之間信令映射和代碼轉(zhuǎn)換功能，實(shí)現(xiàn)軟交換網(wǎng)絡(luò)與IP網(wǎng)絡(luò)信令的互通。

（五）軟交換、IMS與NGN。軟交換技術(shù)和IMS是下一代網(wǎng)絡(luò)NGN中已有的兩種比較適合的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。軟交換和IMS實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)均是構(gòu)建一個(gè)基于分組的、層次分明的、控制和承載分離的、開放的下一代網(wǎng)絡(luò)。在向下一代網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的漫長過程中，傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)絡(luò)將逐步消亡，軟交換是傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)目前來看最好的替代技術(shù)，最終基于IMS的下一代網(wǎng)絡(luò)將融合各種網(wǎng)絡(luò)而成為一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)，這三者將采取互通的方式長期共存。

（六）軟交換與NGN的不同。1.軟交換對(duì)移動(dòng)性控制和多媒體業(yè)務(wù)的提供考慮較少。軟交換主要針對(duì)電話語音業(yè)務(wù)、IP或非IP接入以及與PSTN、VOIP互通等方面考慮得較多，對(duì)移動(dòng)性管理和多媒體業(yè)務(wù)的提供考慮得較少。而IMS相比較而言對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方面是最有能力融合各種網(wǎng)絡(luò)的。

2.軟交換與NGN實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)不同。軟交換技術(shù)提供的業(yè)務(wù)都是基于呼叫的各種電話業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)并不是由軟交換提供。理想的NGN應(yīng)該是能夠提供全部業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。

3.軟交換與NGN實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不同。軟交換的技術(shù)是利用ATM/IP分組網(wǎng)進(jìn)行信息傳送，把傳統(tǒng)電路交換機(jī)的呼叫控制功能、媒體承載功能、業(yè)務(wù)功能進(jìn)行分離，只負(fù)責(zé)基本的呼叫控制屬性，用戶的接入由各種用戶網(wǎng)關(guān)來完成。NGN除了完成軟交換提供的業(yè)務(wù)外，還要提供一些應(yīng)用服務(wù)器完成對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的控制管理。

4.軟交換與NGN網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的接入控制不同。軟交換是網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的控制設(shè)備，所有的呼叫都由軟交換進(jìn)行連接，軟交換監(jiān)控呼叫的建立、通話和釋放，記錄呼叫的發(fā)生過程，產(chǎn)生計(jì)費(fèi)所需的信息。而NGN的終端之間的呼叫不一定經(jīng)過軟交換而直接在終端之間進(jìn)行，運(yùn)營商的管理計(jì)費(fèi)是不可控的。目前軟交換技術(shù)利用IP網(wǎng)傳送業(yè)務(wù)的組網(wǎng)機(jī)制還缺乏網(wǎng)絡(luò)的控制和管理。下一代網(wǎng)絡(luò)的承載網(wǎng)是一個(gè)保證質(zhì)量、收費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)，它有別于目前免費(fèi)的Internet，因此下一代網(wǎng)絡(luò)必須要作到電信級(jí)的管理和控制，才可以商用，這樣運(yùn)營商才能從中獲得收益，用戶才可以得到優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)才能良性地運(yùn)營。

(七)前景展望。本文重點(diǎn)介紹的是目前運(yùn)營商普遍采用的R4階段的軟交換網(wǎng)絡(luò)，R5階段主要采用了軟交換體系和IP技術(shù)相結(jié)合，引入了IMS--IP多媒體子系統(tǒng)的概念。在R5階段，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的功能體有了更大的變化，新增接口為網(wǎng)絡(luò)的開放性提供了更好的拓展空間，目前3GPP R5階段的版本標(biāo)準(zhǔn)化已完成，正在逐步商用。

參考文獻(xiàn)：

[1]桂海源，張碧玲編著.軟交換與NGN，人民郵電出版社

[2]糜正琨編著.軟交換組網(wǎng)與業(yè)務(wù)，人民郵電出版社