軟交換及其業(yè)務

趙慧玲 單秀云 2001/02/08

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摘要：本文概要介紹了下一代網絡的核心功能實體軟交換以及基于軟交換的業(yè)務提供架構。軟交換的出現是話音網絡走向開放的新型體系架構，與信令網關和媒體網關一起，使提供業(yè)務的控制層面與媒體的承載層面相分離，以有效靈活地提供業(yè)務，是新興運營者進入話音市場的新的技術手段，也是傳統(tǒng)話音網絡向分組話音演進的方式，具有廣闊的發(fā)展前景。

1.新一代話音網產生的背景：

目前電信業(yè)務發(fā)展迅猛,其特點是(1)：新業(yè)務層出不窮，數據業(yè)務快速發(fā)展，數據業(yè)務量迅速膨脹。在一些經濟發(fā)達國家，數據業(yè)務量已經超過話音業(yè)務量。(2)新的語音壓縮技術已經可將話音信號壓縮在低于64kbit/s的信道上傳遞。這種技術已經在IP電話,第二代GSM和第三代CDMA移動通信系統(tǒng)廣泛應用。未來網絡的帶寬資源將主要用于數據業(yè)務，而話音業(yè)務則可用固定不變的甚至更少的帶寬�，F代數據業(yè)務的特點主要是：突發(fā)性,速率可變和傳輸速率要求越來越高。

傳統(tǒng)的基于TDM的PSTN話音網，雖然可以提供64kbit/s的業(yè)務，但業(yè)務和控制都是有交換機來完成的。這種技術雖然保證語音有優(yōu)良的品質，但對新業(yè)務的提供需要較長的周期，面對日益競爭的市場顯得力不從心。 與此同時，計算機技術的發(fā)展和計算機互連需求的增加，使得基于IP或ATM的分組交換數據網日益發(fā)展壯大，且這種分組交換網適合各種類型信息的傳輸，而且網絡資源利用率高。

綜上可見，基于TDM的PSTN話音網必將和分組交換數據網融合， 形成可以傳遞話音和數據等綜合業(yè)務的新一代網絡。

如何靈活，有效地實現現有的PSTN網與分組交換網的互通，將PSTN逐步地向IP網絡演進，其關鍵的網絡產品 就是呼叫服務器（Call Server，或稱為SOFT SWITCH。Call Server是下一代話音網絡交換的核心，如果說傳統(tǒng)電信網絡是基于程控交換機的網絡，而下一代分組話音網絡則是基于Call Server（SOFT SWITCH）的網絡。

2.下一代網絡的特點：

下一代網絡是可以提供包括話音，數據和多媒體等各種業(yè)務的綜合開放的網絡構架，有三大特征。

首先,下一代網絡體系采用開放的網絡構架體系，其特點如下：

• 將傳統(tǒng)交換機的功能模塊分離成為獨立的網絡部件，各個部件可以按相應的功能劃分各自獨立發(fā)展。
• 部件間的協(xié)議接口基于相應的標準。

部件化使得原有的電信網絡逐步走向開放，運營商可以根據業(yè)務的需要自由組合各部分的功能產品來組建網絡。部件間協(xié)議接口的標準化可以實現各種異構網的互通。

第二，下一代網絡是業(yè)務驅動的網絡，其功能特點是：

• 業(yè)務與呼叫控制分離。
• 呼叫與承載分離。

分離的目標是使業(yè)務真正獨立于網絡，靈活有效的實現業(yè)務的提供。用戶可以自行配置和定義自己的業(yè)務特征，不必關心承載業(yè)務的網絡形式以及終端類型。使得業(yè)務和應用的提供有較大的靈活性。

第三．下一代網絡是基于統(tǒng)一協(xié)議的基于分組的網絡。

現有的信息網絡，無論是電信網、計算機網和有線電視網不可能以其中某一網絡為基礎平臺來生長信息基礎設施， 但近幾年隨著IP的發(fā)展，才使人們真正認識到電信網絡、計算機網絡及有線電視網絡將最終匯集到統(tǒng)一的IP網絡，即人們通常所說的"三網"融合大趨勢，IP協(xié)議使得各種以IP為基礎的業(yè)務都能在不同的網上實現互通，人類首次具有了統(tǒng)一的為三大網都能接受的通信協(xié)議,從技術上為NII奠定了最堅實的基礎。IP協(xié)議已經成為世界，乃至中國信息產業(yè)界的最熱門話題，它幾乎成為信息網絡的代名詞，它將最終演化成為當今世界各國極力推行的NII和GII的核心。

目前互聯(lián)網已發(fā)展成為全球的信息網絡，其規(guī)模和用戶數量僅次于電話網（PSTN）和有線電視網，互聯(lián)網的快速發(fā)展極大地改變了人們的社會、政治、經濟和文化生活。從其發(fā)展的過程來看，互聯(lián)網有許多方面與構想中的GII有著驚人的相似之處，如覆蓋全球、全方位命名、全方位服務、開放型系統(tǒng)，可支持視頻、音頻多種業(yè)務等。而這些方面恰恰是PSTN所固有的缺陷（除了覆蓋全球之外），因此互聯(lián)網的快速發(fā)展既給我們帶來了機遇，又使我們面臨嚴重的挑戰(zhàn)，專家預測互聯(lián)網的未來發(fā)展必然會促使行業(yè)之間的互相滲透、重組和新生，通信、廣播、計算機和數字技術等會如同鳳凰涅磐， 互聯(lián)網在下一世紀的社會經濟發(fā)展中將起到越來越重要的作用。 所以無論在技術上和業(yè)務上，話音與數據的融合成為網絡趨勢發(fā)展的必然。

3．網絡分層 下一代網絡在功能上可分為如下四層，見圖1：

• 接入和傳輸層(Access and transport layer)：將用戶連接至網絡，集中用戶業(yè)務將它們傳遞至目的地，包括各種接入手段。
• 媒體層(Media layer)：將信息格式轉換成為能夠在網絡上傳遞的信息格式。
  例如：將話音信號分割成ATM信元或IP包。此外，媒體層可以將信息選路至目的地。
• 控制層(Control layer)：包含呼叫智能。此層決定用戶收到的業(yè)務，并能控制低層網絡元素對業(yè)務流的處理。
• 網絡服務層(Network Service layer)：在呼叫建立的基礎上提供額外的服務。

但將現有網絡演變成下一代網絡并非一日之工，而原有的網絡與新網絡將并存相當長的時間，所以新網絡還需能夠和原有網絡互通，這要求新的網絡體系能夠完成以下功能：

• 采用TDM傳輸網和SS7信令網互通。
• 與現有的業(yè)務如智能網提供的業(yè)務互通
• 與現有的PSTN網絡體系融合。

圖1下一代網絡的分層結構圖

4．什么是軟交換?

軟交換是一種功能實體，為下一代網絡(NGN)提供具有實時性要求的業(yè)務的呼叫控制和連接控制功能，是下一代網絡呼叫與控制的核心。

簡單的看，軟交換是實現傳統(tǒng)程控交換機的"呼叫控制"功能的實體，但傳統(tǒng)的"呼叫控制"功能是和業(yè)務結合在一起的，不同的業(yè)務所需要的呼叫控制功能不同，而軟交換則是與業(yè)務無關的，這要求軟交換提供的呼叫控制功能是各種業(yè)務的基本呼叫控制。相信未來的軟交換應該是盡可能簡單的，智能則盡可能地移至外部的業(yè)務和/或業(yè)務層。基于軟交換的網絡系統(tǒng)結構如圖2所示。從圖中可看出，軟交換位于控制層。

圖2 軟交換系統(tǒng)結構示意圖

5． 軟交換的對外接口

軟交換作為一個開放的實體，與外部的接口必需采用開放的協(xié)議。圖3舉例示出軟交換與外部的接口，實際的接口可能與此不同。

• 媒體網關與軟交換間的接口-用于軟交換對媒體網關的承載控制﹑資源控制及管理。此接口可使用媒體網關控制協(xié)議（MGCP），Internet設備控制協(xié)議（IPDC）或H.248(MeGaCo)協(xié)議。
  
  
• 信令網關與軟交換間的接口-用于傳遞軟交換和信令網關間的信令信息。此接口可使用信令控制傳輸協(xié)議（SCTP）或其它類似協(xié)議。
  
  
• 軟交換間的接口-實現不同軟交換間的交互。此接口可使用SIP-T，或H.323協(xié)議。
  
  
• 軟交換與應用/業(yè)務層之間的接口-提供訪問各種數據庫，三方應用平臺，各種功能服務器等的接口，實現對各種增值業(yè)務，管理業(yè)務和三方應用的支持。如：
  
  
  • 軟交換與應用服務器間的接口-此接口可使用SIP協(xié)議或API如Parlay，提供對三方應用和各種增值業(yè)務的支持功能。
  • 軟交換與策略服務器間的接口-實現對網絡設備的工作進行動態(tài)干預，此接口可使用COPS協(xié)議。
  • 軟交換與網關中心間的接口-實現網絡管理，此接口可使用SNMP協(xié)議。
  • 軟交換與智能網的SCP之間的接口-實現對現有智能網業(yè)務的支持，此接口可使用INAP協(xié)議。

圖3 軟交換的對外接口

6． 主要功能

Softswitch /Call Server的主要功能有：

• 提供支持多種信令協(xié)議(包括 H.248，H.323，SIP* ,SCTP 、ISUP+、INAP+、 RADIUS、SNMP)的接口，實現PSTN網和IP網網/ATM網間的信令互通和不同網關的互操作。
  
  
• Softswitch /Call Server主要處理實時業(yè)務：第一階段是話音，以后也將處理視頻和多媒體業(yè)務。雖然數據業(yè)務量增長很快，但目前話音業(yè)務的收益仍是數據業(yè)務的好幾倍，所以，從經濟角度來看，Softswitch /Call Server首先應能支持話音業(yè)務。但在網絡融合的過程中勢必會出現新的應用，所以Softswitch /Call Server還應該具有利用新的網絡服務設施提供各種增值業(yè)務和補充業(yè)務的能力。
  
  
• 提供可編程的，邏輯化控制的開放的API協(xié)議，實現與外部應用平臺的互通。
  
  
• 通過不同的邏輯與媒體層的網關交互，對網關設備或IP/ATM網的核心設備進行控制，完成融合網絡中的呼叫控制，會話的建立，修改和拆除過程以及媒體流的連接控制。
  
  
• 提供網守功能 , 即接入認證與授權、地址解析和帶寬管理功能。
  
  
• 操作維護功能,主要包括 業(yè)務統(tǒng)計和告警等
  
  
• 計費功能,應具有采集詳細話單的功能。

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