軟交換在下一代網(wǎng)絡(luò )中的應用
南京郵電學(xué)院 王國華 劉華東
2003/01/22
在傳統交換網(wǎng)絡(luò )中，給用戶(hù)提供的功能或業(yè)務(wù)都直接與交換機有關(guān)，如果要給用戶(hù)提供新的功能都需要在每個(gè)節點(diǎn)上增加相應的功能。智能網(wǎng)的出現初步滿(mǎn)足了業(yè)務(wù)的需要，提供了一個(gè)公共的業(yè)務(wù)平臺。但隨著(zhù)新業(yè)務(wù)的增加和數據業(yè)務(wù)量的猛增，需要網(wǎng)絡(luò )能夠迅速有效地提供新的服務(wù)。在未來(lái)基于IP的數據通信網(wǎng)中，提出了傳統電信交換網(wǎng)如何與數據通信網(wǎng)互通的問(wèn)題，出現了軟交換的概念。
軟交換的概念
軟交換要求把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、安全性和生成呼叫詳細記錄等功能，把控制和業(yè)務(wù)提供分開(kāi)。軟交換提供了在包交換網(wǎng)中與電路交換相同的功能，因此，軟交換也稱(chēng)為呼叫代理或呼叫服務(wù)器。
軟交換是與業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)的，它是在基于IP的網(wǎng)絡(luò )上提供電信業(yè)務(wù)的技術(shù)。在電路交換網(wǎng)中，呼叫控制、業(yè)務(wù)提供以及交換矩陣均集中在一個(gè)系統中；而軟交換的主要設計思想是業(yè)務(wù)、控制與傳送、接入分開(kāi)，各實(shí)體間通過(guò)標準協(xié)議進(jìn)行連接和通信，能夠更靈活地提供業(yè)務(wù)。即軟交換是基于軟件的分布式交換/控制平臺，它將呼叫控制功能從網(wǎng)關(guān)中分離出來(lái)，從而可以方便地在網(wǎng)上引入多種業(yè)務(wù)。
軟交換的系統結構如圖1所示，它是一種增強的業(yè)務(wù)框架結構。
軟交換的網(wǎng)絡(luò )結構及實(shí)現
軟交換主要處理實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)，包括語(yǔ)音、視頻和多媒體等業(yè)務(wù)，它可用于IP網(wǎng)、ATM網(wǎng)等數據通信網(wǎng)，也可用于電路交換網(wǎng)絡(luò )。軟交換用在IP網(wǎng)上是很自然的，因為IP網(wǎng)的呼叫控制與承載連接是分開(kāi)的。從應用來(lái)說(shuō)，軟交換主要是應用在IP網(wǎng)上的。
軟交換的實(shí)現是通過(guò)網(wǎng)關(guān)發(fā)出信令，控制語(yǔ)音和數據業(yè)務(wù)的互通。信令網(wǎng)關(guān)（SG）將SSN7信令轉換成IP信令或根據通信要求發(fā)出IP信令控制媒體網(wǎng)關(guān)的數據通信，媒體網(wǎng)關(guān)（MG）負責電話(huà)交換網(wǎng)的PCM流與IP網(wǎng)絡(luò )的數據包的轉換。SG和MG都要受到媒體網(wǎng)關(guān)控制器/呼叫代理（MGC/CA）的控制，這里，SG、MGC/CA及其附屬的數據庫和完成的功能就是軟交換。
媒體網(wǎng)關(guān)用來(lái)處理電路交換網(wǎng)和IP網(wǎng)的媒體信息互通。在H.248協(xié)議中，MG實(shí)體完成不同網(wǎng)絡(luò )間不同媒體信息的轉換。H.323協(xié)議中相似的功能實(shí)體是MM（Media Mana-ger），它在MG或其他網(wǎng)關(guān)中負責將電路交換網(wǎng)媒體（PCM流等）轉換成H.323媒體（RTP/RTCP）。
信令網(wǎng)關(guān)負責將電路交換網(wǎng)的信令轉換成IP網(wǎng)的信令，根據相應的信令生成IP網(wǎng)的控制信令，在IP網(wǎng)中傳輸。
媒體網(wǎng)關(guān)控制器/呼叫代理負責控制IP網(wǎng)絡(luò )的連接（包括呼叫控制功能）。MGC/CA是軟交換的重要組成部分和功能實(shí)現部分。MGC是H.248協(xié)議關(guān)于MG媒體通道中呼叫連接狀態(tài)的控制部分。MGC可以通過(guò)H.248協(xié)議或媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議（MGCP）、媒體設備控制協(xié)議（MDCP）對MG進(jìn)行控制，MGC/CA之間通過(guò)H.323或者SIP協(xié)議連接。
本地交換網(wǎng)（LS）包括本地電路交換網(wǎng)和SSN7網(wǎng)等。
由于軟交換要實(shí)現各種信令間的協(xié)議轉換，因此，它需要支持SSN7、ISUP、SIP、H.323和MGCP等協(xié)議。
軟交換與下一代網(wǎng)絡(luò )
隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步和需求的不斷提升，能夠提供集話(huà)音、數據、圖像為一體的多媒體綜合業(yè)務(wù)的、開(kāi)放的下一代網(wǎng)絡(luò )（NGN）體系結構逐步問(wèn)世，成為網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的熱點(diǎn)。NGN是可以提供包括話(huà)音、數據和多媒體等綜合業(yè)務(wù)的開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò )構架。其三大特征如下。
＊NGN體系采用開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò )構架，將傳統交換機的功能分離成獨立的網(wǎng)絡(luò )構件，各構件可按相應的功能劃分，各自獨立發(fā)展。構件間的協(xié)議接口基于相應的標準，使得原有的網(wǎng)絡(luò )逐步走向開(kāi)放系統，根據業(yè)務(wù)需要可以自由組合各功能來(lái)組建網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現各種異構網(wǎng)的互通。構件化的結構更具有彈性，便于各個(gè)構件的獨立發(fā)展、擴容和升級。
＊NGN是業(yè)務(wù)驅動(dòng)的網(wǎng)絡(luò )，通過(guò)業(yè)務(wù)與呼叫控制分離以及呼叫控制與承載業(yè)務(wù)分離實(shí)現相對獨立的業(yè)務(wù)體系，使業(yè)務(wù)真正獨立于網(wǎng)絡(luò )，靈活有效地實(shí)現業(yè)務(wù)的提供。用戶(hù)可以自行配置和定義自己的業(yè)務(wù)特征，不必關(guān)心承載業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò )形式以及終端類(lèi)型，使業(yè)務(wù)和應用的提供有較大的靈活性，從而滿(mǎn)足用戶(hù)不斷發(fā)展、更新業(yè)務(wù)的需求。也使得網(wǎng)絡(luò )具有可持續發(fā)展的能力和競爭力。 ＊下一代網(wǎng)絡(luò )是基于統一協(xié)議的分組式網(wǎng)絡(luò )。現有的通信網(wǎng)絡(luò )，無(wú)論是電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)還是有線(xiàn)電視網(wǎng)，都不可能單獨作為信息基礎設施，但近幾年IP的發(fā)展使人們開(kāi)始認識到：各種網(wǎng)絡(luò )都將最終匯合到統一的IP網(wǎng)絡(luò )，即三網(wǎng)融合。各種以IP為基礎的業(yè)務(wù)能在不同的網(wǎng)上實(shí)現互通，IP協(xié)議成為各個(gè)通信網(wǎng)都能夠接受的通信協(xié)議，從技術(shù)上為NGN奠定了堅實(shí)的基礎。
軟交換是下一代網(wǎng)絡(luò )的控制功能實(shí)體，為下一代網(wǎng)絡(luò )提供具有實(shí)時(shí)性要求的業(yè)務(wù)呼叫控制和連接控制功能，是下一代網(wǎng)絡(luò )呼叫與控制的核心。軟交換技術(shù)，是NGN體系結構中的關(guān)鍵技術(shù)，其核心思想是硬件軟件化，通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現原來(lái)交換機的控制、接續和業(yè)務(wù)處理等功能，各實(shí)體間通過(guò)標準化協(xié)議進(jìn)行連接和通信，便于在NGN中更快地實(shí)現各類(lèi)復雜的協(xié)議，更方便地提供業(yè)務(wù)。軟交換設備是多種邏輯功能實(shí)體的集合，提供綜合業(yè)務(wù)的呼叫控制、連接以及部分業(yè)務(wù)功能，是NGN中語(yǔ)音/數據/視頻業(yè)務(wù)呼叫、控制、業(yè)務(wù)提供的核心設備。
軟交換的功能
* 提供支持多種信令協(xié)議（包括H.248、H.323、SIP、SCTP、ISUP+、INAP+、RADIUS、SNMP等）的接口，實(shí)現PSTN網(wǎng)和IP/ATM網(wǎng)間的信令互通和不同網(wǎng)關(guān)之間的互通。
* 從當前應用的角度來(lái)看，軟交換首先應能支持語(yǔ)音業(yè)務(wù)，其次是提供各種增值業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)。
* 提供可編程的、邏輯化控制的、開(kāi)放的API協(xié)議，實(shí)現與外部應用平臺的互通。
* 提供關(guān)口功能，包括接入認證、地址解析和帶寬管理等功能，并具有計費功能。
軟交換的競爭力主要在軟件上，它既可以作為獨立的NGN網(wǎng)絡(luò )部件分布在網(wǎng)絡(luò )的各處，為所有媒體提供基本業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)，也可以與其它的增強業(yè)務(wù)節點(diǎn)結合，形成新的產(chǎn)品形態(tài)。 * 在電路交換網(wǎng)上，軟交換和媒體網(wǎng)關(guān)以及信令網(wǎng)關(guān)結合，完成控制轉換和媒體接入轉換，可作為匯接局和長(cháng)途局的接入，提供現有的PSTN網(wǎng)中的基本業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)。
* 在電路/分組網(wǎng)上，軟交換可與分組終端進(jìn)行互通，實(shí)現分組網(wǎng)與電路交換網(wǎng)的互通。
* 在智能網(wǎng)上，軟交換與媒體網(wǎng)關(guān)結合完成SSP功能，與智能網(wǎng)的SCP結合提供各種智能業(yè)務(wù)。
經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，軟交換技術(shù)的標準化和產(chǎn)業(yè)化的工作也取得了長(cháng)足進(jìn)展，一些老協(xié)議，如H.323、MGCP等不斷完善成熟，BICC、SIP/SIP-T等新協(xié)議也不斷推出，基于軟交換技術(shù)的產(chǎn)品已逐步進(jìn)入實(shí)用化階段，軟交換成為NGN中最活躍和熱門(mén)的話(huà)題。
目前許多公司和廠(chǎng)商都已經(jīng)推出了軟交換設備，軟交換將在下一代網(wǎng)絡(luò )的話(huà)音、數據、圖像通信中扮演重要的控制角色，顯然它將成為NGN的關(guān)鍵技術(shù)，并成為技術(shù)研究的熱點(diǎn)，具有廣闊的發(fā)展前景。
原文刊登于中國有線(xiàn)電視導航
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