綜述：以軟交換為核心NGN的三大特征
2004/03/23
下一代網(wǎng)絡(luò )NGN是三網(wǎng)融合的產(chǎn)物，是可以提供包括話(huà)音、數據和多媒體等各種業(yè)務(wù)的綜合開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò )。NGN的體系架構成為國內外頗為關(guān)注的焦點(diǎn)，在向NGN演進(jìn)的過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的趨勢是統一的IP核心網(wǎng)、分層結構和開(kāi)放的接口。軟交換體系是目前備受推崇的一種NGN演進(jìn)方案，是面向網(wǎng)絡(luò )融合的新一代多媒體業(yè)務(wù)整體解決方案。它通過(guò)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )結構不但實(shí)現了網(wǎng)絡(luò )的融合，更重要的是實(shí)現了業(yè)務(wù)的融合。軟交換定位于NGN的控制層，是NGN的核心技術(shù)。
從現有的PSTN網(wǎng)向基于軟交換的NGN網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)，是電信網(wǎng)發(fā)展的必然方向。而統一的IP核心網(wǎng)、分層結構和開(kāi)放的接口，是NGN的關(guān)鍵特征。
分離網(wǎng)關(guān)的思想
在傳統的IP電話(huà)系統中，IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)可以建立電路交換網(wǎng)(SCN)和IP網(wǎng)之間的呼叫連接。傳統網(wǎng)關(guān)不但要執行媒體格式轉換，還要進(jìn)行信令轉換，在IP網(wǎng)一側執行H.323或SIP協(xié)議，在SCN一側執行ISDN/PSTN信令。除此之外，系統還要控制網(wǎng)關(guān)內部資源，為每個(gè)呼叫建立網(wǎng)關(guān)內部的話(huà)音通路。
這種集成的網(wǎng)關(guān)結構對IP電話(huà)的大規模部署具有相當大的制約力，主要表現在：網(wǎng)關(guān)集多種功能于一身，過(guò)于復雜，導致了可擴展性差且沒(méi)有故障保障機制，于是業(yè)界提出了網(wǎng)關(guān)分解的概念。傳統的網(wǎng)關(guān)被分解成三部分：媒體網(wǎng)關(guān)(MG)負責媒體變換以及SCN和IP兩側通路的連接；信令網(wǎng)關(guān)(SG)負責信令轉換，只是進(jìn)行SCN信令的底層轉換，即從TDM電路方式轉換成IP網(wǎng)傳送方式，并不改變其應用層消息；軟交換負責根據收到的信令控制媒體網(wǎng)關(guān)的連接建立和釋放。軟交換才真正對信令消息進(jìn)行分析和處理，并進(jìn)行應用層的互通變換。軟交換還控制資源，負責認證和網(wǎng)絡(luò )安全，是整個(gè)系統的控制者。軟交換又稱(chēng)為呼叫代理或媒體網(wǎng)關(guān)控制器。
網(wǎng)關(guān)分離導致出現了新的協(xié)議標準。軟交換和MG之間的接口A(yíng)采用Megaco(又稱(chēng)為H.248)或MGCP，軟交換和SG之間的接口B采用Sigtran。軟交換中有Megaco協(xié)議棧和Sigtran協(xié)議棧；MG中有Megaco協(xié)議棧；SG中IP側是與軟交換中一致的Sigtran協(xié)議棧，SCN側是SS7協(xié)議棧。
統一的IP核心網(wǎng)
NGN采用統一的IP核心網(wǎng)結構，從上到下由業(yè)務(wù)層、控制層、媒體層和接入層四層構成。應用服務(wù)器位于業(yè)務(wù)層，負責提供增值業(yè)務(wù)和管理功能；軟交換在控制層，負責完成各種呼叫控制和相應業(yè)務(wù)處理信息的傳送，是NGN的核心控制設備；網(wǎng)關(guān)在媒體層，負責用戶(hù)送來(lái)的信息與IP網(wǎng)上傳送格式的轉換；無(wú)線(xiàn)網(wǎng)、電話(huà)網(wǎng)、有線(xiàn)電視網(wǎng)在接入層，都將作為接入網(wǎng)存在。
傳統的有線(xiàn)和移動(dòng)電話(huà)有各自獨立的交換和傳輸網(wǎng)絡(luò )，而移動(dòng)電話(huà)的接入網(wǎng)絡(luò )更是復雜，它們有著(zhù)不同的空中傳輸標準，這不僅增加了成本，也給使用者、管理者帶來(lái)不便。在NGN中將實(shí)現固定網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)的融合，固定和移動(dòng)通信僅僅是接入方法不同。
IP網(wǎng)采用開(kāi)放的體系結構、統一的標準協(xié)議，任何接入網(wǎng)絡(luò )只要是采用IP協(xié)議都可以和它互通互連。接入網(wǎng)可以是固定電話(huà)網(wǎng)、移動(dòng)電話(huà)網(wǎng)、有線(xiàn)電視網(wǎng)、ADSL、LAN接入等。統一的IP核心網(wǎng)用一套統一的設備代替了原來(lái)各系統的獨立設備，可以大大降低開(kāi)發(fā)和運營(yíng)成本。
從現有網(wǎng)絡(luò )到NGN是一個(gè)漸進(jìn)演化的過(guò)程，為了充分利用現有設備，以軟交換為核心的重疊網(wǎng)策略是一種可行的過(guò)渡策略。軟交換是下一代分組網(wǎng)絡(luò )的核心設備，它獨立于接入網(wǎng)，主要完成呼叫控制、資源分配、協(xié)議處理、路由、認證、計費等功能，同時(shí)可以向用戶(hù)提供現有電路交換機所能提供的所有業(yè)務(wù)，并向第三方提供可編程能力。軟交換是SCN和IP網(wǎng)協(xié)調的中心，通過(guò)對各種網(wǎng)關(guān)(如：SG和MG)的控制實(shí)現不同網(wǎng)絡(luò )之間的業(yè)務(wù)層的融合。
開(kāi)放的接口
以軟交換為核心是NGN的主要特征之一，和傳統的電路交換相比，它有諸多優(yōu)勢。傳統的電路交換是一體化的，不同的子系統間通信采用專(zhuān)有的協(xié)議；軟交換是開(kāi)放、分層的體系結構，層間有開(kāi)放的API接口。這樣，某一層的改變，不會(huì )影響其他層。
軟交換又稱(chēng)為軟SSP，因為它的功能相當于傳統智能網(wǎng)中的SSP。但軟交換的體系結構是開(kāi)放的并且是可編程的。一方面，軟交換與下層的接口是協(xié)議API，融合了IP網(wǎng)中的多種協(xié)議。如：SIP、H.323、Megaco、ISUP/IP等。另一方面，軟交換與上層的接口是應用API，對于業(yè)務(wù)的提供者和第三方開(kāi)發(fā)者是可編程的。軟交換真正實(shí)現了業(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。“業(yè)務(wù)由用戶(hù)編程實(shí)現”這一思想并非軟交換首創(chuàng )，傳統智能網(wǎng)就是基于這種思想的。但是，由于智能網(wǎng)建立在電路交換網(wǎng)絡(luò )之上，因此業(yè)務(wù)和交換的分離是不徹底的；同時(shí)，其接入和控制功能也沒(méi)有分離，不便于設備在多種網(wǎng)絡(luò )融合時(shí)的綜合接入；而且智能網(wǎng)的SCE(業(yè)務(wù)生成環(huán)境)是依靠SIB(與業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)的構成塊)來(lái)實(shí)現的，SIB又與復雜的INAP(智能網(wǎng)應用協(xié)議)密切相關(guān)，不利于第三方應用商的大規模參與，無(wú)法方便、快捷地生成新業(yè)務(wù)。
軟交換吸取了IP、ATM、IN(智能網(wǎng))和TDM等眾家之長(cháng)，形成分層、全開(kāi)放的體系架構，不但實(shí)現了網(wǎng)絡(luò )的融合，更重要的是實(shí)現了業(yè)務(wù)的融合。業(yè)務(wù)真正獨立于網(wǎng)絡(luò )，能夠靈活有效地實(shí)現業(yè)務(wù)的提供。
目前，國際上關(guān)于開(kāi)放API的研究主要有ParlayAPI、JAIN和OSA。ParlayAPI屬于應用API；JAINAPI包括應用API和協(xié)議API(SIP、MGCP、H.323、TCAP、ISUP、INAP/AIN、MAP等)；OSA屬于應用API，側重于移動(dòng)終端的服務(wù)。最新的研究趨勢表明，三者正趨于融合。
中國信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)(www.cnii.com.cn)
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