軟交換及其業(yè)務(wù)

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(wǎng)絡(luò )的核心功能實(shí)體軟交換以及基于軟交換的業(yè)務(wù)提供架構。軟交換的出現是話(huà)音網(wǎng)絡(luò )走向開(kāi)放的新型體系架構，與信令網(wǎng)關(guān)和媒體網(wǎng)關(guān)一起，使提供業(yè)務(wù)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(wù)，是新興運營(yíng)者進(jìn)入話(huà)音市場(chǎng)的新的技術(shù)手段，也是傳統話(huà)音網(wǎng)絡(luò )向分組話(huà)音演進(jìn)的方式，具有廣闊的發(fā)展前景。

1.新一代話(huà)音網(wǎng)產(chǎn)生的背景：

目前電信業(yè)務(wù)發(fā)展迅猛,其特點(diǎn)是(1)：新業(yè)務(wù)層出不窮，數據業(yè)務(wù)快速發(fā)展，數據業(yè)務(wù)量迅速膨脹。在一些經(jīng)濟發(fā)達國家，數據業(yè)務(wù)量已經(jīng)超過(guò)話(huà)音業(yè)務(wù)量。(2)新的語(yǔ)音壓縮技術(shù)已經(jīng)可將話(huà)音信號壓縮在低于64kbit/s的信道上傳遞。這種技術(shù)已經(jīng)在IP電話(huà),第二代GSM和第三代CDMA移動(dòng)通信系統廣泛應用。未來(lái)網(wǎng)絡(luò )的帶寬資源將主要用于數據業(yè)務(wù)，而話(huà)音業(yè)務(wù)則可用固定不變的甚至更少的帶寬。現代數據業(yè)務(wù)的特點(diǎn)主要是：突發(fā)性,速率可變和傳輸速率要求越來(lái)越高。

傳統的基于TDM的PSTN話(huà)音網(wǎng)，雖然可以提供64kbit/s的業(yè)務(wù)，但業(yè)務(wù)和控制都是有交換機來(lái)完成的。這種技術(shù)雖然保證語(yǔ)音有優(yōu)良的品質(zhì)，但對新業(yè)務(wù)的提供需要較長(cháng)的周期，面對日益競爭的市場(chǎng)顯得力不從心。 與此同時(shí)，計算機技術(shù)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(wǎng)日益發(fā)展壯大，且這種分組交換網(wǎng)適合各種類(lèi)型信息的傳輸，而且網(wǎng)絡(luò )資源利用率高。

綜上可見(jiàn)，基于TDM的PSTN話(huà)音網(wǎng)必將和分組交換數據網(wǎng)融合， 形成可以傳遞話(huà)音和數據等綜合業(yè)務(wù)的新一代網(wǎng)絡(luò )。

如何靈活，有效地實(shí)現現有的PSTN網(wǎng)與分組交換網(wǎng)的互通，將PSTN逐步地向IP網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)，其關(guān)鍵的網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品 就是呼叫服務(wù)器（Call Server，或稱(chēng)為SOFT SWITCH。Call Server是下一代話(huà)音網(wǎng)絡(luò )交換的核心，如果說(shuō)傳統電信網(wǎng)絡(luò )是基于程控交換機的網(wǎng)絡(luò )，而下一代分組話(huà)音網(wǎng)絡(luò )則是基于Call Server（SOFT SWITCH）的網(wǎng)絡(luò )。

2.下一代網(wǎng)絡(luò )的特點(diǎn)：

下一代網(wǎng)絡(luò )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 )構架，有三大特征。

首先,下一代網(wǎng)絡(luò )體系采用開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò )構架體系，其特點(diǎn)如下：

• 將傳統交換機的功能模塊分離成為獨立的網(wǎng)絡(luò )部件，各個(gè)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(wǎng)絡(luò )逐步走向開(kāi)放，運營(yíng)商可以根據業(yè)務(wù)的需要自由組合各部分的功能產(chǎn)品來(lái)組建網(wǎng)絡(luò )。部件間協(xié)議接口的標準化可以實(shí)現各種異構網(wǎng)的互通。

第二，下一代網(wǎng)絡(luò )是業(yè)務(wù)驅動(dòng)的網(wǎng)絡(luò )，其功能特點(diǎn)是：

• 業(yè)務(wù)與呼叫控制分離。
• 呼叫與承載分離。

分離的目標是使業(yè)務(wù)真正獨立于網(wǎng)絡(luò )，靈活有效的實(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。使得業(yè)務(wù)和應用的提供有較大的靈活性。

第三．下一代網(wǎng)絡(luò )是基于統一協(xié)議的基于分組的網(wǎng)絡(luò )。

現有的信息網(wǎng)絡(luò )，無(wú)論是電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)和有線(xiàn)電視網(wǎng)不可能以其中某一網(wǎng)絡(luò )為基礎平臺來(lái)生長(cháng)信息基礎設施， 但近幾年隨著(zhù)IP的發(fā)展，才使人們真正認識到電信網(wǎng)絡(luò )、計算機網(wǎng)絡(luò )及有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )將最終匯集到統一的IP網(wǎng)絡(luò )，即人們通常所說(shuō)的"三網(wǎng)"融合大趨勢，IP協(xié)議使得各種以IP為基礎的業(yè)務(wù)都能在不同的網(wǎng)上實(shí)現互通，人類(lèi)首次具有了統一的為三大網(wǎng)都能接受的通信協(xié)議,從技術(shù)上為NII奠定了最堅實(shí)的基礎。IP協(xié)議已經(jīng)成為世界，乃至中國信息產(chǎn)業(yè)界的最熱門(mén)話(huà)題，它幾乎成為信息網(wǎng)絡(luò )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(wǎng)已發(fā)展成為全球的信息網(wǎng)絡(luò )，其規模和用戶(hù)數量?jì)H次于電話(huà)網(wǎng)（PSTN）和有線(xiàn)電視網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展極大地改變了人們的社會(huì )、政治、經(jīng)濟和文化生活。從其發(fā)展的過(guò)程來(lái)看，互聯(lián)網(wǎng)有許多方面與構想中的GII有著(zhù)驚人的相似之處，如覆蓋全球、全方位命名、全方位服務(wù)、開(kāi)放型系統，可支持視頻、音頻多種業(yè)務(wù)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(wǎng)的快速發(fā)展既給我們帶來(lái)了機遇，又使我們面臨嚴重的挑戰，專(zhuān)家預測互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)發(fā)展必然會(huì )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(shù)等會(huì )如同鳳凰涅磐， 互聯(lián)網(wǎng)在下一世紀的社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展中將起到越來(lái)越重要的作用。 所以無(wú)論在技術(shù)上和業(yè)務(wù)上，話(huà)音與數據的融合成為網(wǎng)絡(luò )趨勢發(fā)展的必然。

3．網(wǎng)絡(luò )分層 下一代網(wǎng)絡(luò )在功能上可分為如下四層，見(jiàn)圖1：

• 接入和傳輸層(Access and transport layer)：將用戶(hù)連接至網(wǎng)絡(luò )，集中用戶(hù)業(yè)務(wù)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(wǎng)絡(luò )上傳遞的信息格式。
  例如：將話(huà)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(hù)收到的業(yè)務(wù)，并能控制低層網(wǎng)絡(luò )元素對業(yè)務(wù)流的處理。
• 網(wǎng)絡(luò )服務(wù)層(Network Service layer)：在呼叫建立的基礎上提供額外的服務(wù)。

但將現有網(wǎng)絡(luò )演變成下一代網(wǎng)絡(luò )并非一日之工，而原有的網(wǎng)絡(luò )與新網(wǎng)絡(luò )將并存相當長(cháng)的時(shí)間，所以新網(wǎng)絡(luò )還需能夠和原有網(wǎng)絡(luò )互通，這要求新的網(wǎng)絡(luò )體系能夠完成以下功能：

• 采用TDM傳輸網(wǎng)和SS7信令網(wǎng)互通。
• 與現有的業(yè)務(wù)如智能網(wǎng)提供的業(yè)務(wù)互通
• 與現有的PSTN網(wǎng)絡(luò )體系融合。

圖1下一代網(wǎng)絡(luò )的分層結構圖

4．什么是軟交換?

軟交換是一種功能實(shí)體，為下一代網(wǎng)絡(luò )(NGN)提供具有實(shí)時(shí)性要求的業(yè)務(wù)的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。

簡(jiǎn)單的看，軟交換是實(shí)現傳統程控交換機的"呼叫控制"功能的實(shí)體，但傳統的"呼叫控制"功能是和業(yè)務(wù)結合在一起的，不同的業(yè)務(wù)所需要的呼叫控制功能不同，而軟交換則是與業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)的，這要求軟交換提供的呼叫控制功能是各種業(yè)務(wù)的基本呼叫控制。相信未來(lái)的軟交換應該是盡可能簡(jiǎn)單的，智能則盡可能地移至外部的業(yè)務(wù)和/或業(yè)務(wù)層。基于軟交換的網(wǎng)絡(luò )系統結構如圖2所示。從圖中可看出，軟交換位于控制層。

圖2 軟交換系統結構示意圖

5． 軟交換的對外接口

軟交換作為一個(gè)開(kāi)放的實(shí)體，與外部的接口必需采用開(kāi)放的協(xié)議。圖3舉例示出軟交換與外部的接口，實(shí)際的接口可能與此不同。

• 媒體網(wǎng)關(guān)與軟交換間的接口-用于軟交換對媒體網(wǎng)關(guān)的承載控制﹑資源控制及管理。此接口可使用媒體網(wǎng)關(guān)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(wǎng)關(guān)與軟交換間的接口-用于傳遞軟交換和信令網(wǎng)關(guān)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(lèi)似協(xié)議。
  
  
• 軟交換間的接口-實(shí)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(wù)層之間的接口-提供訪(fǎng)問(wèn)各種數據庫，三方應用平臺，各種功能服務(wù)器等的接口，實(shí)現對各種增值業(yè)務(wù)，管理業(yè)務(wù)和三方應用的支持。如：
  
  
  • 軟交換與應用服務(wù)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(wù)的支持功能。
  • 軟交換與策略服務(wù)器間的接口-實(shí)現對網(wǎng)絡(luò )設備的工作進(jìn)行動(dòng)態(tài)干預，此接口可使用COPS協(xié)議。
  • 軟交換與網(wǎng)關(guān)中心間的接口-實(shí)現網(wǎng)絡(luò )管理，此接口可使用SNMP協(xié)議。
  • 軟交換與智能網(wǎng)的SCP之間的接口-實(shí)現對現有智能網(wǎng)業(yè)務(wù)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(shí)現PSTN網(wǎng)和IP網(wǎng)網(wǎng)/ATM網(wǎng)間的信令互通和不同網(wǎng)關(guān)的互操作。
  
  
• Softswitch /Call Server主要處理實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)：第一階段是話(huà)音，以后也將處理視頻和多媒體業(yè)務(wù)。雖然數據業(yè)務(wù)量增長(cháng)很快，但目前話(huà)音業(yè)務(wù)的收益仍是數據業(yè)務(wù)的好幾倍，所以，從經(jīng)濟角度來(lái)看，Softswitch /Call Server首先應能支持話(huà)音業(yè)務(wù)。但在網(wǎng)絡(luò )融合的過(guò)程中勢必會(huì )出現新的應用，所以Softswitch /Call Server還應該具有利用新的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)設施提供各種增值業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)的能力。
  
  
• 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。
  
  
• 通過(guò)不同的邏輯與媒體層的網(wǎng)關(guān)交互，對網(wǎng)關(guān)設備或IP/ATM網(wǎng)的核心設備進(jìn)行控制，完成融合網(wǎng)絡(luò )中的呼叫控制，會(huì )話(huà)的建立，修改和拆除過(guò)程以及媒體流的連接控制。
  
  
• 提供網(wǎng)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(wù)統計和告警等
  
  
• 計費功能,應具有采集詳細話(huà)單的功能。

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