連接IP電話(huà)網(wǎng)孤島

事務(wù)型分布式軟交換技術(shù)TD-SNSP

白雪峰 2001/06/14

　　軟交換，是實(shí)現IP電信網(wǎng)的重要信令技術(shù)，與傳統電信網(wǎng)上的信令系統相比，具有開(kāi)放、簡(jiǎn)單、靈活和高效等優(yōu)點(diǎn)，目前已開(kāi)始用于IP長(cháng)途電話(huà)、Internet電話(huà)和電話(huà)智能業(yè)務(wù)的實(shí)現。由于它只涉及呼叫發(fā)起和接收的節點(diǎn)，簡(jiǎn)化了信令的結構和控制的復雜性，具有對網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)、接入技術(shù)和智能業(yè)務(wù)的開(kāi)放性，因此專(zhuān)家們普遍認為，未來(lái)的電信網(wǎng)是基于IP網(wǎng)絡(luò )的，未來(lái)的電信信令系統是基于軟交換的。


　　TD-SNSP演進(jìn)電信網(wǎng)


　　UT斯達康公司的事務(wù)型分布式軟交換系統體系結構TD－SNSP，不僅是未來(lái)IP電信網(wǎng)上的鏈路建立、呼叫處理和智能業(yè)務(wù)的基礎，而且在從當前面向業(yè)務(wù)的電信網(wǎng)絡(luò )向IP電信網(wǎng)的過(guò)渡中，起到支持電信網(wǎng)絡(luò )平滑增值演進(jìn)的作用。

　　演進(jìn)問(wèn)題，對于網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)者而言具有十分重要的意義。網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)的目標有兩重定義：演進(jìn)的平滑性和演進(jìn)過(guò)程的增值性。平滑性是指演進(jìn)中的每個(gè)階段對以往電信業(yè)務(wù)的兼容性和傳統電信業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )的互通性；增值性是指演進(jìn)的每個(gè)階段要通過(guò)提供新的和當時(shí)用戶(hù)急需的業(yè)務(wù)，使得電信運營(yíng)者的凈收益增加。

　　事務(wù)型分布式軟交換體系結構圖

　　軟交換自身的開(kāi)放性，為傳統電信網(wǎng)絡(luò )向IP電信網(wǎng)的平滑演進(jìn)打下了良好的基礎，但是由于受到傳統電話(huà)本地接入網(wǎng)和傳統智能業(yè)務(wù)的限制，采用普通軟交換、利用傳統C5電話(huà)網(wǎng)作為電話(huà)業(yè)務(wù)接入的IP電話(huà)網(wǎng)除了利用IP網(wǎng)絡(luò )層交換降低長(cháng)途通信成本之外，在電信業(yè)務(wù)上是無(wú)法創(chuàng )新的。以TD－SNSP軟交換技術(shù)為基礎的WACOS平臺，支持在C5和企業(yè)級多業(yè)務(wù)接入，與傳統電信業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )的信令和智能業(yè)務(wù)無(wú)縫連接，使得電信網(wǎng)絡(luò )的演進(jìn)不僅平滑，并具有增值性。

　　分布式軟交換在網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)中的另一個(gè)重要意義是，對網(wǎng)絡(luò )規模的適應性。分布式系統除了受到號碼資源空間的限制以外，幾乎沒(méi)有任何對系統容量的限制。分布式軟交換系統與集中式軟交換系統相比，還具有更好的開(kāi)放互聯(lián)性。由于采用分布式會(huì )話(huà)處理和管理，與集中式系統的互聯(lián)將變得比集中軟交換系統之間互聯(lián)要簡(jiǎn)單得多。這樣，當前的集中式軟交換長(cháng)途IP電話(huà)網(wǎng)孤島，可以通過(guò)分布式軟交換系統互聯(lián)，實(shí)現平滑過(guò)渡。


　　TD-SNSP的原理


　　信令功能在電信系統中是很重要的一部分。傳統的電信網(wǎng)絡(luò )有網(wǎng)絡(luò )信令和用戶(hù)信令兩種信令系統。網(wǎng)絡(luò )信令涉及網(wǎng)絡(luò )中的所有接入節點(diǎn)與中間節點(diǎn)——NNI；用戶(hù)信令涉及用戶(hù)設備與網(wǎng)絡(luò )——UNI。網(wǎng)絡(luò )信令的兩大主要功能：一是呼叫控制，二是支持基于數據庫的智能業(yè)務(wù)。用戶(hù)信令只用于包括主業(yè)務(wù)與額外業(yè)務(wù)在內的業(yè)務(wù)協(xié)商。 傳統網(wǎng)絡(luò )中典型的網(wǎng)絡(luò )信令系統是SS7及廣泛應用的ISDN用戶(hù)信令DSS1（Q.931）。另外，用于Q3網(wǎng)絡(luò )管理功能的CMIP被認為是一種網(wǎng)絡(luò )管理信令。值得注意的是，SS7通常是連接所有業(yè)務(wù)節點(diǎn)與數據庫的獨立的信令網(wǎng)絡(luò )（數據網(wǎng)）；管理信令系統也是與電信系統獨立的，被稱(chēng)為電信管理網(wǎng)絡(luò )。

　　事務(wù)型分布式軟交換的基本思想是，用連接在IP網(wǎng)絡(luò )上的媒體網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)關(guān)控制器、信令網(wǎng)關(guān)、呼叫處理服務(wù)器和電信業(yè)務(wù)服務(wù)器完成相當于傳統電話(huà)網(wǎng)、信令網(wǎng)、智能網(wǎng)、管理網(wǎng)和業(yè)務(wù)提供網(wǎng)的功能，并與傳統的接入網(wǎng)絡(luò )和傳統的電話(huà)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)。從功能上看，軟交換是IP網(wǎng)絡(luò )層之上的會(huì )話(huà)層、電信業(yè)務(wù)層、智能業(yè)務(wù)層功能的集合。TD-SNSP是IP電信網(wǎng)絡(luò )中用于呼叫控制和智能業(yè)務(wù)的協(xié)議。在WACOS體系結構中，它具有類(lèi)似DSS1、SS7的功能，以及SNMP網(wǎng)管功能。TD-SNSP不僅僅是一種具有多功能（UNI、NNI、管理）的信令系統，還支持移動(dòng)系統。


　　TD-SNSP的優(yōu)點(diǎn)


　　目前，TD-SNSP支持PAS、V5的接入和對PSTN和其他VoIP網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)，不久將支持對3G的W－CDMA接入和對PLMN的互聯(lián)。它在遵從H.323的編碼方案和流控制結構的基礎上，運用MGCP實(shí)現呼叫代理對媒體網(wǎng)關(guān)的控制以及對終端移動(dòng)的控制，同時(shí)通過(guò)事務(wù)服務(wù)器實(shí)現不同呼叫代理之間的呼叫處理和移動(dòng)用戶(hù)的尋址功能。因此，SNSP是IP網(wǎng)上同時(shí)支持固定和移動(dòng)終端的多業(yè)務(wù)體系結構，與MGCP軟交換結構是向下兼容的，與3GPP的UMTS－R2000－All－IP方案中CS域的體系結構一致的。由于事務(wù)服務(wù)器可以視為信令的網(wǎng)關(guān)，使得采用不同信令的系統之間可以方便地進(jìn)行互操作，既便于和不同的固定電話(huà)網(wǎng)、移動(dòng)電話(huà)網(wǎng)以及IP電話(huà)網(wǎng)絡(luò )的信令系統互聯(lián)，對H.323和SIP信令也是支持的。因此TD-SNSP對前述三種體系結構都是向下兼容的。

　　事務(wù)型分布式軟交換的功能體系結構，是典型的三段式客戶(hù)機服務(wù)器體系。由建立在IP平臺之上的接入媒體網(wǎng)關(guān)、互聯(lián)媒體網(wǎng)關(guān)、媒體網(wǎng)關(guān)控制器、信令網(wǎng)關(guān)、呼叫處理器、事務(wù)處理服務(wù)器、應用服務(wù)器和媒體服務(wù)器所組成（如圖示）。

　　事務(wù)型分布式軟交換體系結構的優(yōu)點(diǎn)是：將IP網(wǎng)絡(luò )層功能、會(huì )話(huà)層功能、呼叫處理層功能和應用層功能分離，將接入功能、傳輸交換功能、業(yè)務(wù)提供功能和歸屬業(yè)務(wù)功能分離。使得交換功能進(jìn)入IP網(wǎng)絡(luò )層，其他功能均由IP層以上的客戶(hù)機服務(wù)器機制實(shí)現；支持多種不同的接入技術(shù)，從固定的模擬POTS、數字TDM E1、DSL、Ethernet到無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)GSM/GPRS、PHS、W-CDMA以至未來(lái)的接入技術(shù)；支持與各種傳統電信業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )如PSTN和PLMN網(wǎng)絡(luò )以信令網(wǎng)節點(diǎn)方式互聯(lián)，支持與IP業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )(如VoIP)和多媒體通信網(wǎng)絡(luò )(如Internet)互聯(lián)；與接入網(wǎng)絡(luò )的信令和傳統業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )的信令(SS7)無(wú)縫互聯(lián)；支持話(huà)音、遠程會(huì )議、多媒體通信等基于會(huì )話(huà)的通信業(yè)務(wù)； 整合固定的和移動(dòng)的電信業(yè)務(wù)，支持由移動(dòng)業(yè)務(wù)衍生的定位、短消息等業(yè)務(wù)；開(kāi)放的電信業(yè)務(wù)、智能業(yè)務(wù)、應用業(yè)務(wù)和OSS業(yè)務(wù)平臺；簡(jiǎn)化了交換和業(yè)務(wù)的結構，降低通信網(wǎng)絡(luò )的復雜性和成本；可伸縮性使得用戶(hù)容量和網(wǎng)絡(luò )規模僅僅受到編址空間的限制。


　　其它幾種實(shí)現VoIP的體系結構


　　基于IP的軟交換概念下，除TD-SNSP，還存在幾種不同的實(shí)現信令體系結構，分別著(zhù)重于不同的應用環(huán)境。它們分別是H.323結構、MGCP結構、SIP結構和TD－SNSP事務(wù)型分布式軟交換結構。目前所有的方案中，語(yǔ)音的編碼和流控制結構都是遵從H.323協(xié)議的，它們的區別是在呼叫處理的模式上。

　　H.323是最早的軟交換體系結構。它的部件包括PC終端、關(guān)守和PSTN網(wǎng)關(guān)。適用于局域網(wǎng)和Internet環(huán)境下智能終端之間及與PSTN的互聯(lián)，也可用于長(cháng)途IP固定電話(huà)網(wǎng)，是一種基于終端的應用層分布式呼叫處理結構。

　　MGCP體系結構是針對IP長(cháng)途電話(huà)網(wǎng)的應用和POTS接入的IP電話(huà)提出的，后來(lái)發(fā)展為MEGACO(H.248)以支持更多類(lèi)型的接入技術(shù)和支持終端的移動(dòng)性。MEGACO是一項作為國際電信聯(lián)盟與Internet工程任務(wù)組（IETF）合作結果的新標準,用于連接PSTN與IP網(wǎng)絡(luò )，它使語(yǔ)音、傳真和多媒體信號在公共交換電話(huà)網(wǎng)與新興IP網(wǎng)絡(luò )之間進(jìn)行交換成為可能。MEGACO的含意是媒體網(wǎng)關(guān)控制（Media Gateway Control）。這個(gè)體系由啞媒體網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)和智能的呼叫代理組成。這是一種應用層集中式的呼叫處理結構。

　　SIP起源于Internet多媒體通信的會(huì )話(huà)建立協(xié)議，具有十分靈活的分布式會(huì )話(huà)控制結構。SIP將傳統電信網(wǎng)絡(luò )在應用層實(shí)現的呼叫處理智能業(yè)務(wù)在會(huì )話(huà)層中實(shí)現，如呼叫轉移、三方通話(huà)等，可以大大簡(jiǎn)化應用層的功能。


　　軟交換技術(shù)介紹


　　電信網(wǎng)的交換技術(shù)包含了交換矩陣技術(shù)、用于建立通信鏈路和建立呼叫的信令技術(shù)。交換技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了電路交換(TDM)、信元交換(ATM)和包交換(IP)三個(gè)階段。從OSI的分層概念來(lái)看，電路交換僅僅支持面向連接的語(yǔ)音通信業(yè)務(wù)，交換功能在物理層；信元交換支持面向連接的多媒體業(yè)務(wù)，交換功能在鏈路層；而包交換支持無(wú)連接的多媒體通信業(yè)務(wù)，交換功能在網(wǎng)絡(luò )層。在電路交換網(wǎng)上建立話(huà)音通信鏈路和呼叫，以及在信元交換網(wǎng)上建立多媒體的鏈路和呼叫，由于需要通過(guò)信令實(shí)現網(wǎng)絡(luò )層的功能，涉及網(wǎng)絡(luò )中所有的交換節點(diǎn)，因此需要十分復雜的信令系統的支持，如SS7和PNNI。在IP包交換網(wǎng)上的多媒體通信鏈路和呼叫的建立，是基于網(wǎng)絡(luò )層功能的一種應用。因為這種IP網(wǎng)絡(luò )層之上的鏈路和呼叫建立過(guò)程，是由獨立的軟件系統完成，不需要考慮對沿途的交換矩陣進(jìn)行控制，被稱(chēng)為軟交換信令。

　　軟交換之所以區別于傳統電話(huà)網(wǎng)和ATM網(wǎng)絡(luò )的硬交換，是由于IP網(wǎng)絡(luò )是基于包交換的非連接網(wǎng)絡(luò )，并支持端到端的透明訪(fǎng)問(wèn)，不再需要任何電路交換單元建立端到端的連接，也不需要分段的信令系統和獨立的信令網(wǎng)控制呼叫、接續和智能業(yè)務(wù)。另外，軟交換的所有協(xié)議是基于IP的，它們具有一切基于IP的協(xié)議的開(kāi)放性和靈活性。除了低成本的優(yōu)勢之外，軟交換還具有提供普通電話(huà)網(wǎng)目前不具有的許多新特性，如開(kāi)放的電信業(yè)務(wù)平臺和支持多樣的接入技術(shù)，以及許多基于Internet的開(kāi)放的高級智能業(yè)務(wù)和OSS業(yè)務(wù)。