軟交換在下一代網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
南京郵電學(xué)院 王國華 劉華東
2003/01/22
在傳統(tǒng)交換網(wǎng)絡(luò)中，給用戶提供的功能或業(yè)務(wù)都直接與交換機(jī)有關(guān)，如果要給用戶提供新的功能都需要在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上增加相應(yīng)的功能。智能網(wǎng)的出現(xiàn)初步滿足了業(yè)務(wù)的需要，提供了一個(gè)公共的業(yè)務(wù)平臺。但隨著新業(yè)務(wù)的增加和數(shù)據(jù)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)。在未來基于IP的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中，提出了傳統(tǒng)電信交換網(wǎng)如何與數(shù)據(jù)通信網(wǎng)互通的問題，出現(xiàn)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，通過軟件實(shí)現(xiàn)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(xì)記錄等功能，把控制和業(yè)務(wù)提供分開。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，軟交換也稱為呼叫代理或呼叫服務(wù)器。
軟交換是與業(yè)務(wù)無關(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(tǒng)中；而軟交換的主要設(shè)計(jì)思想是業(yè)務(wù)、控制與傳送、接入分開，各實(shí)體間通過標(biāo)準(zhǔn)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，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(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，它是一種增強(qiáng)的業(yè)務(wù)框架結(jié)構(gòu)。
軟交換的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)
軟交換主要處理實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)，包括語音、視頻和多媒體等業(yè)務(wù)，它可用于IP網(wǎng)、ATM網(wǎng)等數(shù)據(jù)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?yàn)镮P網(wǎng)的呼叫控制與承載連接是分開的。從應(yīng)用來說，軟交換主要是應(yīng)用在IP網(wǎng)上的。
軟交換的實(shí)現(xiàn)是通過網(wǎng)關(guān)發(fā)出信令，控制語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的互通。信令網(wǎng)關(guān)（SG）將SSN7信令轉(zhuǎn)換成IP信令或根據(jù)通信要求發(fā)出IP信令控制媒體網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)通信，媒體網(wǎng)關(guān)（MG）負(fù)責(zé)電話交換網(wǎng)的PCM流與IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)庫和完成的功能就是軟交換。
媒體網(wǎng)關(guān)用來處理電路交換網(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(zhuǎn)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(fù)責(zé)將電路交換網(wǎng)媒體（PCM流等）轉(zhuǎn)換成H.323媒體（RTP/RTCP）。
信令網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)將電路交換網(wǎng)的信令轉(zhuǎn)換成IP網(wǎng)的信令，根據(jù)相應(yīng)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(fù)責(zé)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(xiàn)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H.248協(xié)議或媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議（MGCP）、媒體設(shè)備控制協(xié)議（MDCP）對MG進(jìn)行控制，MGC/CA之間通過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(xiàn)各種信令間的協(xié)議轉(zhuǎn)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)
隨著技術(shù)的進(jìn)步和需求的不斷提升，能夠提供集話音、數(shù)據(jù)、圖像為一體的多媒體綜合業(yè)務(wù)的、開放的下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）體系結(jié)構(gòu)逐步問世，成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的熱點(diǎn)。NGN是可以提供包括話音、數(shù)據(jù)和多媒體等綜合業(yè)務(wù)的開放式網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。其三大特征如下。
＊NGN體系采用開放式網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，將傳統(tǒng)交換機(jī)的功能分離成獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件，各構(gòu)件可按相應(yīng)的功能劃分，各自獨(dú)立發(fā)展。構(gòu)件間的協(xié)議接口基于相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，使得原有的網(wǎng)絡(luò)逐步走向開放系統(tǒng)，根據(jù)業(yè)務(wù)需要可以自由組合各功能來組建網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)各種異構(gòu)網(wǎng)的互通。構(gòu)件化的結(jié)構(gòu)更具有彈性，便于各個(gè)構(gòu)件的獨(dú)立發(fā)展、擴(kuò)容和升級。
＊NGN是業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)，通過業(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(xiàn)相對獨(dú)立的業(yè)務(wù)體系，使業(yè)務(wù)真正獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)，靈活有效地實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的提供。用戶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)形式以及終端類型，使業(yè)務(wù)和應(yīng)用的提供有較大的靈活性，從而滿足用戶不斷發(fā)展、更新業(yè)務(wù)的需求。也使得網(wǎng)絡(luò)具有可持續(xù)發(fā)展的能力和競爭力。 ＊下一代網(wǎng)絡(luò)是基于統(tǒng)一協(xié)議的分組式網(wǎng)絡(luò)�，F(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)，無論是電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)還是有線電視網(wǎng)，都不可能單獨(dú)作為信息基礎(chǔ)設(shè)施，但近幾年IP的發(fā)展使人們開始認(rèn)識到：各種網(wǎng)絡(luò)都將最終匯合到統(tǒng)一的IP網(wǎng)絡(luò)，即三網(wǎng)融合。各種以IP為基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)能在不同的網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵技術(shù)，其核心思想是硬件軟件化，通過軟件來實(shí)現(xiàn)原來交換機(jī)的控制、接續(xù)和業(yè)務(wù)處理等功能，各實(shí)體間通過標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議進(jìn)行連接和通信，便于在NGN中更快地實(shí)現(xiàn)各類復(fù)雜的協(xié)議，更方便地提供業(yè)務(wù)。軟交換設(shè)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中語音/數(shù)據(jù)/視頻業(yè)務(wù)呼叫、控制、業(yè)務(wù)提供的核心設(shè)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(xiàn)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(dāng)前應(yīng)用的角度來看，軟交換首先應(yīng)能支持語音業(yè)務(wù)，其次是提供各種增值業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)。
* 提供可編程的、邏輯化控制的、開放的API協(xié)議，實(shí)現(xiàn)與外部應(yīng)用平臺的互通。
* 提供關(guān)口功能，包括接入認(rèn)證、地址解析和帶寬管理等功能，并具有計(jì)費(fèi)功能。
軟交換的競爭力主要在軟件上，它既可以作為獨(dú)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(bǔ)充業(yè)務(wù)，也可以與其它的增強(qiáng)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)結(jié)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(jié)合，完成控制轉(zhuǎn)換和媒體接入轉(zhuǎn)換，可作為匯接局和長途局的接入，提供現(xiàn)有的PSTN網(wǎng)中的基本業(yè)務(wù)和補(bǔ)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(xiàn)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(jié)合完成SSP功能，與智能網(wǎng)的SCP結(jié)合提供各種智能業(yè)務(wù)。
經(jīng)過幾年的發(fā)展，軟交換技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化的工作也取得了長足進(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中最活躍和熱門的話題。
目前許多公司和廠商都已經(jīng)推出了軟交換設(shè)備，軟交換將在下一代網(wǎng)絡(luò)的話音、數(shù)據(jù)、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電視導(dǎo)航
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