軟交換網絡發(fā)展趨勢的研究

1、軟交換網絡絡發(fā)展趨趨勢的研研究軟交換誕生生于900年代末末，由于于它順應應網絡融融合的發(fā)發(fā)展趨勢勢，迅速速得到國國內外各各運營商商的青睞睞。隨著著IMSS概念的的出現，軟軟交換的的發(fā)展趨趨勢成為為業(yè)界關關注焦點點。本文文介紹了了軟交換換發(fā)展現現狀和IIMS的的特點，并并對軟交交換網絡絡發(fā)展趨趨勢進行行了展望望。1 軟交換換現狀軟交換的主主要設計計思想是是控制與與承載和和業(yè)務分分離，各各實體之之間通過過標準的的協議進進行連接接和通信信，以便便在網上上更加靈靈活地提提供業(yè)務務。具體體地講，軟軟交換是是一個基基于軟件件的分布布式交換換/控制平平臺，它它將呼叫叫控制功功能從網網關中分分離出來來，開放放

2、業(yè)務、控控制、接接入和交交換間的的協議。圖圖1為軟交交換示意意圖。圖1 軟交交換示意意圖軟交換是IIP技術術帶動電電信業(yè)發(fā)發(fā)展的產產物，它它為運營營商解決決目前多多種網絡絡、多種種技術和和多種系系統(tǒng)的共共存的現現象提供供了良好好的解決決方案，可可以為運運營商帶帶來業(yè)務務的創(chuàng)新新和成本本的節(jié)約約，為業(yè)業(yè)界注入入新的活活力。所所以全球球范圍內內已有多多家電信信運營商商開始進進行軟交交換方面面的實驗驗和商用用部署，在在國內，中中國電信信、中國國移動、中中國網通通、中國國聯通、中中國衛(wèi)通通和中國國鐵通都都已經開開始進行行軟交換換的商用用，盡管管其應用用的規(guī)模模不同，但但卻標志志著軟交交換技術術已經走走

3、出實驗驗室，開開始進入入一個新新的發(fā)展展時期。軟交換技術術在發(fā)展展過程中中，并沒沒有一個個嚴謹的的定義和和體系架架構標準準，因此此，在用用戶漫游游管理、路路由計劃劃、編號號、支持持多媒體體業(yè)務的的體系架架構、業(yè)業(yè)務管理理、業(yè)務務觸發(fā)等等方面在在一定程程度上仍仍存在問問題。與與此同時時3GPPP提出出了標準準的IMMS體系系架構，旨旨在規(guī)范范移動多多媒體業(yè)業(yè)務的網網絡結構構，而EETSII相關小小組也在在討論如如何在固固網中引引入IMMS，以以進一步步推動網網絡向IIP化、移移動性、多多媒體化化和個性性化方向向發(fā)展，進進而引發(fā)發(fā)出IMMS是否否能成為為軟交換換網絡發(fā)發(fā)展方向向的討論論。2 IMS

4、S概述3GPP定定義的IIMS系系統(tǒng)結構構如圖22所示，主主要包括括CSCCF、MGCCF、MGWW、T-SSGW等等功能實實體。圖2 IMMS系統(tǒng)統(tǒng)結構（1）CSSCF（Calll SSesssionn Coontrrol Funnctiion，呼呼叫會話話控制功功能實體體）CSCF是是IMSS中最重重要的關關鍵元素素之一， 它類似于IETF結構中的SIP服務器?，F有的3G分組交換核心網絡用來提供多媒體會話的承載路徑，而CSCF則用來建立會話。CSCF的主要功能是處理用來控制用戶多媒體會話的信令消息，這是MSC（移動交換中心）呼叫控制功能的一種發(fā)展。CSCF采用SIP協議來實現上述控制功能。

5、CSCF的另一功能是地址翻譯，同時CSCF還需要執(zhí)行業(yè)務交換和編碼協商的功能。有三種不同角色的CSCF，它們是：* P-CCSCFF（代理理CSCCF）：它是移移動終端端拜訪IIMS網網絡時的的第一聯聯系點，它它有兩大大功能：首先它它是IMMS網絡絡中的業(yè)業(yè)務質量量策略執(zhí)執(zhí)行點，其其次它提提供了緊緊急業(yè)務務的本地地控制。P-CSCF將SIP注冊消息和會話建立消息轉發(fā)到它所歸屬的IMS網絡中，這非常類似于IETF SIP網絡中的代理服務器。* I-CCSCFF（詢問問CSCCF）：它的主主要功能能是查詢詢HSSS（歸屬屬用戶服服務器）以以決定SS-CSSCF的的位置。此此外，它它還在HHSS的的

6、幫助下下執(zhí)行SS-CSSCF之之間的負負載平衡衡。I-CSCCF可以以說是外外部網絡絡到IMMS歸屬屬網絡的的網關，因因此它必必須支持持防火墻墻功能。* S-CCSCFF（服務務CSCCF）：它負責責IMSS網絡中中的會話話管理。在在一個網網絡里可可以有幾幾個S-CSCCF，并并且可以以根據網網絡能力力的需要要增加SS-CSSCF節(jié)節(jié)點。SS-CSSCF在在其所歸歸屬的IIMS中中負責所所有會話話的控制制，但它它也可將將請求轉轉發(fā)到被被訪網絡絡中的PP-CSSCF從從而讓被被訪網絡絡承擔會會話控制制的責任任。（2）HSSS（歸歸屬用戶戶服務器器）作為對傳統(tǒng)統(tǒng)移動網網絡的繼繼承，在在IMSS中也

7、需需要一個個集中的的用戶數數據庫。因因此將原原有的HHLR（歸歸屬位置置寄存器器）演變變?yōu)镮MMS中的的HSSS（歸屬屬用戶服服務器）。HSS與I-CSCF和S-CSCF具有接口以向它們提供用戶的位置和訂購信息，該接口稱為Cx接口。（3）MGGW和MGCCF（媒媒體網關關和媒體體網關控控制功能能實體）IMS支持持幾種與與傳統(tǒng)網網絡互連連的節(jié)點點。它們們是MGGW、MGCCF和SGWW（信令令網關）。* MGCCF：它它控制一一個或多多個MGGW，管管理著PPSTNN承載與與IP流之之間的連連接。MMGCFF將SIPP消息轉轉換為MMEGAACO或或者ISSUP消消息，它它從CSSCF接接收SI

8、IP消息息并且決決定在MMGW內內建立什什幺消息息；同時時MGCCF還生生成ISSUP消消息并且且通過IIP發(fā)送送到SGGW（信信令網關關）中。* MG：它的主主要功能能是將終終端用戶戶之間的的媒體流流從一種種格式轉轉換為另另一種格格式。在在UMTTS中這這主要是是PSTTN中PCMM（脈沖沖編碼調調制）編編碼與基基于IPP編碼格格式之間間的轉換換。（4）SGGW（信令令網關）它的主要功功能是將將SS77（七號號信令）轉轉換為IIP形式式的信令令而不影影響其承承載的應應用層，這這可以使使MGCCF不需需要支持持SS77。因此此，如果果MGCCF已經經支持SSS7就就不需要要SGWW了。基于上述

9、結結構的IIMS通通過SIIP協議議來完成成語音和和多媒體體呼叫，從從而達到到支持語語音電話話、實時時交互游游戲、視視頻電話話、即時時消息、緊緊急呼叫叫、多媒媒體會議議等業(yè)務務的目的的。限于于篇幅，本本文只給給出一個個通過IIMS實實現的簡簡單的點點到點呼呼叫通信信業(yè)務的的SIPP流程，如如圖3所示（說說明：11.假定定用戶在在發(fā)起SSIP呼呼叫之前前已經建建立底層層數據連連接并進進行了業(yè)業(yè)務注冊冊。2.圖中標標注的流流程除第第2步Cx-Queery外外皆為SSIP消消息。）：圖3 IMMS網絡絡的SIIP通信信流程（1） 用用戶A通過發(fā)發(fā)送INNVITTE消息息到P-CSCCF來發(fā)發(fā)起呼叫叫

10、，該消消息中包包含被呼呼叫用戶戶的SIIP UURLss。消息息的會話話描述部部分包含含用戶AA的終端端設備的的IP地址址和語音音路徑的的描述及及一組可可選使用用的編碼碼。P-CSCCF通過過應答1100 TRYYINGG消息來來確認接接收到IINVIITE，并并且它將將自己的的名字添添加到IINVIITE消消息中后后轉發(fā)該該消息到到S-SSCSFF。S-CCSCFF通過應應答1000 TTRYIING消消息來確確認接收收到INNVITTE，同同時它激激活用戶戶A所需的的業(yè)務特特征。SS-CSSCF然然后從用用戶B的SIPP URRL中決決定出其其歸屬網網絡的SSIP入入口點：I-CCSCFF

11、。用戶戶A的S-CCSCFF將自己己的名字字添加到到INVVITEE消息中中后轉發(fā)發(fā)該消息息到用戶戶B的I-CCSCFF中。（2） II-CSSCF一一旦接收收到INNVITTE，它它就用CCx-QQuerry查詢詢HSSS以決定定用戶BB的S-CCSCFF地址。它它同樣通通過應答答1000 TRRYINNG消息息來確認認接收到到INVVITEE。一旦旦HSSS將用戶戶B所注冊冊的S-CSCCF在響響應中返返回后，I-CSCF就將自己的名字添加到INVITE消息中后轉發(fā)該消息到S-CSCF。用戶B的S-CSCF接收到INVITE后激活用戶B所需的業(yè)務特征，然后將自己的名字添加到INVITE消息

12、中后轉發(fā)該消息到P-SCSF。S-CSCF通過向I-CSCF應答100 TRYING消息來確認接收到INVITE。P-CSCF接收到INVITE后將其轉發(fā)給用戶B的終端設備。P-CSCF通過向S-CSCF應答100 TRYING消息來確認接收到INVITE。（3） 用用戶B的終端端設備接接收到呼呼叫邀請請后，它它并不是是馬上向向用戶BB振鈴，而而是用1183 sesssioon pproggresss（會會話進展展）消息息響應，在在響應的的會話描描述中它它指明其其已經接接受了先先決條件件并且要要求用戶戶A的終端端設備也也確認它它滿足該該先決條條件。該該消息經經過歷經經上述若若干CSSCF的的信

13、令路路徑返回回到用戶戶A的終端端設備。同同時，用用戶B的終端端設備為為通到IIMS域域IP入口口點的語語音路徑徑激活GGPRSS PDDP上下下文。（4） 用用戶A的終端端設備接接收到1183響響應，并并且為通通到IMMS域IP入口口點的語語音路徑徑激活GGPRSS PDDP上下下文。按按照需要要，用戶戶終端通通過向用用戶B的終端端設備發(fā)發(fā)送UPPDATTE消息息來確認認語音路路徑已被被預留，該該消息中中同時包包含語音音路徑的的地址信信息。（5） 用用戶B的終端端設備一一旦接收收到UPPDATTE消息息，它就就知道語語音路徑徑所需的的IP傳輸輸和業(yè)務務質量在在兩端都都得到了了保證并并且它還還知

14、道了了A端語音音路徑所所用的地地址。它它使用2200 OK來來確認UUPDAATE消消息，該該確認中中可包含含用戶BB的終端端設備上上的語音音路徑信信息。（6） 用用戶B的設備備向用戶戶B振鈴，同同時它沿沿著信令令路徑向向用戶AA的終端端設備發(fā)發(fā)送1880振鈴鈴消息以以通知其其振鈴行行為，用用戶A的設備備會通過過振鈴音音將該消消息告知知用戶AA。（7） 用用戶B應答呼呼叫。用用戶B的終端端設備發(fā)發(fā)送2000 OOK消息息沿著信信令路徑徑到達用用戶A的終端端設備。該該消息將將包含BB端的語語音路徑徑地址信信息。（8） 用用戶A通過發(fā)發(fā)送ACCK來確確認呼叫叫的建立立，它沿沿信令路路徑返回回用戶B

15、B的設備備上?，F現在兩終終端設備備可互相相發(fā)送語語音包了了。（9） 用用戶A的終端端設備沿沿信令路路徑向用用戶B的終端端設備發(fā)發(fā)送BYYE消息息來釋放放呼叫，并并且解除除語音路路徑的PPDP上上下文。此此時，PP-CSSCF可可以關閉閉IMSS的語音音路徑入入口點以以停止記記費。（10） 用戶B的終端端設備接接收到BBYE消消息后就就解除它它這一側側的語音音路徑PPDP上上下文，并并且用2200 OK來來確認BBYE消消息。2200 OK沿沿著信令令路徑返返回到用用戶A的終端端設備，在在此過程程中它釋釋放了信信令路徑徑上的每每個CSSCF。至至此整個個呼叫控控制過程程結束。3 軟交換換網絡發(fā)發(fā)

16、展趨勢勢的研究究IMS系統(tǒng)統(tǒng)與當前前的軟交交換網絡絡具有以以下特點點，而這這些點也也正是軟軟交換網網絡的發(fā)發(fā)展趨勢勢所在。（1） 更更加徹底底分離的的發(fā)展趨趨勢IMS最大大的特點點，同時時也是其其最大的的優(yōu)勢是是IMSS比軟交交換更加加徹底的的分離。正正如上文文所說，軟軟交換本本身就是是一種分分離思想想的體現現：呼叫叫控制和和承載的的分離，呼呼叫控制制和業(yè)務務的分離離。IMMS在堅堅持上述述思想的的基礎上上，進一一步發(fā)揚揚了分離離的思想想。這些些思想體體現在以以下幾點點：* 業(yè)務的的進一步步分離。傳傳統(tǒng)軟交交換雖然然已經將將大部分分增值業(yè)業(yè)務分離離出來放放到了業(yè)業(yè)務層，但但是軟交交換自身身仍然

17、保保留了一一些補充充業(yè)務。IMS將這些保留的業(yè)務統(tǒng)統(tǒng)拿出來放在了業(yè)務層的應用服務器中，這樣做無疑是呼叫控制和業(yè)務分離最透徹的體現。* 用戶數數據的分分離集中中：軟交交換一般般將用戶戶數據放放置在軟軟交換設設備自身身之中，IMS將這些用戶數據從軟交換中分離出來，并將用戶數據與其相關聯的業(yè)務數據集中到稱為HSS的設備之中。這種用戶數據的分離集中更加有利于業(yè)務的實現和提供。* 會話呼呼叫控制制與媒體體網關控控制的分分離。傳傳統(tǒng)軟交交換同時時提供了了基于SSIP的的會話呼呼叫控制制和基于于H.2248/MEGGACOO/MGGCP的的媒體網網關控制制器的功功能，在在IMSS中將這這兩者分分離出來來，基

18、于于SIPP的會話話呼叫控控制功能能由CSSCF提提供，它它完成整整個網絡絡的信令令路由和和呼叫控控制；基基于H.2488/MEEGACCO/MMGCPP的媒體體網關控控制由MMGCFF提供，它它只存在在于IMMS網絡絡與傳統(tǒng)統(tǒng)網絡互互通的邊邊界點上上。傳統(tǒng)統(tǒng)軟交換換將會話話呼叫控控制和媒媒體網關關控制集集成在一一起的作作法，在在傳統(tǒng)網網絡和傳傳統(tǒng)業(yè)務務仍然是是主流的的情況下下有其無無可比擬擬的優(yōu)勢勢，但隨隨著傳統(tǒng)統(tǒng)網絡的的逐漸淡淡出，SSIP網網絡的逐逐漸主導導，將上上述兩者者功能分分離更能能使網絡絡結構簡簡單，呼呼叫路由由的高效效。上述IMSS的三種種分離可可由下圖圖描述，按按照這種種分離

19、趨趨勢發(fā)展展的軟交交換網絡絡將使網網絡結構構更加清清晰合理理，網絡絡成本更更加節(jié)約約，使用用戶數據據更為集集中，新新業(yè)務提提供更加加容易；同時這這種發(fā)展展了的軟軟交換網網絡也保保證了與與傳統(tǒng)網網絡的兼兼容。圖4 軟交交換到IIMS的的演進（2） 呼呼叫協議議統(tǒng)一的的發(fā)展趨趨勢IMS另一一個特點點是SIIP協議議的一統(tǒng)統(tǒng)天下，這這也是軟軟交換網網絡的發(fā)發(fā)展趨勢勢。之所所以選擇擇SIPP協議主主要是因因為SIIP協議議的簡單單性、可可擴展性性以及它它很好的的可用性性，同時時SIPP也是被被業(yè)界普普遍看好好的未來來多媒體體呼叫控控制協議議。（3） 與與接入方方式無關關的發(fā)展展趨勢對多種接入入方式的的

20、兼容是是軟交換換網絡的的一個特特點，IIMS將將該特點點更加進進一步發(fā)發(fā)展。在在傳統(tǒng)軟軟交換網網絡中由由于媒體體網關控控制功能能沒有分分離出來來以及媒媒體網關關控制協協議的多多樣性導導致了并并沒有實實現對多多種接入入方式的的兼容，而而在IMMS中由由于對接接入網絡絡的徹底底分離和和SIPP協議的的應用使使其真正正意義上上實現了了對多接接入方式式的兼容容。在IMS中中無論用用戶采用用有線或或無線的的某種接接入方式式接入網網絡，IIMS并并不負責責用戶終終端到網網絡的數數據信道道的建立立，該工工作由接接入網絡絡完成；IMSS只負責責在用戶戶的數據據信道建建立后通通過SIIP協議議完成主主被叫雙雙方

21、底層層數據信信道的接接駁，從從而實現現各種媒媒體形式式的呼叫叫通信及及相關的的多種多多媒體業(yè)業(yè)務。（4） 提提供終端端漫游特特性的發(fā)發(fā)展趨勢勢目前的軟交交換網絡絡沒有充充分考慮慮對用戶戶終端的的漫游支支持，而而IMSS中P-CCSCFF功能實實體的引引入，使使終端無無論是漫漫游到外外地還是是其它運運營商的的網絡都都能夠通通過拜訪訪地或拜拜訪網絡絡的P-CSCCF接入入到IMMS中，從從而建立立用戶終終端與其其歸屬HHSS及及S-CCSCFF的信令令通路。同同時，PP-CSSCF為為通過其其接入的的終端提提供了服服務質量量和安全全的保證證。（5） 提提供更好好服務質質量和安安全保證證的發(fā)展展趨勢在IMS中中存在多多種CSSC