軟交換概念文檔

摘要:本文從下一代\o"網(wǎng)絡(luò)"網(wǎng)絡(luò)（\o"NGN"NGN）入手，主要討論了軟交換在下一代網(wǎng)絡(luò)中的地位、軟交換的體系結(jié)構(gòu)和主要功能，討論了軟交換所面臨的機遇和挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞軟交換NGN

1下一代網(wǎng)絡(luò)

近年來，隨著Internet的飛速發(fā)展，IP寬帶的實現(xiàn)，以及各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，傳統(tǒng)電信業(yè)受到很大沖擊。同時，享受到網(wǎng)絡(luò)樂趣的人們開始對信息網(wǎng)絡(luò)有了更高的追求。受到市場和需求的強力推動，設(shè)備廠商、運營商都加大力度投入到新產(chǎn)品的研發(fā)中，推出了一系列新的技術(shù)和設(shè)備，比如基于\o"以太網(wǎng)"以太網(wǎng)的路由管理器，以時分網(wǎng)絡(luò)為主體的智能\o"光網(wǎng)絡(luò)"光網(wǎng)絡(luò)，\o"無線"無線寬帶接入網(wǎng)，無線\o"移動"移動\o"3G"3G等。由此，也推出了下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）的理念。

到底什么是NGN呢？有人認(rèn)為：凡是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與IP網(wǎng)的連接互通就是NGN。但是當(dāng)你認(rèn)真研究NGN所追求的目的時你就會發(fā)現(xiàn)實現(xiàn)IP與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)只是NGN真正含義的一小部分。事實上，NGN具有極其豐富的內(nèi)涵，它包含電信網(wǎng)絡(luò)各個層面的新技術(shù)，\o"ITU"ITU的專家認(rèn)為它是全球信息基礎(chǔ)設(shè)施的具體實現(xiàn)。一般而言，NGN是可以提供包括話音、數(shù)據(jù)和多媒體等各種業(yè)務(wù)在內(nèi)的綜合開放的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，有以下三大特征：

1.下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對話音和數(shù)據(jù)采用基于分組的傳輸模式，采用統(tǒng)一的協(xié)議。它把傳統(tǒng)的交換機的功能模塊分離成為獨立的網(wǎng)絡(luò)部件，它們通過標(biāo)準(zhǔn)的開放\o"接口"接口進(jìn)行互聯(lián)，部件化使得原有的電信網(wǎng)絡(luò)逐步走向開放，運營商可以根據(jù)業(yè)務(wù)的需要，自由組合各部分的功能產(chǎn)品來組建新網(wǎng)絡(luò)。部件間協(xié)議接口的標(biāo)準(zhǔn)化可以實現(xiàn)各種異構(gòu)網(wǎng)的互通。

2.NGN也是業(yè)務(wù)獨立于網(wǎng)絡(luò)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分離實現(xiàn)相對獨立的業(yè)務(wù)體系，允許業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)分別提供和獨立發(fā)展，提供靈活有效的業(yè)務(wù)創(chuàng)建、業(yè)務(wù)應(yīng)用和業(yè)務(wù)管理功能，支持不同帶寬的、實時的或非實時的各種媒體業(yè)務(wù)使用，使得業(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)展更新的業(yè)務(wù)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。

3.NGN通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備實現(xiàn)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，例如PSTN、ISDN和GSM等的互通，同時NGN也支持現(xiàn)有終端和IP智能終端，包括模擬電話、傳真機、ISDN終端、移動電話、GPRS終端、SIP終端、H.248終端、MGCP終端、通過PC的以太網(wǎng)電話、線纜調(diào)制解調(diào)器等。

目前ITU-T對NGN的定義是GII的外延，并建議有關(guān)GII/NGN的研究方向包括以下幾個方面：

1.第一層和第二層交換的研究。第一層指光網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施引入光交換，第二層指引入\o"MPLS"MPLS的交換。

2.IP選路的研究。

3.在網(wǎng)絡(luò)邊緣提供業(yè)務(wù)平臺的研究。

4.核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與相關(guān)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的研究。

5.層間控制能力轉(zhuǎn)化的研究通常控制和管理的區(qū)別是有度的，例如交叉連接與交換的區(qū)別是用電路顆粒和反應(yīng)時間來區(qū)別的，同樣底層的保護(hù)倒換和IP層的動態(tài)選路之間的差別也有度，因此有必要研究層間功能的變化。

6.網(wǎng)絡(luò)端到端業(yè)務(wù)的研究。QoS和帶寬控制和管理的融合研究，動態(tài)選路和保護(hù)倒換等。

7.接入網(wǎng)的研究。研究新業(yè)務(wù)、新技術(shù)和新結(jié)構(gòu)在接入網(wǎng)傳送分組數(shù)據(jù)和語音所需要的能力，和接入網(wǎng)支持不同QoS業(yè)務(wù)的能力。

2軟交換在下一代網(wǎng)絡(luò)中的地位

下一代網(wǎng)絡(luò)是集話音、數(shù)據(jù)、傳真和視頻業(yè)務(wù)于一體的全新網(wǎng)絡(luò)。在向未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的過程中，運營商們已經(jīng)越來越清楚地意識到一點：業(yè)務(wù)已經(jīng)逐漸成為他們在市場競爭中立于不敗之地的主要因素。軟交換思想作為下一代網(wǎng)絡(luò)控制層面的核心技術(shù)，正是在下一代網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的強烈需求下孕育而生的。它的主要設(shè)計思想是業(yè)務(wù)/控制、傳送/接入分離，各實體之間通過標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議進(jìn)行連接和\o"通信"通信，以便在網(wǎng)上更加靈活地提供業(yè)務(wù)。更具體地講，軟交換是一個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，開放業(yè)務(wù)、控制、接入和交換間的協(xié)議，從而真正實現(xiàn)多廠家的網(wǎng)絡(luò)運營環(huán)境并可以方便地在網(wǎng)上引入多種業(yè)務(wù)。這種設(shè)計理念，使得各個運營商可以根據(jù)自己的需要，全部或者部分利用軟交換體系的產(chǎn)品，采用適合自己的網(wǎng)絡(luò)解決方案，在充分利用現(xiàn)有資源的同時，開發(fā)新的業(yè)務(wù)，尋找到自己的網(wǎng)絡(luò)立足點。

3軟交換的體系結(jié)構(gòu)和主要功能

軟交換的主要功能是：呼叫控制、媒體網(wǎng)關(guān)接入控制、資源分配、協(xié)議處理、路由、認(rèn)證、計費等。它可以向用戶提供現(xiàn)有電路交換機所能提供的所有業(yè)務(wù)和多樣化的第三方業(yè)務(wù)。

軟交換的實現(xiàn)機制就是把呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)中分離出來，通過服務(wù)器上的軟件實現(xiàn)基本呼叫控制功能，包含呼叫選路、管理控制、連接控制（建立會話、拆除會話）、信令互通（如從SS7到IP的Sigtran協(xié)議族）。其結(jié)果就是把呼叫傳輸與呼叫控制分離開，為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面，使業(yè)務(wù)提供者可以自由地將傳輸業(yè)務(wù)與控制協(xié)議結(jié)合起來，實現(xiàn)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移。其中更重要的是，軟交換采用了開放式應(yīng)用程序接口（ParlayAPI），允許在交換機制中靈活引入新業(yè)務(wù)。而原來的4類、5類交換機仍可通過SS7鏈路保留。

軟交換的設(shè)計理念包含了分布、開放、模塊化的思想，包含以下幾個功能模塊：

·接入功能模塊：該模塊可以認(rèn)為是一種適配功能，軟交換可以連接各種媒體網(wǎng)關(guān)，如PSTN/ISDN中繼媒體網(wǎng)關(guān)、ATM媒體網(wǎng)關(guān)、用戶媒體網(wǎng)關(guān)、無線媒體網(wǎng)關(guān)和綜合接入網(wǎng)關(guān)等；支持H.248媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議或MGCP協(xié)議來實現(xiàn)對媒體網(wǎng)關(guān)的控制、接入和管理。包括H.248、H.323、SIP、SCTP、ISUP+、INAP+、RADIUS、\o"SNMP"SNMP的接口，采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議與各種媒體網(wǎng)關(guān)、終端和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。實現(xiàn)PSTN和IP網(wǎng)間/ATM網(wǎng)間的信令互通和不同網(wǎng)關(guān)的互操作。

·呼叫控制功能模塊：該模塊是軟交換的重要功能之一，實現(xiàn)基本呼叫的建立、維持和釋放提供控制功能，包括呼叫處理、連接控制、智能呼叫觸發(fā)檢測和資源控制等。能夠與信令網(wǎng)關(guān)配合完成整個呼叫的建立與釋放功能。（采用SS7/IP，承載協(xié)議為SCTP）。提供多方呼叫控制、二次撥號功能，支持撥號運營商的計劃。

·業(yè)務(wù)提供功能模塊：在網(wǎng)絡(luò)從電路交換向分組交換的演進(jìn)中，對終端用戶而言，業(yè)務(wù)應(yīng)當(dāng)具有完全的繼承性。因此軟交換必須能夠?qū)崿F(xiàn)PSTN/ISDN交換機提供的全部業(yè)務(wù)，包括基本業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)，以及與現(xiàn)有智能網(wǎng)配合提供智能網(wǎng)業(yè)務(wù)。此外，新業(yè)務(wù)作為NGN不可或缺的組成部分，軟交換要提供可編程的、開在持續(xù)創(chuàng)新能力上，華為表現(xiàn)尤為突出。不僅全球率先發(fā)布和商用了基于ATCA平臺的新一代軟交換，同時推出了AllIP可視化運維，端到端業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)測等系列化輔助運營解決方案。為運營商打造平安網(wǎng)絡(luò)、增值網(wǎng)絡(luò)、精品網(wǎng)絡(luò)提供了有力的支撐。截止到2009年年底，華為移動軟交換產(chǎn)品已服務(wù)于全球160多個運營商，2,200個局點，累計發(fā)貨數(shù)量超過17億線，連續(xù)多年處于全球軟交換市場領(lǐng)先地位；華為固定軟交換已經(jīng)成功在全球90多個國家和地區(qū)部署了1660多套系統(tǒng)，累計出貨達(dá)到1.82億端口，連續(xù)五年全球固定軟交換市場份額持續(xù)第一。十大功能看透軟交換技術(shù)綜合應(yīng)用(2010/3/410:40)隨著電信市場的日益發(fā)展和向下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)的逐步演進(jìn)，軟交換技術(shù)正扮演著關(guān)鍵角色，日益成為電路交換和分組交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合的技術(shù)紐帶。因此，軟交換技術(shù)在電信網(wǎng)中的應(yīng)用越來越引起電信界的高度重視。國際軟交換協(xié)會(ISC)對軟交換的定義是“軟交換是提供呼叫控制功能的軟件實體”。我國信息產(chǎn)業(yè)部電信傳輸研究所對軟交換技術(shù)的定義是“軟交換是網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)以及下一代分組網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備之一。它獨立于傳送網(wǎng)絡(luò)，主要完成呼叫控制、資源分配、協(xié)議處理、路由、認(rèn)證、計費等主要功能，同時可以向用戶提供現(xiàn)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?！避浗粨Q具有十大功能：一、媒體網(wǎng)關(guān)接入功能媒體網(wǎng)關(guān)功能是接入到IP網(wǎng)絡(luò)的一個端點/網(wǎng)絡(luò)中繼或幾個端點的集合，它是分組網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)之間的接口設(shè)備，提供媒體流映射或代碼轉(zhuǎn)換的功能。例如，PSTN/ISDNIP中繼媒體網(wǎng)關(guān)、ATM媒體網(wǎng)關(guān)、用戶媒體網(wǎng)關(guān)和綜合接入網(wǎng)關(guān)等，支持MGCP協(xié)議和H.1248/MEGACO協(xié)議來實現(xiàn)資源控制、媒體處理控制、信號與事件處理、連接管理、維護(hù)管理、傳輸和安全等多種復(fù)雜的功能。二、呼叫控制和處理功能呼叫控制和處理功能是軟交換的重要功能之一，可以說是整個網(wǎng)絡(luò)的靈魂。它可以為基本業(yè)務(wù)/多媒體業(yè)務(wù)呼叫的建立、保持和釋放提供控制功能，包括呼叫處理、連接控制、智能呼叫觸發(fā)檢出和資源控制等。支持基本的雙方呼叫控制功能和多方呼叫控制功能，多方呼叫控制功能包括多方呼叫的特殊邏輯關(guān)系、呼叫成員的加入/退出/隔離/旁聽等。三、業(yè)務(wù)提供功能在網(wǎng)絡(luò)從電路交換向分組交換的演進(jìn)過程中，軟交換技術(shù)必須能夠?qū)崿F(xiàn)PSTN/ISDN交換機所提供的全部業(yè)務(wù)，包括基本業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)，還應(yīng)該與現(xiàn)有的智能網(wǎng)配合提供智能網(wǎng)業(yè)務(wù)，也可以與第三方合作，提供多種增值業(yè)務(wù)和智能業(yè)務(wù)。四、互連互通功能下一代網(wǎng)絡(luò)并不是一個孤立的網(wǎng)絡(luò)，尤其是在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)向下一代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展演進(jìn)中，不可避免地要實現(xiàn)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同工作、互連互通、平滑演進(jìn)。例如，可以通過信令網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)分組網(wǎng)與現(xiàn)有7號信令網(wǎng)的互通;可以通過信令網(wǎng)關(guān)與現(xiàn)有智能網(wǎng)互通，為用戶提供多種智能業(yè)務(wù);可以采用H.323協(xié)議實現(xiàn)與現(xiàn)有H.323體系的IP電話網(wǎng)的互通;可以采用SIP協(xié)議實現(xiàn)與未來SIP網(wǎng)絡(luò)體系的互通;可以采用SIP或BICC協(xié)議與其他軟交換技術(shù)互聯(lián);還可以提供IP網(wǎng)內(nèi)H.248終端、SIP終端和MGCP終端之間的互通。五、協(xié)議功能軟交換是一個開放的、多協(xié)議的實體，因此必須采用各種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議與各種媒體網(wǎng)關(guān)、應(yīng)用服務(wù)器、終端和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，最大限度地保護(hù)用戶投資并充分發(fā)揮現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)的作用。這些協(xié)議包括H.323、SIP、H.248、MGCP、SIGTRAN、RTP、INAP等。六、資源管理功能軟交換應(yīng)提供資源管理功能，對系統(tǒng)中的各種資源進(jìn)行集中管理，如資源的分配、釋放、配置和控制，資源狀態(tài)的檢測，資源使用情況統(tǒng)計，設(shè)置資源的使用門限等。七、計費功能軟交換應(yīng)具有采集詳細(xì)話單及復(fù)式計次功能，并能夠按照運營商的需求將話單傳送到相應(yīng)的計費中心。八、認(rèn)證與授權(quán)功能軟交換應(yīng)支持本地認(rèn)證功能，可以對所管轄區(qū)域內(nèi)的用戶、媒體網(wǎng)關(guān)進(jìn)行認(rèn)證與授權(quán)，以防止非法用戶/設(shè)備的接入。同時，它應(yīng)能夠與認(rèn)證中心連接，并可以將所管轄區(qū)域內(nèi)的用戶、媒體網(wǎng)關(guān)信息送往認(rèn)證中心進(jìn)行接入認(rèn)證與授權(quán)，以防止非法用戶，設(shè)備的接入。九、地址解析功能軟交換設(shè)備應(yīng)可以完成E.164地址至IP地址