軟交換技術推動網(wǎng)絡分組化
2019-11-03 10:12:25
供稿：網(wǎng)友
軟交換技術推動網(wǎng)絡分組化
傳統(tǒng)通信網(wǎng)如何向未來分組化的網(wǎng)絡演進成為近期整個通信業(yè)界關注的課題，而在最近一段時間，這種演進不再只是概念，而是開始進入真正的實踐階段。
新一代話音網(wǎng)產(chǎn)生的背景
目前電信業(yè)務發(fā)展迅猛，其特點是：（１）新業(yè)務層出不窮，數(shù)據(jù)業(yè)務快速發(fā)展，數(shù)據(jù)業(yè)務量迅速膨脹。在一些經(jīng)濟發(fā)達國家，數(shù)據(jù)業(yè)務量已經(jīng)超過話音業(yè)務量。（２）新的話音壓縮技術已經(jīng)可將話音信號壓縮在低于６４ｋｂｉｔ／ｓ的信道上傳遞。這種技術已經(jīng)在ＩＰ電話、第二代ＧＳＭ和第三代ＣＤＭＡ移動通信系統(tǒng)廣泛應用。未來網(wǎng)絡的帶寬資源將主要用于數(shù)據(jù)業(yè)務，而話音業(yè)務則可用固定不變的甚至更少的帶寬?，F(xiàn)代數(shù)據(jù)業(yè)務的特點主要是：突發(fā)性、速率可變和傳輸速率要求越來越高。
傳統(tǒng)的基于ＴＤＭ的ＰＳＴＮ話音網(wǎng)，雖然可以提供６４ｋｂｉｔ／ｓ的業(yè)務，但業(yè)務和控制都是由交換機來完成的。這種技術雖然保證話音有優(yōu)良的品質，但對新業(yè)務的提供需要較長的周期，面對日益競爭的市場顯得力不從心。與此同時，計算機技術的發(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(shù)據(jù)網(wǎng)日益發(fā)展壯大，且這種分組交換網(wǎng)適合各種類型信息的傳輸，而且網(wǎng)絡資源利用率高。綜上所述，基于ＴＤＭ的ＰＳＴＮ話音網(wǎng)必將和分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)融合，形成可以傳遞話音和數(shù)據(jù)等綜合業(yè)務的新一代網(wǎng)絡。
如何靈活、有效地實現(xiàn)現(xiàn)有的ＰＳＴＮ網(wǎng)與分組交換網(wǎng)的互通，將ＰＳＴＮ逐步地向分組化網(wǎng)絡演進，其關鍵的網(wǎng)絡設備就是呼叫服務器（Ｃａｌｌ Ｓｅｒｖｅｒ，或稱為ＳＯＦＴ ＳＷＩＴＣＨ）。軟交換體系是下一代話音網(wǎng)絡交換的核心，如果說傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡是基于程控交換機的網(wǎng)絡，而新一代分組話音網(wǎng)絡則是基于軟交換的網(wǎng)絡。
新一代話音網(wǎng)絡的特點
新一代網(wǎng)絡是可以提供包括話音、數(shù)據(jù)和多媒體等各種業(yè)務的綜合開放的網(wǎng)絡構架，有三大特征：
第一，下一代網(wǎng)絡體系采用開放的網(wǎng)絡構架體系，其特點如下：
將傳統(tǒng)交換機的功能模塊分離成為獨立的網(wǎng)絡部件，各個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)絡逐步走向開放，運營商可以根據(jù)業(yè)務的需要自由組合各部分的功能產(chǎn)品來組建網(wǎng)絡。部件間協(xié)議接口的標準化可以實現(xiàn)各種異構網(wǎng)的互通。
第二，下一代網(wǎng)絡是業(yè)務驅動的網(wǎng)絡，其功能特點是：
業(yè)務與呼叫控制分離。
呼叫與承載分離。
分離的目標是使業(yè)務真正獨立于網(wǎng)絡，靈活有效地實現(xiàn)業(yè)務的提供。用戶可以自行配置和定義自己的業(yè)務特征，不必關心承載業(yè)務的網(wǎng)絡形式以及終端類型。使得業(yè)務和應用的提供有較大的靈活性。
第三，下一代網(wǎng)絡是基于統(tǒng)一協(xié)議的基于分組的網(wǎng)絡。
新一代網(wǎng)絡分層
新一代網(wǎng)絡在功能上可分為如下四層：
接入和傳輸層（Ａｃｃｅｓｓ ａｎｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｌａｙｅｒ）：將用戶連接至網(wǎng)絡，集中用戶業(yè)務，將它們傳遞至目的地，包括各種靈活的接入手段。
媒體層（Ｍｅｄｉａ ｌａｙｅｒ）：將信息格式轉換成為能夠在網(wǎng)絡上傳遞的信息格式。例如：將話音信號分割成ＡＴＭ信元或ＩＰ包。此外，媒體層可以將信息選路至目的地，并提供網(wǎng)絡的高可靠性和可擴展的能力。
控制層（Ｃｏｎｔｒｏｌ ｌａｙｅｒ）：包含呼叫智能。此層決定用戶收到的業(yè)務，并能控制低層網(wǎng)絡元素對業(yè)務流的處理，并能夠提供開放的體系、標準的接口和協(xié)議。
網(wǎng)絡服務層（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｅｒｖｉｃｅ ｌａｙｅｒ）：在呼叫建立的基礎上為用戶提供所需要的各種服務。但將現(xiàn)有網(wǎng)絡演變成下一代網(wǎng)絡并非一日之工，而原有的網(wǎng)絡與新網(wǎng)絡將并存相當長的時間，所以新網(wǎng)絡還須能夠和原有網(wǎng)絡互通，這要求新的網(wǎng)絡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(xiàn)有的業(yè)務如智能網(wǎng)提供的業(yè)務互通。
與現(xiàn)有的ＰＳＴＮ網(wǎng)絡體系融合。
軟交換的主要功能
軟交換是一種功能實體，為下一代網(wǎng)絡（ＮＧＮ）提供具有實時性要求的業(yè)務的呼叫控制和連接控制功能，是下一代網(wǎng)絡呼叫與控制的核心。簡單地看，軟交換是實現(xiàn)傳統(tǒng)程控交換機的“呼叫控制”功能的實體，但傳統(tǒng)的“呼叫控制”功能是和業(yè)務結合在一起的，不同的業(yè)務所需要的呼叫控制功能不同，而軟交換則是與業(yè)務無關的，這要求軟交換提供的呼叫控制功能是各種業(yè)務的基本呼叫控制。
軟交換的主要功能有：
（１）媒體網(wǎng)關接入功能
該功能可以認為是一種適配功能，它可以連接各種媒體網(wǎng)關，如ＰＳＴＮ／ＩＳＤＮ、ＩＰ中繼媒體網(wǎng)關、ＡＴＭ媒體網(wǎng)關、用戶媒體網(wǎng)關、無線媒體網(wǎng)關、數(shù)據(jù)媒體網(wǎng)關等，完成Ｈ．２４８協(xié)議功能。同時還可以直接與Ｈ．３２３終端和ＳＩＰ客戶端終端進行連接，提供相應業(yè)務。
（２）呼叫控制功能
呼叫控制功能是軟交換的重要功能之一，它完成基本呼叫的建立、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)檢出和資源控制等，可以說是整個網(wǎng)絡的靈魂。
（３）業(yè)務提供功能
由于軟交換在網(wǎng)絡從電路交換向分組網(wǎng)演進的過程中起著十分重要的作用，因此軟交換應能夠提供ＰＳＴＮ／ＩＳＤＮ交換機提供的全部業(yè)務，包括基本業(yè)務和補充業(yè)務；同時還應該可以與現(xiàn)有智能網(wǎng)配合提供現(xiàn)有智能網(wǎng)提供的業(yè)務。
（４）互連互通功能
目前，Ｈ．３２３和ＳＩＰ是分組網(wǎng)內兩大相互競爭的協(xié)議，其中Ｈ．３２３協(xié)議為ＩＴＵ－Ｔ制訂的標準，ＳＩＰ協(xié)議為ＩＥＴＦ制訂的標準，兩者均可以完成呼叫建立、釋放、補充業(yè)務、能力交換等功能。Ｈ．３２３協(xié)議采用了ＩＳＤＮ的設計思想，使用Ｑ．９３１協(xié)議完成呼叫的建立和釋放，明顯地帶有電信網(wǎng)可管理性和集中的特征。目前，Ｈ．３２３協(xié)議已經(jīng)在網(wǎng)上得到廣泛應用，與ＳＩＰ比較，Ｈ．３２３更為成熟，因此目前我國各運營商的ＩＰ電話網(wǎng)均選用該協(xié)議。而ＳＩＰ協(xié)議具有簡單、擴展性好以及和現(xiàn)有的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ應用緊密的特點，許多人認為該協(xié)議比較容易實施，近期，特別是在美國得到快速發(fā)展，同時ＳＩＰ將在第三代移動通信核心網(wǎng)、智能網(wǎng)中得到廣泛應用。支持多種協(xié)議是軟交換的主要特點之一，因此軟交換應可以同時支持這兩種協(xié)議。
此外，從技術上來看，軟交換主要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，實現(xiàn)ＰＳＴＮ網(wǎng)和ＩＰ網(wǎng)／ＡＴＭ網(wǎng)間的信令互通和不同網(wǎng)關的互操作。
主要處理實時業(yè)務：第一階段是話音，以后也將處理視頻和多媒體業(yè)務。雖然數(shù)據(jù)業(yè)務量增長很快，但目前話音業(yè)務的收益仍是數(shù)據(jù)業(yè)務的好幾倍，所以，從經(jīng)濟角度來看，軟交換首先應能支持話音業(yè)務。但在網(wǎng)絡融合的過程中勢必會出現(xiàn)新的應用，所以軟交換還應該具有利用新的網(wǎng)絡服務設施提供各種增值業(yè)務和補充業(yè)務的能力。
提供可編程的、邏輯化控制的、開放的ＡＰＩ協(xié)議，實現(xiàn)與外部應用平臺的互通。
通過不同的邏輯與媒體層的網(wǎng)關交互，對網(wǎng)關設備或ＩＰ／ＡＴＭ網(wǎng)的核心設備進行控制，完成融合網(wǎng)絡中的呼叫控制，會話的建立、修改和拆除過程以及媒體流的連接控制。
提供接入認證與授權、地址解析和帶寬管理功能。
操作維護功能，主要包括業(yè)務統(tǒng)計和告警等。
計費功能，采集詳細話單的功能。
