軟交換在NGN上的應用

2019-11-03 10:17:07

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王國華劉華東南京郵電學院　　摘要：軟交換在網絡融合方面具有可靠、可伸縮和開放式結構等優點,并即將成為下一代網絡NGN的核心。本文主要介紹了軟交換的概念,分析了其功能及其實現。

　　關鍵詞：軟交換,ip,NGN

　　在傳統交換網絡中,給用戶提供的功能或提供的業務都直接與交換機有關,如果要給用戶提供新的功能都需要在每個節點增加。智能網的出現初步滿足了業務的需要,提供了一個公共的業務平臺。但隨著新業務的增加和數據通信量的猛增,需要網絡能夠迅速有效地提供新的服務。未來網絡的發展趨勢是基于IP的數據通信網。如何將傳統電信交換網和數據通信網融合,并實現互通,這就出現了軟交換的概念。

1、軟交換的概念

　　軟交換就是把呼叫控制功能從媒體網關（傳輸層）中分離出來,通過軟件實現連接控制、翻譯和選路、網關管理、呼叫控制、帶寬管理、信令、安全性和生成呼叫詳細記錄等功能,把控制和業務提供分離。軟交換提供了在包交換網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器。

　　軟交換是與業務無關的,它是在基于IP的網絡上提供電信業務的技術。電路交換網中,呼叫控制、業務提供以及交換矩陣均集中在一個系統中；而軟交換的主要設計思想是業務/控制與傳送/接入分離,各實體間通過標準協議進行連接和通信,能夠更靈活地提供業務。也就是說,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關中分離出來,開放業務、控制、接入和交換間的協議,從而可以方便地在網上引入多種業務。

2、軟交換的網絡結構及實現

　　軟交換主要處理實時業務,包括語音、視頻和多媒體等業務,它可用于IP網、ATM網等數據通信網,也可用于電路交換網絡。軟交換用在IP網上是很自然的,因為IP網的呼叫控制與承載連接是分開的。從應用來說,軟交換主要是應用在IP網上的。

　　軟交換的實現是通過網關發出信令,控制語音和數據的業務互通。信令網關（SG）將SSN7信令轉換成IP信令或者根據通信要求發出IP信令控制媒體網關的數據通信,媒體網關（MG）負責電話交換網的PCM流與IP網絡的數據包的轉換。SG和MG都要受到媒體網關控制器/呼叫代理（MGC/CA）的控制,這里,SG、MGC/CA及其附屬的數據庫和完成的功能就是軟交換。

　　●媒體網關MG用來處理電路交換網和IP網的媒體信息互通。在H.248協議中,MG實體完成不同網絡間不同媒體信息的轉換。H.323協議中相似的功能實體是MM（Media Manager）,它是在MG或者其他網關中負責將電路交換網媒體（PCM流等）轉換成H.323媒體（RTP/RTCP）的功能實體。

　　●信令網關SG負責將電路交換網的信令轉換成IP網的信令,根據相應的信令生成的IP網的控制信令,在IP網中傳輸。

　　●媒體網關控制器/呼叫代理MGC/CA負責控制IP網絡的連接（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現部分。MGC是H.248協議關于MG媒體通道中呼叫連接狀態的控制部分。MGC可以通過H.248協議或媒體網關控制協議（MGCP）、媒體設備控制協議（MDCP）對MG進行控制,MGC/CA之間通過H.323或者SIP協議連接。

　　●本地交換網LS包括本地電路交換網和SSN7網等。由于軟交換要實現各種信令間的協議轉換,因此它需要能夠支持SS7、ISUP、SIP、H.323和MGCP等各種協議。

　　●H.323協議：現在作為多媒體組網標準的H.323應用比較廣泛,它是IP網關/終端在分組網上傳送話音和多媒體業務所使用的核心協議,包括點到點、點到多點、呼叫控制、多媒體管理、帶寬管理、LAN與其他網絡的接口等。它涉及語音數據發送格式能否在異種系統上相互發送和接收。一個MGC-MG連接保留了H.323協議網關的性能。

　　●RTP協議用于處理IP網上的實時數據流,RTCP協議用于RTP的控制,監視服務質量以及網上傳送信息,并定期將包含服務質量信息的控制信息包分發給所有通信節點。

　　●MGCP協議是簡單網關控制協議（SGCP）和IP設備控制協議（IPDC）的結合產物,是MGC/CA與媒體網關和信令網關之間的通信協議。它側重的是簡單性和可靠性,其本身只限于處理媒體流控制、呼叫處理等智能業務卸載到軟交換上,使媒體網關和接入設備得到簡化。MGCP通過軟交換實現對多業務分組網邊緣上的數據通信設備的外部控制和管理,其中軟交換可以分布在多個計算機平臺上,從外部控制、管理多媒體網絡邊緣上的媒體網關,控制網關在端點之間建立連接,產生控制信號,以及規范端點之間如何、何時建立連接。MGCP是軟交換、媒體網關、信令網關的關鍵協議,它使IP電話網可以接入PSTN,實現端到端電話業務。

　　●會話發起協議SIP結構簡單并且是模塊式,不受基礎協議與結構的限制。它用于端點或服務器上呼叫的建立,也可運行在媒體網關控制器、網關、數據庫等其他設備之間。軟交換可以通過它將呼叫轉至應用服務器進行增強業務的處理,同時應用服務器也可以通過該接口將呼叫重新轉回軟交換。

3、軟交換與下一代網絡NGN

　　隨著技術的進步和需求的不斷提升,能夠提供集話音、圖像、數據為一體的多媒體綜合業務的開放的下一代網絡NGN體系結構逐步顯現,成為網絡發展熱點。NGN是可以提供包括話音、數據和多媒體等各種業務的綜合開放的網絡構架,具有三大特征：

　　首先,NGN體系采用開放的網絡構架,將傳統交換機的功能分離成獨立的網絡構件,各構件可按相應的功能劃分,各自獨立發展。構件間的協議接口基于相應的標準,使得原有的網絡逐步走向開放,可以根據業務需要自由組合各功能來組建網絡,實現各種異構網的互通。構件化的結構更具有彈性,便于各個構件的獨立發展、擴容和升級。

　　其次,NGN是業務驅動的網絡,通過業務與呼叫控制分離以及呼叫控制與承載分離實現相對獨立的業務體系,使業務真正獨立于網絡,靈活有效地實現業務的提供。用戶可以自行配置和定義自己的業務特征,不必關心承載業務的網絡形式以及終端類型,使得業務和應用的提供有較大的靈活性,從而滿足用戶不斷發展更新的業務需求。也使得網絡具有可持續發展的能力和競爭力。

　　第三,下一代網絡是基于統一協議的基于分組的網絡。現有的通信網絡,無論是電信網、計算機網還是有線電視網,都不可能以某一種網絡作為信息基礎設施,但近幾年IP的發展,使人們認識到各種網絡都將最終匯集到統一的IP網絡,即所說的三網融合,各種以IP為基礎的業務能在不同的網上都能實現互通,IP協議成為統一的各個通信網都能夠接受的通信協議,從技術上為NGN奠定了最堅實的基礎。

　　軟交換是下一代網絡的控制功能實體,為下一代網絡NGN提供具有實時性要求的業務的呼叫控制和連接控制功能,是下一代網絡呼叫與控制的核心。軟交換技術作為業務/控制與傳送/接入分離思想的體現,是NGN體系結構中的關鍵技術,其核心思想是硬件軟件化,通過軟件來實現原來交換機的控制、接續和業務處理等功能,各實體間通過標準協議進行連接和通信,便于在NGN中更快地實現各類復雜的協議及更方便地提供業務。軟交換設備是多種邏輯功能實體的集合,提供綜合業務的呼叫控

摘自《網絡通信世界》

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