標簽：軟交換 NGN

隨著通信技術的不斷發展,通過在一個公共的分組網絡中承載話音,數據,圖像已經被越來越多的運營商和設備制造商所認同。在這樣的業務驅動和網絡融合的趨勢下,誕生了NGN下一代網絡模型,實現在分組網絡中,采用分布式網絡結構,有效承載話音、數據和多媒體業務。NGN建立在業務與下層傳送功能分離的基礎上,業務獨立于網絡,有效地克服了傳統電信網在提供新業務方面的弱點,迎合了面向業務未來發展網絡的思想。軟交換技術又是下一代通信網絡解決方案中的焦點之一,軟交換概念一經提出,很快便得到業界的廣泛認同和重視,經過今近年的發展,軟交換技術在標準化和產業化方面均取得了長足進展,使軟交換成為下一代網絡NGN最為活躍和熱門的話題。

一、軟交換的概念

軟交換技術是一個能夠提供下一代分組通信——包括語音、寬帶和無線網絡的平臺。利用軟交換技術,全球服務提供商和運營商能夠優化他們的網絡,并且能夠提供新的業務和應用來獲取新的利潤。軟交換是網絡演進以及下一代分組網絡的核心設備之一,它獨立于傳送網絡,主要完成呼叫控制、資源分配、協議處理、路由、認證、計費等主要功能,同時可以向用戶提供現有電路交換機所能提供的所有業務,并向第三方提供可編程能力。軟交換技術就是將呼叫控制功能從媒體網關(傳輸層)中分離出來,通過軟件實現基本呼叫控制功能,包括呼叫選路、管理控制、連接控制(建立/拆除會話)和信令互通,從而實現呼叫傳輸與呼叫控制的分離,為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面。軟交換主要提供連接控制、翻譯和選路、網關管理、呼叫控制、帶寬管理、信令、安全性和呼叫詳細記錄等功能。與此同時,軟交換還將網絡資源、網絡能力封裝起來,通過標準開放的業務接口和業務應用層相連,從而可方便地在網絡上快速提供新業務。

二、基于軟交換技術的網絡結構

軟交換的主要設計思想是業務與控制分離、承載與接入分離的思想,把傳統交換機功能實體離散分布在網絡之中(如圖1)。軟交換技術是一種功能實體,為軟交換網絡提供具有實時性要求的業務的呼叫控制和連接控制功能。

軟交換網絡是基于分組交換的網絡,在原有電路交換機的基礎上,將業務功能(業務提供)、控制功能(呼叫和信令控制)和接入功能(中繼和用戶接入)相分離,形成軟交換網絡的應用服務器、控制設備、信令網關和各種接入媒體網關。

軟交換網絡是一個可以同時向用戶提供語音、數據、視頻等業務的開放網絡。它采用一種分層的網絡結構,使得組網更加靈活和方便。整個網絡被分成接入層、傳送層、控制層和業務層(如圖2),即把控制和業務的提供從媒體層中分離出來。

1. 業務應用層:主要由各類業務應用平臺構成,包括應用服務器、數據庫、策略服務器、SCP、AAA服務器等。軟交換技術將電話交換機的業務控制模塊獨立成為一個物理實體,稱為應用服務器(AS),主要功能是完成業務的實現,向用戶提供各種增值業務。存放業務邏輯和業務數據,并可以通過應用服務器提供API接口。

2. 控制層:主要由軟交換機設備構成。軟交換技術將電話交換機的交換模塊獨立成為一個物理實體,稱為軟交換機(SS:SoftSwitch),SS主要功能是完成對邊緣接入層中的所有媒體網關的各種業務呼叫控制,并負責各媒體網關之間通信的控制。

3. 核心傳送層:核心傳送層實際上就是軟交換網的承載網絡,為業務媒體流和控制信息流提供統一的、保證QoS的高速分組傳送平臺,其作用和功能就是將邊緣接入層中的各種媒體網關、控制層中的軟交換機、業務應用層中的各種服務器平臺等各個軟交換網網元連接起來。軟交換網中各網元之間均是將各種控制信息和業務數據信息封裝在IP數據包中,通過核心傳送層的IP網進行通信。鑒于IP網能夠同時承載語音、數據、視頻等多種媒體信息,同時具有協議簡單、終端設備對協議的支持性好且價格低廉的優勢,因此軟交換網選擇了IP網作為承載網絡。目前主要包括IP網和ATM網。

4. 邊緣接入層:主要包括各類媒體網關設備、綜合接入設備(IAD)及各種終端設備。軟交換技術將電話交換機的業務接入模塊獨立成為一個物理實體,稱為媒體網關(MG),MG功能是采用各種手段將各種用戶及業務接入到軟交換網絡中,MG完成數據格式和協議的轉換,將接入的所有媒體信息流均轉換為采用IP協議的數據包在軟交換網絡中傳送。

中繼媒體網關(TG)和信令網關(SG)共同完成了電話交換機的業務接入功能模塊的功能,實現了普通PSTN/PLMN電話用戶的語音業務的接入,并將語音信息適配為適合在軟交換網內傳送的IP包。同時軟交換技術還對業務接入功能進行了擴展,體現在AG、IAD、MSAG、H.323 GW、WAG等幾類媒體網關。通過各類MG,軟交換網實現了將PSTN/PLMN用戶、H.323 IP電話網用戶、無線接入用戶的語音、數據、多媒體業務的綜合接入。

軟交換網絡各層之間采用標準的協議和接口。各層之間相互獨立,獨自發展,每層之內的技術革新不影響其他層,并且軟交換網絡能夠提供靈活多樣的接入方式。通過開放的API接口可以支持運營商、第三方業務提供商開發新業務。

三、軟交換的功能和特點

1. 軟交換的功能

(1)呼叫控制功能。呼叫控制功能是軟交換的重要功能之一,它為基本呼叫的建立、維持和釋放提供控制功能,包括呼叫處理、連接控制、智能呼叫觸發檢出和資源控制等,可以說是整個網絡的靈魂。

(2)互連互通功能。軟交換是一種開放和多協議實體,采用標準協議與各種媒體網關、終端和網絡進行通信,包括H.248、SCTP、ISUP、TUP、INAP、H.323、RADIUS、SNMP、SIP、M3UA、MGCP、BICC、PRI、BRI等。通過各種網關協議實現各種網絡互通。

(3)業務提供和交換功能。 軟交換控制媒體網關可以選擇語音壓縮算法和打包成IP包在IP網絡上傳輸。

(4)計費功能。具有采集詳細話單和計次表話單的功能,可根據運營要求將話單傳送至計費中心。對于計賬卡計費業務,具備實時斷線功能。

(5)媒體網關功能。軟交換控制媒體網關可選擇語音壓縮算法和打包成IP包在IP網絡上傳輸。

(6)資源管理功能。對系統中的各種資源進行集中管理,如資源的分配、釋放和控制。