軟交換概念文檔

1、· 摘要: 本文從下一代網(wǎng)絡(luò)（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，比如基于以太網(wǎng)的路由管理器，以時分網(wǎng)絡(luò)為主體的智能光網(wǎng)絡(luò)，無線寬帶接入

2、網(wǎng)，無線移動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。但是當你認真研究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)，ITU 的專家認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

3、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，它們通過標準的開放接口進行互聯(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)議接口的標準化可以實現(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

4、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MPLS 的交換。   2. IP選路的研究。&

5、#160;  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?？刂坪凸芾淼膮^(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

6、 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，各實體之間通過標準的協(xié)議進行連接和通信，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

7、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

8、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（Parlay API），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：該模塊可以認為是一種適

9、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、SNMP的接口，采用標準協(xié)議與各種媒體網(wǎng)關(guān)、終端和網(wǎng)絡(luò)進行通信。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

10、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 演進中，對終端用戶而言，業(yè)務(wù)應(yīng)當具有完全的繼承性。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、開放的API接口，實現(xiàn)與外部應(yīng)用平臺的互通，從而易于 新業(yè)務(wù)的引入和開發(fā)；可以與現(xiàn)有智能網(wǎng)配合提供智能網(wǎng)業(yè)務(wù)；可以

11、與第三方合作，提供多種增值業(yè)務(wù)。并在將來提供視頻和多媒體業(yè)務(wù)。   · 互連互通功能模塊：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NGN的發(fā)展演進中，不可避免地要實現(xiàn)與現(xiàn)有多個網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通（包括PSTN、PLMN、SS7網(wǎng)、VoIP網(wǎng)、 智能網(wǎng)、其他軟交換網(wǎng)等）。因此需要軟交換設(shè)備支持相應(yīng)的信令與協(xié)議，例如中國ISUP、INAP、PRI、V5.2、MAP，從而完成與上述網(wǎng)絡(luò)之間的 互聯(lián)互通。通過信令網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)分組網(wǎng)與現(xiàn)有七號信令網(wǎng)的互通；通過信令網(wǎng)關(guān)與智能網(wǎng)互通，提供多種智能業(yè)務(wù)；采用RAS協(xié)議實現(xiàn)與H.323網(wǎng)絡(luò)的互通；采 用SIP實現(xiàn)與SIP網(wǎng)絡(luò)的互

12、通；通過SIP或BICC實現(xiàn)軟交換設(shè)備之間的互通；提供網(wǎng)內(nèi)H.248終端、SIP終端和MGCP終端之間的互通。   · 地址解析功能模塊：完成E.164地址至IP地址、別名地址至IP地址的轉(zhuǎn)換功能，同時也可完成重定向的功能。   · 語音處理功能模塊：可以控制媒體網(wǎng)關(guān)是否采用語音壓縮和回音抵消技術(shù)，以及語音包緩沖區(qū)大小的設(shè)定，并提供可以選擇的語音壓縮算法和回音抵消算法，包括G.729、G.723、G.168等。   · 網(wǎng)管與計費功能模塊：要支持本地的維護管理以及通過SNMP實現(xiàn)與網(wǎng)管中心的通信；實現(xiàn)維護

13、、配置、業(yè)務(wù)統(tǒng)計、告警以及計費信息的采集等功能。   4 軟交換面臨的機遇和挑戰(zhàn)   目前固定網(wǎng)絡(luò)的大量長途電話業(yè)務(wù)被IP 分流而本地電話業(yè)務(wù)被移動分流，因此固定網(wǎng)絡(luò)運營商亟待尋求一種增加業(yè)務(wù)收入，降低成本和拓展市場空間的發(fā)展之路，希望能夠超越傳統(tǒng)業(yè)務(wù)開發(fā)出新的業(yè)務(wù)空 間。同時，電信運營商也不可能拋棄現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，而是希望能夠采用漸進的方式對網(wǎng)絡(luò)進行改造和發(fā)展。在這種形勢下，軟交換作為下一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，作為網(wǎng) 絡(luò)演進的基礎(chǔ)設(shè)備，面臨著巨大的機遇。   但是新技術(shù)的發(fā)展不是一蹴而就的，必須能夠經(jīng)受各種嚴峻的考驗。能否被采用取決于該項技

14、術(shù)的成熟性，其投資回收效率是否能被運營商接受，是否有足夠的業(yè)務(wù)靈活性等因素。   目前運營商對于軟交換的發(fā)展和應(yīng)用采用比較務(wù)實和謹慎的態(tài)度，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實際情況和業(yè)務(wù)的發(fā)展來采取對策。在國內(nèi)雖然不少廠家推出了軟交換的解決方案， 各運營商也在積極進行相關(guān)的試驗，但新技術(shù)的應(yīng)用需要相當長的時間來完善。在新興運營商積極探索以分組承載網(wǎng)絡(luò)是否能夠提供語音業(yè)務(wù)的可行性時，傳統(tǒng)運營 商正在思考這種新的架構(gòu)是否能夠提供新的業(yè)務(wù)。從當前各廠家所提供的解決方案來看，目前所存在的主要問題有：   1. 國際上尚無大型網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)和運營經(jīng)驗。傳統(tǒng)電信網(wǎng)經(jīng)過長期的運營積累，在網(wǎng)絡(luò)組

15、織方面已經(jīng)具有相當成熟的經(jīng)驗；而基于軟交換的網(wǎng)絡(luò)組織目前國內(nèi)外尚無成熟的經(jīng)驗，是采用基于軟交換的全平面結(jié)構(gòu)，還是分區(qū)域選路結(jié)構(gòu)等在技術(shù)和實踐方面都有待進一步地探索。    2. 協(xié)議尚未做到兼容性，標準還在發(fā)展之中。不同廠家的軟交換在技術(shù)標準的選用及協(xié)議的兼容性方面還難以做到相互兼容。BICC協(xié)議、SIP-T協(xié)議和H.248協(xié)議也在發(fā)展之中，協(xié)議的選項需要運營商根據(jù)業(yè)務(wù)的需要來進一步確定。   3. API沒有成熟的產(chǎn)品?；陂_放的業(yè)務(wù)平臺，采用標準的API接口為網(wǎng)絡(luò)運營商提供新業(yè)務(wù)開創(chuàng)了未來美好的前景，但是相應(yīng)的產(chǎn)品仍在探索和研發(fā)之中。 &#

16、160; 4. 業(yè)務(wù)不明朗。雖然軟交換系統(tǒng)在理論上提供了網(wǎng)絡(luò)開放的體系架構(gòu)，有利于業(yè)務(wù)的開發(fā)和提供，但目前在應(yīng)用方面還難以看出誘人的業(yè)務(wù)前景。目前，多數(shù)軟交換的 試驗是提供基本的語音業(yè)務(wù)、會議業(yè)務(wù)（含視頻）和網(wǎng)上瀏覽業(yè)務(wù)。目前，除語音業(yè)務(wù)外，提供業(yè)務(wù)的操作都較為復(fù)雜。但使用業(yè)務(wù)和應(yīng)用服務(wù)器的方式和手段來提 供業(yè)務(wù)應(yīng)該肯定，應(yīng)用平臺的商用還需要時間。    5. 網(wǎng)絡(luò)QoS和網(wǎng)絡(luò)安全問題沒有較好的解決方案。采用IP網(wǎng)絡(luò)作為承載語音的網(wǎng)絡(luò)時，合理有效地調(diào)配網(wǎng)絡(luò)資源，解決QoS和網(wǎng)絡(luò)安全的問題一直希望有較為可行的方案。   6. 商業(yè)模型問題。軟交換應(yīng)用的商業(yè)

17、模型有待研究。   以上問題的存在并不會阻礙新技術(shù)的應(yīng)用，相反運營商會與設(shè)備供應(yīng)商一起冷靜地解決這些問題，并積極進行試驗，不斷加以完善。   5 結(jié)束語   軟交換的出現(xiàn)為下一代網(wǎng)絡(luò)注入了生機和活力，使廣大運營商和設(shè)備廠商看到了未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢。但是任何新技術(shù)的出現(xiàn)都不可能是十全十美的，都需要經(jīng)歷 時間和市場的考驗。隨著軟交換在全球范圍內(nèi)研究和應(yīng)用的深入，我們相信以開放、分布、靈活提供業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)特征的軟交換，在不久的將來一定能夠得到長足的發(fā) 展。5月6日消息，全球知名增長咨詢公司Frost & Sullivan近日發(fā)布了20

18、09全球軟交換市場研究報告，華為移動軟交換和固定軟交換分別以40.6和26.5%的份額均排名全球第一。歷經(jīng)多年的發(fā)展，全球軟交換市場到達成熟階段，多數(shù)運營商或已直接部署軟交換平臺，或已將核心網(wǎng)絡(luò)升級到軟交換平臺。隨著未來主流設(shè)備廠商的不斷創(chuàng)新，軟交換市場迎來了新的增長機會。廠商通過提供一些新型解決方案幫助運營商進一步挖掘語音市場的價值，提高運營商網(wǎng)絡(luò)運營維護效率；在現(xiàn)有架構(gòu)下，協(xié)助運營商實現(xiàn)平滑演進升級；為運營商提供更多的話音增值業(yè)務(wù)接入平臺等等。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All IP可視化運維，端到端業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)測等系

19、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，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

20、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

21、，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