軟件交換技術(shù)：下一代網(wǎng)絡(luò )的核心
2007/06/18
一、軟交換技術(shù)的概念
軟交換又稱(chēng)為呼叫代理、呼叫服務(wù)器或媒體網(wǎng)關(guān)控制器。軟交換技術(shù)的基本概念是把呼叫控制功能從傳輸層(媒體網(wǎng)關(guān))中分離出來(lái)。通過(guò)服務(wù)器上的軟件實(shí)現基本呼叫控制功能，如呼叫選路、信令互通、管理控制(建立會(huì )話(huà)、拆除會(huì )話(huà))等。由于把呼叫控制和呼叫傳輸分離開(kāi)來(lái)，為控制、交換和軟件可編程功能建立了分離的平面，使業(yè)務(wù)提供者可以方便地將傳輸業(yè)務(wù)與控制協(xié)議結合起來(lái)，實(shí)現基本業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)的轉移。軟交換技術(shù)將使語(yǔ)音網(wǎng)與數據網(wǎng)完美融合，集語(yǔ)音、數據、視頻等所有形式的信息為一體，形成綜合性網(wǎng)絡(luò )，促進(jìn)各項增值業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，成為下一代網(wǎng)絡(luò )的技術(shù)核心。
二、軟交換技術(shù)的功能
1.業(yè)務(wù)提供功能。軟交換技術(shù)負責完成向業(yè)務(wù)平臺提供開(kāi)放的標準接口，可以提供公共交換電話(huà)網(wǎng)(PSTN)與綜合業(yè)務(wù)數字網(wǎng)(ISDN)交換機的全部業(yè)務(wù)。包括基本業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)，并可與現有智能網(wǎng)配合提供智能網(wǎng)所提供的業(yè)務(wù)。世界電信發(fā)達國家通過(guò)ISDN的實(shí)踐，總結出發(fā)展綜合業(yè)務(wù)數字網(wǎng)最重要的一條經(jīng)驗就是要開(kāi)發(fā)ISDN的應用，并讓用戶(hù)了解這些應用。例如，法國電信為用戶(hù)開(kāi)放了60種ISDN的應用；美國在全國ISDN聯(lián)網(wǎng)活動(dòng)中向用戶(hù)提供185種ISDN的應用。ISDN應用范圍非常廣泛，主要的應用領(lǐng)域有局域網(wǎng)、多點(diǎn)屏幕共享、視頻、話(huà)音、數據綜合、文件交換、遠端通信、圖像、多媒體文件的存取、基于計算機的主叫用戶(hù)號碼標識等。智能網(wǎng)是在現有電話(huà)網(wǎng)的基礎上發(fā)展起來(lái)的，指帶有智能的電話(huà)網(wǎng)或者綜合業(yè)務(wù)數字網(wǎng)。它的網(wǎng)絡(luò )智能配置于分布在全網(wǎng)中的若干個(gè)業(yè)務(wù)控制點(diǎn)中的計算機上，而由軟件實(shí)現網(wǎng)絡(luò )智能的控制，以提供更為靈活的智能控制功能。智能網(wǎng)在增加新業(yè)務(wù)時(shí)不用改造端局和交換機，由電信公司工作人員甚至用戶(hù)自己修改軟件就能達到隨時(shí)提供新業(yè)務(wù)的目的。
2.呼叫控制功能。負責完成基本和增強的呼叫處理過(guò)程，完成基本呼叫的建立、維持和釋放的控制功能，例如呼叫處理、連接控制、智能呼叫觸發(fā)和資源控制等。業(yè)務(wù)控制點(diǎn)存儲用戶(hù)數據和服務(wù)邏輯，是網(wǎng)絡(luò )的關(guān)鍵部分。它的主要功能是接收業(yè)務(wù)交換點(diǎn)送來(lái)的信息，并查詢(xún)數據庫，經(jīng)過(guò)驗證后進(jìn)行地址翻譯，最后向相應的業(yè)務(wù)交換點(diǎn)發(fā)出呼叫處理指令。用戶(hù)利用呼叫轉移業(yè)務(wù)可以將已經(jīng)建立(即通信進(jìn)行中)的呼叫轉移到第三方，這個(gè)用戶(hù)可能是原呼叫中的主叫用戶(hù)或者是被叫用戶(hù)。呼叫保持業(yè)務(wù)允許用戶(hù)中斷所建立的呼叫(即已存在的通信)。隨后，可以根據該用戶(hù)的要求重新建立這個(gè)通信。在中斷通信以后，用戶(hù)可選擇對方用戶(hù)的信道保留，或者不保留而讓其他通信使用。網(wǎng)絡(luò )系統處理呼叫的能力是服務(wù)質(zhì)量的一個(gè)重要指標，因此控制層是整個(gè)網(wǎng)絡(luò )架構的核心。
3.媒體網(wǎng)關(guān)接入功能。負責完成各種接入協(xié)議(信令)的適配處理過(guò)程，向業(yè)務(wù)平臺提供開(kāi)放的標準接口，可以連接各種媒體網(wǎng)關(guān)。例如PSTN/ISDN網(wǎng)關(guān)、因特網(wǎng)協(xié)議(IP)中繼媒體網(wǎng)關(guān)、異步傳送模式(ATM)網(wǎng)關(guān)、用戶(hù)媒體網(wǎng)關(guān)、數據媒體網(wǎng)關(guān)、無(wú)線(xiàn)媒體網(wǎng)關(guān)等。媒體網(wǎng)關(guān)可完成國際電信聯(lián)盟(ITU-T)H.248協(xié)議功能，直接與H.323終端和會(huì )議起始協(xié)議(SIP)客戶(hù)端的端頭連接，提供許多相應業(yè)務(wù)。
從網(wǎng)絡(luò )角度看，通過(guò)軟交換機結合媒體網(wǎng)關(guān)和信令網(wǎng)關(guān)跨接和互聯(lián)電路交換網(wǎng)和分組化網(wǎng)后，盡管兩個(gè)網(wǎng)仍然基本獨立，但應用層已實(shí)現基本融合，可以統一提供管理并且加快擴展部署業(yè)務(wù)。等到數據業(yè)務(wù)逐漸成為網(wǎng)絡(luò )的主要業(yè)務(wù)后再考慮將電路交換網(wǎng)上的業(yè)務(wù)逐漸轉移到分組化網(wǎng)上來(lái)，最終形成一個(gè)統一的融合的網(wǎng)。這種網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)思路允許不同的網(wǎng)按照各自的最佳方向獨立演進(jìn)，不受限于節點(diǎn)結構，是最適合中國這樣的傳統運營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)策略。當然，軟交換還處于發(fā)展完善過(guò)程之中，會(huì )有這樣或那樣的問(wèn)題，但作為發(fā)展方向已經(jīng)獲得業(yè)界的認同。
4.互連互通功能。負責完成與其他對等實(shí)體互連互通，這個(gè)功能具有支持各種協(xié)議的特點(diǎn)，可以同時(shí)支持H.323以及SIP協(xié)議。
H.323協(xié)議是國際電信聯(lián)盟制訂的標準，該協(xié)議采用ISDN的設計思想，使用Q.931協(xié)議完成呼叫的建立、釋放，具有電信網(wǎng)絡(luò )可管理和可集中的特征，這個(gè)協(xié)議較成熟，使用也較廣泛。SIP協(xié)議是因特網(wǎng)工程任務(wù)組制訂的標準，具有簡(jiǎn)單、可擴展以及適于現有因特網(wǎng)應用的特點(diǎn)。以上兩種標準都可以完成呼叫建立與釋放，補充業(yè)務(wù)及能力交換等功能。軟交換不僅能支持這兩種協(xié)議，而且在技術(shù)上支持多種信令協(xié)議(如H.248，SCTP，ISUP+，以及INAP+，RADIUS，SNMP等)，實(shí)現PSTN和IP/ATM網(wǎng)間的信令和不同網(wǎng)關(guān)的互操作。
軟交換支持多種協(xié)議和應用，利用開(kāi)放式體系結構實(shí)現分布式通信與管理，具有良好的結構擴展性，設備占地面積小和機房空間利用效率高。采用軟交換后可以卸載或旁路IP撥號業(yè)務(wù)，減輕電路交換網(wǎng)的壓力，代替傳統電路交換網(wǎng)的匯接局和端局。其運營(yíng)成本將大幅度降低，投資回報期明顯縮短，對業(yè)務(wù)量變化的敏感性較低，因此抗風(fēng)險能力比較強。如果語(yǔ)音網(wǎng)和數據網(wǎng)融合，那么無(wú)論是初始成本還是運營(yíng)成本都會(huì )大幅度降低，而且具有更豐富的呼叫特性和應用以及可擴展性。軟交換采用了開(kāi)放的體系結構，即采用標準接口和開(kāi)放式應用編程接口，特別是其上面應用層和媒體控制層已經(jīng)與媒體層硬件分離并納入開(kāi)放的標準的計算環(huán)境。這種獨立于硬件的平臺可以有利于網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商靈活選擇網(wǎng)絡(luò )各層最佳的設備，實(shí)現不同設備兼容與互通互操作，極大地加速新業(yè)務(wù)和新應用的開(kāi)發(fā)、生成和部署，增強網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)者和業(yè)務(wù)提供者的競爭地位和競爭能力。
三、軟交換技術(shù)的應用與發(fā)展
隨著(zhù)數據業(yè)務(wù)特別是IP業(yè)務(wù)的日益增長(cháng)，下一代網(wǎng)絡(luò )日益為人們所關(guān)注。
下一代網(wǎng)絡(luò )將具有提供話(huà)音、數據、視頻和多媒體等各種業(yè)務(wù)的綜合性質(zhì)網(wǎng)絡(luò )體系的結構，將傳統的交換機功能模塊分離為獨立的網(wǎng)絡(luò )部件。網(wǎng)絡(luò )是分層架構，具有先進(jìn)的高速物理層、高速鏈路層和高速網(wǎng)絡(luò )層。比如從接入層提供無(wú)縫的多種速率靈活的接入手段，從傳送層提供可靠的保證服務(wù)質(zhì)量大容量的統一綜合傳送平臺。從控制層面，能建立起相應的呼叫連接，在業(yè)務(wù)層面上能夠提供豐富多彩的各種業(yè)務(wù)。鏈路層趨向采用電信級分組節點(diǎn)，即高性能的核心路由器加邊緣路由器和ATM交換機。傳送層趨向于實(shí)現光聯(lián)網(wǎng)，可以提供巨大而且廉價(jià)的網(wǎng)絡(luò )帶寬和網(wǎng)絡(luò )成本，可持續發(fā)展的網(wǎng)絡(luò )結構，能夠透明支持任何業(yè)務(wù)。具有開(kāi)放式的體系架構與標準接口，采用多元化的寬帶無(wú)縫接入技術(shù)，使得原來(lái)封閉網(wǎng)絡(luò )有一個(gè)相對比較開(kāi)放的環(huán)境，相對的功能區域擴散。也就是說(shuō)下一代網(wǎng)絡(luò )是業(yè)務(wù)驅動(dòng)的網(wǎng)絡(luò )，是基于統一協(xié)議的分組的網(wǎng)絡(luò )，業(yè)務(wù)與呼叫控制分離，呼叫與承載分離，使業(yè)務(wù)真正獨立于網(wǎng)絡(luò )，能靈活方便地實(shí)現業(yè)務(wù)的提供。軟交換技術(shù)將廣泛應用其中，并成為下一代網(wǎng)絡(luò )的核心。
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