软交换及其在移动通信网络中的应用分析

林健

（中国移动通信集团浙江有限公司舟山分公司，浙江 舟山 316021）

1 前言

软交换是在下一代网络（NGN）建设的强烈需求下孕育而生的。软交换思想吸取IP，ATM，IN和TDM等众家之长，形成了分层的全开放的体系架构，使得各个运营商可以根据自己的需要，全部或者部分利用转交换体系的产品，采用适合自己的网络解决方案，在充分利用现有资源的同时，寻找到自己的网络立足点。

软交换所完成的功能相当于原有交换机所提供的功能，是实现传统程控交换机呼叫功能的尸体。但传统的呼叫控制功能是和业务结合在一起的，不同的业务所需要的呼叫控制功能不同，而软交换则是与业务无关的，这要求软交换提供的呼叫控制功能是各种业务的基本呼叫控制。

2 软交换主要功能

媒体网关接人功能：如PSTN／IsDN网关、IP中继媒体网关、ATM网关、无线媒体网关等。

呼叫控制功能：为基本呼叫的建立、维持和释放提供控制功能，包括呼叫处理、连接控制、智能呼叫触发检出和资源控制等。

业务提供功能：提供PSTN／ISDN交换机业务，包括基本业务和补充业务；可与现有智能网配合，提供现有智能网所能提供的业务；可与第三方合作，提供多种增值业务和智能业务。

互连互通功能(H323和sIP、IN)：可通过信令网关实现分组网与现有七号信令网的互通；可通过信令网关与现有智能网互通，提供多种智能业务；允许SCF控制VolP呼叫，并对呼叫信息进行操作(号码显示等)；可通过互通模块，实现与现有H.323体系的IP电话网的互通；可通过互通模块，采用SIP协议实现与sIP网络体系的互通；可实现与其他软交换的互通互连，采用SIP、BICC协议；可提供IP网内H.248终端、SIP终端和MGCP终端之间的互通。

支持开放的业务／应用接口功能：(1)认证与授权功能：软交换与认证中心连接，可将辖区内的用户、媒体网关信息送往认证中心，进行认证与授权，防止非法用户或设备接人。(2)计费功能：具有采集详细话单和复式计次的功能，可根据运营需求将话单传送至计费中心。对于记帐卡计费业务，具备实时断线功能。(3)资源控制功能和QOS管理功能：提供资源管理功能，对系统中的各种资源进行集中管理，如资源的分配、释放和控制。(4)协议和接口功能：软交换与媒体网关之间的接口用于软交换对媒体网关的承载控制、资源控制、管理，可使用媒体网关控制协议(MG CP)、Internet设备控制协议 (IPDC)、SIP 协议、H.323 和 H.248 协议软交换与信令网关间的接171用于传递软交换和信令网关问的信令信息，可采用信令控制传输协议(SCTP)或其他类似协议。

3 软交换的特点和优势

移动通信网络中软交换主要针对核心网络的交换部分，不涉及接入网络的改造。移动通信网络中软交换的核心概念是实现了控制面与用户面的分离。软交换所有的控制功能集中在Ms c服务器中。所有的交换功能在媒体网关(MGW)中完成。MSC服务器通过标准的H.248接El完成对话务等交换过程的控制。同时，MsC服务器通过传统的MAP信令与HLR交互，通过传统的BssAP信令完成对接入网络的控制。移动通信网络中软交换技术具有以下显著的特点：软交换技术符合未来电信网络面向全IP发展的趋势，同时兼顾原有的TDM承载需要。

由于控制面与用户面的分离，因此处于控制面的Msc服务器容量相对原有交换机大大提高。

当引入IP承载话音时.可以将话音承载平面化。由于IP网络本身具备路由与交换的特性.因此原有的汇接局将不再需要，而且整个网络的结构将趋于简单。

移动通信网络中软交换技术的优越性体现为以下几个方面。

3.1 基本建设费用低

软交换技术放弃了传统交换网络的封闭架构，转而采用相对集中的控制核心为全网户提供服务。通过开放的接口和通用协议，协助运营商构造一个开放的低成本网络架构，提高业务的部署速度。软交换技术能够实现从2G，3G，IMS网络的良好兼容和平滑迁移，从而大幅减少网络迁移的费用支出。

另一方面，软交换网络采用IP作为传输承载介质，提高了传输效率，降低了整网的传输成本。相比传统交换网络，软交换网络可节省20%～30%的总体费用支出。

3.2 运营支出成本低

软交换设备在处理能力、集成度和功耗等方面远远优于传统的交换设备，从而大大地降低了对机房、供电的要求，可节省机房面积70% 以上，节电30% 。承载与控制相分离的机制可将软交换网络的核心集中放置和管理，运营商可将运维力量聚焦于数量有限的软交换局所，从而降低网络的运维成本。

3.3 网络安全性提高

传统的网络缺乏网络级的可靠性策略和手段，当网络节点出现故障时，服务质量将受到极大影响。软交换网络引入了双归属、MSC Pool等网络级的可靠性机制，极大地提高了电信网络的可靠性和网络的可用性。

3.4 快速方便地提供新业务

3.4.1 网络开放，缩短业务开发周期

软交换系统基于更加开放的构架和分布式软件技术，网络易于集成，可为运营商提供快速业务开发环境。

3.4.2 集中管理，易于业务部署

在传统网络中，新业务的部署需要升级网络中的所有交换设备，业务部署非常复杂：在软交换网络，新业务部署仅需对软交换设备进行软件升级，大容量、集中化管理的软交换组网模式进一步简化了业务部署的难度，业务部署周期缩短一倍以上。

3.4.3 可扩展多媒体业务的提供能力

软交换网络扩展了对数据、多媒体业务的支撑能力。

4 移动通信网络中软交换网络结构

在移动通信网络中软交换核心网的电路域中，可以使用承载独立的方式支持不同的传输层.如IP，ATM 或TDM。电路域核心网主要由MSC服务器、GMSC服务器和MGW 组成。

4.1 MSC服务器

Msc服务器可以实现语音业务、基本数据业务、网络互通、媒体网关控制等主要功能，包括：呼叫控制功能.业务提供功能，统过负荷控制功能，计费功能，系统性能统计、告警、网管功能，路由、地址解析功能，网络互通和信令网关功能，持漫游用户数据管理，支持鉴权与安全性管理。

4.2 GMSC服务器

GMsc服务器是电路交换子系统中负责与外部PSTN/ISDN网络互通的软交换机，主要包含了传统GMSC的呼叫和移动管理功能。

4.3 媒体网关

媒体网关是将一种网络中的媒体转换成另一种网络所要求的媒体格式。它能够在电路交换网的承载通道和分组网的媒体流之间进行转换。可以处理音频、视频，能够进行全双工的媒体翻译，可以演示视频／音频消息，实现其他IVR功能，也可以进行多媒体会议等。

5 结束语

任何事物的发展都需要一个过程，整个软交换的技术尚处于初期发展阶段，许多思想尚须通过实践来不断验证和修正，移动软交换随着业务及功能的发展而不断补充和更新。软交换技术已经取得的巨大成绩是有目共睹的，技术的进步和新问题的产生总是同步的，通过积极地试验，深入的研究，相信这些问题一定会得到解决，从而进一步推动软交换技术的完善，加快其商用。

[1]陈文德，孔群.移动电台的频率分配问题[J]，通信学报，1983年04期.