电信软交换组网应用研究

2013-09-27凌敏，申燕

湖南邮电职业技术学院学报 2013年3期

凌敏，申燕

（湖南邮电职业技术学院，湖南长沙410015）

1 软交换技术的发展

传统的程控交换机将交换设备硬件、呼叫控制和业务应用功能全部融合进单个交换机，形成垂直集成、封闭的结构，这种封闭的结构存在新业务开发复杂、标准统一困难、灵活性差、扩展接入能力局限性大等弊端。随着人们对新业务需求的不断增强，电话网络中出现了公共的业务生成控制平台，它就是智能网（IN），智能网实现了业务的生成与呼叫控制相分离。IP技术不仅进一步强化了业务生成与呼叫控制相分离的思想，而且更进一步期待实现媒体传输承载与呼叫控制相分离，这种分离的目标是使IP电话业务的生成和控制真正独立于媒体传送网，从而更加灵活有效地实现IP电话及相关业务和多媒体应用的融合。

随着通信的不断发展，通过在一个公共的分组网络中承载话音、数据、图像已经被越来越多的运营商和设备制造商所认同，在这样的业务驱动和网络融合的趋势下，软交换诞生了。软交换的出现也使电信网、广播电视网、互联网在网络层面上实现网间的互联互通，在业务层面上实现各种业务的互相交叉和渗透、使网络同时承载多种业务成为可能。

2 软交换技术及其网络体系结构

2.1 软交换网络系统结构

软交换网络的基本特点是分层化和模块化，其纵向上依次可分为接入层、承载层、控制层和业务/应用层，基于软交换的网络系统结构如图1所示，其各层功能如下：

边缘接入层：通过各种接入手段将各类用户连接至网络，并将信息格式转换成为能够在网络上传递的信息格式。

核心层：采用分组技术，提供一个高可靠性的、QoS保证的、大容量的、统一的综合传送平台。

控制层：实现呼叫控制，其核心技术就是软交换技术，完成基本的实时呼叫控制和连接控制功能。

业务层：在呼叫建立的基础上提供额外的增值服务，以及运营支撑。

信令网关SG：用来实现SCN网络与IP网络的信令互通。

中继网关（TG）：提供中继接入，可以和软交换以及信令网关配合替代现有的汇接/长途局，因此可放置在现有电话网的汇接/长途局位置。

接入网关(AG)：用户网络接入软交换核心传送层的“入口”，负责大容量密集用户或各种接入网用户的综合接入。

综合接入设备IAD：将用户端的语音、数据和图像视频等应用需求接入到分组交换网络中。

2.2 软交换提供的业务

软交换主要提供业务有以下4种：

1）由软交换设备直接提供业务

延续电路交换机模式，直接为终端提供各种基本业务和补充业务。

2）通过接入智能网SCP提供智能业务

此方式下智能业务仍旧由传统智能网的业务控制点（SCP）来提供，软交换实现业务交换功能（SSF），负责智能业务的触发，然后通过信令网关与传统智能网SCP互通，为软交换用户提供现网的智能业务。

3）通过SIP应用服务器提供业务

利用SIP应用服务器向NGN用户提供个性化、多媒体增值业务，这种方式下主要由运营商自行开发并运行业务。

4）通过Parlay应用服务器提供业务

通过Parlay应用服务器和Parlay网关，提供由第三方开发的业务。

3 NGN软交换组网应用

NGN是传统电信技术发展和演进的一个重要里程碑，它源于传统智能网的呼叫控制与业务相分离的基本理念，并将承载网络分组化、用户接入多样化等网络技术思路用于在统一的网络体系结构下，可以说它并不是一场技术革命，而是一种网络体系结构的革命。从传统的电路交换网到分组化的IP网将是一个长期的渐进的过程，软交换现主要应用于长途局、端局、多媒体视频、3G核心网，下面介绍一下NGN中软交换组网应用。

3.1 软交换应用于长途局

软交换在长途局中的应用如图2所示，它无需使用前置机即可提供鉴权、计费、黑白名单等接入功能，并具有如下互通的能力：

1）话路承载的互通，通过H.248协议控制媒体网关完成媒体流的转换；

2）信令互通，通过SIP-T实现软交换与其它软交换设备之间的互通；

3）智能网互通，支持SSF功能，可通过信令网关接入传统的智能网，与SCP互通，开展各种传统的智能业务；

4）PSTN的互通，有三种方式：支持通过M3UA协议接入独立的信令网关，支持通过M2UA协议接入具有内嵌信令网关功能的媒体网关，支持直接出E1/T1中继与PSTN交换机对接，实现与PSTN网络的ISUP互通；

5）呼叫鉴权、计费、结算等业务层面互通。

图2 软交换应用于长途局

3.2 软交换应用于端局

软交换在端局应用时，除了全面继承PSTN的语音基本业务、补充业务、智能业务以外，还提供多媒体业务等功能，软交换端局的应用如图3所示。

3.3 软交换多媒体视频应用

软交换提供的多媒体业务包括点对点多媒体业务和MCU参与的多媒体视频会议业务，点对点多媒体基本业务与普通呼叫类似，只是增加了视频通信，如图4所示为软交换在实现多媒体视频会议功能时的组网应用。

图4 软交换在实现多媒体视频会议功能时的组网应用

3.4 软交换在3G核心网应用

软交换在3G核心网应用如图5，此解决方案给运营商带来的价值是：3G核心网与固定网为统一的网络构架，同时支持有线与无线用户的接入，方便综合业务运营商部署网络，降低网络建设与运维成本；提供综合VPN、ONLY、Presence等有线、无线融合业务，在运营商业务竞争中建立优势。

图5 软交换在3G核心网应用

4 软交换和IMS

IMS是IP多媒体系统，它本质上仍属于软交换技术范畴，但网络更加分布化，符合NGN的发展方向。它是一种全新的多媒体业务形式，能够满足现有的终端客户更新颖、更多样化多媒体业务需求。目前IMS被大家公认为是下一代网络的核心技术，也是解决移动与固网融合，引入语音、数据、视频三重融合的网络架构，IMS三层架构如图6所示。

图6 IMS三层架构

IMS将成为融合的网络架构，其原因如下：

①IMS不仅电信行业支持，还有其它行业的广泛支持；

②IMS用SIP信令作为呼叫控制，应用层、网络层和后台系统间均采用标准接口，开放性好，标准化程度高，业务控制能力强；

③IMS体系结构业务层和控制层分离，提供的各种业务都具有统一的核心网，便于生成固网和移动网都统一的业务逻辑，有利于固网和移动网的无缝融合；

④IMS具有统一的会话控制，统一的业务和应用平台，移动和固话用户实现同样的呼叫处理流程，具有一致的体验，应用层资源也可以在移动和固网共享；

⑤IMS有统一的集中用户数据库、后台计费系统和业务认证架构，不仅使所有用户的属性资料、认证数据集中一处，消除了用户感受的接入差别，而且可以实施统一的认证机制和计费，实现自动的全网漫游。

现在IMS的标准及技术运营模式正逐步成熟，但由于软交换对传统电话网继承的无缝性，所以在传统电话网向分组化、宽带化和智能化演进的过程中，软交换作为一个发展阶段是无法跨越的，但软交换毕竟只是分组化、宽带化和智能化演进的过程的初级阶段，IMS才是最终的目标架构。所以IMS应该会以重叠方式引入通信网，软交换和IMS会以互通方式在很长一段时间内共存，但从长远来看，IMS将来最终会融合软交换。