下一代网络软交换技术

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软交换的定义

　　随着计算机和通信技术的不断发展，通过在一个公共的分组网络中承载话音，数据，图象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，诞生了NGN下一代网络模型，实现在分组网络中，采用分布式网络结构，有效承载话音、数据和多媒体业务。

　　作为NGN网络的核心技术，软交换的发展因而受到越来越多的关注，作为下一代网络的控制功能模块，软交换为下一代网络（NGN）具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接控制功能。我国信息产业部电信传输研究所对软交换的定义是：“软交换是网络演进以及下一代分组网络的核心设备之一，它独立于传送网络，主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能，同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务，并向第三方提供可编程能力。”

　　目前，我国已完成并颁布了《软交换设备总体技术要求》（YDC003-2001），明确规范了软交换在网络中的位置，功能要求、业务要求、操作维护和网管要求、协议和接口要求，计费要求和性能指标，并规定了与IP电话及智能网的互通要求等。特别值得一提的是，不仅固网如此，移动软交换设备技术要求和设备规范的送审稿也于近日完成，主要针对软交换技术在移动网络中的移动性管理和鉴权等方面特征进行了相应的扩展。不难看出，在分组交换日益普遍的情况下，软交换技术无论在固网还是移动网络的发展和融合当中，作为网络的核心技术，发挥着重要的粘合作用。

　　软交换硬件平台

　　软交换技术体现在物理节点上，即通常所讲的“软交换机”或“通信服务器”，所谓的“软”是相对于电信网络以前的TDM电路交换设备中大多采用私有硬件平台而言的。传统PSTN网的交换机采用垂直、封闭和私有的系统结构，而软交换机实现了呼叫控制与媒体相分离，大多基于标准的、开放的系统结构。之所以有这样的发展趋势，是因为传统的电信设备的设计正经历着由私有的设计方式向开放式模块化转变的过程。起初由各个设备提供商独立进行的所有硬件电路、App代码的设计模式，随着电信业的竞争加剧，成本节省的要求以及开发周期缩短的压力而逐步改为外购的方式，即尽量采用第三方提供的开放商用产品，包括商用硬件平台、App操作系统和数据库管理系统等，而设备提供商的竞争逐步也转移到相应的App功能竞争。目前，软交换机的硬件平台发展就顺应了这样的潮流，多采用业界标准的开放的计算机硬件平台，使运营商能够灵活地实现新业务的开发, 并充分利用计算机技术快速发展所带来的性能的飞速提高。例如采用SUN服务器平台，采用多处理器机制，App基于Solaris操作系统，并通过SUN企业独有的Cluster技术实现系统的扩展，满足电信级应用中对系统处理能力及可靠性方面的要求。

　　App功能模块

　　在软交换的App功能组成方面，可比拟传统程控交换机“呼叫控制”功能模块，继承并实现以下几点：

　　（1）媒体网关接入功能

　　该功能可以认为是一种适配功能，软交换可以连接各种媒体网关，如PSTN／ISDN IP中继媒体网关，ATM媒体网关、用户媒体网关、无线媒体网关和综合接入网关等。支撑H.248媒体网关控制协议或MGCP协议来实现对媒体网关的控制，接入和管理。

　　（2）呼叫控制功能

　　呼叫控制功能是软交换的重要功能之一，实现基本呼叫的建立、维持和释放，包括呼叫处理、连接控制、智能呼叫触发检出和资源控制等。

　　（3）业务提供功能

　　在网络从电路交换向分组交换的演进中，对终端用户而言，业务应当具有完全的继承性。因此软交换必须能够实现PSTN/ISDN交换机提供的全部业务，包括基本业务和补充业务，以及与现有智能网配合提供智能网业务。此外，新业务作为NGN网络不可或缺的组成部分，软交换需要提供可编程的、开放的API接口，实现与外部应用平台的互通，从而易于新业务的引入和开发。

　　（4）互连互通功能

　　下一代网络并不是一个孤立的网络，尤其是在现有网络向NGN的发展演进中，不可避免的要实现与现有多个网络的互联互通。包括PSTN网，PLMN网，SS7信令网，VoIP网，智能网，其它软交换网等等。因此需要软交换设备支撑相应的信令与协议，例如中国ISUP，INAP，PRI，V5.2，MAP，从而完成与上述网络之间的互联互通。

　　（5）网管与计费功能

　　支撑本地的维护管理，以及通过SNMP协议实现与网管中心的通信。实现维护、配置、业务统计、告警以及计费信息的采集等功能。

　　软交换技术的应用

　　针对不同的网络状况和业务需求，目前软交换应用主要集中在以下4个方面。

　　（1）分组中继（Packet Trunking）

　　针对用户数增加对汇接局、长途局容量需求激增以及传输带宽增加的情况，通过采用软交换技术构建分组中继叠加网络，利用媒体网关直接提供高速的分组数据接口减少传输网络中低速交叉连接设备的数量，对语音进行静音抑制和话音压缩，以及AAL2/ATM的可变速率适配，降低了网络传输成本和带宽需求(可以节省近60%的传输资源)，从而满足对现有的长途局和汇接局的扩容要求。

　　（2） 本地接入（Packet Local Access)

　　在多种多样的接入方式条件下，例如DSL，Ethernet，Cable，Wireless LAN，双绞线等，采用软交换技术实现分组话音的本地接入，从某种意义上讲，它不仅完成了Class 5 端局的替代或新建，而且为终端用户提供了数据和语音的综合业务。

　　（3） 多媒体业务 (Multi-media Services)

　　针对用户多媒体业务的需求，利用软交换技术，将各种应用服务器上的新业务，在软交换设备的集中呼叫控制下，通过各种网关设备最终提供给广大终端用户，其中软交换直接控制着各种新业务的发放与实施，保证了业务在全网开展的及时性。另外，支撑开放的API接口，通过与第三方应用服务提供商合作，开发并引入新的业务和应用。

　　（4） 3G核心网 （3G Core Network）

　　软交换技术不仅适用于固定网络，同样，在3GPP R4定义的3G无线核心网中，也采用软交换技术，实现呼叫控制与媒体承载的分离。与固网相比，网络结构完全一致，但在移动性管理，安全保密，认证授权等方面，对软交换设备功能进行了相应的扩展。