軟交換技術（３）

盧美蓮　程時端

目前，軟交換產品已經紛紛出臺，基于軟交換技術的下一代網絡的試驗也正在加緊進行，軟交換的前景是廣闊的。本期為本講座的最后一期，將介紹軟交換的標準化情況、可能的應用領域和一些廠家的軟交換產品。前兩期的主要內容為：軟交換的體系結構、功能和對外接口，基于軟交換技術的下一代網絡的演進策略，以及基于軟交換的開放業務提供。

7 軟交換的標準化情況

目前，軟交換的部分標準已經出臺，但還有很多工作正在進行之中。國際上從事軟交換標準研究的組織主要是國際軟交換協會(ISC)。國內軟交換標準的研究工作主要由信息產業部科技司直接領導的網絡與交換標準研究組承擔。國內的一些生產和科研單位也一直緊緊跟蹤國際技術的最新進展，并參與到國內軟交換標準的制訂過程中。

目前國內的軟交換標準化進程基本與國際同步。其他與軟交換有關的組織還有ITU-T(國際電信聯盟電信標準委員會)和IETF(Internet工程任務組)。ITU-T在軟交換方面所作的貢獻是：在ISUP(ISDN用戶部分)的基礎上制訂了用于軟交換間互通的BICC(與承載無關的呼叫控制)協議，以滿足電路網向分組網的過渡；完成了基于分組網進行多媒體通信的相關協議，如H.323和H.248協議；另外，ITU-T SG13對基于軟交換的網絡體系構架也進行了研究。

IETF主要有SIGTRAN工作組、SIP工作組和Megaco工作組參與軟交換相關標準的制訂工作。其主要成果是：在MGCP(媒體網關控制協議)的基礎上制訂了Megaco協議，為將SS7信令移植到IP網上而制訂的SCTP(信令流控制傳送協議)和M3UA(消息傳遞部分第3級用戶適配層)等協議，制訂了用于軟交換控制設備和數據終端設備之間的SIP(會話啟動協議)以及軟交換控制設備之間互通的SIP-T協議。

7.1 國際軟交換協會簡介

國際軟交換協會是一個非盈利性的工業組織，成立于1999年5月。其主要宗旨是通過開放的成員政策和標準協議，促進世界范圍內多廠商軟交換設備的兼容性和"無縫"的互操作性。該組織由其成員資助和操作。截至2001年底，已有成員149個，其中80%以上來自北美和南美地區。其成員主要包括系統供應商和業務提供商，其中包括一些著名的設備廠商，如阿爾卡特、思科、愛立信、富士通、諾基亞、北電、NTT和朗訊等。ISC通過提供工業界最大的論壇，對軟交換的組成和功能進行標識、討論和定義，并通過其成員間的密切合作來促進下一代多媒體通信網絡的普遍采用。

國際軟交換協會現設有8個工作組，負責軟交換網絡架構的提出、業務提供、協議制訂、互操作測試以及軟交換技術在無線網絡環境下的應用等方面的工作。它們分別是：

(1)業務應用工作組(Application WG)：負責定義應用服務器提供增值業務所需的交互功能，主要包括應用服務器與軟交換設備及媒體服務器設備間接口標準的制訂，以便快速提供包括電話、Internet、統一消息及其他用戶內容在內的增值業務。目前，ISC建議應用服務器與軟交換設備間采用SIP協議，應用服務器與媒體服務期器采用MGCP協議。

(2)設備控制工作組(Device Control WG)：負責對軟交換設備與媒體網關間控制協議的制訂、補充和增強，通過采用單一明確的接口標準，保證獨立開發的軟交換設備與網關設備間的互操作性。目前主要是采納IETF的MGCP規范，該工作組還代表ISC向IETF提供信息，以對MGCP進行增強。

(3)設備互操作工作組(Interoperability WG)：負責制訂進行設備互操作測試的策略、目標、需求和技術要求。

(4)合法攔截工作組(Legal Intercept WG)：負責提出進行合法攔截的需求及制訂合法攔截的工作流程。該組織可以向與合法代理連接的ISC成員分發信息或從這些成員中獲取信息。

(5)市場工作組(Marketing WG)：負責明確ISC的任務和目標，并使ISC提議的體系結構和協議被廣泛接受和執行。

(6)網絡邊界功能工作組(Network Boundary Functionality WG)：負責起草和討論網絡運營商和企業/SOHO(小型和家庭辦公室)在網絡邊界處提供IP電話和過濾器的需求。

(7)SIP工作組(SIP WG)：主要負責軟交換網絡信令協議的制訂，以及軟交換網絡與PSTN(公眾交換電話網)互通時所需信令協議的制訂。這些信令協議包括軟交換設備間呼叫控制協議SIP-T、軟交換與SIP客戶端間呼叫建立與拆除的協議SIP、IP分組網與IP分組網NAP(網絡接入點)間的控制協議、以及軟交換與媒體服務器間的控制協議SIP等。

(8)無線工作組(Wireless WG)：負責將軟交換模型引入到第2代和第3代無線核心網中，最終以無線軟交換、信令網關和媒體網關代替傳統的MSC(移動交換中心)。

另外，ISC還提供一些興趣組(Interest Groups)，這是一些涉及某一特定主題的電子郵件組，供ISC成員使用。

7.2 國內軟交換標準動態

國內關于軟交換的標準制訂已取得重要成果。由信息產業部下屬的網絡與交換標準研究組于1999年下半年開始啟動軟交換項目的研究，內容涉及軟交換體系結構的標準化，各種不同功能組合的媒體網關、信令網關和服務器等方面，并已取得顯著成果。截至到2001年底，該研究組已完成的標準有《軟交換設備總體技術要求》。該要求規范了軟交換在網絡中的位置，明確了其功能要求、業務要求、操作維護和網管要求、協議和接口要求、計費要求和性能指標。標準規定，軟交換的協議及控制的媒體流基于TCP/IP承載方式，同時還規定了與IP電話及智能網的互通要求等。其待報批的標準包括：《No.7信令與IP互通適配層技術規范--消息傳遞部分(MTP)第二級對等適配層(M2PA)》、《No.7信令與IP互通適配層技術規范--消息傳遞部分(MTP)第三級用戶適配層(M3UA)》、《信令流控制傳送協議(SCTP)技術規范》、《信令網關設備(SG)技術規范》及《與承載無關的呼叫控制(BICC)信令的技術規范》，待送審的標準包括：《ATM中繼媒體網關設備技術規范技術規范》及《綜合接入媒體網關設備技術規范》。另外，還有一批標準正在起草之中，包括：《軟交換設備與應用服務器之間的應用程序接口(API)Parlay技術規范》、《基于軟交換的應用服務器接口技術要求》、《基于軟交換的綜合接入設備(IAD)技術要求》、《基于軟交換的媒體服務器(Media Server)技術要求》、《基于軟交換的綜合接入媒體網關測試規范》以及《ATM中繼媒體網關測試規范》。

8 軟交換的應用及主要產品

8.1 軟交換的應用

軟交換的本質是通過軟件來進行呼叫控制，它將PSTN的可靠性和數據網的靈活性很好地結合起來，從而為用戶提供更多、更優質的服務。軟交換既可以作為獨立的網絡部件分布在網絡各處，也可以與其他網絡節點設備相結合，提供新的功能。因此，軟交換可以應用于不同的網絡環境。概括來講，軟交換主要應用于以下領域。

(1)電路領域

在電路領域，軟交換和媒體網關及信令網關相結合，完成控制轉換和媒體接入轉換，可用于本地網、城域網和長途網，主要提供現有PSTN網中的基本業務和補充業務。在本地網應用中，軟交換與信令網關及媒體網關用來代替五類交換機，提供用戶接入網關及終端設備到長途電話網的接入；在城域網應用中，軟交換相關設備提供四類及五類交換機的功能；在長途網應用中，提供匯接/長途接入功能，可提供長途VoIP等業務。

(2)智能網領域

在智能網領域，軟交換與媒體網關相結合，完成SSP(業務交換點)功能，與現有智能網的SCP(業務控制點)相結合，提供各種智能業務。此時，軟交換需實現智能網的基本呼叫狀態模型(BCSM)和H.323或SIP協議狀態機的轉換。

(3)移動網領域

在移動網環境中，軟交換也可以提供與電路交換網類似的應用。

8.2 軟交換產品概述

目前，國際上著名的通信設備制造商都提出了各自的軟交換解決方案，如美國冠遠公司提出的軟交換解決方案、中興ZTE Softswitch體系構架、阿爾卡特的NGN解決方案、西門子的SURPASS解決方案、北電網絡的NGN解決方案、Sonus的軟交換解決方案等。

(1)中興ZTE Softswitch產品系列

中興ZTE Softswitch體系構架的組成部分包括Softswitch控制設備、媒體網關、信令網關、IP終端、業務平臺及其他支撐設備。其中，Softswitch是網絡的核心控制設備，主要功能包括呼叫處理、接入協議適配、業務接口提供、系統操作維護管理、認證計費以及與其他實體的互連、互通等。媒體網關包括中繼網關、接入網關、多媒體網關和無線網關等，Softswitch通過不同的網關設備完成與各種網絡和終端的互通。信令網關目前主要指七號信令網關設備，通過信令網關完成PSTN網與包交換網信令的互通功能。IP終端主要指H.323終端和SIP終端，如IP小交換機、IP電話、PC等，與媒體網關的主要區別在于不需進行媒體流的轉換。業務平臺完成新業務生成和提供，包括SCP和應用服務器等。其他支撐設備，如AAA(認證、授權、計費)服務器、大容量分布式數據庫、策略服務器等為Softswitch系統的運行提供必要的支持。

ZTE Softswitch體系結構支持兩種提供業務的方法：在SoftSwitch中提供通用開放的API，由應用服務器完成業務邏輯和流程，實現網絡與業務提供的分離；在SoftSwitch中提供標準的INAP接口，通過和智能網的SCP互通，實現對傳統智能業務的繼承和利用。

針對不同的網絡，ZTE Softswitch提出了不同的解決方案。

ZTE Softswitch針對商業用戶、小區、居民用戶、家庭和長途等不同情況，分別采用Softswitch加上不同的接入設備來提供數據網上的語音解決方案；在網絡演進方面，對PSTN和智能網采用不同的演進方案。PSTN可以有兩種演進策略：策略之一是利用Softswitch和中繼網關(TG)一起完成原匯接/長途交換機的功能，而保持C5端局不變。這種策略工作量最少、牽涉面最小，比較適合于改建局的情況。策略之二是利用Softswitch和接入網關(AG)一起完成原端局交換機的功能，而保持用戶雙絞線接口不變。這種策略工作量相對較大，比較適合于新建局的情況。智能網演進方案是利用Softswitch和TG/AG一起完成原SSP的功能，同時引入新的應用服務器，以擴充SCP的業務提供功能。

(2)阿爾卡特的NGN解決方案

阿爾卡特NGN解決方案的主要產品有Alcatel 5020和Alcatel 5000軟交換平臺。其中，Alcatel 5020為傳統運營商和新的運營商提供Internet撥號業務下線應用及VoIP H.323應用；Alcatel 5000可以提供四類(匯接交換機)應用，能處理模擬用戶線、ISDN以及傳真業務，可提供處理能力達5 000兆BHCA(忙時呼叫次數)，支持100萬用戶。

(3)北電網絡的軟交換產品

北電網絡的軟交換產品主要有獨立的軟交換平臺CS3000，基于Sun商用Netro平臺，支持長途話音業務，具有容錯和冗余備份能力，支持H.248、BICC及SIP-T協議，單節點處理能力為30萬BHCA，最多可由25個節點組成一個CS3000域，處理能力可以達到7.5兆BHCA。

9 結論

雖然軟交換技術在近幾年得到了迅速發展，國內外許多設備提供商也已提供了各自的軟交換產品及下一代網絡的解決方案，國內外一些運營商也在積極進行相關的試驗。但是軟交換技術的大規模應用還有待時間的考驗。作為一門新的技術，軟交換目前面臨的主要問題有：服務質量沒有最終解決，國際上尚無大型網絡的組網和運營經驗，協議尚待發展，API沒有成熟的產品，真正有吸引力的新業務以及多媒體業務的提供還有待研究等。

盡管如此，由于軟交換結合了傳統電話網的可靠性和IP技術的靈活性及有效性的優點，是新興運營商進入話音市場的技術手段，也是傳統電路交換網向分組網過渡的重要設備，其優勢是傳統電話網無法比擬的。相信通過標準制訂組織、設備供應商、業務提供商和運營商的共同努力，在不久的將來，軟交換技術及基于軟交換技術的下一代網絡會真正給用戶帶來便利，給業務及設備供應商、網絡運營商帶來豐厚的收入。軟交換的前景是廣闊的。(續完)

參考文獻

1 The International Softswitch Consortium Application Working Group. Enhanced Service Framework. http:∥www. softswitch. org

2 The Parlay Group. Parlay Specifications 3.0. http:∥www.parlay.org

3 趙慧玲,王立言,陳仁娣.中國網絡與交換標準研究進展.中興通訊技術,2002,8(2):39-41

4 趙慧玲,單秀云.下一代網絡的研究.中興通訊技術,2001,7(S0):29-30

(收稿日期：2002-06-10)

作者簡介

盧美蓮，北京郵電大學程控交換技術與通信網國家重點實驗室副教授，在讀博士。曾先后參加10余項國家級及國際合作項目，多次獲部級科技進步獎，已發表論文10余篇，譯著3冊。主要研究方向為：IP電話技術，寬帶通信網上的實時多媒體通信技術，軟交換技術，下一代網絡的體系結構、協議、網絡管理、性能評估等。

程時端，北京郵電大學程控交換技術與通信網國家重點實驗室教授，博士生導師。曾主持10余項重大科研項目，多次獲部級科技進步獎，擁有多項國際專利。已發表論文110余篇，專著2冊，譯著多冊。研究方向包括：ISDN、ATM、TCP/IP、ATM和IP網的話音通信技術、協議工程、業務量工程、寬帶網絡性能和服務質量等。