淺談軟交換技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

摘要：本文簡要闡述軟交換技術(shù)的概念，及在語音長途和網(wǎng)絡(luò)智能化改造中的應(yīng)用，并進(jìn)一步展望其發(fā)展空間。

關(guān)鍵詞：軟交換技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展

１ 交換技術(shù)的概念

軟交換的基本含義就是將呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)（傳輸層）中分離出來，通過軟件實(shí)現(xiàn)基本呼叫控制功能，包括呼叫選路、管理控制、連接控制（建立／拆除會(huì)話）和信令互通，實(shí)現(xiàn)呼叫傳輸與呼叫控制的分離，為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面。軟交換主要提供連接控制、翻譯和選路、網(wǎng)關(guān)管理、呼叫控制、帶寬管理、信令、安全性和呼叫詳細(xì)記錄等功能。與此同時(shí)，軟交換還將網(wǎng)絡(luò)資源、網(wǎng)絡(luò)能力封裝起來，通過標(biāo)準(zhǔn)開放的業(yè)務(wù)接口和業(yè)務(wù)應(yīng)用層相連，從而可方便地在網(wǎng)絡(luò)上快速提供新業(yè)務(wù)。

軟交換是網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)以及下一代分組網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備之一，它獨(dú)立于傳送網(wǎng)絡(luò)，主要完成呼叫控制、資源分配、協(xié)議處理、路由、認(rèn)證、計(jì)費(fèi)等主要功能，同時(shí)可以向用戶提供現(xiàn)有電路交換機(jī)所能提供的所有業(yè)務(wù)，并向第三方提供可編程能力。

2 軟交換的應(yīng)用

伴隨著軟交換多年的發(fā)展，現(xiàn)網(wǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了很多的軟交換應(yīng)用。在這些應(yīng)用中，有兩類應(yīng)用非常符合軟交換以分組交換為基礎(chǔ)提供傳統(tǒng)話音業(yè)務(wù)的定位。這兩類應(yīng)用分別是：軟交換在語音長途網(wǎng)中的應(yīng)用以及軟交換在固網(wǎng)智能化改造中的應(yīng)用。

事實(shí)上還有一類應(yīng)用，就是3GPP系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的電路域(CS)應(yīng)用。因?yàn)?GPP R4和R5等版本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的CS控制實(shí)體--移動(dòng)交換中心服務(wù)器(MSC Server)，采用的就是移動(dòng)軟交換技術(shù)。

2.1 軟交換在語音長途網(wǎng)中的應(yīng)用

軟交換在語音長途網(wǎng)中的應(yīng)用，最能夠體現(xiàn)出軟交換的技術(shù)優(yōu)勢。

首先，軟交換應(yīng)用于語音長途網(wǎng)相比于傳統(tǒng)電路交換具有如下優(yōu)勢：更大的系統(tǒng)容量使得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更簡單；資源調(diào)配效率更高。軟交換設(shè)備的呼叫處理能力大于傳統(tǒng)交換機(jī)，因此在部署語音長途網(wǎng)時(shí)，可以設(shè)置更少的交換節(jié)點(diǎn)。交換節(jié)點(diǎn)的減少所帶來的優(yōu)勢是非常明顯的，最直接的好處是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得簡單，路由的配置和維護(hù)也更為容易。間接的好處還有減少了機(jī)房的占用面積，降低了傳輸資源配置的難度等等。由于軟交換網(wǎng)絡(luò)是基于分組交換的，并且實(shí)現(xiàn)了控制與承載分離，因此相對于電路交換來說對資源進(jìn)行重新調(diào)配更為簡單，效率也更高。在調(diào)整承載資源時(shí)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及信令路由等都不需要做相應(yīng)的變化。

其次，軟交換應(yīng)用于語音長途網(wǎng)，回避了這種技術(shù)在其他場景應(yīng)用所遇到的問題。第一，長途網(wǎng)軟交換不攜帶終端用戶，避免了安全攻擊、用戶資源控制等問題；第二，長途網(wǎng)不涉及城域網(wǎng)或接入網(wǎng)，而骨干IP傳輸網(wǎng)的帶寬又比較容易保障，因此也不存在QoS保障問題。

正是基于上述原因，軟交換在PSTN語音長途網(wǎng)的改造和擴(kuò)容中獲得了廣泛的應(yīng)用。

2.2 軟交換在網(wǎng)絡(luò)智能化改造中的應(yīng)用

在PSTN網(wǎng)絡(luò)智能化改造過程中使用軟交換機(jī)也是軟交換應(yīng)用的一個(gè)方向。在這種應(yīng)用中，軟交換機(jī)主要用于替代PSTN匯接局交換機(jī)。

用軟交換替代傳統(tǒng)匯接局交換機(jī)，可以為網(wǎng)絡(luò)帶來更低的維護(hù)成本。另外得益于軟交換網(wǎng)絡(luò)容量大、擴(kuò)容方便的優(yōu)勢，在今后本地網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大的情況下，在承載資源充足的前提下，只需在端局層面放置更多接入網(wǎng)關(guān)(AG)或中繼網(wǎng)關(guān)(TG)，在軟交換設(shè)備中相應(yīng)地增加處理板，對網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)沒有任何影響。

另一方面，軟交換對智能網(wǎng)的支持也使得其足以勝任這一角色。對智能網(wǎng)應(yīng)用協(xié)議(INAP)的支持已經(jīng)成為軟交換設(shè)備的一種必備能力，無論采用IP承載INAP(INAP over IP)的方式，還是通過信令網(wǎng)關(guān)(SG)進(jìn)行信令轉(zhuǎn)接的方式，軟交換都可以很容易地實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)智能網(wǎng)設(shè)備的對接，同時(shí)軟交換本身還可以具備業(yè)務(wù)交換點(diǎn)(SSP)的功能。

當(dāng)然，正如前面討論軟交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)部分中提及的，軟交換在應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)智能化改造時(shí)，可能需要支持外置的用戶簽約屬性集中數(shù)據(jù)庫，因?yàn)槭褂猛庵玫暮灱s屬性數(shù)據(jù)庫是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能化業(yè)務(wù)觸發(fā)的主流方式。

3 軟交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的發(fā)展

盡管軟交換的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)并沒有形成一整套的國際標(biāo)準(zhǔn)，但是在軟交換技術(shù)的發(fā)展過程中逐步形成了相對統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中主要包括軟交換機(jī)、媒體網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)、媒體服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器等設(shè)備。軟交換的架構(gòu)應(yīng)該說是非常成熟和穩(wěn)定的，但是隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展以及對服務(wù)質(zhì)量增長的需求，人們對這個(gè)構(gòu)架提出了新的要求。其中，引入業(yè)務(wù)接入控制設(shè)備就是變化之一。IP地址，這樣能夠有效地防止非法攻擊和非法建立連接；另外，所有媒體流都必須通過SAC轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效地控制用戶對帶寬資源的占用，并實(shí)現(xiàn)對媒體流的監(jiān)控。

在原有的軟交換架構(gòu)下，用戶之間的媒體流建立是不受控的，通信雙方以及用戶與核心交換設(shè)備之間相互暴露IP地址，這就可能導(dǎo)致非法攻擊、盜用帶寬以及非法建立連接等一系列問題。業(yè)務(wù)接入控制設(shè)備(SAC)主要部署于軟交換核心網(wǎng)絡(luò)與接入網(wǎng)絡(luò)之間，主要包括信令流代理、媒體流代理、地址翻譯、資源控制、媒體流監(jiān)控和管理等功能。增加SAC設(shè)備后，軟交換核心設(shè)備的IP地址對于終端用戶來說不可見，通信雙方也無法看到對方的

增加SAC設(shè)備可能引起軟交換架構(gòu)的另一種變化，就是將用戶的鑒權(quán)認(rèn)證功能從軟交換設(shè)備中分離出來，形成獨(dú)立的鑒權(quán)、認(rèn)證、計(jì)費(fèi)(AAA)服務(wù)器。這是由于SAC設(shè)備也需要訪問AAA服務(wù)器，檢查用戶的鑒權(quán)信息，內(nèi)置于軟交換設(shè)備中難以滿足這種需求。AAA服務(wù)器保存用戶接入層面的計(jì)費(fèi)、認(rèn)證和鑒權(quán)信息，并負(fù)責(zé)密鑰的分發(fā)和管理，同時(shí)AAA服務(wù)器還要保存和軟交換用戶相關(guān)的信息，如位置信息或IP地址信息等。

事實(shí)上，還有一個(gè)爭論點(diǎn)，就是軟交換是否需要支持外置的用戶簽約屬性集中數(shù)據(jù)庫。這種需求來源于固網(wǎng)智能化改造。外置用戶簽約屬性集中數(shù)據(jù)庫主要用于觸發(fā)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)。如果用戶簽約屬性數(shù)據(jù)庫外置，并且與AAA服務(wù)器合設(shè)，這個(gè)集中數(shù)據(jù)庫在網(wǎng)絡(luò)中的功能定位就非常相似于IMS中的HSS了，所不同的是兩種網(wǎng)絡(luò)采用不同的鑒權(quán)、認(rèn)證算法，另外HSS保存的是適用于SIP的初始過濾規(guī)則，而用戶簽約屬性數(shù)據(jù)庫保存的是以碼號前綴形式保存的智能網(wǎng)觸發(fā)規(guī)則。

SAC、AAA服務(wù)器、外置用戶簽約屬性數(shù)據(jù)庫等功能實(shí)體的引入，無疑會(huì)提高軟交換網(wǎng)絡(luò)的安全性和業(yè)務(wù)靈活性，可能是軟交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的發(fā)展方向。但是由于現(xiàn)在電信網(wǎng)設(shè)備制造商的開發(fā)重心已經(jīng)向IMS網(wǎng)絡(luò)遷移，對軟交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的繼續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了不利影響。

4 軟交換業(yè)務(wù)的發(fā)展

在軟交換剛剛流行的時(shí)候，人們曾經(jīng)希望軟交換支持所有可以預(yù)見到的業(yè)務(wù)，包括語音業(yè)務(wù)、視頻多媒體業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等。隨著時(shí)間的推移以及IMS的出現(xiàn)，人們應(yīng)該更理性地對待軟交換所支持的業(yè)務(wù)。

軟交換的業(yè)務(wù)應(yīng)該首先定位于對傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)的繼承。這些業(yè)務(wù)包括：傳統(tǒng)的長途話音業(yè)務(wù)、傳統(tǒng)的C5端局本地話音業(yè)務(wù)、各種公共交換電話網(wǎng)(PSTN)的補(bǔ)充業(yè)務(wù)，以及傳真、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)接入、調(diào)制解調(diào)器(Modem)接入等基本的窄帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

軟交換的業(yè)務(wù)還可以在傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上進(jìn)行增強(qiáng)和擴(kuò)充。比如同樣是呼叫前轉(zhuǎn)類業(yè)務(wù)，在軟交換上可以實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的功能，只需要借助媒體服務(wù)器或者軟交換上的媒體資源處理板，就可以很容易地實(shí)現(xiàn)語音的混音，因此會(huì)議電話業(yè)務(wù)一般都成為了軟交換業(yè)務(wù)中的標(biāo)準(zhǔn)配置。

最后，在軟交換網(wǎng)絡(luò)中還可以適當(dāng)引入一些IP多媒體類業(yè)務(wù)，例如基于SIP的點(diǎn)對點(diǎn)可視電話。雖然基于SIP的業(yè)務(wù)更多地會(huì)在IMS中實(shí)現(xiàn)，但是對于同樣支持SIP的軟交換而言，提供某些基本的SIP業(yè)務(wù)非常容易，所增加的成本也不高。

結(jié)束語

軟交換的發(fā)展中，軟交換應(yīng)該主要定位于繼承傳統(tǒng)的話音業(yè)務(wù)，同時(shí)可以適當(dāng)?shù)匕l(fā)展一些基本的IP多媒體業(yè)務(wù)。在此定位的基礎(chǔ)上，軟交換仍然可以在PSTN長途網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)智能化改造等方面獲得大量的應(yīng)用。同時(shí)，基于業(yè)務(wù)發(fā)展及服務(wù)質(zhì)量提高的需求，軟交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也將不斷向前發(fā)展。總之，只要人們理性地看待軟交換，并以實(shí)用為原則，即使在IMS已經(jīng)大行其道的今天，軟交換仍然能夠獲得足夠的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

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