軟交換網絡的體系結構與協議探析

張建宏

[摘要]軟交換技術是下一代網絡中的核心技術,利用軟交換技術,最大限度保護現有電信網絡的投資,促進電信網絡向下一代網絡(NGN)平滑演進。介紹軟交換網絡的體系結構,探討軟交換網絡內部接口協議標準及軟交換主要功能。

[關鍵詞]軟交換技術NGN接口協議及標準

中圖分類號:TP3 文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0820073-01

一、軟交換網絡的體系結構

以軟交換技術體系構建的NGN采用分層思想,將網絡體系分為4層,業務層、控制層、核心傳送層、邊緣接入層,

層與層之間采用標準的接口相連。

1.邊緣接入層:主要是指與現有網絡相關的各種網關或終端設備,其包括:SG完成電路交換網和分組交換網之間的No.7信令的轉換,將No.7信令利用分組交換網絡傳送;TG,在軟交換控制下,完成媒體流轉換等功能,主要用于中繼(No.7信令)接入;AG,在軟交換控制下,完成媒體流轉換和非No.7信令處理等功能,主要用于終端用戶/PBX接入、無線基站接入和中繼(非No.7信令)接入;NAS網絡接入服務器,如現有網絡中的撥號接入服務器等;H.323GW:H.323網關,在軟交換控制下,實現將現有的VoIP網絡融和到軟交換體系架構的NGN體系中:IPPBX:支持IP協議的用戶PBX;MSAG:完成局端的數據、語音、圖像等多媒體業務的綜合接入和交換等功能;IAD:完成用戶端數據、語音、圖像等多媒體業務的綜合接入功能;WAG:無線接入網關。

2.核心傳送層:基于IP/ATM的分組交換網絡,就是承載層。軟交換體系網絡通過不同種類的媒體網關將不同種類業務媒體轉換成統一格式的IP分組或ATM信元,利用IP路由器或ATM交換機等骨干傳輸設備,由分組交換網絡實現傳輸。

3.控制層:架構的核心,主要是軟交換控制設備,功能包括地址解析/路由功能、業務提供功能、網關計費功能、業務交換功能(SSF)、呼叫控制功能、互通功能等,詳見軟交換設備功能結構圖。

4.業務應用層:面向用戶提供各種應用和服務的設備,其中包括:策略服務器,完成策略管理的設備;應用服務器,利用軟交換提供的應用編程接口,通過提供業務生成環境,完成業務創建和維護功能;AAA服務器,驗證、鑒權、計費服務器:數據庫,提供網絡運行所需的各數據庫;SCP,業務控制點,方便將現有的智能網業務平滑移植到NGN中。

二、軟交換網絡內部接口協議及標準

軟交換的協議標準包括媒體接入平面、傳輸服務平面、控制平面和業務平面等層次結構的各種協議標準。

1.SIP協議。SIP協議用于軟交換設備與應用服務器之間;或軟交換設備與應用網關之間以便訪問第三方應用;或實現軟交換設備與軟交換設備之間的互通:應用服務器/應用網關和媒體服務器之間的接口也可采用SIP協議。2.INAP協議。當應用服務器支持來自軟交換設備的智能呼叫時,應用服務器與軟交換設備之間采用INAP協議;應用服務器/應用網關和信令網關之間的接口也采用INAP協議,應用服務器/應用網關通過信令網關與現有智能網的SSPIIP等設備互通,通過INAP協議向軟交換用戶提供智能網業務。3.BICC協議。軟交換設備之間的互通協議,BICC協議提供了支持獨立于承載技術和信令承載技術的窄帶ISDN業務,BICC協議屬于應用層控制協議,可用于建立、修改和終結呼叫。4.信令傳送協議。軟交換設備與信令網關之間使用信令傳送協議SIGTRAN,在IP網絡傳送No.7信令的高層信令信息(TUP/ISUPISCCP)。

三、軟交換主要功能分析

(一)業務提供功能。軟交換能夠提供PSTN/ISDN交換機提供的業務,包括話音業務、補充業務和多媒體業務等,可以與現有智能網配合提供現有智能網提供的業務;可以與第三方合作,提供多種增值業務。

(二)業務交換功能。業務交換功能與呼叫控制功能相結合提供了呼叫控制功能和業務控制功能CSCF)之間進行通信所要求的一組功能。業務交換功能主要包括:業務控制觸發的識別以及與SCF間的通信;管理呼叫控制功能和SCF之間的信令;按要求修改呼叫/連接處理功能,在SCF控制下處理IN業務請求;業務交互作用管理等。

(三)協議處理功能。軟交換是一個開放的、多協議的實體,因此必須采用標準協議與各種媒體網關、終端和網絡進行通信,這些協議包括:H.248,SCTP、ISUP,TUP,1NAP,H.323,Radius,SNMP.SIP,MGCP,BICC(與承載無關的呼叫控制)、ISDN等。

(四)其他功能。1.互通功能軟交換可以通過信令網關實現分組網與現有七號信令網的互通;通過信。令網關與現有智能網互通,為用戶提供多種智能業務;允許SCF控制VoIP呼叫且對呼叫信息進行操作(如號碼顯示等);軟交換可以通過軟交換中的互通模塊,采用H.323協議實現與現有H.323體系的IP電話網的互通;采用SIP協議實現與未來SIP網絡體系的互通;軟交換可以與其他軟交換設備互通互連,它們之間的協議可以采用SIP或BICC;軟交換提供IP網內H.248終端、SIP終端和MGCP終端之間的互通。2.統一的資源控制和管理。NGN的目標是要實現電路交換網絡和IP網絡的融合以及業務的互通,這就要求必須具體考慮如何實現中繼電路資源和IP媒體的控制和管理。軟交換提供資源管理功能,對系統中的各種資源進行集中的管理,如資源的分配、釋放和控制等。以ISUP和SIP的互通為例,ISUP僅提供電路資源,它對電路資源的描述和控制較簡單;而SIP中則由SDP協議進行完善和相對復雜的管理,軟交換能夠實現這些資源的統一控制和管理。3.計費功能。軟交換具有采集詳細話單及復式計次功能,并能夠按照運營商的需求將話單傳送到相應的計費中心。當使用記賬卡等業務時,軟交換應具備實時斷線的功能。4.語音處理功能。軟交換可以控制媒體網關采用語音壓縮,并提供可以選擇的語音壓縮算法,控制媒體網關采用回聲抵消技術,可以向媒體網關提供語音包緩存區的大小,以減少抖動對語音質量帶來的影響。

參考文獻:

[1]強磊,基于軟交換的下一代網絡組網技術,人民郵電出版社,2005.

[2]石友康,軟交換技術標準研究進展,電信科學,2004.

[3]王文鼎,軟交換技術與協議,人民郵電出版社,2002.