軟交換在3G核心網中的應用

軟交換又稱為呼叫AGENT、呼叫服務器或媒體網關控制，其最基本的特點和最重要的貢獻就是把呼叫控制功能從媒體網關中分離出來。通過服務器或網元上的軟件實現基本呼叫控制功能，包括呼叫選路、管理控制、連接控制、信令互通等。這種分離為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面，使業務提供者可以自由地將傳輸業務與控制協議結合起來，實現業務轉移。這一分離為網絡走向開放和可編程創造了條件和基礎。

1、軟交換必須具有的功能

移動軟交換是多種邏輯功能實體的集合，提供綜合業務的呼叫控制、連接以及部分業務功能，是3GPP R4及以后階段軟交換系統核心網中的電路域實時語音/數據業務呼叫、控制、業務提供的核心設備。其主要功能包括以下幾個部分:

1.1移動性管理功能

主要完成切換(包括UMTS系統內、GSM系統內以及GSM與UMTS系統間的切換)、登記和移動臺去話功能。還具有VLR功能，包括用戶數據管理、位置登記、鑒權、提供MSRN、VLR恢復、切換號碼分配、TMSI分配、清除、SuperCharger功能。

1.2安全保密功能

支持用戶鑒權、TMSI使用和用戶信息加密。

1.3呼叫控制和處理功能

移動交換服務器可以為基本呼叫的建立、維持和釋放提供控制功能，包括呼叫處理、連接控制、智能呼叫觸發檢測和資源控制等;接收來自業務交換功能的監視請求，并對其中與呼叫相關的事件進行處理;支持基本的兩方呼叫控制功能和多方呼叫控制功能。

1.4其他功能

包括協議處理、互通、資源管理、計費、認證與授權、號碼分析/地址解析、媒體控制等。

2.引入軟交換的意義

軟交換將是新一代話音網絡交換的核心。如果說傳統的電信網是基于程控交換機的網絡，那么新一代分組話音網則是基于軟交換的網絡。軟交換是新、舊網絡融合的樞紐。這主要表現在以下幾個方面:

2.1軟交換成本低

軟交換由于采用了開放式平臺，易于接收革新應用，且軟交換利用的是普遍計算機器件，其性價比每年提高80%，遠高于電路交換(每年提高20%)，可見軟交換在經濟方面有很大優勢。如圖表1示:

表1軟交換與傳統電路交換的區別

功能軟交換傳統電路交換

交換的基本方式基于軟件基于電路

設備控制策略化、集中維護靜態

體系結構開放式結構封閉的

交換媒體類型話音、

數據、視頻主要是語音

靈活性較高低

第3方業務能力較高難以實現

2.2開放智能業務不需對所有核心網網元升級

在2G、2.5G中，由于MSC是單個網元，無論是業務功能升級/部署還是媒體交換能力升級都需要升級MSC。經過升級的MSC要把呼叫控制移交給移動智能網(IN)節點——業務控制點SCP，由SCP執行業務邏輯。這樣導致業務提供成本高，MSC實時處理代價高，軟件成本高。而在軟交換的3GPP R4架構中，媒體網關和MSC服務器的分離使得它們各自可以獨立的進行工程實施、擴容和布局。由于業務升級遠多于媒體交換能力升級，而采用軟交換后，R4中的MSC服務器數量遠小于媒體網關的數量，這將帶來大量軟件升級費用的節省。

2.3軟交換可以提高網絡的可靠性

軟交換將以前的電路交換的核心功能進行分類，將功能以功能軟件的形式分配到分組網絡的骨干網中。這種分門別類的分布式結構是可編程的，并對服務供應商和第三方特性開發商是開放的。由于所有的功能都以標準的計算機平臺為基礎，可以很容易地實現網絡的可伸縮性和可靠性。

3、國際軟交換技術的發展狀況

隨著通信技術的飛速發展和電信市場的逐步開放，電信業的一個最重要的發展趨勢就是業務運營和網絡運營的分離，由網絡運營商提供可靠、高效的基礎承載平臺，由業務提供商提供各種應用，他們與設備制造商足鼎立，共同推動了電信業的繁榮和進步。軟交換技術是新一代網絡的核心技術，軟交換思想吸取了TP、ATM、IN和TDM 等眾家之長，形成分層、全開放的體系架構，作為新一代網絡的發展方向，軟交換不但實現了網絡的融合，更重要的是實現了業務的融合。

目前，歐洲電信運營商對于軟交換的發展和應用大體上采用比較務實和謹慎的態度，運營商部是根據自身網絡的實際情況和業務的發展來采取對策。德國電信聚焦海外市場，積極開拓國際IP網的話音業務，并在新技術投入使用之前，注重新技術和新設備的試驗和評估。

4、軟交換在3G核心網中的優勢

4.1分布式組網節省投資成本

傳統電路交換網利用集中的MSC在RAN和PSTN之間完成話音交換，存在布點多，運行成本和運行維護人員成本高的問題。運營商為解決這個問題，大多建設大型、集中的MSC，其代價是要建設來自各城市RAN的回程話音電路。由于多數呼叫是本地的，這就造成電路迂回，從本地RAN到MSC，又從MSC到本地PSTN。

4.2提供更多接入方式選擇

3G標準都不是基于全IP的網絡，比如CDMA2000是基于ANSI-41;WCDMA 99/TD-SCDMA是基于傳統的GSM、R4軟交換的承載和控制分離方式，而直到R5引入了IMS才實現全IP的核心網。顯然全IP的核心網絡也是3G發展的方向，采用基于全IP的核心網不但可以與無線接入方式獨立地發展，還可以支持包括WiFi、WiMAX、WCDMA等多種無線接入方式。在3G的R6中已經開始把WLAN和3G一同考慮了。WiFi/WiMAX和3G不同的承載特性(吞吐量、延時QoS、對稱性等)為用戶享受語音、數據、多媒體業務提供更多的接入方式選擇。

4.3引入競爭

在3G組網中，如果采用軟交換的架構，就可以很好的將具有獨到技術優勢的專業公司引入到設備的競爭中來。如可以將微軟在軟件方面的優勢引入業務服務器設備領域，將Intel在硬件方面的優勢引入媒體網關設備領域這對于提高設備性能，降低運營商建網成本，促進業務發展具有重大意義。

4.4 增強網絡可靠性

在實際網絡運營中，有這樣的矛盾:軟件的故障遠多于硬件的故障;硬件成本又遠大于軟件成本;軟件故障的影響遠大于硬件故障的影響。在R99組網中，合一的設備實體使得想通過設備冗余提高網絡可靠性是不可能的。應用軟交換技術后，可以通過設置N+I冗余業務服務器的方式低成本的提高網絡的可靠性。

5、結束語

軟交換主要處理數據、語音和多媒體等實時業務，是新一代網絡的核心部分。但是軟交換這種新技術需要很長一段時間來進行完善，協議尚未兼容以及業務不明朗等一列問題還需要在軟交換技術的不斷發展中去進一步解決。通過上面的論述，我們可以看到在3G核心網中采用軟交換給無線運營商帶來了很大益處。從業界情況看，國內外運營商在商用中絕大部分已經大規模采用軟交換技術，相信隨著3G技術的發展，軟交換技術和設備的成熟，在3G核心網中將給運營商帶來更多好處。