探索推動網(wǎng)絡(luò)前進的軟交換技術(shù)

左飛飛

一、軟交換技術(shù)是什么

軟交換是電路交換網(wǎng)向分組網(wǎng)演進的核心設(shè)備，是下一代網(wǎng)絡(luò)（以下簡稱NGN）的重要組成部分。它獨立于底層承載協(xié)議，主要完成呼叫控制、媒體網(wǎng)關(guān)接入控制、資源分配、協(xié)議處理、路由選擇、認證和計費等功能，可以向用戶提供現(xiàn)有電路交換所能提供的所有業(yè)務(wù)以及多樣化的第三方業(yè)務(wù)。

運營商及企業(yè)級用戶對NGN的關(guān)注與討論正順應(yīng)了這種市場發(fā)展趨勢。雖然對其表述有所不同，但大體已達到以下共識：1.NGN將基于分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和統(tǒng)一的IP協(xié)議，即使對IP分組技術(shù)持保守看法的人們也都同意在未來幾年里融合的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將成為電信運營商的核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，沒有人再對IP技術(shù)作為電信運營商NGN基礎(chǔ)骨干業(yè)務(wù)平臺提出異議。NGN將意味著各種業(yè)務(wù)和應(yīng)用的傳輸技術(shù)完全向分組、寬帶IP邁進和融合，智能光技術(shù)、DWDM技術(shù)和高速路由與分組交換技術(shù)將被充分利用;2.NGN將提供綜合開放的整體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架體系，其發(fā)展目標(biāo)是采用統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合各個應(yīng)用網(wǎng)并實現(xiàn)端到端多媒體業(yè)務(wù)融合。NGN網(wǎng)將使各業(yè)務(wù)網(wǎng)——無線網(wǎng)與有線網(wǎng)、固定網(wǎng)與移動網(wǎng)、話音網(wǎng)與數(shù)據(jù)網(wǎng)統(tǒng)一于共同的傳輸基礎(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺。

簡單來說，軟交換是隨IP網(wǎng)和ATM網(wǎng)的發(fā)展而產(chǎn)生的，并可根據(jù)軟交換在網(wǎng)絡(luò)中所處的位置和服務(wù)的終端將其分為兩類，即固定軟交換和移動軟交換。固定軟交換是指軟交換設(shè)備作為現(xiàn)有固定電話網(wǎng)的下一代核心交換設(shè)備服務(wù)于固定電話用戶;移動軟交換是指軟交換設(shè)備作為移動端局MSC（Mobile Switching Center，移動交換中心）服務(wù)于移動用戶，可直接對HLR（Home Location Register，負責(zé)移動用戶管理的數(shù)據(jù)庫）等進行訪問，因此，移動軟交換不僅具備固定軟交換的功能，同時還具有移動性管理等功能。當(dāng)軟交換僅作為移動匯接局使用時，其功能同固定軟交換。

綜合業(yè)界的看法，從廣義上講，軟交換概念是指以軟交換設(shè)備為控制核心的下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）;從狹義上講，軟交換特指位于NGN控制平面的軟交換設(shè)備。軟交換設(shè)備（Soft Switch）曾被稱為呼叫服務(wù)器（Call Server）、呼叫代理（Call Agent）或媒體網(wǎng)關(guān)控制器（Media Gateway Control），是在VoIP體系中把呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)中分離出來，通過服務(wù)器上的軟件實現(xiàn)基本呼叫控制功能。1999年后，軟交換設(shè)備這一名詞被業(yè)界普遍認可，成為最后的通用概念。

順應(yīng)固定和移動融合以及整個電信網(wǎng)全IP化演進的趨勢，第三代移動通信（3G）網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展在很多方面應(yīng)用了NGN技術(shù)。2000年前后，3GPP制訂WCDMA R4階段規(guī)范時，首次把NGN提出的軟交換概念引入移動核心網(wǎng)。從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、接口協(xié)議、業(yè)務(wù)以及業(yè)務(wù)開發(fā)等方面看，3G與NGN的發(fā)展是協(xié)調(diào)一致的。而在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上，NGN和3G都提出了承載和控制分離的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu);3G與NGN所采用的接口協(xié)議很多都是一致的，包括BICC、SIP/SIP-T、H.248/MEGAO和SIGTRAN，因此，二者在業(yè)務(wù)層面和架夠上均是統(tǒng)一的，相似的業(yè)務(wù)可以同時構(gòu)建在NGN和3G之上。從廣義上講，NGN包括了固定和無線領(lǐng)域，WCDMA R4和R5及其后續(xù)階段都屬于NGN構(gòu)架。

基于軟交換技術(shù)的商用組網(wǎng)方式

二、曾被混淆的軟交換機基礎(chǔ)概念

軟交換機作為基于商用硬件平臺，采用開放、標(biāo)準(zhǔn)、多協(xié)議和可運營管理的技術(shù)代表，將成為NGN中重要而關(guān)鍵的系統(tǒng)和設(shè)備技術(shù)之一。然而，現(xiàn)階段國內(nèi)具有一定規(guī)模的軟交換機組網(wǎng)和實踐還不多見，有關(guān)軟交換機的討論和實踐還僅停留在局部和個體技術(shù)的概念層面上。盡管軟交換機是目前關(guān)于NGN討論的熱點，然而人們對其概念仍有些似是而非。它究竟屬于什么層面？軟交換機與IP電話和NGN的關(guān)系究竟是什么？

據(jù)國際Softswitch論壇ISC的定義，Softswitch是基于分組網(wǎng)利用程控軟件提供呼叫控制功能的設(shè)備和系統(tǒng)。據(jù)此定義，Softswitch是典型的為分組網(wǎng)的語音目的而設(shè)計的技術(shù)實踐手段。這一定義也說明，Softswitch借用了傳統(tǒng)電信領(lǐng)域PSTN網(wǎng)中的“硬”交換機Softswitch的概念，所不同的是強調(diào)其基于分組網(wǎng)和呼叫控制與媒體傳輸承載相分離的含義。Softswitch是NGN中的重要組成部分，但它更多的是關(guān)注呼叫控制功能的設(shè)備和系統(tǒng)，其本身并不能構(gòu)成特別的整體組網(wǎng)技術(shù)機制和網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)。但是為什么這樣一個單純的概念會使人疑惑呢？問題的原因之一可能在于許多人習(xí)慣將Softswitch直譯為“軟交換”?！败浗粨Q”這個翻譯術(shù)語含義不夠明晰，容易給人造成一種邏輯錯覺。單從字面上看較難使人理解它究竟是設(shè)備系統(tǒng)概念還是體系概念。我國電信業(yè)歷來將名詞屬性的Switch譯為交換機，而將動名詞屬性的Switching譯為“交換”。那么為何在此破例﹖更為麻煩的是，這樣一來，中文將難以辨別“Switching”和“Softswitch”的區(qū)別。所以，筆者認為為學(xué)術(shù)研討的嚴肅性我們應(yīng)該將Softswitch更為確切地譯為軟交換機。在正式的書面語中，應(yīng)明確避免將“軟交換”當(dāng)作軟交換機的一種簡稱。

盡管NGN的目標(biāo)是將語音、數(shù)據(jù)、視頻業(yè)務(wù)逐漸融合演變成為集多種業(yè)務(wù)于IP網(wǎng)絡(luò)之上，但是它面臨的根本挑戰(zhàn)仍在于尋求成熟的、可大規(guī)模運營管理的IP電話技術(shù)。因為，語音是運營商最普及、最基本和最重要的業(yè)務(wù)，其市場涵蓋的范圍最廣，其商業(yè)收入的影響遠比其他業(yè)務(wù)更大。經(jīng)過近百年的發(fā)展，傳統(tǒng)的PSTN技術(shù)（公共交換電話網(wǎng)絡(luò)）和TDM網(wǎng)（Time Division Multiplexing，時分復(fù)用模式）為運營商的語音業(yè)務(wù)提供了成熟的經(jīng)營模式和品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)IP網(wǎng)絡(luò)原本是為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而設(shè)計的，而語音是時間敏感性的業(yè)務(wù)，在數(shù)據(jù)IP網(wǎng)絡(luò)中提供大規(guī)模語音業(yè)務(wù)的IP電話技術(shù)是任何運營商在向NGN過渡過程中所面臨的首要挑戰(zhàn)。

軟交換機基本上是為在IP網(wǎng)上實現(xiàn)PSTN交換機的功能所特別設(shè)計的。傳統(tǒng)PSTN網(wǎng)的交換機是垂直、封閉和私有的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，軟交換機是以呼叫控制與媒體相分離的、基于標(biāo)準(zhǔn)的、開放的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。除此之外，軟交換機與PSTN的“硬”交換機還有許多共同的屬性。比如說，它們都是相對集中控制和管理的系統(tǒng)設(shè)備，其系統(tǒng)中保存了所有面向用戶的數(shù)據(jù)及其呼叫狀態(tài)信息。這一點使得軟交換機受到電信運營商的特別重視，因為只有這樣才能滿足電信運營要求對IP分組網(wǎng)的端點接入和與PSTN互通互連實施有效的呼叫業(yè)務(wù)控制和運維管理。所以說，軟交換機是NGN中IP電話技術(shù)的一種重要實現(xiàn)手段。

應(yīng)用在電信運營中的軟交換

另外，盡管軟交換機支持智能端點、視頻端點和多媒體端點的接入，但并不意味著所有的語音、數(shù)據(jù)、視頻業(yè)務(wù)都得集中在軟交換機上完成實現(xiàn)。理論上講，即使存在著這種設(shè)備的可能性也完全沒有必要這樣做，因為這種系統(tǒng)不具備任何優(yōu)勢，反而存在著一系列整體架構(gòu)上的缺陷。事實上，軟交換機的核心設(shè)計集中在各種業(yè)務(wù)的呼叫控制功能和一定程度上的端點能力的管理。舉例來說，軟交換機并不直接提供任何形式的IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);軟交換機可以支持視頻端點業(yè)務(wù)，但視頻會議的控制功能并不由軟交換機直接提供，而是通過互聯(lián)到其他應(yīng)用服務(wù)器來實現(xiàn)。

通過統(tǒng)一的、基于IP的傳輸基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，可以將呼叫控制設(shè)備（軟交換機為主），配合其他的IP技術(shù)和數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)構(gòu)造一個系統(tǒng)來支持多媒體和其他智能業(yè)務(wù)。我們可以將這樣的系統(tǒng)稱為軟交換機系統(tǒng)。廣義來講，軟交換機系統(tǒng)是呼叫、媒體和業(yè)務(wù)控制多種邏輯功能實體的集合。它提供包括電話終端、智能終端、多媒體終端業(yè)務(wù)的呼叫控制、連接以及部分其他業(yè)務(wù)功能。這樣的軟交換機系統(tǒng)可以用于NGN控制、管理業(yè)務(wù)接入和PSTN網(wǎng)絡(luò)邊緣的局端設(shè)備。通過這種方式，多種與呼叫控制相關(guān)的業(yè)務(wù)可以統(tǒng)一集成在這個系統(tǒng)中管理、運營。但這樣的軟交換機系統(tǒng)內(nèi)部仍將采用多個分布式的子系統(tǒng)模式，以便在集成的系統(tǒng)中靈活地提供包括語音在內(nèi)的智能和多媒體業(yè)務(wù)的應(yīng)用。

所以從由軟交換機所提供的電話業(yè)務(wù)和其技術(shù)特征來看，軟交換機是NGN體系中一個重要的組成部分，但并沒有提供任何整套網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的根本創(chuàng)新。

三、軟交換機在NGN中的作用

軟交換機是下一代網(wǎng)各種業(yè)務(wù)中提供呼叫控制的重要設(shè)備和系統(tǒng)，然而軟交換機并不是下一代網(wǎng)的全部。軟交換機作為下一代網(wǎng)呼叫控制的重要組成部分仍需要與其他關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備相輔相成，協(xié)同開展更豐富的視頻和多媒體業(yè)務(wù)。

軟交換機技術(shù)是下一代網(wǎng)中的非常重要而關(guān)鍵的語音業(yè)務(wù)匯聚節(jié)點技術(shù)之一。毫無疑問，我們應(yīng)該給予特別的重視和關(guān)注。但軟交換機的技術(shù)特征本身并不提供唯一的直接核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。此外，在概念上“軟交換是下一代網(wǎng)的核心”這個提法將帶來一些基本命題上的混淆和邏輯上的困惑。下一代網(wǎng)的核心技術(shù)應(yīng)該從根本上包括支持語音、數(shù)據(jù)、視頻業(yè)務(wù)等各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制。軟交換機本身只是局部的設(shè)備系統(tǒng)而并不具有全面網(wǎng)絡(luò)體制架構(gòu)的特征。軟交換機本身不直接提供IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。軟交換機可以通過呼叫控制模式和功能的擴展支持視頻和多媒體端點業(yè)務(wù)，但軟交換機仍需要與其他關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備來協(xié)同開展更豐富的視頻和多媒體業(yè)務(wù)。軟交換機技術(shù)主要是為集中的呼叫控制功能而設(shè)計的。除了軟交換機技術(shù)，下一代網(wǎng)還將依賴于其他已有的IP技術(shù)和其他應(yīng)用技術(shù)來支持語音、數(shù)據(jù)、視頻等多種業(yè)務(wù)。

在技術(shù)上“軟交換是下一代網(wǎng)的核心”這個提法往往容易導(dǎo)致人們寄一切下一代網(wǎng)的期望于軟交換機設(shè)備，進而以軟交換機為核心來思考構(gòu)造所謂的下一代網(wǎng)，使得有關(guān)下一代網(wǎng)的討論和實踐長期僅停留在初級、局部、小規(guī)模和個體設(shè)備系統(tǒng)技術(shù)的概念層面上，從而陷入將軟交換機的局部結(jié)構(gòu)作為下一代網(wǎng)的總體網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的無解之惑。

軟交換機是下一代網(wǎng)中語音/數(shù)據(jù)/視頻業(yè)務(wù)的呼叫控制、媒體控制和業(yè)務(wù)提供與分配系統(tǒng)的重要組成部分。下一代網(wǎng)不僅需要軟交換機作為局部結(jié)構(gòu)和范疇的技術(shù)實驗，更需要其作為整個IP電話網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)的一部分與H.323技術(shù)和SIP技術(shù)等多種技術(shù)相融合的商業(yè)實踐。許多軟交換機與運營管理相關(guān)的其他問題也都需要通過IP電話網(wǎng)絡(luò)的運營實施來驗證。軟交換機的小規(guī)?；蛟囼炇抑械脑囼炓饬x非常有限。因為小網(wǎng)的試驗?zāi)Ｊ讲灰欢ㄟm合于做電信IP大網(wǎng)，試驗室的小網(wǎng)試驗結(jié)果并不一定完全說明電信IP大網(wǎng)的問題。所以只有在大型生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中進行IP電話應(yīng)用的試驗結(jié)果才能對下一代網(wǎng)的發(fā)展起根本性的推動作用。

軟交換機在走向與IP電話網(wǎng)大規(guī)模的融合并使之具備擴展性、可靠性和可運營性的路上還會面臨挑戰(zhàn)。電信運營商和電信設(shè)備商應(yīng)該達成共同一致的遠見和合作，從而合力來推進軟交換機正確觀念的深入和普及，鼓勵從不同角度探索軟交換機實踐的創(chuàng)意模式，倡導(dǎo)軟交換機作為新的工具和手段來驅(qū)動新的業(yè)務(wù)模式、建立新的市場機制。但同時必須踏實地解決技術(shù)走向市場過程中面臨的問題和挑戰(zhàn)，使技術(shù)服務(wù)于電信運營商的業(yè)務(wù)需求和商業(yè)動機，從而引導(dǎo)整個產(chǎn)業(yè)始終堅持技術(shù)面向業(yè)務(wù)、面向用戶和面向商業(yè)模式的原則，使軟交換機技術(shù)為中國電信運營商走向下一代網(wǎng)絡(luò)、增強競爭力提供最全面和系統(tǒng)的保證。