软交换技术与应用

摘要: 传统的电路交换电话网给用户提供的各项业务都直接与交换机有关,业务和控制都由交换机来完成。新业务的增加,需要先修订标准,并对交换机进行改造,致使新业务开发周期长、成本高。基于软交换(Softswitch)技术的下一代网络(NGN),为解决上述问题提供一个全新的思路。

关键词:软交换 通信 网络

一、软交换技术

1、软交换概念

自1997年首次提出,很快便得到了业界的广泛重视和认同。作为下一代网络NGN的核心,软交换彻底实现了交换、路由与业务功能提供相分离。

软交换技术区别于传统电信网的电路“硬”交换,是基于包交换网络(主要指IP网),以软件来实现交换与呼叫控制管理的一门新的电信网络技术,它是NGN的核心。我国信息产业部电信传输研究所对软交换的定义是:软交换是网络演进以及下一代分组网络的核心设备之一,它独立于传输网络,主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能,同时还可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务,并向第三方提供可编程能力。

2、软交换体系的架构特点

软交换体系的架构特点如下:(1)软交换体系是基于统一标准的分组交换网络平台。(2)软交换体系是具有开放性的分布式体系,软交换体系将传统交换机的功能模块分离成独立的网络部件,各个部件独立发展,实现业务与控制分离,传送与接入分离;标准接口协议使不同厂家设备之间能够互通,运营商可根据业务需求采用不同厂家的部件进行组网。(3)软交换体系具有强大的业务提供能力。软交换体系同时支持语音、数据、视频等多类业务;能快速的提供业务;提供开放的API接口实现与外部应用平台的互通,使第三方能够快速、灵活、有效的提供业务。由上可知,软交换的基本含义就是将呼叫控制功能从媒体网关(传输层)中分离出来,通过软件实现基本呼叫控制功能,包括呼叫选路、管理控制、连接控制(建立/拆除会话)和信令互通,进而实现呼叫传输与呼叫控制的分离,为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面。其主要设计思想是业务/控制与传送/接入分离,各实体之间通过标准的协议进行连接和通信,以便在网上更加灵活地提供业务。

3、软交换主要功能

软交换的主要功能有:①网关接人功能;②呼叫控制和处理功能;③业务提供功能;④互通功能;⑤操作维护功能。除这5项主要功能之外,软交换的功能还应包括可以提供接人认证与授权、地址解析和宽带管理功能以及计费功能等。

二、软交换技术应用优势分析

1、优化网络结构

传统模式下,交换机数据的配置和管理非常复杂,话路和信令路由的配置和交换机数量的平方成正比,网络调整和扩容困难。而且新增端局将带来全国性的端局数据配置和调整,随着局点数量增加,工作强度和复杂程度逐年递增。而软交换模式下,由于具备IP端到端的寻址能力,使核心交换网具备扁平组网能力,网络拓扑大大简化,而且可以实现无信令点扩容和新增端局,是网络发展的趋势。

2、降低投资成本

软交换系统可以承载在LAN、WLAN、CATV、ATM等数据网络上,甚至包括DDN、微波网络等,使运营商能够充分利用已有的网络资源。其次,终端接入方式灵活多样,可以提供TG/SG、AG、IAD、MSAG、CableIAD等各种接入,与现有的固定、移动、多媒体终端进行互通。尤其对ADSL、PHS、WLAN用户的接入,对争取现有网络的用户有很强的竞争力。

三、软交换网络管理

1、软交换路由管理

在软交换网络体系中,网关之间的媒体承载采用端到端的方式,而软交换之间的协议消息可以是端到端的,也可以在中间经过专门的汇接设备转发。因此,软交换网络路由的概念与PSTN有很大的不同,不再有直达路由和迂回路由之分,针对一个呼叫的目标局路由将只有一个,即下一跳软交换(可能是被叫所在的软交换,也可能是中间汇接软交换)。软交换网络将是一个扁平化网络,不区分长途、本地,采用蜂窝式区域本地网组网机制,蜂窝间采用路由服务器完成路由选路,其网络路由组织如图3所示。在无级网络中,软交换与路由服务器、路由服务器之间存在查询行为,因此对路由服务器而言,数据查询和数据同步是当前组网的主要技术。对于数据查询,目前主要采用的技术有SIP技术、基于X.500协议的LDAP协议、Diameter协议、TGREP协议和ENUM+DNS技术。对于数据同步,可以采用静态配置解决,但为了解决静态配置的缺陷,当前主要采用TRIP(基于IP的电话路由协议,Telephone Routing over InternetProtoco1)完成路由数据的动态更新。

2、终端漫游管理随着软终端、便携式的智能NGN终端的使用,软交换网络中终端的游牧要求也越来越突显。软交换系统本身就架构在开放的IP网上,因此对终端漫游的实现也相应地提供了便利的条件,这样看来,终端漫游的管理尤为重要。漫游业务的管理应能基于用户实现,即对每个用户指定是否可漫游,具有哪些漫游权限。用户固定IP地址接入和用户漫游是互相排斥的,目前业界通常采用限制用户漫游的管理,主要采用以下3种方式。1)软交换控制:对于SIP用户,可以通过用户号码和IP地址进行绑定;对于IAD用户,采用域名和IP地址绑定。2)定制终端:通过定制的终端,将注册需要的相关信息固化在终端中,防止用户进行漫游。3)通过边缘接入控制设备管理:BAC作为一个用户漫游的控制点,只允许某些IP地址或IP地址段接入,限制用户进行漫游。

参考文献:

[1]糜正棍.软交换组网与业务.北京:人民邮电出版社,2005(9)

[2]都志辉、陈渝、刘鹏.网格计算[M]北京:清华大学出版社,2002.(2)

[3]JoshyJoseph,CraigFellenstein,GridComputing[M].北京:清华大学出版社,2005

[4]赵慧玲.以软交换为核心的下一代网络技术[M].北京:人民邮电出版社,2002

[5]桂海源.IP电话技术与软交换.北京:北京邮电大学出版社,2004.60-150

[6]童晓渝.软交换技术与实现.成都:西南交通大学出版社,2006.50-60