淺談下一代網(wǎng)絡(luò )NGN核心技術(shù)

標簽：軟交換 NGN

隨著(zhù)通信技術(shù)的不斷發(fā)展,通過(guò)在一個(gè)公共的分組網(wǎng)絡(luò )中承載話(huà)音,數據,圖像已經(jīng)被越來(lái)越多的運營(yíng)商和設備制造商所認同。在這樣的業(yè)務(wù)驅動(dòng)和網(wǎng)絡(luò )融合的趨勢下,誕生了NGN下一代網(wǎng)絡(luò )模型,實(shí)現在分組網(wǎng)絡(luò )中,采用分布式網(wǎng)絡(luò )結構,有效承載話(huà)音、數據和多媒體業(yè)務(wù)。NGN建立在業(yè)務(wù)與下層傳送功能分離的基礎上,業(yè)務(wù)獨立于網(wǎng)絡(luò ),有效地克服了傳統電信網(wǎng)在提供新業(yè)務(wù)方面的弱點(diǎn),迎合了面向業(yè)務(wù)未來(lái)發(fā)展網(wǎng)絡(luò )的思想。軟交換技術(shù)又是下一代通信網(wǎng)絡(luò )解決方案中的焦點(diǎn)之一,軟交換概念一經(jīng)提出,很快便得到業(yè)界的廣泛認同和重視,經(jīng)過(guò)今近年的發(fā)展,軟交換技術(shù)在標準化和產(chǎn)業(yè)化方面均取得了長(cháng)足進(jìn)展,使軟交換成為下一代網(wǎng)絡(luò )NGN最為活躍和熱門(mén)的話(huà)題。

一、軟交換的概念

軟交換技術(shù)是一個(gè)能夠提供下一代分組通信——包括語(yǔ)音、寬帶和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的平臺。利用軟交換技術(shù),全球服務(wù)提供商和運營(yíng)商能夠優(yōu)化他們的網(wǎng)絡(luò ),并且能夠提供新的業(yè)務(wù)和應用來(lái)獲取新的利潤。軟交換是網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)以及下一代分組網(wǎng)絡(luò )的核心設備之一,它獨立于傳送網(wǎng)絡(luò ),主要完成呼叫控制、資源分配、協(xié)議處理、路由、認證、計費等主要功能,同時(shí)可以向用戶(hù)提供現有電路交換機所能提供的所有業(yè)務(wù),并向第三方提供可編程能力。軟交換技術(shù)就是將呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)(傳輸層)中分離出來(lái),通過(guò)軟件實(shí)現基本呼叫控制功能,包括呼叫選路、管理控制、連接控制(建立/拆除會(huì )話(huà))和信令互通,從而實(shí)現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(lái),通過(guò)標準開(kāi)放的業(yè)務(wù)接口和業(yè)務(wù)應用層相連,從而可方便地在網(wǎng)絡(luò )上快速提供新業(yè)務(wù)。

二、基于軟交換技術(shù)的網(wǎng)絡(luò )結構

軟交換的主要設計思想是業(yè)務(wù)與控制分離、承載與接入分離的思想,把傳統交換機功能實(shí)體離散分布在網(wǎng)絡(luò )之中(如圖1)。軟交換技術(shù)是一種功能實(shí)體,為軟交換網(wǎng)絡(luò )提供具有實(shí)時(shí)性要求的業(yè)務(wù)的呼叫控制和連接控制功能。

軟交換網(wǎng)絡(luò )是基于分組交換的網(wǎng)絡(luò ),在原有電路交換機的基礎上,將業(yè)務(wù)功能(業(yè)務(wù)提供)、控制功能(呼叫和信令控制)和接入功能(中繼和用戶(hù)接入)相分離,形成軟交換網(wǎng)絡(luò )的應用服務(wù)器、控制設備、信令網(wǎng)關(guān)和各種接入媒體網(wǎng)關(guān)。

軟交換網(wǎng)絡(luò )是一個(gè)可以同時(shí)向用戶(hù)提供語(yǔ)音、數據、視頻等業(yè)務(wù)的開(kāi)放網(wǎng)絡(luò )。它采用一種分層的網(wǎng)絡(luò )結構,使得組網(wǎng)更加靈活和方便。整個(gè)網(wǎng)絡(luò )被分成接入層、傳送層、控制層和業(yè)務(wù)層(如圖2),即把控制和業(yè)務(wù)的提供從媒體層中分離出來(lái)。

1. 業(yè)務(wù)應用層:主要由各類(lèi)業(yè)務(wù)應用平臺構成,包括應用服務(wù)器、數據庫、策略服務(wù)器、SCP、AAA服務(wù)器等。軟交換技術(shù)將電話(huà)交換機的業(yè)務(wù)控制模塊獨立成為一個(gè)物理實(shí)體,稱(chēng)為應用服務(wù)器(AS),主要功能是完成業(yè)務(wù)的實(shí)現,向用戶(hù)提供各種增值業(yè)務(wù)。存放業(yè)務(wù)邏輯和業(yè)務(wù)數據,并可以通過(guò)應用服務(wù)器提供API接口。

2. 控制層:主要由軟交換機設備構成。軟交換技術(shù)將電話(huà)交換機的交換模塊獨立成為一個(gè)物理實(shí)體,稱(chēng)為軟交換機(SS:SoftSwitch),SS主要功能是完成對邊緣接入層中的所有媒體網(wǎng)關(guān)的各種業(yè)務(wù)呼叫控制,并負責各媒體網(wǎng)關(guān)之間通信的控制。

3. 核心傳送層:核心傳送層實(shí)際上就是軟交換網(wǎng)的承載網(wǎng)絡(luò ),為業(yè)務(wù)媒體流和控制信息流提供統一的、保證QoS的高速分組傳送平臺,其作用和功能就是將邊緣接入層中的各種媒體網(wǎng)關(guān)、控制層中的軟交換機、業(yè)務(wù)應用層中的各種服務(wù)器平臺等各個(gè)軟交換網(wǎng)網(wǎng)元連接起來(lái)。軟交換網(wǎng)中各網(wǎng)元之間均是將各種控制信息和業(yè)務(wù)數據信息封裝在IP數據包中,通過(guò)核心傳送層的IP網(wǎng)進(jìn)行通信。鑒于IP網(wǎng)能夠同時(shí)承載語(yǔ)音、數據、視頻等多種媒體信息,同時(shí)具有協(xié)議簡(jiǎn)單、終端設備對協(xié)議的支持性好且價(jià)格低廉的優(yōu)勢,因此軟交換網(wǎng)選擇了IP網(wǎng)作為承載網(wǎng)絡(luò )。目前主要包括IP網(wǎng)和ATM網(wǎng)。

4. 邊緣接入層:主要包括各類(lèi)媒體網(wǎng)關(guān)設備、綜合接入設備(IAD)及各種終端設備。軟交換技術(shù)將電話(huà)交換機的業(yè)務(wù)接入模塊獨立成為一個(gè)物理實(shí)體,稱(chēng)為媒體網(wǎng)關(guān)(MG),MG功能是采用各種手段將各種用戶(hù)及業(yè)務(wù)接入到軟交換網(wǎng)絡(luò )中,MG完成數據格式和協(xié)議的轉換,將接入的所有媒體信息流均轉換為采用IP協(xié)議的數據包在軟交換網(wǎng)絡(luò )中傳送。

中繼媒體網(wǎng)關(guān)(TG)和信令網(wǎng)關(guān)(SG)共同完成了電話(huà)交換機的業(yè)務(wù)接入功能模塊的功能,實(shí)現了普通PSTN/PLMN電話(huà)用戶(hù)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)的接入,并將語(yǔ)音信息適配為適合在軟交換網(wǎng)內傳送的IP包。同時(shí)軟交換技術(shù)還對業(yè)務(wù)接入功能進(jìn)行了擴展,體現在A(yíng)G、IAD、MSAG、H.323 GW、WAG等幾類(lèi)媒體網(wǎng)關(guān)。通過(guò)各類(lèi)MG,軟交換網(wǎng)實(shí)現了將PSTN/PLMN用戶(hù)、H.323 IP電話(huà)網(wǎng)用戶(hù)、無(wú)線(xiàn)接入用戶(hù)的語(yǔ)音、數據、多媒體業(yè)務(wù)的綜合接入。

軟交換網(wǎng)絡(luò )各層之間采用標準的協(xié)議和接口。各層之間相互獨立,獨自發(fā)展,每層之內的技術(shù)革新不影響其他層,并且軟交換網(wǎng)絡(luò )能夠提供靈活多樣的接入方式。通過(guò)開(kāi)放的API接口可以支持運營(yíng)商、第三方業(yè)務(wù)提供商開(kāi)發(fā)新業(yè)務(wù)。

三、軟交換的功能和特點(diǎn)

1. 軟交換的功能

(1)呼叫控制功能。呼叫控制功能是軟交換的重要功能之一,它為基本呼叫的建立、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(fā)檢出和資源控制等,可以說(shuō)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的靈魂。

(2)互連互通功能。軟交換是一種開(kāi)放和多協(xié)議實(shí)體,采用標準協(xié)議與各種媒體網(wǎng)關(guān)、終端和網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通信,包括H.248、SCTP、ISUP、TUP、INAP、H.323、RADIUS、SNMP、SIP、M3UA、MGCP、BICC、PRI、BRI等。通過(guò)各種網(wǎng)關(guān)協(xié)議實(shí)現各種網(wǎng)絡(luò )互通。

(3)業(yè)務(wù)提供和交換功能。 軟交換控制媒體網(wǎng)關(guān)可以選擇語(yǔ)音壓縮算法和打包成IP包在IP網(wǎng)絡(luò )上傳輸。

(4)計費功能。具有采集詳細話(huà)單和計次表話(huà)單的功能,可根據運營(yíng)要求將話(huà)單傳送至計費中心。對于計賬卡計費業(yè)務(wù),具備實(shí)時(shí)斷線(xiàn)功能。

(5)媒體網(wǎng)關(guān)功能。軟交換控制媒體網(wǎng)關(guān)可選擇語(yǔ)音壓縮算法和打包成IP包在IP網(wǎng)絡(luò )上傳輸。

(6)資源管理功能。對系統中的各種資源進(jìn)行集中管理,如資源的分配、釋放和控制。