淺談下一代網(wǎng)絡(luò)NGN核心技術(shù)

標(biāo)簽：軟交換 NGN

隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展,通過在一個公共的分組網(wǎng)絡(luò)中承載話音,數(shù)據(jù),圖像已經(jīng)被越來越多的運(yùn)營商和設(shè)備制造商所認(rèn)同。在這樣的業(yè)務(wù)驅(qū)動和網(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(xiàn)在分組網(wǎng)絡(luò)中,采用分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),有效承載話音、數(shù)據(jù)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(chǔ)上,業(yè)務(wù)獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò),有效地克服了傳統(tǒng)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(rèn)同和重視,經(jīng)過今近年的發(fā)展,軟交換技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化方面均取得了長足進(jìn)展,使軟交換成為下一代網(wǎng)絡(luò)NGN最為活躍和熱門的話題。

一、軟交換的概念

軟交換技術(shù)是一個能夠提供下一代分組通信——包括語音、寬帶和無線網(wǎng)絡(luò)的平臺。利用軟交換技術(shù),全球服務(wù)提供商和運(yùn)營商能夠優(yōu)化他們的網(wǎng)絡(luò),并且能夠提供新的業(yè)務(wù)和應(yīng)用來獲取新的利潤。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(shè)備之一,它獨(dú)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(rèn)證、計(jì)費(fèi)等主要功能,同時可以向用戶提供現(xiàn)有電路交換機(jī)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,通過軟件實(shí)現(xiàn)基本呼叫控制功能,包括呼叫選路、管理控制、連接控制(建立/拆除會話)和信令互通,從而實(shí)現(xiàn)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(xì)記錄等功能。與此同時,軟交換還將網(wǎng)絡(luò)資源、網(wǎng)絡(luò)能力封裝起來,通過標(biāo)準(zhǔn)開放的業(yè)務(wù)接口和業(yè)務(wù)應(yīng)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(jié)構(gòu)

軟交換的主要設(shè)計(jì)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(tǒng)交換機(jī)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(jī)的基礎(chǔ)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(中繼和用戶接入)相分離,形成軟交換網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用服務(wù)器、控制設(shè)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)是一個可以同時向用戶提供語音、數(shù)據(jù)、視頻等業(yè)務(wù)的開放網(wǎng)絡(luò)。它采用一種分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使得組網(wǎng)更加靈活和方便。整個網(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。

1. 業(yè)務(wù)應(yīng)用層:主要由各類業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺構(gòu)成,包括應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、策略服務(wù)器、SCP、AAA服務(wù)器等。軟交換技術(shù)將電話交換機(jī)的業(yè)務(wù)控制模塊獨(dú)立成為一個物理實(shí)體,稱為應(yīng)用服務(wù)器(AS),主要功能是完成業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn),向用戶提供各種增值業(yè)務(wù)。存放業(yè)務(wù)邏輯和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),并可以通過應(yīng)用服務(wù)器提供API接口。

2. 控制層:主要由軟交換機(jī)設(shè)備構(gòu)成。軟交換技術(shù)將電話交換機(jī)的交換模塊獨(dú)立成為一個物理實(shí)體,稱為軟交換機(jī)(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(fù)責(zé)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(tǒng)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(jī)、業(yè)務(wù)應(yīng)用層中的各種服務(wù)器平臺等各個軟交換網(wǎng)網(wǎng)元連接起來。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(shù)據(jù)信息封裝在IP數(shù)據(jù)包中,通過核心傳送層的IP網(wǎng)進(jìn)行通信。鑒于IP網(wǎng)能夠同時承載語音、數(shù)據(jù)、視頻等多種媒體信息,同時具有協(xié)議簡單、終端設(shè)備對協(xié)議的支持性好且價格低廉的優(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:主要包括各類媒體網(wǎng)關(guān)設(shè)備、綜合接入設(shè)備(IAD)及各種終端設(shè)備。軟交換技術(shù)將電話交換機(jī)的業(yè)務(wù)接入模塊獨(dú)立成為一個物理實(shí)體,稱為媒體網(wǎng)關(guān)(MG),MG功能是采用各種手段將各種用戶及業(yè)務(wù)接入到軟交換網(wǎng)絡(luò)中,MG完成數(shù)據(jù)格式和協(xié)議的轉(zhuǎn)換,將接入的所有媒體信息流均轉(zhuǎn)換為采用IP協(xié)議的數(shù)據(jù)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)共同完成了電話交換機(jī)的業(yè)務(wù)接入功能模塊的功能,實(shí)現(xiàn)了普通PSTN/PLMN電話用戶的語音業(yè)務(wù)的接入,并將語音信息適配為適合在軟交換網(wǎng)內(nèi)傳送的IP包。同時軟交換技術(shù)還對業(yè)務(wù)接入功能進(jìn)行了擴(kuò)展,體現(xiàn)在AG、IAD、MSAG、H.323 GW、WAG等幾類媒體網(wǎng)關(guān)。通過各類MG,軟交換網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了將PSTN/PLMN用戶、H.323 IP電話網(wǎng)用戶、無線接入用戶的語音、數(shù)據(jù)、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(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議和接口。各層之間相互獨(dú)立,獨(dú)自發(fā)展,每層之內(nèi)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。通過開放的API接口可以支持運(yùn)營商、第三方業(yè)務(wù)提供商開發(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,可以說是整個網(wǎng)絡(luò)的靈魂。

(2)互連互通功能。軟交換是一種開放和多協(xié)議實(shí)體,采用標(biāo)準(zhǔn)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。通過各種網(wǎng)關(guān)協(xié)議實(shí)現(xiàn)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)可以選擇語音壓縮算法和打包成IP包在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸。

(4)計(jì)費(fèi)功能。具有采集詳細(xì)話單和計(jì)次表話單的功能,可根據(jù)運(yùn)營要求將話單傳送至計(jì)費(fèi)中心。對于計(jì)賬卡計(jì)費(fèi)業(yè)務(wù),具備實(shí)時斷線功能。

(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(tǒng)中的各種資源進(jìn)行集中管理,如資源的分配、釋放和控制。