軟交換組網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用

摘要:基于分組交換的軟交換網(wǎng)絡(luò)中，路由的概念發(fā)生了很大的變化。通過引入路由服務(wù)器，合理規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以提高網(wǎng)絡(luò)的效率。本文闡述軟交換網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)模式，并對軟交換網(wǎng)絡(luò)建設(shè)各個階段的組網(wǎng)模式應(yīng)用及相關(guān)問題進(jìn)行分析和探討。

　　關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)組織 路由服務(wù)器 無級網(wǎng) 分級網(wǎng) 應(yīng)用

1、引言

　　隨著IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)向IP網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移已經(jīng)形成一種不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。而軟交換基于分組傳送網(wǎng)絡(luò)的體系架構(gòu)正好迎合了IP網(wǎng)絡(luò)迅猛發(fā)展的趨勢。利用軟交換組建下一代網(wǎng)絡(luò)，提供語音/數(shù)據(jù)/圖像的綜合業(yè)務(wù)，成為各電信運(yùn)營商考慮的焦點(diǎn)。

　　軟交換由于其終端設(shè)備布放簡單，業(yè)務(wù)開展快捷等特點(diǎn)，目前已經(jīng)在國內(nèi)外得到大量的應(yīng)用。如何利用軟交換設(shè)備快速提供目前在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)困難的業(yè)務(wù)，以及軟交換如何進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)組織以適應(yīng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)等問題是業(yè)界探討較多的話題。

　　本文對軟交換網(wǎng)絡(luò)體系中的網(wǎng)絡(luò)組織問題進(jìn)行技術(shù)研究和探討。

2、路由服務(wù)器（RS）的引入

　　在PSTN網(wǎng)絡(luò)中，采用分級網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，交換設(shè)備根據(jù)所處位置不同分為端局交換機(jī)、匯接交換機(jī)、長途交換機(jī)三級。在一個呼叫中，信令和媒體都采用逐段轉(zhuǎn)發(fā)的方式，匯接和長途交換機(jī)同時終結(jié)信令和媒體，因此匯接和長途交換機(jī)實(shí)現(xiàn)了話務(wù)匯聚和中繼資源共享的功能。在路由選擇時有直達(dá)路由和迂回路由之分，對一個目標(biāo)局可選擇的路由個數(shù)最大可達(dá)5個。

　　軟交換網(wǎng)絡(luò)體系中，網(wǎng)關(guān)之間的媒體承載是采用端到端的方式，而軟交換之間的協(xié)議消息可以是端到端，也可以中間經(jīng)過專門的匯接軟交換轉(zhuǎn)發(fā)。但是，鑒于分組網(wǎng)絡(luò)盡力而為、服務(wù)質(zhì)量無保證等特點(diǎn)，應(yīng)在組網(wǎng)時考慮盡量減少協(xié)議消息的中間轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)。

　　因此，軟交換網(wǎng)絡(luò)路由的概念跟PSTN網(wǎng)絡(luò)有很大的不同，不再有直達(dá)路由和迂回路由之分，針對一個呼叫的目標(biāo)局路由將只有一個，即下一跳軟交換（可能是被叫所在的軟交換，也可能是中間匯接軟交換）。在軟交換網(wǎng)絡(luò)達(dá)到一定規(guī)模時，如果軟交換之間網(wǎng)狀連接，路由數(shù)據(jù)將十分龐大，通過軟交換本身細(xì)化路由配置難以實(shí)現(xiàn)。有必要引入大容量、高性能的服務(wù)器專門承擔(dān)路由解析工作，本文統(tǒng)一稱為路由服務(wù)器（RS：Route Server），其功能等同于TRIP(Telephony Routing over IP)協(xié)議中的位置服務(wù)器（LS：Location Server）。

3、軟交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

3.1 無級網(wǎng)

　　網(wǎng)絡(luò)的所有軟交換位于同一平面上，發(fā)端軟交換直接路由到收端軟交換，軟交換之間是一種網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)。軟交換網(wǎng)絡(luò)的路由信息存放在RS中，RS可以分地域分級配置，RS之間可以實(shí)現(xiàn)路由信息的路由的查詢以及動態(tài)同步更新。

3.1.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　RS分為兩層，其中，1）省級RS存儲的信息包括：與它相連的軟交換的用戶信息（例如SIP地址、E.164地址），以及軟交換地址信息；其他省級RS的地址及用戶信息。2）國家級RS存儲的信息包括省級RS的地址及用戶信息。

　　在RS完成路由同步后，省A軟交換A的用戶A需要與省B軟交換B的用戶B通話，具體過程如下：

1）省A軟交換A向RS_A查詢用戶B的位置信息；2) RS_A向RS_B查詢用戶B的位置信息；3) RS_B向RS_A返回用戶B所屬的軟交換B的地址信息；4) 軟交換A向軟交換B發(fā)送SIP信令，要求建立呼叫。

3.1.2 優(yōu)點(diǎn)和不足：

　　優(yōu)點(diǎn)：1）軟交換通過RS可以直接路由到目的軟交換，避免了呼叫信令消息在IP網(wǎng)中的多次處理轉(zhuǎn)發(fā)；2）路由數(shù)據(jù)集中設(shè)置，統(tǒng)一管理，一個軟交換的路由信息更新時，可以通過TRIP等協(xié)議及時廣播到其他RS，便于路由數(shù)據(jù)的配置管理。不足：1）需要配備系列的RS，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本較高，初期可以考慮RS與軟交換合設(shè)以降低建設(shè)成本；2）所有呼叫需要向RS查詢路由數(shù)據(jù)，對軟交換系統(tǒng)的處理效率有一定影響；3）由于不同廠家采用的策略、協(xié)議有差別，目前設(shè)備互通困難。

3.2 分級網(wǎng)

　　呼叫控制協(xié)議消息通過多個軟交換轉(zhuǎn)接，媒體是端到端連接。軟交換可以分為本地服務(wù)軟交換和省際匯接軟交換兩個層面。本地服務(wù)軟交換負(fù)責(zé)給服務(wù)區(qū)域內(nèi)用戶提供豐富的業(yè)務(wù)，包括話音/數(shù)據(jù)/圖像的綜合業(yè)務(wù)等。省際匯接軟交換負(fù)責(zé)匯接軟交換的省際業(yè)務(wù)，主要負(fù)責(zé)路由以及協(xié)議的轉(zhuǎn)接，不需要控制網(wǎng)關(guān)設(shè)備進(jìn)行媒體連接。

3.2.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　對路由服務(wù)器有以下要求：1）路由數(shù)據(jù)的存放，負(fù)責(zé)提供省內(nèi)本地軟交換之間端到端的路由信息，及本地軟交換到省際軟交換的路由信息；2）本地軟交換路由數(shù)據(jù)變化只需要與本省的RS同步；省際軟交換數(shù)據(jù)變化時，需要與其他省RS進(jìn)行同步。3）對于同一個被叫地址，能根據(jù)發(fā)起查詢請求的軟交換級別不同返回不同的路由信息。如對于一個出省呼叫，本地軟交換查詢時，返回結(jié)果為省際軟交換的IP地址，省際軟交換查詢時，返回對端省際軟交換的IP地址信息。

　　在RS完成路由同步后，省A軟交換A的用戶A需要與省B軟交換B的用戶B通話，具體過程如下：

1）省A本地軟交換A向RS_A查詢用戶B的位置信息；2) RS_A向本地軟交換A返回省際軟交換A'的地址信息；3) RS_A向省際軟交換A'發(fā)送SIP消息，請求呼叫接續(xù)；4) 省際軟交換A'接收到SIP消息后，查詢RS_A，請求用戶B的路由信息。5）RS_A向省際軟交換A'返回省際軟交換B'的地址信息；6) 省際軟交換A' 向省際軟交換B' 發(fā)送SIP消息，請求呼叫接續(xù)；7) 省際軟交換B' 接收到SIP消息后，查詢RS_B，請求用戶B的路由信息；8) RS_B向省際軟交換B'返回本地軟交換B的地址信息；9）省際軟交換B' 向本地軟交換B發(fā)送SIP消息，請求呼叫接續(xù)。

3.2.2 優(yōu)點(diǎn)和不足：

　　優(yōu)點(diǎn)：1）只通過省際軟交換與外網(wǎng)互通，可以屏蔽省內(nèi)軟交換的網(wǎng)絡(luò)狀況，安全性較好；2）采用RS機(jī)制，可以通過TRIP協(xié)議等靈活管理域內(nèi)的路由信息。

　　不足：1）跨省呼叫的協(xié)議信息需要經(jīng)過多段轉(zhuǎn)發(fā)，對分組網(wǎng)絡(luò)可靠性要求提高；2）對呼叫的接續(xù)時間等相關(guān)服務(wù)質(zhì)量可能會有一定影響；3）省際軟交換規(guī)劃時需要考慮容量、安全備份等相關(guān)問題。

3.3 組網(wǎng)模式應(yīng)用建議

3.3.1 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期

　　業(yè)務(wù)驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，在建設(shè)初期，利用軟交換提供的業(yè)務(wù)量比較小，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模也就相對較小。軟交換需要獨(dú)立設(shè)點(diǎn)，逐步由點(diǎn)到面，擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)容量。

　　在多網(wǎng)并存、PSTN網(wǎng)占據(jù)絕對優(yōu)勢點(diǎn)面的情況下，軟交換沒有大面積鋪開，能有直接聯(lián)系的軟交換數(shù)量有限，更多的用戶互通需要依賴SG、TG上電路交換網(wǎng)絡(luò)解決。因此，這一階段的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)基本是采用無級網(wǎng)方式，且路由服務(wù)器與軟交換合設(shè)。

　　同時，因?yàn)檐浗粨Q提供的業(yè)務(wù)需要覆蓋多個本地網(wǎng)，一個軟交換設(shè)備必須能夠控制放置在多個本地網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備。軟交換網(wǎng)絡(luò)作為PSTN的疊加網(wǎng)提供業(yè)務(wù)。為了后續(xù)業(yè)務(wù)增長時網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的便利，初期宜采用應(yīng)用服務(wù)器與軟交換分設(shè)的模式，增值業(yè)務(wù)統(tǒng)一由應(yīng)用服務(wù)器提供，軟交換只負(fù)責(zé)基本業(yè)務(wù)的功能實(shí)現(xiàn)以及增值業(yè)務(wù)的接入及觸發(fā)。

　　在功能上，需要對軟交換必須增加以下要求：（1）要求軟交換不僅有分權(quán)限管理的功能，還需要具備分地域?qū)τ脩?、中繼等數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的功能；（2）由于軟交換相當(dāng)于現(xiàn)有PSTN網(wǎng)絡(luò)的長途/市話/SSP合一的設(shè)備，提供業(yè)務(wù)豐富，因此需要在分域的基礎(chǔ)上，能夠分業(yè)務(wù)管理計費(fèi)數(shù)據(jù)；（3）由于軟交換需要與多個本地網(wǎng)的交換機(jī)設(shè)備建立信令路由，而每個本地網(wǎng)的點(diǎn)碼分配機(jī)制不同，因此要求軟交換具備多信令點(diǎn)碼的功能。