淺談基于軟交換的下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

隨著產(chǎn)業(yè)界的融合趨勢(shì)，電話網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)、有線電視網(wǎng)趨于融合，網(wǎng)絡(luò)面臨的負(fù)荷在不斷增大，業(yè)務(wù)需求也趨于多樣化，運(yùn)營(yíng)商必須提供越來(lái)越多的多媒體業(yè)務(wù)才能吸引住用戶，如何建設(shè)一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與語(yǔ)音業(yè)務(wù)的融合, 加快面向用戶的業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)節(jié)奏及提高其靈活性,以保證運(yùn)營(yíng)商能在未來(lái)的數(shù)據(jù)多媒體業(yè)務(wù)中分得應(yīng)有的市場(chǎng)份額，是提出NGN網(wǎng)絡(luò)的根本出發(fā)點(diǎn)。

NGN的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)

NGN即下一代網(wǎng)絡(luò)。從發(fā)展的角度來(lái)看，NGN是從傳統(tǒng)的以電路交換為主的PSTN網(wǎng)絡(luò)中逐漸邁向以分組交換為主，它承載了原有PSTN網(wǎng)絡(luò)的所有業(yè)務(wù)，把大量的數(shù)據(jù)傳輸卸載到IP網(wǎng)絡(luò)中以減輕PSTN網(wǎng)絡(luò)的重荷，又以IP技術(shù)的新特性增加和增強(qiáng)了許多新老業(yè)務(wù)。從這個(gè)意義上講，NGN是基于TDM的PSTN語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)和基于IP/ATM的分組網(wǎng)絡(luò)融合的產(chǎn)物，它使得在新一代網(wǎng)絡(luò)上語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)等綜合業(yè)務(wù)成為了可能。從網(wǎng)絡(luò)功能上看,NGN不是今天哪一種網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)單發(fā)展延伸,而是三網(wǎng)融合的產(chǎn)物。它不僅將具有今天各種網(wǎng)絡(luò)的所有功能,還將具有網(wǎng)絡(luò)融合后產(chǎn)生的新功能。NGN技術(shù)實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)的融合，吸取網(wǎng)絡(luò)(PSTN/ISDN、PLMN、IN、Internet)之間的互通，在全網(wǎng)內(nèi)快速提供新的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像，融合了IP、ATM、IN和TDM等眾家之長(zhǎng)，形成分層的全開(kāi)放的體系架構(gòu)。此外,在NGN中還將實(shí)現(xiàn)固定網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的融合。在網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)方面NGN將從今天的IP網(wǎng)演化形成。首先是網(wǎng)絡(luò)的IP化。從終端接入網(wǎng)、城域網(wǎng)到廣域網(wǎng)都將實(shí)現(xiàn)IP化。進(jìn)一步的演化是改進(jìn)IP網(wǎng)的結(jié)構(gòu),發(fā)展新協(xié)議以滿足NGN的要求。

NGN是業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)，是業(yè)務(wù)獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)，將現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)演變成下一代網(wǎng)絡(luò)并非一日之工，而原有的網(wǎng)絡(luò)與新網(wǎng)絡(luò)并存需相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，所以新網(wǎng)絡(luò)還需能夠和原有網(wǎng)絡(luò)互通，這就要求新的網(wǎng)絡(luò)體系能夠完成以下功能：采用TDM傳輸網(wǎng)和SS7信令網(wǎng)互通、與現(xiàn)有的業(yè)務(wù)(如智能網(wǎng)提供的業(yè)務(wù))互通和與現(xiàn)有的PSTN網(wǎng)絡(luò)體系融合。NGN通過(guò)網(wǎng)關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)， 例如PSTN、ISDN和GSM等的互通，同時(shí)NGN也支持現(xiàn)有終端和IP智能終端， 包括模擬電話、傳真機(jī)、ISDN終端、移動(dòng)電話、GPRS終端、SIP終端、 H.248終端、MGCP終端、通過(guò)PC的以太網(wǎng)電話、線纜調(diào)制解調(diào)器等。

NGN是一種融合多種業(yè)務(wù)的新型目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，NGN(下一代網(wǎng)絡(luò))的突出優(yōu)點(diǎn)是由一系列的關(guān)鍵技術(shù)來(lái)保障的, 勢(shì)必涉及相當(dāng)多的傳統(tǒng)技術(shù)和新型協(xié)議，如軟交換技術(shù)、數(shù)字處理技術(shù)、數(shù)字傳輸技術(shù)、路由技術(shù)、基于IP的相關(guān)通信協(xié)議等。許多技術(shù)和協(xié)議還將不斷出現(xiàn)，需進(jìn)一步完善, 因此研究和建設(shè)NGN是一個(gè)探索性、階段性、艱巨的過(guò)程。但NGN開(kāi)放的業(yè)務(wù)平臺(tái)為其自身發(fā)展提供了更廣闊的空間,而這正是運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的焦點(diǎn)。

NGN的分層結(jié)構(gòu)

一般認(rèn)為， NGN在功能上可劃分為四個(gè)開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)層次：接入和傳輸層、媒體傳送層、控制層、網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)層各層的功能及部件構(gòu)成如下(見(jiàn)圖1)：

1.接入和傳輸層

其功能是將各類(lèi)用戶連接至網(wǎng)絡(luò)，然后集中用戶業(yè)務(wù)將它們傳遞至目的地，其中包括各種接入手段,如寬窄帶，移動(dòng)或固定用戶接入等。由各種媒體網(wǎng)關(guān)或智能接入終端設(shè)備組成，主要設(shè)備有：信令網(wǎng)關(guān)(SG)、中繼網(wǎng)關(guān)(TG)、接入網(wǎng)關(guān)(AG)、綜合接入設(shè)備(IAD)、無(wú)線接入網(wǎng)關(guān)(WAG)、媒體資源服務(wù)器、H.323網(wǎng)關(guān)(H.323 GW)。

2.媒體傳送層

將信息格式轉(zhuǎn)換成為能夠在網(wǎng)絡(luò)上傳遞的信息格式。例如：將話音信號(hào)分割成ATM信元或IP包。此外，媒體層可以將信息媒體流選路至目的地。

3.控制層

主要涉及軟交換相關(guān)的功能，完成業(yè)務(wù)邏輯的具體執(zhí)行，其中包含呼叫控制，資源管理，接續(xù)控制和路由等操作，實(shí)現(xiàn)各種信令協(xié)議的互通和轉(zhuǎn)換。此層是NGN的核心神經(jīng)，決定用戶收到的業(yè)務(wù)，并能控制低層網(wǎng)絡(luò)元素對(duì)業(yè)務(wù)流的處理。

4.網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)層

網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)層主要負(fù)責(zé)在呼叫建立的基礎(chǔ)上提供各種各樣的增值業(yè)務(wù)控制邏輯相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理及服務(wù)，完成增值業(yè)務(wù)處理。如業(yè)務(wù)生成、業(yè)務(wù)邏輯定義和業(yè)務(wù)編程接口等。此外，業(yè)務(wù)層還負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)相關(guān)的管理功能，如業(yè)務(wù)認(rèn)證和業(yè)務(wù)計(jì)費(fèi)等。同時(shí)提供開(kāi)放的第三方可編程接口，易于引入新型業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)層由一系列的業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器組成，包括：SCP、AAA服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、策略服務(wù)器。

　NGN的核心技術(shù)――軟交換

軟交換技術(shù)是實(shí)現(xiàn)新一代話音通信及多媒體和數(shù)據(jù)交互的核心技術(shù)。從應(yīng)用來(lái)說(shuō),軟交換主要是應(yīng)用在IP網(wǎng)上的。軟交換用在IP網(wǎng)絡(luò)是非常自然的，因?yàn)?span lang="EN-US">IP網(wǎng)絡(luò)所需的呼叫控制與承載連接是分開(kāi)的。軟交換是下一代網(wǎng)絡(luò)呼叫與控制的核心，是NGN體系結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵技術(shù)，其核心思想是硬件軟件化，通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)原來(lái)交換機(jī)的控制接續(xù)和業(yè)務(wù)處理等功能，各實(shí)體間通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議進(jìn)行連接和通信，便于在NGN中更快地實(shí)現(xiàn)各類(lèi)復(fù)雜的協(xié)議，更方便地提供業(yè)務(wù)。是NGN中語(yǔ)音/數(shù)據(jù)/視頻業(yè)務(wù)呼叫、控制、業(yè)務(wù)提供的核心設(shè)備。目前軟交換主要完成以下功能：媒體網(wǎng)關(guān)接入功能、呼叫控制功能、業(yè)務(wù)提供功能、互連互通功能、支持開(kāi)放的業(yè)務(wù)/應(yīng)用接口功能、認(rèn)證與授權(quán)功能、計(jì)費(fèi)功能、資源控制功能和QoS管理功能、協(xié)議和接口功能等。

簡(jiǎn)單地看，軟交換是實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)程控交換機(jī)的呼叫控制功能的實(shí)體，但傳統(tǒng)的呼叫控制功能是和業(yè)務(wù)結(jié)合在一起的，由于不同的業(yè)務(wù)所需要的呼叫控制功能不同，因此要求軟交換提供的呼叫控制功能是各種業(yè)務(wù)的基本呼叫控制。軟交換的重要特點(diǎn)之一是為三方應(yīng)用提供平臺(tái),允許用戶對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行編程，創(chuàng)建新業(yè)務(wù)，從而不僅增加了服務(wù)種類(lèi)，而且加快了服務(wù)應(yīng)用速度。另外，軟交換采用了開(kāi)放式應(yīng)用程序接口(API)，允許在交換機(jī)制中靈活引入新業(yè)務(wù)。軟交換技術(shù)體現(xiàn)了業(yè)務(wù)/控制與傳送/接入分離的思想，在整個(gè)軟交換體系中，完成接續(xù)、控制功能的信令協(xié)議起到核心作用，決定了業(yè)務(wù)提供能力的強(qiáng)弱。把傳輸與呼叫控制分離開(kāi)來(lái)，為控制、交換和軟件可編程功能建立了分離的平面，使業(yè)務(wù)提供者可以自由地將傳輸業(yè)務(wù)與控制協(xié)議結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移,使軟交換能無(wú)縫軟統(tǒng)一于通信數(shù)據(jù)、傳真、視頻等多媒體業(yè)務(wù)。