軟交換及其在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用分析

林健

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)浙江有限公司舟山分公司，浙江 舟山 316021）

1 前言

軟交換是在下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）建設(shè)的強(qiáng)烈需求下孕育而生的。軟交換思想吸取IP，ATM，IN和TDM等眾家之長(zhǎng)，形成了分層的全開(kāi)放的體系架構(gòu)，使得各個(gè)運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)自己的需要，全部或者部分利用轉(zhuǎn)交換體系的產(chǎn)品，采用適合自己的網(wǎng)絡(luò)解決方案，在充分利用現(xiàn)有資源的同時(shí)，尋找到自己的網(wǎng)絡(luò)立足點(diǎn)。

軟交換所完成的功能相當(dāng)于原有交換機(jī)所提供的功能，是實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)程控交換機(jī)呼叫功能的尸體。但傳統(tǒng)的呼叫控制功能是和業(yè)務(wù)結(jié)合在一起的，不同的業(yè)務(wù)所需要的呼叫控制功能不同，而軟交換則是與業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)的，這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。

2 軟交換主要功能

媒體網(wǎng)關(guān)接人功能：如PSTN／IsDN網(wǎng)關(guān)、IP中繼媒體網(wǎng)關(guān)、ATM網(wǎng)關(guān)、無(wú)線媒體網(wǎng)關(guān)等。

呼叫控制功能：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。

業(yè)務(wù)提供功能：提供PSTN／ISDN交換機(jī)業(yè)務(wù)，包括基本業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)；可與現(xiàn)有智能網(wǎng)配合，提供現(xiàn)有智能網(wǎng)所能提供的業(yè)務(wù)；可與第三方合作，提供多種增值業(yè)務(wù)和智能業(yè)務(wù)。

互連互通功能(H323和sIP、IN)：可通過(guò)信令網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)分組網(wǎng)與現(xiàn)有七號(hào)信令網(wǎng)的互通；可通過(guò)信令網(wǎng)關(guān)與現(xiàn)有智能網(wǎng)互通，提供多種智能業(yè)務(wù)；允許SCF控制VolP呼叫，并對(duì)呼叫信息進(jìn)行操作(號(hào)碼顯示等)；可通過(guò)互通模塊，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有H.323體系的IP電話網(wǎng)的互通；可通過(guò)互通模塊，采用SIP協(xié)議實(shí)現(xiàn)與sIP網(wǎng)絡(luò)體系的互通；可實(shí)現(xiàn)與其他軟交換的互通互連，采用SIP、BICC協(xié)議；可提供IP網(wǎng)內(nèi)H.248終端、SIP終端和MGCP終端之間的互通。

支持開(kāi)放的業(yè)務(wù)／應(yīng)用接口功能：(1)認(rèn)證與授權(quán)功能：軟交換與認(rèn)證中心連接，可將轄區(qū)內(nèi)的用戶、媒體網(wǎng)關(guān)信息送往認(rèn)證中心，進(jìn)行認(rèn)證與授權(quán)，防止非法用戶或設(shè)備接人。(2)計(jì)費(fèi)功能：具有采集詳細(xì)話單和復(fù)式計(jì)次的功能，可根據(jù)運(yùn)營(yíng)需求將話單傳送至計(jì)費(fèi)中心。對(duì)于記帳卡計(jì)費(fèi)業(yè)務(wù)，具備實(shí)時(shí)斷線功能。(3)資源控制功能和QOS管理功能：提供資源管理功能，對(duì)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。(4)協(xié)議和接口功能：軟交換與媒體網(wǎng)關(guān)之間的接口用于軟交換對(duì)媒體網(wǎng)關(guān)的承載控制、資源控制、管理，可使用媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議(MG CP)、Internet設(shè)備控制協(xié)議 (IPDC)、SIP 協(xié)議、H.323 和 H.248 協(xié)議軟交換與信令網(wǎng)關(guān)間的接171用于傳遞軟交換和信令網(wǎng)關(guān)問(wèn)的信令信息，可采用信令控制傳輸協(xié)議(SCTP)或其他類似協(xié)議。

3 軟交換的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中軟交換主要針對(duì)核心網(wǎng)絡(luò)的交換部分，不涉及接入網(wǎng)絡(luò)的改造。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中軟交換的核心概念是實(shí)現(xiàn)了控制面與用戶面的分離。軟交換所有的控制功能集中在Ms c服務(wù)器中。所有的交換功能在媒體網(wǎng)關(guān)(MGW)中完成。MSC服務(wù)器通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的H.248接El完成對(duì)話務(wù)等交換過(guò)程的控制。同時(shí)，MsC服務(wù)器通過(guò)傳統(tǒng)的MAP信令與HLR交互，通過(guò)傳統(tǒng)的BssAP信令完成對(duì)接入網(wǎng)絡(luò)的控制。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中軟交換技術(shù)具有以下顯著的特點(diǎn)：軟交換技術(shù)符合未來(lái)電信網(wǎng)絡(luò)面向全I(xiàn)P發(fā)展的趨勢(shì)，同時(shí)兼顧原有的TDM承載需要。

由于控制面與用戶面的分離，因此處于控制面的Msc服務(wù)器容量相對(duì)原有交換機(jī)大大提高。

當(dāng)引入IP承載話音時(shí).可以將話音承載平面化。由于IP網(wǎng)絡(luò)本身具備路由與交換的特性.因此原有的匯接局將不再需要，而且整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)將趨于簡(jiǎn)單。

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中軟交換技術(shù)的優(yōu)越性體現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。

3.1 基本建設(shè)費(fèi)用低

軟交換技術(shù)放棄了傳統(tǒng)交換網(wǎng)絡(luò)的封閉架構(gòu)，轉(zhuǎn)而采用相對(duì)集中的控制核心為全網(wǎng)戶提供服務(wù)。通過(guò)開(kāi)放的接口和通用協(xié)議，協(xié)助運(yùn)營(yíng)商構(gòu)造一個(gè)開(kāi)放的低成本網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提高業(yè)務(wù)的部署速度。軟交換技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)從2G，3G，IMS網(wǎng)絡(luò)的良好兼容和平滑遷移，從而大幅減少網(wǎng)絡(luò)遷移的費(fèi)用支出。

另一方面，軟交換網(wǎng)絡(luò)采用IP作為傳輸承載介質(zhì)，提高了傳輸效率，降低了整網(wǎng)的傳輸成本。相比傳統(tǒng)交換網(wǎng)絡(luò)，軟交換網(wǎng)絡(luò)可節(jié)省20%～30%的總體費(fèi)用支出。

3.2 運(yùn)營(yíng)支出成本低

軟交換設(shè)備在處理能力、集成度和功耗等方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的交換設(shè)備，從而大大地降低了對(duì)機(jī)房、供電的要求，可節(jié)省機(jī)房面積70% 以上，節(jié)電30% 。承載與控制相分離的機(jī)制可將軟交換網(wǎng)絡(luò)的核心集中放置和管理，運(yùn)營(yíng)商可將運(yùn)維力量聚焦于數(shù)量有限的軟交換局所，從而降低網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維成本。

3.3 網(wǎng)絡(luò)安全性提高

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)缺乏網(wǎng)絡(luò)級(jí)的可靠性策略和手段，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，服務(wù)質(zhì)量將受到極大影響。軟交換網(wǎng)絡(luò)引入了雙歸屬、MSC Pool等網(wǎng)絡(luò)級(jí)的可靠性機(jī)制，極大地提高了電信網(wǎng)絡(luò)的可靠性和網(wǎng)絡(luò)的可用性。

3.4 快速方便地提供新業(yè)務(wù)

3.4.1 網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放，縮短業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)周期

軟交換系統(tǒng)基于更加開(kāi)放的構(gòu)架和分布式軟件技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)易于集成，可為運(yùn)營(yíng)商提供快速業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)環(huán)境。

3.4.2 集中管理，易于業(yè)務(wù)部署

在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，新業(yè)務(wù)的部署需要升級(jí)網(wǎng)絡(luò)中的所有交換設(shè)備，業(yè)務(wù)部署非常復(fù)雜：在軟交換網(wǎng)絡(luò)，新業(yè)務(wù)部署僅需對(duì)軟交換設(shè)備進(jìn)行軟件升級(jí)，大容量、集中化管理的軟交換組網(wǎng)模式進(jìn)一步簡(jiǎn)化了業(yè)務(wù)部署的難度，業(yè)務(wù)部署周期縮短一倍以上。

3.4.3 可擴(kuò)展多媒體業(yè)務(wù)的提供能力

軟交換網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展了對(duì)數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)的支撐能力。

4 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中軟交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中軟交換核心網(wǎng)的電路域中，可以使用承載獨(dú)立的方式支持不同的傳輸層.如IP，ATM 或TDM。電路域核心網(wǎng)主要由MSC服務(wù)器、GMSC服務(wù)器和MGW 組成。

4.1 MSC服務(wù)器

Msc服務(wù)器可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音業(yè)務(wù)、基本數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)互通、媒體網(wǎng)關(guān)控制等主要功能，包括：呼叫控制功能.業(yè)務(wù)提供功能，統(tǒng)過(guò)負(fù)荷控制功能，計(jì)費(fèi)功能，系統(tǒng)性能統(tǒng)計(jì)、告警、網(wǎng)管功能，路由、地址解析功能，網(wǎng)絡(luò)互通和信令網(wǎng)關(guān)功能，持漫游用戶數(shù)據(jù)管理，支持鑒權(quán)與安全性管理。

4.2 GMSC服務(wù)器

GMsc服務(wù)器是電路交換子系統(tǒng)中負(fù)責(zé)與外部PSTN/ISDN網(wǎng)絡(luò)互通的軟交換機(jī)，主要包含了傳統(tǒng)GMSC的呼叫和移動(dòng)管理功能。

4.3 媒體網(wǎng)關(guān)

媒體網(wǎng)關(guān)是將一種網(wǎng)絡(luò)中的媒體轉(zhuǎn)換成另一種網(wǎng)絡(luò)所要求的媒體格式。它能夠在電路交換網(wǎng)的承載通道和分組網(wǎng)的媒體流之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。可以處理音頻、視頻，能夠進(jìn)行全雙工的媒體翻譯，可以演示視頻／音頻消息，實(shí)現(xiàn)其他IVR功能，也可以進(jìn)行多媒體會(huì)議等。

5 結(jié)束語(yǔ)

任何事物的發(fā)展都需要一個(gè)過(guò)程，整個(gè)軟交換的技術(shù)尚處于初期發(fā)展階段，許多思想尚須通過(guò)實(shí)踐來(lái)不斷驗(yàn)證和修正，移動(dòng)軟交換隨著業(yè)務(wù)及功能的發(fā)展而不斷補(bǔ)充和更新。軟交換技術(shù)已經(jīng)取得的巨大成績(jī)是有目共睹的，技術(shù)的進(jìn)步和新問(wèn)題的產(chǎn)生總是同步的，通過(guò)積極地試驗(yàn)，深入的研究，相信這些問(wèn)題一定會(huì)得到解決，從而進(jìn)一步推動(dòng)軟交換技術(shù)的完善，加快其商用。

[1]陳文德，孔群.移動(dòng)電臺(tái)的頻率分配問(wèn)題[J]，通信學(xué)報(bào)，1983年04期.