軟交換相關(guān)技術(shù)的研究

趙慧玲 葉華 2002/05/27

　　摘要 概述了目前有關(guān)軟交換技術(shù)的研究進展，并介紹了軟交換的功能和目前軟交換應(yīng)用所面臨的問題。

　　關(guān)鍵詞 軟交換 H.248協(xié)議 發(fā)展策略

一、引言

　　有關(guān)軟交換技術(shù)將是下一代網(wǎng)絡(luò)話音解決方案的焦點。我國各運營商正在積極進行試驗，設(shè)備供應(yīng)商的設(shè)備也正在陸續(xù)推出。但如何將軟交換技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)中，其主要的切入點在哪里等這些都是目前國內(nèi)外關(guān)注的熱點問題。本文將概述目前有關(guān)軟交換技術(shù)的研究進展，介紹軟交換的功能和目前軟交換應(yīng)用所面臨的問題。

二、軟交換相關(guān)標準的進展

　　我國網(wǎng)絡(luò)與交換標準研究組早在1999年下半年就開始對軟交換技術(shù)進行跟蹤和研究，并啟動了《軟交換設(shè)備總體技術(shù)要求》規(guī)范的編制工作�！盾浗粨Q設(shè)備總體技術(shù)要求》規(guī)定了軟交換在網(wǎng)絡(luò)中的位置，明確了其功能要求、業(yè)務(wù)要求、操作維護和網(wǎng)管要求、協(xié)議和接口要求、計費要求和性能指標，以及基于軟交換的網(wǎng)絡(luò)分別與基于H.323的IP電話、智能網(wǎng)的互通要求等。該標準是運營企業(yè)、制造企業(yè)和科研機構(gòu)共同協(xié)作取得的成果，應(yīng)該說該標準的研究處于世界同步水平，它的形成對指導(dǎo)廠商的設(shè)備研發(fā)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用將起到積極作用。當然，由于軟交換標準的研發(fā)早于市場的應(yīng)用，其多項指標仍有待驗證，其技術(shù)也需要在實踐中不斷加以完善。此外，網(wǎng)絡(luò)與交換研究組和其他相關(guān)標準研究組也在積極進行軟交換系列標準的研究工作，如信令網(wǎng)關(guān)設(shè)備規(guī)范、ATM中繼媒體網(wǎng)關(guān)設(shè)備規(guī)范、IP中繼媒體網(wǎng)關(guān)、媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議、BICC協(xié)議、SCTP協(xié)議、M3UA、M2PA等。與此同時，也開始研究網(wǎng)絡(luò)開放式體系架構(gòu)、相關(guān)設(shè)備單元的測試規(guī)范。

三、我國軟交換技術(shù)研究的進展情況

　　我國高科技"八六三"計劃列項了有關(guān)軟交換系統(tǒng)在移動和多媒體應(yīng)用的研究，該課題以軟交換技術(shù)為核心，重點研究能夠支持多媒體業(yè)務(wù)和應(yīng)用于無線系統(tǒng)的軟交換體系，采用開放式API的業(yè)務(wù)及應(yīng)用支撐環(huán)境，以及軟交換系統(tǒng)的組網(wǎng)技術(shù)，其主要包括：

　　（1）多媒體業(yè)務(wù)一般由基于包交換的寬帶多媒體通信網(wǎng)所承載。由于涉及到圖像等因素，在終端、業(yè)務(wù)、資源等主要方面都比單純的語音業(yè)務(wù)要苛刻得多。為了達到在公眾電信網(wǎng)中提供實用的多媒體業(yè)務(wù)，需要對這些問題認真地加以研究和解決，以實現(xiàn)真正意義上的融合網(wǎng)絡(luò)。

　�。�2）在包交換迅速發(fā)展的大趨勢下，移動網(wǎng)絡(luò)也同樣面臨著向NGN融合和演進的問題。就移動網(wǎng)絡(luò)而言，其發(fā)展方向是分組化、智能化和寬帶化的第三代通信網(wǎng)絡(luò)（3G）。但從更廣泛的意義上說，3G也是NGN的一個組成部分，而且它和其它組成部分間的聯(lián)系比現(xiàn)在GSM網(wǎng)絡(luò)與其它網(wǎng)絡(luò)間的聯(lián)系要密切得多，軟交換技術(shù)在其中發(fā)揮了重要的粘合作用。

　�。�3）下一代業(yè)務(wù)及應(yīng)用支撐環(huán)境主要包括應(yīng)用服務(wù)器、業(yè)務(wù)能力服務(wù)器、業(yè)務(wù)生成環(huán)境工具和業(yè)務(wù)管理服務(wù)器。應(yīng)用服務(wù)器向用戶提供增值業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)能力服務(wù)器向應(yīng)用服務(wù)器提供網(wǎng)絡(luò)基本能力，業(yè)務(wù)生成環(huán)境工具用于業(yè)務(wù)的自動生成以及業(yè)務(wù)的仿真和測試，業(yè)務(wù)管理服務(wù)器對業(yè)務(wù)和用戶數(shù)據(jù)進行集中式管理。

　�。�4）研究軟交換環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)、分層的全開放的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)以及基于軟交換的組網(wǎng)技術(shù)。

四、軟交換的主要特點

　　軟交換的主要特點是具有靈活、分布式的交換功能，各功能單元之間具有互操作性，可以快速引入新業(yè)務(wù)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

1．獨立的呼叫控制功能

　　軟交換呼叫控制功能獨立于底層承載協(xié)議，完成基本呼叫的建立、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．媒體接入功能

　　該功能可以認為是一種適配功能，它可以連接各種媒體網(wǎng)關(guān)，如PSTN/ISDN IP中繼媒體網(wǎng)關(guān)、ATM媒體網(wǎng)關(guān)、用戶媒體網(wǎng)關(guān)、無線媒體網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)媒體網(wǎng)關(guān)等，完成H.248協(xié)議功能。同時，還可以直接與H.323終端和SIP客戶端終端進行連接，提供相應(yīng)業(yè)務(wù)。

3．業(yè)務(wù)提供功能

　　軟交換最大的特色是可以提供可編程的、邏輯化控制的開放API協(xié)議，向用戶提供第三方業(yè)務(wù)，同時還可以提供多媒體和移動業(yè)務(wù)以及傳統(tǒng)電話網(wǎng)所不能提供的業(yè)務(wù)。

4．H.248協(xié)議

　　H.248協(xié)議稱為媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議，是由ITU-T第16組提出來的。它應(yīng)用在媒體網(wǎng)關(guān)和軟交換之間、軟交換與H.248/MEGACO終端之間，是軟交換應(yīng)支持的重要協(xié)議。

　　目前ITU-TSG16已經(jīng)推出了H.248v2，并對在實施過程中發(fā)現(xiàn)的在H.248存在的技術(shù)問題、編輯錯誤和含糊之處提出了H.248實施細則，從而進一步推動H.248的應(yīng)用及其兼容性。

　　“包”（Package）是H.248中另一個重要概念，它通過“包”可以對H.248進行擴展，從而大大加強了H.248的靈活性。包的定義中包含6個部分：包、特性、事件、信號、統(tǒng)計和與包相關(guān)的使用程序，目前H.248的附錄中已經(jīng)定義或正在研究的“包”包括：

（1）H.248附件E：基本包

　　主要包括通用包、基本根包、音信號發(fā)生包、基本DTMF產(chǎn)生包、DTMF檢測包、呼叫進展音信號發(fā)生包、呼叫進展音信號檢測包、模擬線監(jiān)視包、基本導(dǎo)通包、網(wǎng)絡(luò)包、RTP包、TDM電路包。

（2）H.248附件F：傳真、文本轉(zhuǎn)換和呼叫識別包

　　該附件描述了傳真、文本電話、呼叫類型識別和數(shù)據(jù)呼叫檢測所需要的包。

（3）H.248附件G：IP電話包

（4）H.248附件J：動態(tài)音信號定義包

　　本附錄定義了重新現(xiàn)有音信號和創(chuàng)建新音信號的機理。

（5）H.248附件K：通用錄音通知包

　　該包可以支持在媒體網(wǎng)關(guān)上實現(xiàn)錄音通知功能，錄音通知可以用多種方式實現(xiàn)，如語音方式、文本方式等。

（6）H.248附件M.1：高級錄音通知服務(wù)器包

　　基本的語音包支持標準IVR操作，高級語音包是對基本語音包的擴展，例如用戶可以定義語言、方言、語音文件格式、性別、說話人、消費者等等。

（7）H.248附件M.2：擁塞包

　　該包可以控制MG的負載。

（8）H.248附件M.4：H.323與H.324附件C互通的H.248包

（9）H.248附件M.lt：線路測試包

（10）H.248附件M.5：質(zhì)量告警停止包

　　該包允許MG指示線路已經(jīng)恢復(fù)正常。

（11）H.248附件M.mcu：媒體網(wǎng)關(guān)控制單元包

（12）H.248附件M.6：非活通知包

　　該包可以使MG推測MGC是否仍在激活狀態(tài)。

（13）H.248附M.rch：資源擁塞處理包

　　該包是H.248附件M.2的進一步深化。

（14）H.248附件M.profile：輪廓處理包

　　該包使MGC可以確定MG擁有哪些包。

　　除了上述"包"外，IETF、ETSI TIPHON ITU-T SG11、ATM論壇等也在研究并推出各種包，旨在推出更多的性能。

五、軟交換的應(yīng)用

　　目前，歐洲運營商對于軟交換的發(fā)展和應(yīng)用采用比較務(wù)實和謹慎的態(tài)度。

　　英國BT：話音網(wǎng)絡(luò)在長途網(wǎng)層面正在進行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，1998年開始將原有的近200個長途/匯接交換機優(yōu)化為67個大容量的基于ATM的交換機NGS，NGS處理能力達5M BHCA，具有155Mbit/s中繼接口和256K交換模塊。在本地網(wǎng)層面，準備開展有關(guān)軟交換的試驗，計劃利用5年的時間替換65％的TDM交換機。

　　德國電信：1997年開始了國內(nèi)電話網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的工作，目前網(wǎng)絡(luò)仍有充足的容量，近期內(nèi)沒有開展軟交換試驗的計劃。但在國際網(wǎng)絡(luò)方面，正在積極進行技術(shù)準備，目前正在準備技術(shù)投標、實驗室設(shè)備測試等，計劃在2002年開始在國際網(wǎng)絡(luò)進行軟交換的試驗，放置1臺軟交換機和4個媒體網(wǎng)關(guān)開展IP網(wǎng)絡(luò)提供語音業(yè)務(wù)、呼叫中心業(yè)務(wù)和VPN業(yè)務(wù)的試驗。

　　比利時電信（Belgacom）：其策略是積極發(fā)展ADSL，充分利用傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，及時地為用戶提供IP接入。比利時電信認為近期網(wǎng)絡(luò)增容不大，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨于平穩(wěn)的條件下發(fā)展軟交換不是有利的戰(zhàn)略，因此在2004年左右引入NGN比較適當，但目前需注意跟蹤技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展。

　　針對不同的網(wǎng)絡(luò)狀況和業(yè)務(wù)需求，目前軟交換主要應(yīng)用在以下4個方面：

　�。�1）虛擬中繼（Virtual Trunking）：提供電信級、7號信令端到端的大規(guī)模VoIP/ATM呼叫。實現(xiàn)NGN與PSTN、IN、H.323、SIP等網(wǎng)絡(luò)的通信。

　�。�2）多業(yè)務(wù)應(yīng)用（Multi-media Applications）：通過應(yīng)用服務(wù)器向第三方提供API，支持第三方的應(yīng)用開發(fā)。

　�。�3）電信級撥號接入（Carrier Class Dial-in）：其MG同時具備VoIP網(wǎng)關(guān)和RAS兩種功能，在軟交換控制下，使得全網(wǎng)MG能被統(tǒng)一管理，并能進行撥號上網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)旁路。

　�。�4）下一代本地交換系統(tǒng)（Next Generation Local Switch）：提供數(shù)據(jù)終端與PSTN網(wǎng)電信級互聯(lián)互通，支持對個人用戶（IP Phone/PC）、企業(yè)用戶（IP PBX）以及不同網(wǎng)絡(luò)（H.323/SIP）的接入。

六、軟交換技術(shù)發(fā)展有待研究的問題

1．國際上尚無大型網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)和運營經(jīng)驗

　　傳統(tǒng)電信網(wǎng)經(jīng)過長期的運營積累，在網(wǎng)絡(luò)組織方面已經(jīng)具有相當成熟的經(jīng)驗。而基于軟交換的網(wǎng)絡(luò)組織目前國內(nèi)外尚無成熟的經(jīng)驗，是采用基于軟交換的全平面結(jié)構(gòu)，還是分區(qū)域選路結(jié)構(gòu)等在技術(shù)和實踐方面都有待進一步的探索，特別是基于軟交換網(wǎng)絡(luò)的運行維護、業(yè)務(wù)管理等都有待積累經(jīng)驗。

2．協(xié)議尚未作到兼容性，標準還在發(fā)展之中

　　不同廠家的軟交換在技術(shù)標準的選用及協(xié)議的兼容性方面還難以作到相互兼容。BICC協(xié)議、SIP-T協(xié)議和H.248協(xié)議也在發(fā)展之中，協(xié)議的選項需要運營商根據(jù)業(yè)務(wù)的需要來進一步確定。

3．API沒有成熟的產(chǎn)品

　　基于開放的業(yè)務(wù)平臺，采用標準的API接口為網(wǎng)絡(luò)運營商提供新業(yè)務(wù)開創(chuàng)了美好的前景，但是相應(yīng)的產(chǎn)品仍在探索和研發(fā)之中。

4．業(yè)務(wù)不明朗

　　雖然軟交換系統(tǒng)在理論上提供了網(wǎng)絡(luò)開放的體系架構(gòu)，有利于業(yè)務(wù)的開發(fā)和提供，但目前在應(yīng)用方面還難以看出誘人的業(yè)務(wù)前景。目前，大多數(shù)軟交換的試驗是提供基本的話音業(yè)務(wù)、會議業(yè)務(wù)（含視頻）和網(wǎng)上瀏覽業(yè)務(wù)。除話音業(yè)務(wù)外，提供業(yè)務(wù)的操作都較為復(fù)雜，使用業(yè)務(wù)和應(yīng)用服務(wù)器的方式和手段來提供業(yè)務(wù)應(yīng)該給以肯定，但應(yīng)用平臺的商用還需要時間。

5．網(wǎng)絡(luò)QoS和網(wǎng)絡(luò)安全問題沒有較好的解決方案

　　采用IP網(wǎng)絡(luò)作為承載話音的網(wǎng)絡(luò)時，合理有效地調(diào)配網(wǎng)絡(luò)資源，解決QoS和網(wǎng)絡(luò)安全的問題一直希望有較為可行的方案。

6．商業(yè)模型

　　目前，各運營商均在關(guān)注軟交換的發(fā)展，但軟交換究竟能為運營帶來多大商機，如何以最合理的投資獲得最大利潤是目前運營商更加關(guān)心的問題，因此加強軟交換應(yīng)用的商業(yè)模型研究對電信網(wǎng)的發(fā)展具有重要意義。

　　以上問題的存在并不會阻礙新技術(shù)的應(yīng)用，相反，運營商會與設(shè)備供應(yīng)商一起冷靜地解決這些問題，并積極進行試驗，不斷加以完善。

《電信網(wǎng)技術(shù)》