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(jìn)展，并介紹了軟交換的功能和目前軟交換應用所面臨的問(wèn)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(huà)音解決方案的焦點(diǎn)。我國各運營(yíng)商正在積極進(jìn)行試驗，設備供應商的設備也正在陸續推出。但如何將軟交換技術(shù)應用于網(wǎng)絡(luò )中，其主要的切入點(diǎn)在哪里等這些都是目前國內外關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。本文將概述目前有關(guān)軟交換技術(shù)的研究進(jìn)展，介紹軟交換的功能和目前軟交換應用所面臨的問(wèn)題。

二、軟交換相關(guān)標準的進(jìn)展

　　我國網(wǎng)絡(luò )與交換標準研究組早在1999年下半年就開(kāi)始對軟交換技術(shù)進(jìn)行跟蹤和研究，并啟動(dòng)了《軟交換設備總體技術(shù)要求》規范的編制工作。《軟交換設備總體技術(shù)要求》規定了軟交換在網(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(huà)、智能網(wǎng)的互通要求等。該標準是運營(yíng)企業(yè)、制造企業(yè)和科研機構共同協(xié)作取得的成果，應該說(shuō)該標準的研究處于世界同步水平，它的形成對指導廠(chǎng)商的設備研發(fā)和網(wǎng)絡(luò )應用將起到積極作用。當然，由于軟交換標準的研發(fā)早于市場(chǎng)的應用，其多項指標仍有待驗證，其技術(shù)也需要在實(shí)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(jìn)行軟交換系列標準的研究工作，如信令網(wǎng)關(guān)設備規范、ATM中繼媒體網(wǎng)關(guān)設備規范、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(shí)，也開(kāi)始研究網(wǎng)絡(luò )開(kāi)放式體系架構、相關(guān)設備單元的測試規范。

三、我國軟交換技術(shù)研究的進(jìn)展情況

　　我國高科技"八六三"計劃列項了有關(guān)軟交換系統在移動(dòng)和多媒體應用的研究，該課題以軟交換技術(shù)為核心，重點(diǎn)研究能夠支持多媒體業(yè)務(wù)和應用于無(wú)線(xiàn)系統的軟交換體系，采用開(kāi)放式API的業(yè)務(wù)及應用支撐環(huán)境，以及軟交換系統的組網(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(yǔ)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(shí)用的多媒體業(yè)務(wù)，需要對這些問(wèn)題認真地加以研究和解決，以實(shí)現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(dòng)網(wǎng)絡(luò )也同樣面臨著(zhù)向NGN融合和演進(jìn)的問(wèn)題。就移動(dòng)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(shuō)，3G也是NGN的一個(gè)組成部分，而且它和其它組成部分間的聯(lián)系比現在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)及應用支撐環(huán)境主要包括應用服務(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。應用服務(wù)器向用戶(hù)提供增值業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)能力服務(wù)器向應用服務(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(dòng)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(hù)數據進(jìn)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(kāi)放的網(wǎng)絡(luò )體系架構以及基于軟交換的組網(wǎng)技術(shù)。

四、軟交換的主要特點(diǎn)

　　軟交換的主要特點(diǎn)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 )結構。

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(shuō)是整個(gè)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(hù)媒體網(wǎng)關(guān)、無(wú)線(xiàn)媒體網(wǎng)關(guān)、數據媒體網(wǎng)關(guān)等，完成H.248協(xié)議功能。同時(shí)，還可以直接與H.323終端和SIP客戶(hù)端終端進(jìn)行連接，提供相應業(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(kāi)放API協(xié)議，向用戶(hù)提供第三方業(yè)務(wù)，同時(shí)還可以提供多媒體和移動(dòng)業(yè)務(wù)以及傳統電話(huà)網(wǎng)所不能提供的業(yè)務(wù)。

4．H.248協(xié)議

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

　　目前ITU-TSG16已經(jīng)推出了H.248v2，并對在實(shí)施過(guò)程中發(fā)現的在H.248存在的技術(shù)問(wèn)題、編輯錯誤和含糊之處提出了H.248實(shí)施細則，從而進(jìn)一步推動(dòng)H.248的應用及其兼容性。

　　“包”（Package）是H.248中另一個(gè)重要概念，它通過(guò)“包”可以對H.248進(jìn)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(gè)部分：包、特性、事件、信號、統計和與包相關(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(jìn)展音信號發(fā)生包、呼叫進(jìn)展音信號檢測包、模擬線(xiàn)監視包、基本導通包、網(wǎng)絡(luò )包、RTP包、TDM電路包。

（2）H.248附件F：傳真、文本轉換和呼叫識別包

　　該附件描述了傳真、文本電話(huà)、呼叫類(lèi)型識別和數據呼叫檢測所需要的包。

（3）H.248附件G：IP電話(huà)包

（4）H.248附件J：動(dòng)態(tài)音信號定義包

　　本附錄定義了重新現有音信號和創(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(shí)現錄音通知功能，錄音通知可以用多種方式實(shí)現，如語(yǔ)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(yǔ)音包支持標準IVR操作，高級語(yǔ)音包是對基本語(yǔ)音包的擴展，例如用戶(hù)可以定義語(yǔ)言、方言、語(yǔ)音文件格式、性別、說(shuō)話(huà)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(xiàn)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(xiàn)路已經(jīng)恢復正常。

（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(jìn)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、軟交換的應用

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

　　英國B(niǎo)T：話(huà)音網(wǎng)絡(luò )在長(cháng)途網(wǎng)層面正在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化，1998年開(kāi)始將原有的近200個(gè)長(cháng)途/匯接交換機優(yōu)化為67個(gè)大容量的基于A(yíng)TM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(kāi)展有關(guān)軟交換的試驗，計劃利用5年的時(shí)間替換65％的TDM交換機。

　　德國電信：1997年開(kāi)始了國內電話(huà)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化的工作，目前網(wǎng)絡(luò )仍有充足的容量，近期內沒(méi)有開(kāi)展軟交換試驗的計劃。但在國際網(wǎng)絡(luò )方面，正在積極進(jìn)行技術(shù)準備，目前正在準備技術(shù)投標、實(shí)驗室設備測試等，計劃在2002年開(kāi)始在國際網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行軟交換的試驗，放置1臺軟交換機和4個(gè)媒體網(wǎng)關(guān)開(kāi)展IP網(wǎng)絡(luò )提供語(yǔ)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(shí)電信（Belgacom）：其策略是積極發(fā)展ADSL，充分利用傳統電信網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)勢，及時(shí)地為用戶(hù)提供IP接入。比利時(shí)電信認為近期網(wǎng)絡(luò )增容不大，在網(wǎng)絡(luò )發(fā)展趨于平穩的條件下發(fā)展軟交換不是有利的戰略，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，目前軟交換主要應用在以下4個(gè)方面：

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

　　（2）多業(yè)務(wù)應用（Multi-media Applications）：通過(guò)應用服務(wù)器向第三方提供API，支持第三方的應用開(kāi)發(fā)。

　　（3）電信級撥號接入（Carrier Class Dial-in）：其MG同時(shí)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能被統一管理，并能進(jìn)行撥號上網(wǎng)用戶(hù)數據旁路。

　　（4）下一代本地交換系統（Next Generation Local Switch）：提供數據終端與PSTN網(wǎng)電信級互聯(lián)互通，支持對個(gè)人用戶(hù)（IP Phone/PC）、企業(yè)用戶(hù)（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(wèn)題

1．國際上尚無(wú)大型網(wǎng)絡(luò )的組網(wǎng)和運營(yíng)經(jīng)驗

　　傳統電信網(wǎng)經(jīng)過(guò)長(cháng)期的運營(yíng)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 )組織目前國內外尚無(wú)成熟的經(jīng)驗，是采用基于軟交換的全平面結構，還是分區域選路結構等在技術(shù)和實(shí)踐方面都有待進(jìn)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(chǎng)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(yíng)商根據業(yè)務(wù)的需要來(lái)進(jìn)一步確定。

3．API沒(méi)有成熟的產(chǎn)品

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

4．業(yè)務(wù)不明朗

　　雖然軟交換系統在理論上提供了網(wǎng)絡(luò )開(kāi)放的體系架構，有利于業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)和提供，但目前在應用方面還難以看出誘人的業(yè)務(wù)前景。目前，大多數軟交換的試驗是提供基本的話(huà)音業(yè)務(wù)、會(huì )議業(yè)務(wù)（含視頻）和網(wǎng)上瀏覽業(yè)務(wù)。除話(huà)音業(yè)務(wù)外，提供業(yè)務(wù)的操作都較為復雜，使用業(yè)務(wù)和應用服務(wù)器的方式和手段來(lái)提供業(yè)務(wù)應該給以肯定，但應用平臺的商用還需要時(shí)間。

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

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

6．商業(yè)模型

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

　　以上問(wèn)題的存在并不會(huì )阻礙新技術(shù)的應用，相反，運營(yíng)商會(huì )與設備供應商一起冷靜地解決這些問(wèn)題，并積極進(jìn)行試驗，不斷加以完善。

《電信網(wǎng)技術(shù)》