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綜述：以軟交換為核心NGN的三大特征

2004/03/23

　　下一代網(wǎng)絡NGN是三網(wǎng)融合的產(chǎn)物，是可以提供包括話音、數(shù)據(jù)和多媒體等各種業(yè)務的綜合開放的網(wǎng)絡。NGN的體系架構(gòu)成為國內(nèi)外頗為關注的焦點，在向NGN演進的過程中，網(wǎng)絡發(fā)展的趨勢是統(tǒng)一的IP核心網(wǎng)、分層結(jié)構(gòu)和開放的接口。軟交換體系是目前備受推崇的一種NGN演進方案，是面向網(wǎng)絡融合的新一代多媒體業(yè)務整體解決方案。它通過優(yōu)化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)不但實現(xiàn)了網(wǎng)絡的融合，更重要的是實現(xiàn)了業(yè)務的融合。軟交換定位于NGN的控制層，是NGN的核心技術(shù)。

　　從現(xiàn)有的PSTN網(wǎng)向基于軟交換的NGN網(wǎng)絡演進，是電信網(wǎng)發(fā)展的必然方向。而統(tǒng)一的IP核心網(wǎng)、分層結(jié)構(gòu)和開放的接口，是NGN的關鍵特征。

　　分離網(wǎng)關的思想

　　在傳統(tǒng)的IP電話系統(tǒng)中，IP電話網(wǎng)關可以建立電路交換網(wǎng)(SCN)和IP網(wǎng)之間的呼叫連接。傳統(tǒng)網(wǎng)關不但要執(zhí)行媒體格式轉(zhuǎn)換，還要進行信令轉(zhuǎn)換，在IP網(wǎng)一側(cè)執(zhí)行H.323或SIP協(xié)議，在SCN一側(cè)執(zhí)行ISDN/PSTN信令。除此之外，系統(tǒng)還要控制網(wǎng)關內(nèi)部資源，為每個呼叫建立網(wǎng)關內(nèi)部的話音通路。

　　這種集成的網(wǎng)關結(jié)構(gòu)對IP電話的大規(guī)模部署具有相當大的制約力，主要表現(xiàn)在：網(wǎng)關集多種功能于一身，過于復雜，導致了可擴展性差且沒有故障保障機制，于是業(yè)界提出了網(wǎng)關分解的概念。傳統(tǒng)的網(wǎng)關被分解成三部分：媒體網(wǎng)關(MG)負責媒體變換以及SCN和IP兩側(cè)通路的連接；信令網(wǎng)關(SG)負責信令轉(zhuǎn)換，只是進行SCN信令的底層轉(zhuǎn)換，即從TDM電路方式轉(zhuǎn)換成IP網(wǎng)傳送方式，并不改變其應用層消息；軟交換負責根據(jù)收到的信令控制媒體網(wǎng)關的連接建立和釋放。軟交換才真正對信令消息進行分析和處理，并進行應用層的互通變換。軟交換還控制資源，負責認證和網(wǎng)絡安全，是整個系統(tǒng)的控制者。軟交換又稱為呼叫代理或媒體網(wǎng)關控制器。

　　網(wǎng)關分離導致出現(xiàn)了新的協(xié)議標準。軟交換和MG之間的接口A采用Megaco(又稱為H.248)或MGCP，軟交換和SG之間的接口B采用Sigtran。軟交換中有Megaco協(xié)議棧和Sigtran協(xié)議棧；MG中有Megaco協(xié)議棧；SG中IP側(cè)是與軟交換中一致的Sigtran協(xié)議棧，SCN側(cè)是SS7協(xié)議棧。

　　統(tǒng)一的IP核心網(wǎng)

　　NGN采用統(tǒng)一的IP核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)，從上到下由業(yè)務層、控制層、媒體層和接入層四層構(gòu)成。應用服務器位于業(yè)務層，負責提供增值業(yè)務和管理功能；軟交換在控制層，負責完成各種呼叫控制和相應業(yè)務處理信息的傳送，是NGN的核心控制設備；網(wǎng)關在媒體層，負責用戶送來的信息與IP網(wǎng)上傳送格式的轉(zhuǎn)換；無線網(wǎng)、電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng)在接入層，都將作為接入網(wǎng)存在。

　　傳統(tǒng)的有線和移動電話有各自獨立的交換和傳輸網(wǎng)絡，而移動電話的接入網(wǎng)絡更是復雜，它們有著不同的空中傳輸標準，這不僅增加了成本，也給使用者、管理者帶來不便。在NGN中將實現(xiàn)固定網(wǎng)和移動網(wǎng)的融合，固定和移動通信僅僅是接入方法不同。

　　IP網(wǎng)采用開放的體系結(jié)構(gòu)、統(tǒng)一的標準協(xié)議，任何接入網(wǎng)絡只要是采用IP協(xié)議都可以和它互通互連。接入網(wǎng)可以是固定電話網(wǎng)、移動電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng)、ADSL、LAN接入等。統(tǒng)一的IP核心網(wǎng)用一套統(tǒng)一的設備代替了原來各系統(tǒng)的獨立設備，可以大大降低開發(fā)和運營成本。

　　從現(xiàn)有網(wǎng)絡到NGN是一個漸進演化的過程，為了充分利用現(xiàn)有設備，以軟交換為核心的重疊網(wǎng)策略是一種可行的過渡策略。軟交換是下一代分組網(wǎng)絡的核心設備，它獨立于接入網(wǎng)，主要完成呼叫控制、資源分配、協(xié)議處理、路由、認證、計費等功能，同時可以向用戶提供現(xiàn)有電路交換機所能提供的所有業(yè)務，并向第三方提供可編程能力。軟交換是SCN和IP網(wǎng)協(xié)調(diào)的中心，通過對各種網(wǎng)關(如：SG和MG)的控制實現(xiàn)不同網(wǎng)絡之間的業(yè)務層的融合。

　　開放的接口

　　以軟交換為核心是NGN的主要特征之一，和傳統(tǒng)的電路交換相比，它有諸多優(yōu)勢。傳統(tǒng)的電路交換是一體化的，不同的子系統(tǒng)間通信采用專有的協(xié)議；軟交換是開放、分層的體系結(jié)構(gòu)，層間有開放的API接口。這樣，某一層的改變，不會影響其他層。

　　軟交換又稱為軟SSP，因為它的功能相當于傳統(tǒng)智能網(wǎng)中的SSP。但軟交換的體系結(jié)構(gòu)是開放的并且是可編程的。一方面，軟交換與下層的接口是協(xié)議API，融合了IP網(wǎng)中的多種協(xié)議。如：SIP、H.323、Megaco、ISUP/IP等。另一方面，軟交換與上層的接口是應用API，對于業(yè)務的提供者和第三方開發(fā)者是可編程的。軟交換真正實現(xiàn)了業(yè)務與呼叫控制分離以及呼叫控制與承載業(yè)務分離。“業(yè)務由用戶編程實現(xiàn)”這一思想并非軟交換首創(chuàng)，傳統(tǒng)智能網(wǎng)就是基于這種思想的。但是，由于智能網(wǎng)建立在電路交換網(wǎng)絡之上，因此業(yè)務和交換的分離是不徹底的；同時，其接入和控制功能也沒有分離，不便于設備在多種網(wǎng)絡融合時的綜合接入；而且智能網(wǎng)的SCE(業(yè)務生成環(huán)境)是依靠SIB(與業(yè)務無關的構(gòu)成塊)來實現(xiàn)的，SIB又與復雜的INAP(智能網(wǎng)應用協(xié)議)密切相關，不利于第三方應用商的大規(guī)模參與，無法方便、快捷地生成新業(yè)務。

　　軟交換吸取了IP、ATM、IN(智能網(wǎng))和TDM等眾家之長，形成分層、全開放的體系架構(gòu)，不但實現(xiàn)了網(wǎng)絡的融合，更重要的是實現(xiàn)了業(yè)務的融合。業(yè)務真正獨立于網(wǎng)絡，能夠靈活有效地實現(xiàn)業(yè)務的提供。

　　目前，國際上關于開放API的研究主要有ParlayAPI、JAIN和OSA。ParlayAPI屬于應用API；JAINAPI包括應用API和協(xié)議API(SIP、MGCP、H.323、TCAP、ISUP、INAP/AIN、MAP等)；OSA屬于應用API，側(cè)重于移動終端的服務。最新的研究趨勢表明，三者正趨于融合。

中國信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)(www.cnii.com.cn)

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