软交换技术及其问题分析

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0、引言
　　Softswitch的概念最早由Lucent公司贝尔实验室于90年代中期提出。它和十几年前的IN相比，虽然具有某种程度的相似性和继承性，但更突出的是其革命性。
　　IN虽然提出将业务和交换相分离，在实践中也做出了不少有益的尝试，但由于它仍然建立在电路交换网络之上，必然会受到种种限制，因此这种分离是不彻底的。向Softswitch已经不再局限于传统网络，为交换和业务的完全分离创造了条件。
　　Softswitch是面向网络融合的新一代多媒体业务全面解决方案，在继承的基础上突破了目前的仅在各单一业务网络(如PSTN/ISDN、PLMN、IN、CATV和Internet等)之间进行互通的思想局限。它通过优化网络结构不但实现了网络的融合，更重要的是实现了业务的融合，使得包交换网络能够继承原有电路交换网中丰富的业务功能，同时可以在全网范围内快速提供原有网络难以提供的新业务。
　　可以说，Softswitch已经向着个人通信的理想----在任何时间(Whenever)、任何地点(Wherever)，以任何方式(Whatever)和任何人(Whoever)实现通信----迈出了重要的一步，对通信网络的发展具有重大的意义和深远的影响。
1、Softswitch的协议体系
　　有关软交换的标准、协议是网络融合的关键。现在的标准工作主要涉及：互操作性；媒体控制协议(如MGCP、H.248)，软交换机之间的通信(如SIP)，扩展业务平台的协议和API；符合国际电话连接标准；安全标准；利用软交换传送高级业务等方面。Softswitch作为一个开放的实体，与外部的接口必须采用丰富的开放的协议，下面就Softswitch涉及到的协议作简单的介绍。
　　(1)与中继网关间的H.248协议，MGCP是软交换、媒体网关、信令网关的关键协议，它使IP电话网可以接入PSTN，实现端到端电话业务。MGCP规范的草案已经提交给IETF和ETSI。后来Lucent又提出了媒体设备控制协议(MDCP)，于是所有以上协议又合并成MeGaCo协议(又称作H.248)；
　　(2)与NO.7互通的SIGTRAN协议，由IETF SIGTRAN组织制定的在IP网上传送PSTN/ISDN的信令协议；
　　(3)与IP终端的SIP，H.248，MGCP协议，SIP主要是为Internet网上的多媒体会议电视服务的，用于建立Internet主机之间的会晤(session)。它以Internet协议(HTTP)为基础，遵循Internet的设计原则，所以很容易增加新业务，扩展协议，而不会引起互操作问题。SIP协议简单，是模块式，不受基础协议与结构的限制。它可用于端点或服务器上呼叫的建立，也可运行在媒体网关控制器、网关、数据库等其他设备之间。SIP没有NNI接口，但它在积极解决这个问题。国际软交换联盟(International Softswitch Consortium)和一些组织提倡SIP，认为它虽说没有H.323那样功能强大，但对运营者来说，比较容易实施，不少运营者和制造商从H.323转移到SIP。而全网采用SIP协议的大型电信网络目前尚不成熟；
　　(4)与接入网关间的MGCP/H.248协议，在MGCP的基础上，Lucent又提出了媒体设备控制协议(MGCP)，于是所有这些协议又合并成MeGaCo协议(又称作H.248)。MeGaCo既适应面向连接的媒体(TDM，ATM)，又面向无连接媒体；
　　(5)与现有智能网互通的INAP，CAP，MAP协议；
　　(6)与现有H.323 IP电话网的H.323协议，H.323的第一版是H.320的修改版(H.320是ISDN和电路交换网上的会议电视的协议)，用于LAN上的会议电视。后来1998年又通过H.323的第二版，从而该规范也可用于IP网上的通信，目前第三版的工作正在进行。现在作为多媒体组网标准的H.323应用比较广泛，它是IP网关/终瑞在分组网上传送话音和多媒体业务所使用的核心协议，包括点到点、点到多点会议、呼叫控制、多媒体管理、带宽管理、LAN与其他网络的接口等。1996年ITU通过H.323规范时，H.323协议中关于长途呼叫建立时间等问题还有待解决。H.323没有关于NNI(网路间)接口的定义，没有拥塞控制机制。这在专用网内实现计算机-计算机的呼叫没有问题，但要提供全国性业务及PSTN-to-PSTN连接则必须依赖NNI接口。H.323是集中式对等结构，多个平台运行多个软件，硬软件升级不容易；
　　(7)与其他软交换的SIP-T/BICC协议，SIP-T/BICC协议解决了呼叫控制和承载分离的问题，使呼叫控制信令可在各种网络上承载，包括MTP SS7网络、ATM网络、IP网络。BICC协议由ISUP演变而来，是传统电信网络向综合多业务网络演进的重要支撑工具；
　　(8)开放的API的协议等。
2、软交换发展所面临的问题
　　近几年，国内各大运营商纷纷进行软交换技术试验。笔者有幸参与了中国联通的软交换技术试验的全过程。同时，也了解了国内包括电信、网通、移动、铁通在内的其他运营商的软交换技术试验及试商用情况。纵观软交换技术的发展，对目前软交换网络所面临的问题分析如下：
　　从技术上讲，软交换是一种具有呼叫控制功能的软件实体，它的核心是一个采用标准化协议和应用编程接口的开放体系结构，便于第三方参与应用开发，而且对新业务的开展也非常有利。从业务的角度来说，软交换是为新业务大量涌现而提出的解决方案，其优势在于能减少运营商提供新业务的资本和运营支出，同时增加收入。与现有的交换业务相比，软交换业务还有另一个突出的优点，即用户可以通过软交换系统自主控制并更方便地使用所有通信业务，换句话说，就是个性化服务能力更强。这在日趋激烈的电信市场竞争环境中，重要性是不言而喻的。
　　但是，通过试验，我们也同样发现软交换的真正应用还存在一些问题需要进步解决。
　　2.1　网络组网的方式
　　传统电信网经过长期的运营积累，在网络组织方面已经具有相当成熟的经验；而基于软交换的网络组织目前国内外尚无成熟的经验，是采用基于软交换的全平面结构，还是分区域选路结构等在技术和实践方面都有待进一步的探索。由于缺乏大范围的运行网络，因而对软交换系统的性能测试只能够在小型组网中进行，这与大型组网的实际情况有较大的差距。目前，国内各大运营商所进行的软交换技术试验限于试验网络规模的原因，基本上没有对软交换网络的组织进行试验。唯独中国联通软交换试验网络建设了基于六个城市的12个软交换域的网络，组网方式采用了全平面结构，并对网络的组织形式进行了全面的考察。且软交换网络的容量大是其不可比拟的优势，如何发挥充分发挥大容量优势，让软交换网络达到最高性价比，进一步降低成本，增加网络的可靠性，与软交换网络的网络组织结构息息相关。因而如何在实验型网络中，真实地摸索出软交换系统的网络组织还需要进一步研究。