软交换网络的体系结构与协议探析

张建宏

[摘要]软交换技术是下一代网络中的核心技术,利用软交换技术,最大限度保护现有电信网络的投资,促进电信网络向下一代网络(NGN)平滑演进。介绍软交换网络的体系结构,探讨软交换网络内部接口协议标准及软交换主要功能。

[关键词]软交换技术NGN接口协议及标准

中图分类号:TP3 文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0820073-01

一、软交换网络的体系结构

以软交换技术体系构建的NGN采用分层思想,将网络体系分为4层,业务层、控制层、核心传送层、边缘接入层,

层与层之间采用标准的接口相连。

1.边缘接入层:主要是指与现有网络相关的各种网关或终端设备,其包括:SG完成电路交换网和分组交换网之间的No.7信令的转换,将No.7信令利用分组交换网络传送;TG,在软交换控制下,完成媒体流转换等功能,主要用于中继(No.7信令)接入;AG,在软交换控制下,完成媒体流转换和非No.7信令处理等功能,主要用于终端用户/PBX接入、无线基站接入和中继(非No.7信令)接入;NAS网络接入服务器,如现有网络中的拨号接入服务器等;H.323GW:H.323网关,在软交换控制下,实现将现有的VoIP网络融和到软交换体系架构的NGN体系中:IPPBX:支持IP协议的用户PBX;MSAG:完成局端的数据、语音、图像等多媒体业务的综合接入和交换等功能;IAD:完成用户端数据、语音、图像等多媒体业务的综合接入功能;WAG:无线接入网关。

2.核心传送层:基于IP/ATM的分组交换网络,就是承载层。软交换体系网络通过不同种类的媒体网关将不同种类业务媒体转换成统一格式的IP分组或ATM信元,利用IP路由器或ATM交换机等骨干传输设备,由分组交换网络实现传输。

3.控制层:架构的核心,主要是软交换控制设备,功能包括地址解析/路由功能、业务提供功能、网关计费功能、业务交换功能(SSF)、呼叫控制功能、互通功能等,详见软交换设备功能结构图。

4.业务应用层:面向用户提供各种应用和服务的设备,其中包括:策略服务器,完成策略管理的设备;应用服务器,利用软交换提供的应用编程接口,通过提供业务生成环境,完成业务创建和维护功能;AAA服务器,验证、鉴权、计费服务器:数据库,提供网络运行所需的各数据库;SCP,业务控制点,方便将现有的智能网业务平滑移植到NGN中。

二、软交换网络内部接口协议及标准

软交换的协议标准包括媒体接入平面、传输服务平面、控制平面和业务平面等层次结构的各种协议标准。

1.SIP协议。SIP协议用于软交换设备与应用服务器之间;或软交换设备与应用网关之间以便访问第三方应用;或实现软交换设备与软交换设备之间的互通:应用服务器/应用网关和媒体服务器之间的接口也可采用SIP协议。2.INAP协议。当应用服务器支持来自软交换设备的智能呼叫时,应用服务器与软交换设备之间采用INAP协议;应用服务器/应用网关和信令网关之间的接口也采用INAP协议,应用服务器/应用网关通过信令网关与现有智能网的SSPIIP等设备互通,通过INAP协议向软交换用户提供智能网业务。3.BICC协议。软交换设备之间的互通协议,BICC协议提供了支持独立于承载技术和信令承载技术的窄带ISDN业务,BICC协议属于应用层控制协议,可用于建立、修改和终结呼叫。4.信令传送协议。软交换设备与信令网关之间使用信令传送协议SIGTRAN,在IP网络传送No.7信令的高层信令信息(TUP/ISUPISCCP)。

三、软交换主要功能分析

(一)业务提供功能。软交换能够提供PSTN/ISDN交换机提供的业务,包括话音业务、补充业务和多媒体业务等,可以与现有智能网配合提供现有智能网提供的业务;可以与第三方合作,提供多种增值业务。

(二)业务交换功能。业务交换功能与呼叫控制功能相结合提供了呼叫控制功能和业务控制功能CSCF)之间进行通信所要求的一组功能。业务交换功能主要包括:业务控制触发的识别以及与SCF间的通信;管理呼叫控制功能和SCF之间的信令;按要求修改呼叫/连接处理功能,在SCF控制下处理IN业务请求;业务交互作用管理等。

(三)协议处理功能。软交换是一个开放的、多协议的实体,因此必须采用标准协议与各种媒体网关、终端和网络进行通信,这些协议包括:H.248,SCTP、ISUP,TUP,1NAP,H.323,Radius,SNMP.SIP,MGCP,BICC(与承载无关的呼叫控制)、ISDN等。

(四)其他功能。1.互通功能软交换可以通过信令网关实现分组网与现有七号信令网的互通;通过信。令网关与现有智能网互通,为用户提供多种智能业务;允许SCF控制VoIP呼叫且对呼叫信息进行操作(如号码显示等);软交换可以通过软交换中的互通模块,采用H.323协议实现与现有H.323体系的IP电话网的互通;采用SIP协议实现与未来SIP网络体系的互通;软交换可以与其他软交换设备互通互连,它们之间的协议可以采用SIP或BICC;软交换提供IP网内H.248终端、SIP终端和MGCP终端之间的互通。2.统一的资源控制和管理。NGN的目标是要实现电路交换网络和IP网络的融合以及业务的互通,这就要求必须具体考虑如何实现中继电路资源和IP媒体的控制和管理。软交换提供资源管理功能,对系统中的各种资源进行集中的管理,如资源的分配、释放和控制等。以ISUP和SIP的互通为例,ISUP仅提供电路资源,它对电路资源的描述和控制较简单;而SIP中则由SDP协议进行完善和相对复杂的管理,软交换能够实现这些资源的统一控制和管理。3.计费功能。软交换具有采集详细话单及复式计次功能,并能够按照运营商的需求将话单传送到相应的计费中心。当使用记账卡等业务时,软交换应具备实时断线的功能。4.语音处理功能。软交换可以控制媒体网关采用语音压缩,并提供可以选择的语音压缩算法,控制媒体网关采用回声抵消技术,可以向媒体网关提供语音包缓存区的大小,以减少抖动对语音质量带来的影响。

参考文献:

[1]强磊,基于软交换的下一代网络组网技术,人民邮电出版社,2005.

[2]石友康,软交换技术标准研究进展,电信科学,2004.

[3]王文鼎,软交换技术与协议,人民邮电出版社,2002.