軟交換技術(shù)淺析

2019-11-05 02:01:35

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供稿：網(wǎng)友

網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)量的爆炸式增長(zhǎng)已成為世界矚目的焦點(diǎn)和推動(dòng)全球信息業(yè)發(fā)展的動(dòng)力。作為下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)的核心技術(shù)--軟交換(SoftSwitch)技術(shù)，近年來(lái)得到了廣泛關(guān)注。其目的是以分組為基礎(chǔ)，建設(shè)下一代公眾網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)從PSTN網(wǎng)到ip網(wǎng)的平滑過(guò)渡。利用IP網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)節(jié)約投資和運(yùn)營(yíng)成本，開(kāi)發(fā)新業(yè)務(wù)，在繼續(xù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)目前各個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)之間的互通。他將在業(yè)務(wù)融合、用戶終端控制、第三方應(yīng)用集成中起重要作用，下一代網(wǎng)絡(luò)是業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)業(yè)務(wù)與呼叫控制分離以及呼叫控制與承載分離實(shí)現(xiàn)相對(duì)獨(dú)立的業(yè)務(wù)體系，使業(yè)務(wù)真正獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)，靈活有效地實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的提供。用戶可以自行配置和定義自己的業(yè)務(wù)特征，不必關(guān)心承載業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)形式及終端類型，使得業(yè)務(wù)和應(yīng)用的提供有較大的靈活性，從而滿足用戶不斷發(fā)展、不斷更新的業(yè)務(wù)需求。軟交換通過(guò)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的融合，采用了開(kāi)放式應(yīng)用編程接口(01。5)，答應(yīng)在交換機(jī)制中靈活引入新業(yè)務(wù)。

1 軟交換的體系結(jié)構(gòu)

軟交換也稱為呼叫代理、呼叫服務(wù)器或媒體網(wǎng)關(guān)控制器，是一種基于軟件實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)程控交換機(jī)的"呼叫控制"功能實(shí)體。具體地說(shuō)，就是把"呼叫控制"功能從媒體網(wǎng)關(guān)中分離出來(lái)，通過(guò)服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)上的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)呼叫選路、連接控制(建立、拆除會(huì)話)、治理控制和信令互通(從7號(hào)信令到IP)。

傳統(tǒng)的程控交換機(jī)，根據(jù)所執(zhí)行功能的不同，一般可劃分為4個(gè)功能層：呼叫控制層、媒體交換層、業(yè)務(wù)提供層、接入網(wǎng)關(guān)層。這4個(gè)功能層物理上合為一體，軟、硬件互相牽制，不可分割。各個(gè)功能層處在一個(gè)封閉體內(nèi)，他們之間沒(méi)有開(kāi)放的互連標(biāo)準(zhǔn)和接口，因此，增加新功能費(fèi)用高、周期長(zhǎng)，并且受到設(shè)備制造商的限制。

軟交換技術(shù)淺析

如圖1所示，軟交換系統(tǒng)同樣有4個(gè)功能層，所不同的是控制、交換、業(yè)務(wù)和接入這4個(gè)功能層完全地分離，并利用一些具有開(kāi)放接口的網(wǎng)絡(luò)部件去構(gòu)造各個(gè)功能層。因此，軟交換系統(tǒng)是具有開(kāi)放接口協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)部件的集合。

接人層提供各種用戶終端，用戶駐地網(wǎng)和傳統(tǒng)通信網(wǎng)接人到核心網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)；傳輸層為各種媒體提供寬帶傳輸通道，并將信息選路至目的地；控制層主要提供呼叫控制與處理功能和協(xié)議功能，業(yè)務(wù)提供功能和互通功能；業(yè)務(wù)層利用底層的各種資源為用戶提供豐富多彩的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和資源治理。

2 軟交換的主要協(xié)議

2．1 H．323協(xié)議

H．323協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是ITU-T的Study Group 16在1996年提出的，并于1998年2月修訂第2版。該標(biāo)準(zhǔn)是用于包交換網(wǎng)的多媒體通信的標(biāo)準(zhǔn)，用于不支持QoS的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，這些網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成當(dāng)前企業(yè)的主要計(jì)算機(jī)環(huán)境，包括高速Ethernet、FDDI、令牌環(huán)網(wǎng)、ATM上的TCP／IP和IPX。H．323是一個(gè)廣范的標(biāo)準(zhǔn)，包括獨(dú)立的設(shè)備、個(gè)人計(jì)算機(jī)嵌入技術(shù)以及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和多點(diǎn)會(huì)議系統(tǒng)。H．323還涉及呼叫控制(callcontr01)、多媒體治理、帶寬治理以及和各種網(wǎng)絡(luò)之間的接口。

H．323的實(shí)體包括終端、GateKeeper、GateWay、MC、MP和MCU。各種基于H．323標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)包括IP會(huì)議電視、IP Phone、IP Fax、協(xié)同計(jì)算、遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程交互式購(gòu)物、技術(shù)支持等，遵循H．323標(biāo)準(zhǔn)的各種多媒體應(yīng)用產(chǎn)品可以保證其互操作的兼容性。目前，H．323在我國(guó)應(yīng)用廣泛。

H．323基于集中式對(duì)等結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是協(xié)議成熟，定義完全，設(shè)備的穩(wěn)定性強(qiáng)，互通性較好，缺點(diǎn)是協(xié)議復(fù)雜，成本高，不能與No．7集成，不適用于組建大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，且沒(méi)有擁塞控制機(jī)制，服務(wù)質(zhì)量不能得到保證，效率和擴(kuò)展性較差。

2．2 SIP協(xié)議

SIP(session Initiation PRotoco1)是IETF提出的在IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行多媒體通信的應(yīng)用層控制協(xié)議，采用基于文本格式的C／S的工作方式，由客戶機(jī)發(fā)起請(qǐng)求，服務(wù)器進(jìn)行響應(yīng)。SIP獨(dú)立于低層協(xié)議，采用自己的應(yīng)用層可靠性機(jī)制來(lái)保證消息的可靠傳送。SIP非常類似于其他的Internet協(xié)議，采用分布式的呼叫控制與治理模型。SIP協(xié)議最大的特點(diǎn)是僅需利用已定義的消息頭宇段，對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單必要的擴(kuò)充就能很方便地支持各項(xiàng)新業(yè)務(wù)和智能業(yè)務(wù)，具有很強(qiáng)的靈活性和擴(kuò)充性。此外，SIP還支持多種地址格式，包括E.164和URL等。

在軟交換系統(tǒng)中，SIP協(xié)議用于軟交換與SIP終端、軟交換與應(yīng)用服務(wù)器或軟交換與SIP網(wǎng)絡(luò)的互通。

SIP協(xié)議簡(jiǎn)單、靈活，很輕易增加新業(yè)務(wù)，擴(kuò)展性強(qiáng)，具備終端能力檢測(cè)、在線檢測(cè)、支持移動(dòng)性、組播等能力，而且采用文本格式，開(kāi)發(fā)人員輕易理解，并被指定為3G的控制協(xié)議，具有很大的發(fā)展前景。其缺點(diǎn)是不夠成熟，需與其他協(xié)議配合使用，單獨(dú)應(yīng)用的范圍窄。

2．3 MGCP協(xié)議

MGCP(Media Gateway Control Protoco1)是1998年年底SGCP與新的VoIP協(xié)議IPDC(1P DeviceContr01)合并而成，由IETF(Internet Engineering Task Force)所提出的。MGCP一被提出來(lái)就受到業(yè)界極大的關(guān)注，MGCP針對(duì)H．323在VoIP應(yīng)用上的缺點(diǎn)進(jìn)行了改良，在MGCP中擴(kuò)充了原本SGCP中Call Agent的功能成為MGC(Media Gateway Controller)。MGCP具體內(nèi)容可參見(jiàn)IETFRFC2705。在軟交換系統(tǒng)中，MGCP協(xié)議主要用于軟交換和媒體網(wǎng)關(guān)或軟交換與MGCP終端之間，軟交換通過(guò)此協(xié)議控制媒體網(wǎng)關(guān)／MGCP終端上的媒體／控制流的連接、建立和釋放。MGCP協(xié)議基于主從結(jié)構(gòu)，因此其解決方案有利于網(wǎng)關(guān)的互連，適合構(gòu)建大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，且可以和No．7信令網(wǎng)關(guān)配合工作，能與No．7信令網(wǎng)良好集成，協(xié)議具有很好的擴(kuò)展性。此外，由于呼叫控制與媒體處理分離，使得運(yùn)營(yíng)商可用多個(gè)廠家的設(shè)備來(lái)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)。MGCP協(xié)議的缺點(diǎn)是MGCP與H．248／MEGACO存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，而后者已于2000年年初由IETF和ITU簽署認(rèn)可。

2．4 H．248／MEGACO協(xié)議

在MGCP提出之后，IETF在1999年初便以現(xiàn)有的MGCP為基礎(chǔ)制定了MEGACO協(xié)議，后來(lái)被提交給ITU-TSGl6并被采納，形成了ITU-TH．248協(xié)議，因而H．248和MEGACO實(shí)質(zhì)上是一樣的，是IETF和ITU-T共同認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。在軟交換系統(tǒng)中，H．248協(xié)議主要用于軟交換和媒體網(wǎng)關(guān)或軟交換與H．248終端之間，軟交換通過(guò)此協(xié)議控制媒體網(wǎng)關(guān)／H．248終端上的媒體／控制流的連接、建立和釋放。

H．248和MGCP均是網(wǎng)關(guān)分解的產(chǎn)物，也是基于主從工作模式，所以具備MGCP的所有優(yōu)點(diǎn)，且H．248獨(dú)立于承載，支持二進(jìn)制和文本2種編碼格式。其缺點(diǎn)是目前需要完善，尚不成熟。

3 軟交換技術(shù)有待研究的問(wèn)題

為真正實(shí)現(xiàn)電路網(wǎng)絡(luò)向分組網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫過(guò)渡，還有如下問(wèn)題需要進(jìn)一步的研究；

(1)國(guó)際上尚無(wú)大型網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)和營(yíng)運(yùn)經(jīng)驗(yàn)。

(2)協(xié)議尚未做到兼容性，標(biāo)準(zhǔn)還在發(fā)展中，不同設(shè)備供給商的軟交換在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的選用及協(xié)議的兼容性方面還難以做到相互兼容。 (3)業(yè)務(wù)不明朗，目前多數(shù)軟交換的試驗(yàn)是提供基本的話音業(yè)務(wù)、會(huì)議業(yè)務(wù)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，靈活運(yùn)用還需時(shí)間。

(4)網(wǎng)絡(luò)QoS和安全問(wèn)題沒(méi)有較好的解決方案，商業(yè)模型也有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 語(yǔ)

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異，傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)無(wú)論從業(yè)務(wù)量設(shè)計(jì)、容量、組網(wǎng)方式還是從交換方式來(lái)講，都已無(wú)法適應(yīng)可以同時(shí)提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻于一體的全開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)的要求，傳統(tǒng)的交換網(wǎng)向基于軟交換的下一代網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)已勢(shì)不可擋，軟交換仍在不斷完善、發(fā)展中。

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