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1、下一代网络技术的发展和应用下一代网络技术的发展和应用冯艳华 (中国铁通集团有限公司吉林分公司，吉林 130012)摘要：摘要：基于软交换的下一代网络是电信网络发展的必然趋势，本文重点阐述了下一代网络的技术特点和功能，以及业务发展和应用，并对运营商的网络建设提出建议。关键词关键词: : 网络；技术；软交换；发展；应用1 1、概述、概述近年来，我国电信网络发展迅速，取得了巨大成绩，综合通信能力明显增强。但随着产业界的融合趋势，电话网、计算机网、有线电视网趋于融合，网络面临的压力越来越大。电信业务的需求也趋于多样化，运营商必须提供越来越多的多媒体业务才能吸引住用户，而这些新型的多样性业务，是目前 P
2、STN、PLMN 网络所难以提供的。与此同时，飞速发展的数据网已经对 PSTN、PLMN 业务形成分流，并将逐渐成为承载话音业务的基石，运营商已经积累了丰富的 VoIP 运营经验，但 H.323 VoIP 只满足分组话音的基本需求，缺乏丰富的业务功能。在这一发展背景下，基于软交换技术（SoftSwitch）的下一代网络（NGN）应运而生。NGN 是电信史上的一块里程碑，它属于一种综合、开放的网络构架，提供话音、数据和多媒体等业务。NGN 可在统一的分组网络上融合通信、信息、电子商务和交易等业务，满足多样化、个性化业务需求，在继承的基础上实现与各种业务网络（PSTN/ISDN、PLMN、IN、I
3、nternet）之间的互通，在全网内快速提供新的语音、数据、图像融合业务。 软交换是 NGN 的控制功能实体，为 NGN 提供具有实时性要求的业务的呼叫控制和连接控制功能，是 NGN 呼叫与控制的核心。1.11.1、软交换的起源、软交换的起源软交换的概念最早起源于美国企业网应用。在企业网络环境下，用户可采用基于以太网的电话，再通过一套基于 PC 服务器的呼叫控制软件（Call Manager、Call Server） ，实现 PBX 功能（IP PBX） 。对于这样一套设备，系统不需单独铺设网络，而通过与局域网共享来实现管理与维护的统一，综合成本远低于传统的 PBX。由于企业网环境对设备的可靠
4、性、计费和管理要求不高，主要用于满足通信需求，设备门槛低，许多设备商都可提供此类解决方案，因此 IP PBX 应用获得了巨大成功。传统的电路交换设备主要由少数几家设备供应商提供，价格一般都在几十万美元到数百万美元，且版本升级可能会花几个月时间和数十万美元，网络综合运营成本很高。运营商非常希望能够寻求到一种替代产品与技术。受到 IP PBX 成功的启发，业界提出了这样一种思想：将传统的交换设备部件化，分为呼叫控制与媒体处理，二者之间采用标准协议（MGCP、H248） ，呼叫控制实际上是运行于通用硬件平台上的纯软件，媒体处理将 TDM 转换为基于 IP 的媒体流。于是，SoftSwitch 技术应
5、运而生，由于这一体系具有伸缩性强、接口标准、业务开放等特点，发展极为迅速。1.21.2、什么是软交换、什么是软交换软交换的基本含义就是将呼叫控制功能从媒体网关（传输层）中分离出来，通过软件实现基本呼叫控制功能，包括呼叫选路、管理控制、连接控制（建立/拆除会话）和信令互通，从而实现呼叫传输与呼叫控制的分离，为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面。软交换主要提供连接控制、翻译和选路、网关管理、呼叫控制、带宽管理、信令、安全性和呼叫详细记录等功能。与此同时，软交换还将网络资源、网络能力封装起来，通过标准开放的业务接口和业务应用层相连，从而可方便地在网络上快速提供新业务。软交换位于网络控制层，通过
6、与媒体层网关的交互，接收处理中的呼叫相关信息，指示网关完成呼叫。其主要任务是在各点之间建立关系，这些关系可以是简单的呼叫，也可以是一个较为复杂的处理。软交换技术主要用于处理实时业务，如话音业务、视频业务、多媒体业务等，此外还提供一些基本补充业务，与传统交换呼叫控制和基本业务的提供非常类似。1.31.3、引入软交换的意义、引入软交换的意义1.3.11.3.1、软交换给用户带来什么？、软交换给用户带来什么？软交换可以实现跨域控制，可以对接入层面丰富多样的设备进行控制和管理，为用户提供话音、数据和视频业务，以及其它融合业务。随着通信网络的发展趋势从技术驱动向业务驱动的转变，业务发展逐渐成为关注焦点。
7、软交换向ISV（独立软件开发商）、ISP、ICP、ASP（应用业务提供商）提供开放的业务接口Open API，而ISV/ISP/ICP/ASP往往比软交换提供商更熟悉最终用户的业务需求，因此ASP/ISP/ICP提供的业务更贴近用户、贴近生活。此外，大量ASP/ISP/ICP参与竞争的结果，可加快推出多样、先进、经济和实用的业务的节奏。1.3.21.3.2、软交换给营商带来什么？、软交换给营商带来什么？作为NGN核心部件，软交换可独立开发、生产和采购，其开发成本、生产成本和采购成本相对较低，从而使运营设备的投资相应降低。软交换的出现，可使三网在网络层面实现网间互联互通，在业务层面实现业务的渗透
8、和交叉，使基于统一分组网络承载多种业务成为可能。运营商可终结三网分别投资的局面，通过一个融合的网络为用户同时提供话音、数据和多媒体业务，实现国际电联提出的“通过互联互通的电信网、计算机网和电视网等网路资源的无缝融合，构成一个具有统一接入和应用界面的高效率网路，使人类能在任何时间和地点，以一种可以接受的费用和质量，安全的享受多种方式的信息应用”的目标。对于数据网络，几年前的网络泡沫导致投资过度、带宽冗余，而软交换技术则可利用这些冗余带宽迅速部署NGN业务，同时软交换Open API还可为运营商提供强大的业务生成能力。2 2、NGNNGN 网络技术特点和功能网络技术特点和功能2.12.1 技术特点
9、技术特点2.1.12.1.1、开放分布式网络结构、开放分布式网络结构采用软交换技术，将传统交换机的功能模块分离为独立网络部件，各部件按相应功能进行划分，独立发展。采用业务与呼叫控制分离、呼叫控制与承载分离技术，实现开放分布式网络结构，使业务独立于网络。通过开放式协议和接口，可灵活、快速地提供业务，个人用户可自己定义业务特征，而不必关心承载业务的网络形式和终端类型。2.1.22.1.2、高速分组化核心承载、高速分组化核心承载核心承载网采用高速包交换网络，可实现电信网、计算机网和有线电视网三网融合，同时支持语音、数据、视频等业务。2.1.32.1.3、独立的网络控制层、独立的网络控制层网络控制层即
10、软交换，采用独立开放的计算机平台，将呼叫控制从媒体网关中分离出来，通过软件实现基本呼叫控制功能，包括呼叫选路、管理控制和信令互通，使业务提供者可自由结合承载业务与控制协议，提供开放的 API 接口，从而可使第三方快速、灵活、有效地实现业务提供。2.1.42.1.4、网络互通和网络设备网关化、网络互通和网络设备网关化通过接入媒体网关、中继媒体网关和信令网关等网关，可实现与PSTN、PLMN、IN、Internet 等网络的互通，有效地继承原有网络的业务。2.1.52.1.5、多样化接入方式、多样化接入方式普通用户可通过智能分组话音终端、多媒体终端接入，通过接入媒体网关、综合接入设备（IAD）来满
11、足用户的语音、数据和视频业务的共存需求。2.2、软交换技术参考模型、软交换技术参考模型图1为ISC推荐的软交换参考模型，这一参考模型涉及到传输平面、控制平面、应用平面、数据平面和管理平面等五个平面。传输平面处于最底层，负责语音视频等具体承载数据的传送，包括交换功能、逻辑端口功能、适配功能和物理信令功能等，与传输平面相关的参考点有A、B、C。其中：A为信令信道，采用IETF IPS7协议；参考点处于逻辑端口功能和设备控制功能之间，采用MGCP、MeGaCo、IPDC、Q.931等协议；C参考点采用VSI、GSMP等协议。传输平面与外部的接口1采用TDM话路或分组链路，包括带内信令。图1 软交换参
12、考模型控制平面处于第二层，提供控制功能，如信令处理、承载连接控制、设备控制、呼叫腿（Leg）控制、网守（Gatekeeper）和代理信令等功能。其中：参考点D位于信令处理功能和数据库功能之间，采用TCAP信令；参考点在信令处理功能和会话控制功能之间，采用TCAP信令，用于IN请求等传送，业务逻辑对呼叫的控制等消息传送；参考点F1、F2分别采用呼叫控制API和承载连接控制API，如TAPI、JTAPI等。控制平面与外界的接口2采用H.323（H.225/H.245）、SIP、TCAP（TCAP/SCCP/M3UA/SCTP/IP）等协议和信令。上层应用平面提供业务和应用控制功能，包括会话控制、业
13、务逻辑、翻译、路由及策略等功能。其中：H参考点介于会话控制功能和业务逻辑功能之间，采用JAIN、Parlay等公共API；G参考点和I参考点采用TCAP、LDAP等协议；J参考点尚未定义。应用平面与外界的接口3采用H.323（H.225）、SIP、JCAT等协议。数据平面提供数据库功能，如计费服务，其具体功能、参考点和接口仍待研究。管理平面提供管理功能，包括对网络操作/控制、网络鉴权、网络维护和网络实体等管理，管理接口采用 SNMPv2、CMIP 等协议。 2.3、软交换的功能描述、软交换的功能描述软交换是多种逻辑功能实体的集合，它提供综合业务的呼叫控制、连接和部分 / ABCDEF1F2JI
14、G 1234业务功能，是下一代电信网语音/数据/视频业务呼叫、控制、业务提供的核心设备。软交换技术的主要设计思想为业务、控制、传送、接入分离，实体之间通过标准协议进行连接和通信，下面重点介绍软交换的功能：2.3.12.3.1、呼叫控制和处理、呼叫控制和处理为基本呼叫的建立、维持和释放提供控制功能，包括呼叫处理、连接控制、智能呼叫触发检出和资源控制等；接收来自业务交换功能的监视请求，并对与呼叫相关的事件进行处理，接收来自业务交换的呼叫控制相关信息，支持呼叫的建立和监视；支持两方或多方呼叫控制功能，提供多方呼叫控制功能，包括多方呼叫特殊逻辑关系、呼叫成员的加入、退出、隔离、旁听和混音控制等；识别媒
15、体网关报告的用户摘机、拨号和挂机等事件，控制媒体网关向用户发送音信号，如拨号音、振铃音、回铃音等，满足运营商的拨号计划。2.3.22.3.2、协议功能、协议功能软交换是一种开放和多协议实体，采用标准协议与各种媒体网关、终端和网络进行通信，包括 H.248、SCTP 、ISUP、TUP、INAP、H.323、RADIUS、SNMP、SIP、M3UA、MGCP、BICC、PRI、BRI等。2.3.32.3.3、业务提供、业务提供提供 PSTN/ISDN 交换机业务，包括基本业务和补充业务；可与现有智能网配合，提供现有智能网所能提供的业务；可与第三方合作，提供多种增值业务和智能业务。2.3.42.3.4、业务交换、业务交换业务交换与呼叫控制功能结合，可提供在呼叫控制功能和业务控制功能（SCF）之间进行通信所要求的一组功能。2.3.52.3.5、互通功能、互通功能可通过信令网关实现分组网与现有七号信令网的互通；可通过信令网关与现有智能网互通，提供多种智能业务；允许 SCF 控制 VoIP
