软交换技术推动网络分组化
发布时间:2006-10-14 7:35:31   收集提供:gaoqian
软交换技术推动网络分组化
传统通信网如何向未来分组化的网络演进成为近期整个通信业界关注的课题,而在最近一段时间,这种演进不再只是概念,而是开始进入真正的实践阶段。

新一代话音网产生的背景

目前电信业务发展迅猛,其特点是:(1)新业务层出不穷,数据业务快速发展,数据业务量迅速膨胀。在一些经济发达国家,数据业务量已经超过话音业务量。(2)新的话音压缩技术已经可将话音信号压缩在低于64kbit/s的信道上传递。这种技术已经在IP电话、第二代GSM和第三代CDMA移动通信系统广泛应用。未来网络的带宽资源将主要用于数据业务,而话音业务则可用固定不变的甚至更少的带宽。现代数据业务的特点主要是:突发性、速率可变和传输速率要求越来越高。

传统的基于TDM的PSTN话音网,虽然可以提供64kbit/s的业务,但业务和控制都是由交换机来完成的。这种技术虽然保证话音有优良的品质,但对新业务的提供需要较长的周期,面对日益竞争的市场显得力不从心。与此同时,计算机技术的发展和计算机互连需求的增加,使得基于IP或ATM的分组交换数据网日益发展壮大,且这种分组交换网适合各种类型信息的传输,而且网络资源利用率高。综上所述,基于TDM的PSTN话音网必将和分组交换数据网融合,形成可以传递话音和数据等综合业务的新一代网络。

如何灵活、有效地实现现有的PSTN网与分组交换网的互通,将PSTN逐步地向分组化网络演进,其关键的网络设备就是呼叫服务器(Call Server,或称为SOFT SWITCH)。软交换体系是下一代话音网络交换的核心,如果说传统电话网络是基于程控交换机的网络,而新一代分组话音网络则是基于软交换的网络。

新一代话音网络的特点

新一代网络是可以提供包括话音、数据和多媒体等各种业务的综合开放的网络构架,有三大特征:

第一,下一代网络体系采用开放的网络构架体系,其特点如下:

将传统交换机的功能模块分离成为独立的网络部件,各个部件可以按相应的功能划分,各自独立发展。

部件间的协议接口基于相应的标准。

部件化使得原有的电信网络逐步走向开放,运营商可以根据业务的需要自由组合各部分的功能产品来组建网络。部件间协议接口的标准化可以实现各种异构网的互通。

第二,下一代网络是业务驱动的网络,其功能特点是:

业务与呼叫控制分离。

呼叫与承载分离。

分离的目标是使业务真正独立于网络,灵活有效地实现业务的提供。用户可以自行配置和定义自己的业务特征,不必关心承载业务的网络形式以及终端类型。使得业务和应用的提供有较大的灵活性。

第三,下一代网络是基于统一协议的基于分组的网络。

新一代网络分层

新一代网络在功能上可分为如下四层:

接入和传输层(Access and transport layer):将用户连接至网络,集中用户业务,将它们传递至目的地,包括各种灵活的接入手段。

媒体层(Media layer):将信息格式转换成为能够在网络上传递的信息格式。例如:将话音信号分割成ATM信元或IP包。此外,媒体层可以将信息选路至目的地,并提供网络的高可靠性和可扩展的能力。

控制层(Control layer):包含呼叫智能。此层决定用户收到的业务,并能控制低层网络元素对业务流的处理,并能够提供开放的体系、标准的接口和协议。

网络服务层(Network Service layer):在呼叫建立的基础上为用户提供所需要的各种服务。但将现有网络演变成下一代网络并非一日之工,而原有的网络与新网络将并存相当长的时间,所以新网络还须能够和原有网络互通,这要求新的网络体系能够完成以下功能:

采用TDM传输网和SS7信令网互通。

与现有的业务如智能网提供的业务互通。

与现有的PSTN网络体系融合。

软交换的主要功能

软交换是一种功能实体,为下一代网络(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,是下一代网络呼叫与控制的核心。简单地看,软交换是实现传统程控交换机的“呼叫控制”功能的实体,但传统的“呼叫控制”功能是和业务结合在一起的,不同的业务所需要的呼叫控制功能不同,而软交换则是与业务无关的,这要求软交换提供的呼叫控制功能是各种业务的基本呼叫控制。

软交换的主要功能有:

(1)媒体网关接入功能

该功能可以认为是一种适配功能,它可以连接各种媒体网关,如PSTN/ISDN、IP中继媒体网关、ATM媒体网关、用户媒体网关、无线媒体网关、数据媒体网关等,完成H.248协议功能。同时还可以直接与H.323终端和SIP客户端终端进行连接,提供相应业务。

(2)呼叫控制功能

呼叫控制功能是软交换的重要功能之一,它完成基本呼叫的建立、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,可以说是整个网络的灵魂。

(3)业务提供功能

由于软交换在网络从电路交换向分组网演进的过程中起着十分重要的作用,因此软交换应能够提供PSTN/ISDN交换机提供的全部业务,包括基本业务和补充业务;同时还应该可以与现有智能网配合提供现有智能网提供的业务。

(4)互连互通功能

目前,H.323和SIP是分组网内两大相互竞争的协议,其中H.323协议为ITU-T制订的标准,SIP协议为IETF制订的标准,两者均可以完成呼叫建立、释放、补充业务、能力交换等功能。H.323协议采用了ISDN的设计思想,使用Q.931协议完成呼叫的建立和释放,明显地带有电信网可管理性和集中的特征。目前,H.323协议已经在网上得到广泛应用,与SIP比较,H.323更为成熟,因此目前我国各运营商的IP电话网均选用该协议。而SIP协议具有简单、扩展性好以及和现有的Internet应用紧密的特点,许多人认为该协议比较容易实施,近期,特别是在美国得到快速发展,同时SIP将在第三代移动通信核心网、智能网中得到广泛应用。支持多种协议是软交换的主要特点之一,因此软交换应可以同时支持这两种协议。

此外,从技术上来看,软交换主要提供支持多种信令协议(包括H.248、H.323、SIP、SCTP 、ISUP+、INAP+、 RADIUS、SNMP)的接口,实现PSTN网和IP网/ATM网间的信令互通和不同网关的互操作。

主要处理实时业务:第一阶段是话音,以后也将处理视频和多媒体业务。虽然数据业务量增长很快,但目前话音业务的收益仍是数据业务的好几倍,所以,从经济角度来看,软交换首先应能支持话音业务。但在网络融合的过程中势必会出现新的应用,所以软交换还应该具有利用新的网络服务设施提供各种增值业务和补充业务的能力。

提供可编程的、逻辑化控制的、开放的API协议,实现与外部应用平台的互通。

通过不同的逻辑与媒体层的网关交互,对网关设备或IP/ATM网的核心设备进行控制,完成融合网络中的呼叫控制,会话的建立、修改和拆除过程以及媒体流的连接控制。

提供接入认证与授权、地址解析和带宽管理功能。

操作维护功能,主要包括业务统计和告警等。

计费功能,采集详细话单的功能。

 
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