软交换在NGN上的应用
发布时间:2006-10-14 7:11:32   收集提供:gaoqian
王国华 刘华东 南京邮电学院
  摘要:软交换在网络融合方面具有可靠、可伸缩和开放式结构等优点,并即将成为下一代网络NGN的核心。本文主要介绍了软交换的概念,分析了其功能及其实现。

  关键词:软交换,IP,NGN

  在传统交换网络中,给用户提供的功能或提供的业务都直接与交换机有关,如果要给用户提供新的功能都需要在每个节点增加。智能网的出现初步满足了业务的需要,提供了一个公共的业务平台。但随着新业务的增加和数据通信量的猛增,需要网络能够迅速有效地提供新的服务。未来网络的发展趋势是基于IP的数据通信网。如何将传统电信交换网和数据通信网融合,并实现互通,这就出现了软交换的概念。

1、软交换的概念

  软交换就是把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、安全性和生成呼叫详细记录等功能,把控制和业务提供分离。软交换提供了在包交换网中与电路交换相同的功能,因此软交换也称为呼叫代理或呼叫服务器。

  软交换是与业务无关的,它是在基于IP的网络上提供电信业务的技术。电路交换网中,呼叫控制、业务提供以及交换矩阵均集中在一个系统中;而软交换的主要设计思想是业务/控制与传送/接入分离,各实体间通过标准协议进行连接和通信,能够更灵活地提供业务。也就是说,软交换是基于软件的分布式交换/控制平台,它将呼叫控制功能从网关中分离出来,开放业务、控制、接入和交换间的协议,从而可以方便地在网上引入多种业务。

2、软交换的网络结构及实现

  软交换主要处理实时业务,包括语音、视频和多媒体等业务,它可用于IP网、ATM网等数据通信网,也可用于电路交换网络。软交换用在IP网上是很自然的,因为IP网的呼叫控制与承载连接是分开的。从应用来说,软交换主要是应用在IP网上的。

  软交换的实现是通过网关发出信令,控制语音和数据的业务互通。信令网关(SG)将SSN7信令转换成IP信令或者根据通信要求发出IP信令控制媒体网关的数据通信,媒体网关(MG)负责电话交换网的PCM流与IP网络的数据包的转换。SG和MG都要受到媒体网关控制器/呼叫代理(MGC/CA)的控制,这里,SG、MGC/CA及其附属的数据库和完成的功能就是软交换。

  ●媒体网关MG用来处理电路交换网和IP网的媒体信息互通。在H.248协议中,MG实体完成不同网络间不同媒体信息的转换。H.323协议中相似的功能实体是MM(Media Manager),它是在MG或者其他网关中负责将电路交换网媒体(PCM流等)转换成H.323媒体(RTP/RTCP)的功能实体。

  ●信令网关SG负责将电路交换网的信令转换成IP网的信令,根据相应的信令生成的IP网的控制信令,在IP网中传输。

  ●媒体网关控制器/呼叫代理MGC/CA负责控制IP网络的连接(包括呼叫控制功能)。MGC/CA是软交换的重要组成部分和功能实现部分。MGC是H.248协议关于MG媒体通道中呼叫连接状态的控制部分。MGC可以通过H.248协议或媒体网关控制协议(MGCP)、媒体设备控制协议(MDCP)对MG进行控制,MGC/CA之间通过H.323或者SIP协议连接。

  ●本地交换网LS包括本地电路交换网和SSN7网等。由于软交换要实现各种信令间的协议转换,因此它需要能够支持SS7、ISUP、SIP、H.323和MGCP等各种协议。

  ●H.323协议: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/终端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、呼叫控制、多媒体管理、带宽管理、LAN与其他网络的接口等。它涉及语音数据发送格式能否在异种系统上相互发送和接收。一个MGC-MG连接保留了H.323协议网关的性能。

  ●RTP协议用于处理IP网上的实时数据流,RTCP协议用于RTP的控制,监视服务质量以及网上传送信息,并定期将包含服务质量信息的控制信息包分发给所有通信节点。

  ●MGCP协议是简单网关控制协议(SGCP)和IP设备控制协议(IPDC)的结合产物,是MGC/CA与媒体网关和信令网关之间的通信协议。它侧重的是简单性和可靠性,其本身只限于处理媒体流控制、呼叫处理等智能业务卸载到软交换上,使媒体网关和接入设备得到简化。MGCP通过软交换实现对多业务分组网边缘上的数据通信设备的外部控制和管理,其中软交换可以分布在多个计算机平台上,从外部控制、管理多媒体网络边缘上的媒体网关,控制网关在端点之间建立连接,产生控制信号,以及规范端点之间如何、何时建立连接。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。

  ●会话发起协议SIP结构简单并且是模块式,不受基础协议与结构的限制。它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。软交换可以通过它将呼叫转至应用服务器进行增强业务的处理,同时应用服务器也可以通过该接口将呼叫重新转回软交换。

3、软交换与下一代网络NGN

  随着技术的进步和需求的不断提升,能够提供集话音、图像、数据为一体的多媒体综合业务的开放的下一代网络NGN体系结构逐步显现,成为网络发展热点。NGN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,具有三大特征:

  首先,NGN体系采用开放的网络构架,将传统交换机的功能分离成独立的网络构件,各构件可按相应的功能划分,各自独立发展。构件间的协议接口基于相应的标准,使得原有的网络逐步走向开放,可以根据业务需要自由组合各功能来组建网络,实现各种异构网的互通。构件化的结构更具有弹性,便于各个构件的独立发展、扩容和升级。

  其次,NGN是业务驱动的网络,通过业务与呼叫控制分离以及呼叫控制与承载分离实现相对独立的业务体系,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,从而满足用户不断发展更新的业务需求。也使得网络具有可持续发展的能力和竞争力。

  第三,下一代网络是基于统一协议的基于分组的网络。现有的通信网络,无论是电信网、计算机网还是有线电视网,都不可能以某一种网络作为信息基础设施,但近几年IP的发展,使人们认识到各种网络都将最终汇集到统一的IP网络,即所说的三网融合,各种以IP为基础的业务能在不同的网上都能实现互通,IP协议成为统一的各个通信网都能够接受的通信协议,从技术上为NGN奠定了最坚实的基础。

  软交换是下一代网络的控制功能实体,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。软交换技术作为业务/控制与传送/接入分离思想的体现,是NGN体系结构中的关键技术,其核心思想是硬件软件化,通过软件来实现原来交换机的控制、接续和业务处理等功能,各实体间通过标准协议进行连接和通信,便于在NGN中更快地实现各类复杂的协议及更方便地提供业务。软交换设备是多种逻辑功能实体的集合,提供综合业务的呼叫控

摘自《网络通信世界》
 
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