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軟交換技術(shù)淺析
[ 通信界 / 李國金,南敬昌,趙 丹 / www.6611o.com / 2004/10/10 ]
 

李國金,南敬昌,趙 丹

1.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 遼寧 阜新 123000

2.阜新市工商銀行 遼寧 阜新 123000


  網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)量的爆炸式增長已成為世界矚目的焦點(diǎn)和推動全球信息業(yè)發(fā)展的動力。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)的平滑過渡。利用IP網(wǎng)的優(yōu)勢節(jié)約投資和運(yùn)營成本,開發(fā)新業(yè)務(wù),在繼承的基礎(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)動的網(wǎng)絡(luò),通過業(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,采用了開放式應(yīng)用編程接口(01。5),允許在交換機(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,就是把"呼叫控制"功能從媒體網(wǎng)關(guān)中分離出來,通過服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)上的軟件來實(shí)現(xiàn)呼叫選路、連接控制(建立、拆除會話)、管理控制和信令互通(從7號信令到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),他們之間沒有開放的互連標(biāo)準(zhǔn)和接口,因此,增加新功能費(fèi)用高、周期長,并且受到設(shè)備制造商的限制。

  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)和資源管理。

  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)對點(diǎn)和多點(diǎn)會議系統(tǒng)。H.323還涉及呼叫控制(callcontr01)、多媒體管理、帶寬管理以及和各種網(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在我國應(yīng)用廣泛。

  H.323基于集中式對等結(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管理模型。SIP協(xié)議最大的特點(diǎn)是僅需利用已定義的消息頭宇段,對其進(jìn)行簡單必要的擴(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)議簡單、靈活,很容易增加新業(yè)務(wù),擴(kuò)展性強(qiáng),具備終端能力檢測、在線檢測、支持移動性、組播等能力,而且采用文本格式,開發(fā)人員容易理解,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一被提出來就受到業(yè)界極大的關(guān)注,MGCP針對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)營商可用多個(gè)廠家的設(shè)備來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)。MGCP協(xié)議的缺點(diǎn)是MGCP與H.248/MEGACO存在競爭關(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)有待研究的問題

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

  (1)國際上尚無大型網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)和營運(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)備供應(yīng)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和安全問題沒有較好的解決方案,商業(yè)模型也有待進(jìn)一步研究。

  4 結(jié) 語

  網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異,傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)無論從業(yè)務(wù)量設(shè)計(jì)、容量、組網(wǎng)方式還是從交換方式來講,都已無法適應(yīng)可以同時(shí)提供語音、數(shù)據(jù)、視頻于一體的全開放的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢的要求,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)已勢不可擋,軟交換仍在不斷完善、發(fā)展中。

 

作者:李國金,南敬昌,趙 丹 合作媒體:中電網(wǎng) 編輯:顧北

 

 

 
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