軟交換技術的發展現狀及待解決的問題
軟交換技術、IP與光的融合是目前主流的三種網絡技術,我國網絡與交換標準研究組正在對軟交換的體系結構進行設計,據我們了解,軟交換技術是下一代網絡的核心技術,IP與光的融合也是下一代網絡的主要發展方向。為了能比較全面、系統、深入地介紹下一代網絡的概念、研究開發現狀及其發展方向,更好地引導我國電信網的健康發展,我們特約聘請了國家網絡與交換標準研究組主席、國家IP與多媒體標準研究組副主席、國家“863”通信主題專家組成員。
國家“863”中國高速信息示范網技術總體組副組長——趙慧玲同志作為我刊“下一代網絡”專題的總策劃。本期的重點是“軟交換”,下一期的重點是“IP與光的融合”。在此,真誠感謝趙慧玲同志給予我刊的大力支持。軟交換技術將是下一代網絡(NGN)話音解決方案的焦點。我國網絡與交換標準研究組已經完成了我國有關軟交換體系的總體技術要求框架。我國各運營商正在積極進行試驗,設備供應商的設備正在陸續推出。但如何將軟交換技術應用于網絡中,其主要的切入點在哪里?當前設備供應商的產品有哪些特點?是否成熟可用?這些都是目前國內外關注的熱點問題。本文將概述目前有關軟交換技術的研究進展,介紹軟交換的功能及應用方案,簡述供應商的產品特點和軟交換應用所面臨的問題。
1 軟交換技術的研究進展
我國網絡與交換標準研究組在1999年下半年就啟動了軟交換項目的研究,《軟交換設備總體技術要求》規范了軟交換在網絡中的位置,明確了其功能要求、業務要求、操作維護和網管要求、協議和接口要求,計費要求和性能指標,規定了與IP電話及智能網的互通要求等。該標準經過近兩年的研究,是運營商、設備供應商和科研機構共同協作所取得的成果。軟交換系列標準的形成將對指導研發和網絡應用起到積極作用。在軟交換技術的研究進展方面,我國處于世界同步水平。由于標準的研發早于市場的應用,因此其多項指標仍有待試驗驗證和在實踐中不斷完善。此外,網絡與交換研究組也在積極制定有關信令網關和媒體網關及相關協議的技術規范,已經列項開始研究網絡開放式體系架構及相關設備單元的測試規范。
我國高科技“863”計劃已經列項有關軟交換系統在移動和多媒體應用的研究。該課題以軟交換技術為核心,重點研究能夠支持多媒體業務和應用于無線系統的軟交換體系,采用開放式APl的業務和應用支撐環境,以及軟交換系統的組網技術。
◆多媒體業務一般由基于包交換的寬帶多媒體通信網所承載。由于涉及到圖像等因素,在終端、業務和資源等主要方面都比單純的話音業務要苛刻得多。為了達到在公眾電信網中提供實用的多媒體業務,就需要對這些問題認真地加以研究和解決,以實現真正意義上的融合網絡。
◆在包交換迅速發展的大趨勢下,移動網絡也同樣面臨著與NGN融合和向NGN演進的問題。就移動網絡而言,其發展方向是分組化、智能化和寬帶化的第三代通信網絡(3G)。但從更廣泛的意義上來說,3G也是NGN的一個組成部分,而且它和其他組成部分間的聯系比現在GSM網絡與其他網絡問的聯系要密切得多。軟交換技術在其中發揮了重要的粘合作用。移動性包括3類:終端移動性,終端位置移動時仍然能使用其業務;用戶移動性,用戶可以用任一終端使用其業務;業務移動性,用戶可在任意地點用任意終端使用其業務。
◆下一代業務及應用支撐環境主要包括應用服務器、業務能力服務器、業務生成環境工具和業務管理服務器。應用服務器向用戶提供增值業務,業務能力服務器向應用服務器提供網絡基本能力,業務生成環境工具用于業務的自動生成以及業務的仿真和測試,業管理服務器對業務和用戶數據進行集中式管理。
◆研究軟交換環境下的網絡融合技術,分層的、全開放的網絡體系架構以及基于軟交換的組網技術。
2 軟交換的主要功能
軟交換是NGN的控制功能實體,為NGN提供具有實時性要求的業務的呼叫控制和連接控制功能,是NGN呼叫與控制的核心。簡單地看,軟交換是實現傳統程控交換機的“呼叫控制”功能的實體,但傳統的“呼叫控制”功能是和業務結合在一起的,不同的業務所需要的呼叫控制功能不同,這要求軟交換技術提供的呼叫控制功能是各種業務的基本呼叫控制。相信未來的軟交換技術應該是盡可能簡單的,智能則盡可能移至外部的業務服務器和/或業務層。軟交換技術主要完成以下功能。
(1)媒體網關接入功能
該功能可以認為是一種適配功能,它可以連接各種媒體網關,如PSTN/ISDN IP中繼媒體網關,ATM媒體網關、用戶媒體網關、無線媒體網關和數據媒體網關等,完成H.248協議功能。同時還可以直接與H.323終端和SIP客戶端終端進行連接,提供相應的業務。
(2)呼叫控制功能
呼叫控制功能是軟交換的重要功能之一,它為基本呼叫的建立、維持和釋放提供控制功能,包括呼叫處理、連接控制、智能呼叫觸發檢出和資源控制等,可以說是整個網絡的靈魂。
(3)業務提供功能
由于軟交換在網絡從電路交換向分組網演進的過程中起著十分重要的作用,因此軟交換應能夠實現PSTN/ISDN交換機提供的全部業務,包括基本業務和補充業務;同時,還應該可以與現有智能網配合提供現有智能網的業務。提供可編程的、邏輯化控制的和開放的API協議,實現與外部應用平臺的互通。
(4)互連互通功能
目前,H.323和SIP是分組網內兩大相互競爭的協議,其中,H.323協議是“ITU-T制定的標準,SIP協議是IETF制定的標準,兩者均可以完成呼叫建立、釋放、補充業務和能力交換等功能。H.323協議采用了ISDN的設計思想,采用Q.931協議完成呼叫的建立和釋放,明顯具有電信網可管理性和集中的特征。目前,H. 323協議已經在網上得到廣泛的應用,與SIP比較,H.323更成熟,因此目前我國各運營商的IP電話網均選用該協議。而SIP協議具有簡單、擴展性好以及和現有的Internet應用緊密結合的特點,許多人認為該協議比較容易實施,最近在美國得到快速發展,同時SIP將在第三代移動通信核心網和智能業務中得到廣泛應用。支持多種協議是軟交換的主要特點之一,因此軟交換應可以同時支持這兩種協議。
(5)網守功能
即接入認證與授權、地址解析和帶寬管理功能。
(6)操作維護功能
主要包括業務統計和告警等。
(7)計費功能
應具有采集詳細話單的功能。
3 世界各國運營商對于軟交換的態度
目前,歐洲運營商對于軟交換的發展和應用持比較務實和謹慎的態度,它們都是根據網絡的實際情況和業務的發展來采取對策。德國電信1997年開始國內電話網絡優化工作,目前網絡仍有充足的容量,近期在其國內沒有開展軟交換試驗的計劃;在國際網絡方面,正在積極進行技術準備,目前正在準備技術投標、實驗室設備測試等計劃,計劃在2002年開始在國際網絡進行軟交換的試驗,放置一臺軟交換機和4個媒體網關來開展IP網絡提供話音業務。呼叫中心業務和VPN業務的試驗。德國電信在軟交換技術的標準方面計劃采用SIP-T協議。
英國電信(BT)話音網絡在長途網層面進行網絡優化,1998年開始將原有的近200個長途/匯接交換機優化為67個大容量的基于ATM的交換機NGS,NGS處理能力達5Mbit/s BHCA,具有155 Mbit/s中繼接口和256 K個交換模塊。在本地網層面,準備開展有關軟交換技術的試驗,計劃利用5年的時間替換65%的TDM交換機。軟交換技術的本地試驗擬選擇5個節點,2個或3個設備供應商參與試驗。
比利時電信(Belgacom)的策略是積極發展ADSL,充分利用傳統電信網絡的優勢,及時地為用戶提供IP接入。Belgacom認為近期網絡增容不大,在網絡發展趨于平穩的條件下發展軟交換技術不是有利的戰略。Belgacom認為2004年左右引入NGN比較適當,但目前需注意跟蹤技術和設備的發展。Belgacom的技術部門在NGN方面,重點研究未來分組話音網絡的體系架構和需求,開展NGN技術培訓,建立NGN實驗室,為開展現場試驗進行技術準備,研究新型網絡管理等。一些北美運營商正在積極開展利用軟交換提供話音業務的試驗,有些運營商已經開始提供商用業務,例如,用Globalcrossing采用軟交換提供全球的VoIP業務,AT&T開展開放業務平臺的試驗等。