下一代网络的核心：软交换

霍皓迪
　　通信技术更新换代的速度日益加快，对下一代网络的争夺成为今日通信制造与运营企业关注的重点。电信网络从承载单一业务的独立网络向承载多种业务的统一的下一代网络的演进正成为不争的事实，软交换技术是下一代网络的核心，可以说，软交换的革命即将到来。

　　面向下一代网络的软交换

　　话音、传真、文本、图象、视频、多媒体……通信网上承载的业务日益丰富，下一代网络要求能承载多种业务、采用开放的体系结构、网络结构灵活并易于扩充，以软交换为核心的下一代网络体系结构逐步显现，成为电信网络发展的热点。

　　下一代网络是业务驱动的网络，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，灵活有效的实现业务的提供。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。

　　软交换技术作为业务/控制与传送/接入分离思想的体现，是下一代体系结构中的关键技术，其核心思想是硬件软件化，通过软件的方式来实现原来交换机的控制、接续和业务处理等功能，各实体之间通过标准的协议进行连接和通信，便于在下一代网络中，更快地实现各类复杂的协议及更方便地提供业务。

　　软交换作为一种开放的体系，必需采用标准的协议。并通过API接口提供对第三方应用的支持。目前ITU—T、IETF、ISC等国际组织正在合作制定和完善相关的协议和标准。ISC（International softswitch consortium）的成立使软交换技术得到了迅速发展，软交换相关的标准和协议同时得到了IETF、ITU—T等国际标准化组织的重视。ISC目前已经有近200个成员，几乎包括了全球各主要电信设备供应商和一些大的电信运营商，如美国的Level 3、Qwest、AT&T、日本的NTT等。经过几年的发展，软交换技术的标准化和产业化的工作也取得了长足进展，一些老协议如H.323、MGCP等不断完善成熟，BICC、SIP/SIP—T等新协议也不断推出，一些基于软交换技术的产品已逐步进入实用化阶段，软交换成为下一代网络中最活跃和热门的话题。

　　在我国，对软交换技术的研究始终保持与世界同步。信息产业部传输所正在制定软交换的标准，关于软交换的技术白皮书已经发出。国内各运营商也对软交换非常关注，中国电信总部正着手制定相关的企业标准，部分省市电信公司开始和各制造商就软交换的技术和应用进行交流和实验，软交换技术在我国的发展前景非常广阔。

　　向下一代网络平滑演进

　　通信网络从电路交换向以软交换为核心的下一代网络演进已成为不争的，但对厂商和运营商来说，如何很好地解决现有网络的无缝融合和平滑演进却是首先面对的问题。

　　以Softswitch为核心的架构借鉴了先进的网络设计思想和网络建设的成熟经验，它的主要特征就是通过提供一个分层的、开放的、可靠的、扩展性良好的网络结构，使得业务的提供能真正地独立于网络的运营，从而可以灵活、快速地提供各种新业务。

　　作为网络控制核心的Softswitch，它本身是一个开放的、标准化的软件系统，能够在开放计算平台上执行分布式通信功能，并具有传统TDM电话交换机的功能。Softswitch能够合成话音、数据和视频，在此基础上提供综合网络业务。Softswitch支持传统的交换协议（如SS7）。同时，通过在不同协议之间进行翻译（例如无线和有线系统之间）完成不同类型网络的互通。

　　Softswitch优化的网络结构，简化了网络的复杂性，在实施下一代网络的建设中，不需要对原来的网络结构进行破坏性改造，网络的演进可以量力而行，由点及面，“和平演变”、平滑过渡。即使将来增加全新设备，也只需在软件实体中增加相应的协议就可以了，升级换代容易。

　　基于分组交换技术的数据网的发展及其带宽的迅速增大为数据网传递各种实时业务提供了可能。这其中话音业务是目前人们最主要的需求。协议的开放性以及分组网传输的统计复用的特性，使基于分组网的话音业务与传统的PSTN相比有着成本低、配置灵活、更易于引进新业务等优势。

　　软交换的核心是将呼叫控制功能与媒体网关（传输层）分离，通过网络或服务器上的软件实现呼叫路由、连接控制（建立与拆除）及信令转换（如电路方式到IP）。软交换采取分布交换、分布业务智能、集中网络智能的体系结构，智能集中于网络，接入设备（媒体网关）只完成最基本的语音压缩编码等功能。

　　从电路交换走向软交换

　　虽然PSTN交换机已经实现了全数字化，但其模拟接入方式、以64kbps电路交换为基础的结构在很大程度上限制了PSTN上服务的提供。Internet、帧中继、ATM等技术的发展已经给了人们更多的选择。新的技术不仅提高了传输效率，更重要的是使服务和配置更加灵活。

　　传统交换机的交换矩阵、呼叫控制及业务提供集中在一个平台上，各层之间采用内部接口相连，功能的增加费用高、周期长，并且受到设备制造商的限制。在软交换体系结构中，业务、呼叫控制与接入层之间通过标准的协议进行通信，并提供API可编程接口，运营商可以自由的选择独立于设备供应商的第三方软件开发商，提供更具个性化和竞争力的增值服务。

　　在软交换体系结构中，只需将接入设备（媒体网关）部署在网络边缘，由于媒体网关与软交换机之间只传递信令信息，软交换系统可以放置在网络中的任意位置，并根据系统容量灵活配置，网络智能可以集中，也可以分布在任何需要的网络边缘节点。而PSTN的交换机则必需根据模拟接入线的敷设情况及按照本地—汇接—长途交换的体系安装在各自固定的局所。

　　虽然目前软交换每端口的费用还要高于传统的电路交换机，但由于软交换利用的是普通计算机平台，其价格性能比每年提高60%～80%，而电路交换机的价格性能比每年提高大约20%。使用软交换技术，运营商可以将话音与数据或图像等业务在一个单一网络（IP、ATM或直接在光纤上传送）传送，所以与电路交换机相比，软交换在成本方面将会有更大优势。在北美近年来已经开始有电信运营商进行较交换的商业运作试验。我国的一些运营商和负责电信标准的机构也进行这方面的试验和研究工作。

　　根据美国洋基集团（Yankee Group）2000年1月的报告预测，今后几年全球软交换市场每年都会成倍增长，预计市场价值将会从1999年的1.04亿美元增长到2004年的43亿美元。北美的一些运营商已经开始进行小规模的商业试验。虽然目前软交换还面临诸如协议标准化、来自传统电信运营市场阻力等方面的一些问题，但其优势是传统PSTN网无法比拟的，软交换的广阔前景已经展现在我们面前。

　　通信设备制造商各显神通

　　目前，国际上著名的通信设备商都提出了各自的软交换解决方案，以美国冠远公司（Clarent）提出的软交换解决方案为例。它主要包括了提供智能服务及业务管理的指挥中心（Command Center）、应用服务器（CAS）及数据库；实现呼叫控制用户鉴权的呼叫控制器（Call Manager）；媒体网关（包括骨干网关BHG和住宅网关CPG）用于业务接入与传输；信令网关（Multipoint Signaling Server）完成信令由电路方式到IP方式的转换。可实现通过HFC、无线接入、xDSL、以太网等技术，服务商可以快速地提供低成本的语音、数据和视频服务；主要完成业务汇接和长途VoIP功能，通过信令网关实现与现有PSTN电路交换机的互联互通；提供的Internet业务卸载（Off load）功能。

　　国内中兴、华为也各自推出了自己的软交换产品和方案，华为C&C08 iNET综合网络平台采用构件化分层体系结构，支持基于软交换的分组交换，适用于现有PSTN平滑演进和面向NGN建设的综合网络平台。作为C&C08 iNET的核心构件，其软交换构件SoftX1000实现跨域的业务和功能，充分体现控制与承载分离的设计思想，实现与承载网络无关的呼叫控制、综合业务，具有媒体网关接入、呼叫控制、业务提供、软业务交换、资源管理、互连互通、SIP代理和信令网关功能。

　　SoftX1000内部采用模块化、构件化的分层结构设计，分信令协议层、设备管理层、呼叫控制层。信令协议层可灵活地扩展支撑的协议，可实现SS7、NO.1、V5等信令和分组协议H.323、SIP、BICC、MGCP、H.248之间的转换和适配，支持采用MGCP/H.248/H.323/SIP对终端或网关实现控制，支持BICC/SIP/H.323实现系统间的互通；设备管理层进行物理实体到逻辑映射封装，方便实现在各种接入方式（传统窄带接入方式、Ephone、VoDSL等）、各种中继承载（TDM、VoIP、VoATM、VoMPLS）上提供语音业务；呼叫控制层使用统一的核心呼叫处理，统一的开放业务接口，保证统一的宽窄带一体化业务提供能力，在业务的提供上屏蔽用户的差异性，在快速提供业务的同时保证系统的稳定性。

　　SoftX1000的结构保证了其应用领域从PSTN到分组话音旁路、数据旁路到端到端全分组话音到多媒体通讯的良好适应性。

　　中兴ZTE Softswitch体系架构不仅可实现从现有网络向下一代网络的平滑演进，还可使业务提供可以忽略承载网的复杂性，一方面使众多独立软件提供商开发、提供复杂电信业务成为可能，一方面最大限度地保证了业务逻辑的共享。在网管方面，ZTE Softswitch更是革命性地吸收了面向业务和应用的策略管理思想，使得网络可以根据业务的需要高度自治地运行，提高资源的利用率，增加效益。

　　Softswitch体系中不同层次之间的设备根据标准协议进行通信，为不同厂家的不同设备之间的互通提供了保证，不同的运营商可以根据不同的需要，采用不同的组网方式，极大地增加了降低商业成本的灵活性。

摘自《光纤新闻网》