摘要：IMS技術(shù)的逐漸興起，對(duì)軟交換技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了新的挑戰(zhàn)。與IMS相比軟交換更適合于實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的窄帶話音業(yè)務(wù)，因此軟交換后續(xù)的發(fā)展應(yīng)該定位于在分組交換網(wǎng)絡(luò)上繼承和發(fā)展傳統(tǒng)語(yǔ)音業(yè)務(wù)。在這一定位的基礎(chǔ)上，軟交換可以應(yīng)用于公共交換電話網(wǎng)(PSTN)長(zhǎng)途網(wǎng)以及網(wǎng)絡(luò)智能化改造當(dāng)中，同時(shí)軟交換的一般網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也會(huì)隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展和提高服務(wù)質(zhì)量的需求而有所變化。

關(guān)鍵詞：軟交換；業(yè)務(wù)接入控制設(shè)備；長(zhǎng)途網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)智能化

Abstract: As the uptake in IP Multimedia Subsystem (IMS) technology increases space， the development of Softswitch technology is confronted with new challenges. Compared with IMS， the Softswitch is more suitable to deliver the traditional narrow band Public Switched Telephone Network (PSTN) services， and should position itself as an enabler for the packet-switched network to inherit and develop existing PSTN services. Therefore， the Softswitch is applicable in constructing the PSTN toll network or intelligentizing the PSTN network. The Softswitch network architecture can be modified according to the development of services and increased QoS requirement.

Key words: Softswitch; service access control; toll network; network-intelligentizing

在電信領(lǐng)域內(nèi)，下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)的概念，可以說是隨著軟交換技術(shù)的興起而逐漸為人們所熟知的，曾幾何時(shí)NGN幾乎就是軟交換網(wǎng)絡(luò)的代名詞。但是由于各種原因，軟交換網(wǎng)絡(luò)并沒有像人們當(dāng)初想象的那樣得到迅速普及，而新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)的出現(xiàn)，使軟交換不再成為NGN的全部。那么，軟交換今后將如何定位，又會(huì)如何發(fā)展，值得探討^[1-5]。

1 軟交換的定位

事實(shí)上，對(duì)于軟交換應(yīng)該遵循什么樣的路線發(fā)展，電信行業(yè)一直沒有形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。與傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)相比較，軟交換網(wǎng)絡(luò)具備基于IP分組網(wǎng)、控制與承載層分離等特性，無疑是更為先進(jìn)的。實(shí)踐也證明，在相同容量下，軟交換網(wǎng)絡(luò)比基于電路交換的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)具備更低的運(yùn)維成本，軟交換機(jī)的容量也比傳統(tǒng)交換機(jī)更大。軟交換技術(shù)沒能獲得大規(guī)模的發(fā)展，主要是人們對(duì)分組網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)話音業(yè)務(wù)的安全性和服務(wù)質(zhì)量(QoS)保障能力存在疑慮。

隨著各種IP話音(VoIP)應(yīng)用的普及，現(xiàn)在人們對(duì)基于分組網(wǎng)絡(luò)提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)的疑慮已經(jīng)基本消除或逐漸淡化了，但是IMS技術(shù)的興起又讓軟交換的發(fā)展前景變得撲朔迷離。那么，軟交換技術(shù)在IMS時(shí)代是否能夠繼續(xù)發(fā)展以及應(yīng)該如何發(fā)展呢？要弄清這個(gè)問題，首先需要對(duì)IMS與軟交換進(jìn)行全面的比較和分析。

如果從采用的基礎(chǔ)技術(shù)上來看，軟交換和IMS有很大的相似性：都是基于IP分組網(wǎng)；都實(shí)現(xiàn)了控制與承載的分離；大部分的協(xié)議棧都是相似或完全相同的；許多網(wǎng)關(guān)設(shè)備和終端設(shè)備甚至是可以通用的。

IMS與軟交換最大的區(qū)別在于以下幾個(gè)方面：

●在軟交換控制與承載分離的基礎(chǔ)上，IMS更進(jìn)一步地實(shí)現(xiàn)了呼叫控制層和業(yè)務(wù)控制層的分離。

●IMS起源于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，因此充分考慮了對(duì)移動(dòng)性的支持，并增加了外置數(shù)據(jù)庫(kù)——?dú)w屬用戶服務(wù)器(HSS)，用于用戶鑒權(quán)和保存用戶業(yè)務(wù)觸發(fā)規(guī)則。

●IMS全部采用會(huì)話初始協(xié)議(SIP)作為呼叫控制和業(yè)務(wù)控制的信令，而在軟交換中，SIP只是可用于呼叫控制的多種協(xié)議的一種，更多地使用媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議(MGCP)和H.248協(xié)議。

總體來講，IMS與軟交換的區(qū)別主要是在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架上，IMS的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相比于軟交換更為先進(jìn)，因?yàn)镮MS比軟交換進(jìn)行了更充分的網(wǎng)絡(luò)解聚。網(wǎng)絡(luò)各個(gè)層面的不斷解聚是電信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的總體趨勢(shì)，從傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)到智能網(wǎng)出現(xiàn)，再到軟交換以及IMS，無不符合這種趨勢(shì)。網(wǎng)絡(luò)的解聚使得垂直業(yè)務(wù)模式被打破，有利于業(yè)務(wù)的發(fā)展；另外，不同類型網(wǎng)絡(luò)的解聚也為網(wǎng)絡(luò)在不同層面上重新聚合創(chuàng)造了條件。這種重新聚合，就是網(wǎng)絡(luò)融合的過程。由此可見，IMS的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相比于軟交換也更有利于實(shí)現(xiàn)固定與移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)融合。

但是，并不能說IMS出現(xiàn)以后，軟交換就可以完全消失了。在提供基本的話音業(yè)務(wù)方面，軟交換較IMS仍然具有優(yōu)勢(shì)。

IMS中全部采用SIP協(xié)議，這種協(xié)議在多媒體應(yīng)用中已經(jīng)展現(xiàn)出了它的優(yōu)勢(shì)。雖然SIP也能夠?qū)崿F(xiàn)最基本的VoIP，但是可以說SIP天生就是為多媒體業(yè)務(wù)而生。相比之下，在軟交換中使用的MGCP和H.248協(xié)議則更多地關(guān)注語(yǔ)音業(yè)務(wù)，在制訂這些協(xié)議時(shí)充分地考慮了保留傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)中的一些特性。這使得MGCP和H.248協(xié)議比SIP更容易繼承傳統(tǒng)的電話業(yè)務(wù)。雖然SIP可以通過許多擴(kuò)展來增強(qiáng)電話業(yè)務(wù)能力(如拍叉、二次撥號(hào))，但是，第一，這并不是發(fā)展SIP的初衷；第二，即使經(jīng)過擴(kuò)展，某些業(yè)務(wù)仍然無法實(shí)現(xiàn)(例如熱線業(yè)務(wù))。

另一方面，傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)已經(jīng)非常成熟，不會(huì)再有太多的業(yè)務(wù)擴(kuò)展，這讓IMS的架構(gòu)無法發(fā)揮出業(yè)務(wù)部署靈活的優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)有的IMS實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)的方法是使用專用的傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器，所有呼叫都必須通過呼叫控制層進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，并且還要考慮用SIP去適配各種終端和協(xié)議，這些無疑都會(huì)降低業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)的效率，這還沒有考慮軟交換相對(duì)于IMS的成本優(yōu)勢(shì)。

還有一個(gè)不可忽略的因素，就是在軟交換架構(gòu)下非常容易重用傳統(tǒng)的智能網(wǎng)資源，而在IMS架構(gòu)下實(shí)現(xiàn)起來有一定的難度。

由此可見，在僅需要提供傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)的環(huán)境下，軟交換相比于IMS具有一定的優(yōu)勢(shì)。軟交換未來的發(fā)展，應(yīng)該主要定位于傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)，即通常所說的窄帶話音業(yè)務(wù)。只要傳統(tǒng)的話音業(yè)務(wù)形式不消失，軟交換技術(shù)就有其存在下去的理由。

2 軟交換的發(fā)展與應(yīng)用

2.1 軟交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的發(fā)展

盡管軟交換的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)并沒有形成一整套的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但是在軟交換技術(shù)的發(fā)展過程中逐步形成了相對(duì)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中主要包括軟交換機(jī)、媒體網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)、媒體服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器等設(shè)備。軟交換的架構(gòu)應(yīng)該說是非常成熟和穩(wěn)定的，但是隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展以及對(duì)服務(wù)質(zhì)量增長(zhǎng)的需求，人們對(duì)這個(gè)構(gòu)架提出了新的要求。其中，引入業(yè)務(wù)接入控制設(shè)備就是變化之一。

在原有的軟交換架構(gòu)下，用戶之間的媒體流建立是不受控的，通信雙方以及用戶與核心交換設(shè)備之間相互暴露IP地址，這就可能導(dǎo)致非法攻擊、盜用帶寬以及非法建立連接等一系列問題。業(yè)務(wù)接入控制設(shè)備(SAC)主要部署于軟交換核心網(wǎng)絡(luò)與接入網(wǎng)絡(luò)之間，主要包括信令流代理、媒體流代理、地址翻譯、資源控制、媒體流監(jiān)控和管理等功能。增加SAC設(shè)備后，軟交換核心設(shè)備的IP地址對(duì)于終端用戶來說不可見，通信雙方也無法看到對(duì)方的IP地址，這樣能夠有效地防止非法攻擊和非法建立連接；另外，所有媒體流都必須通過SAC轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效地控制用戶對(duì)帶寬資源的占用，并實(shí)現(xiàn)對(duì)媒體流的監(jiān)控。

增加SAC設(shè)備可能引起軟交換架構(gòu)的另一種變化，就是將用戶的鑒權(quán)認(rèn)證功能從軟交換設(shè)備中分離出來，形成獨(dú)立的鑒權(quán)、認(rèn)證、計(jì)費(fèi)(AAA)服務(wù)器。這是由于SAC設(shè)備也需要訪問AAA服務(wù)器，檢查用戶的鑒權(quán)信息，內(nèi)置于軟交換設(shè)備中難以滿足這種需求。AAA服務(wù)器保存用戶接入層面的計(jì)費(fèi)、認(rèn)證和鑒權(quán)信息，并負(fù)責(zé)密鑰的分發(fā)和管理，同時(shí)AAA服務(wù)器還要保存和軟交換用戶相關(guān)的信息，如位置信息或IP地址信息等。

事實(shí)上，還有一個(gè)爭(zhēng)論點(diǎn)，就是軟交換是否需要支持外置的用戶簽約屬性集中數(shù)據(jù)庫(kù)。這種需求來源于固網(wǎng)智能化改造。外置用戶簽約屬性集中數(shù)據(jù)庫(kù)主要用于觸發(fā)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)。如果用戶簽約屬性數(shù)據(jù)庫(kù)外置，并且與AAA服務(wù)器合設(shè)，這個(gè)集中數(shù)據(jù)庫(kù)在網(wǎng)絡(luò)中的功能定位就非常相似于IMS中的HSS了，所不同的是兩種網(wǎng)絡(luò)采用不同的鑒權(quán)、認(rèn)證算法，另外HSS保存的是適用于SIP的初始過濾規(guī)則，而用戶簽約屬性數(shù)據(jù)庫(kù)保存的是以碼號(hào)前綴形式保存的智能網(wǎng)觸發(fā)規(guī)則。

SAC、AAA服務(wù)器、外置用戶簽約屬性數(shù)據(jù)庫(kù)等功能實(shí)體的引入，無疑會(huì)提高軟交換網(wǎng)絡(luò)的安全性和業(yè)務(wù)靈活性，可能是軟交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的發(fā)展方向。但是由于現(xiàn)在電信網(wǎng)設(shè)備制造商的開發(fā)重心已經(jīng)向IMS網(wǎng)絡(luò)遷移，對(duì)軟交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的繼續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了不利影響。

2.2 軟交換業(yè)務(wù)的發(fā)展

在軟交換剛剛流行的時(shí)候，人們?cè)?jīng)希望軟交換支持所有可以預(yù)見到的業(yè)務(wù)，包括語(yǔ)音業(yè)務(wù)、視頻多媒體業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等。隨著時(shí)間的推移以及IMS的出現(xiàn)，人們應(yīng)該更理性地對(duì)待軟交換所支持的業(yè)務(wù)。

軟交換的業(yè)務(wù)應(yīng)該首先定位于對(duì)傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)的繼承。這些業(yè)務(wù)包括：傳統(tǒng)的長(zhǎng)途話音業(yè)務(wù)、傳統(tǒng)的C5端局本地話音業(yè)務(wù)、各種公共交換電話網(wǎng)(PSTN)的補(bǔ)充業(yè)務(wù)，以及傳真、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)接入、調(diào)制解調(diào)器(Modem)接入等基本的窄帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

軟交換的業(yè)務(wù)還可以在傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上進(jìn)行增強(qiáng)和擴(kuò)充。比如同樣是呼叫前轉(zhuǎn)類業(yè)務(wù)，在軟交換上可以實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的功能，只需要借助媒體服務(wù)器或者軟交換上的媒體資源處理板，就可以很容易地實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的混音，因此會(huì)議電話業(yè)務(wù)一般都成為了軟交換業(yè)務(wù)中的標(biāo)準(zhǔn)配置。

最后，在軟交換網(wǎng)絡(luò)中還可以適當(dāng)引入一些IP多媒體類業(yè)務(wù)，例如基于SIP的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可視電話。雖然基于SIP的業(yè)務(wù)更多地會(huì)在IMS中實(shí)現(xiàn)，但是對(duì)于同樣支持SIP的軟交換而言，提供某些基本的SIP業(yè)務(wù)非常容易，所增加的成本也不高。

2.3 軟交換的應(yīng)用

伴隨著軟交換多年的發(fā)展，現(xiàn)網(wǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了很多的軟交換應(yīng)用。在這些應(yīng)用中，有兩類應(yīng)用非常符合軟交換以分組交換為基礎(chǔ)提供傳統(tǒng)話音業(yè)務(wù)的定位。這兩類應(yīng)用分別是：軟交換在語(yǔ)音長(zhǎng)途網(wǎng)中的應(yīng)用以及軟交換在固網(wǎng)智能化改造中的應(yīng)用。

事實(shí)上還有一類應(yīng)用，就是3GPP系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的電路域(CS)應(yīng)用。因?yàn)?GPP R4和R5等版本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的CS控制實(shí)體——移動(dòng)交換中心服務(wù)器(MSC Server)，采用的就是移動(dòng)軟交換技術(shù)。

2.3.1 軟交換在語(yǔ)音長(zhǎng)途網(wǎng)中的應(yīng)用

軟交換在語(yǔ)音長(zhǎng)途網(wǎng)中的應(yīng)用，最能夠體現(xiàn)出軟交換的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

首先，軟交換應(yīng)用于語(yǔ)音長(zhǎng)途網(wǎng)相比于傳統(tǒng)電路交換具有如下優(yōu)勢(shì)：(1)更大的系統(tǒng)容量使得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。(2)資源調(diào)配效率更高。軟交換設(shè)備的呼叫處理能力大于傳統(tǒng)交換機(jī)，因此在部署語(yǔ)音長(zhǎng)途網(wǎng)時(shí)，可以設(shè)置更少的交換節(jié)點(diǎn)。交換節(jié)點(diǎn)的減少所帶來的優(yōu)勢(shì)是非常明顯的，最直接的好處是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單，路由的配置和維護(hù)也更為容易。間接的好處還有減少了機(jī)房的占用面積，降低了傳輸資源配置的難度等等。由于軟交換網(wǎng)絡(luò)是基于分組交換的，并且實(shí)現(xiàn)了控制與承載分離，因此相對(duì)于電路交換來說對(duì)資源進(jìn)行重新調(diào)配更為簡(jiǎn)單，效率也更高。在調(diào)整承載資源時(shí)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及信令路由等都不需要做相應(yīng)的變化。

其次，軟交換應(yīng)用于語(yǔ)音長(zhǎng)途網(wǎng)，回避了這種技術(shù)在其他場(chǎng)景應(yīng)用所遇到的問題。第一，長(zhǎng)途網(wǎng)軟交換不攜帶終端用戶，避免了安全攻擊、用戶資源控制等問題；第二，長(zhǎng)途網(wǎng)不涉及城域網(wǎng)或接入網(wǎng)，而骨干IP傳輸網(wǎng)的帶寬又比較容易保障，因此也不存在QoS保障問題。

正是基于上述原因，軟交換在PSTN語(yǔ)音長(zhǎng)途網(wǎng)的改造和擴(kuò)容中獲得了廣泛的應(yīng)用。

2.3.2 軟交換在網(wǎng)絡(luò)智能化改造中的應(yīng)用

在PSTN網(wǎng)絡(luò)智能化改造過程中使用軟交換機(jī)也是軟交換應(yīng)用的一個(gè)方向。在這種應(yīng)用中，軟交換機(jī)主要用于替代PSTN匯接局交換機(jī)。

用軟交換替代傳統(tǒng)匯接局交換機(jī)，可以為網(wǎng)絡(luò)帶來更低的維護(hù)成本。另外得益于軟交換網(wǎng)絡(luò)容量大、擴(kuò)容方便的優(yōu)勢(shì)，在今后本地網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大的情況下，在承載資源充足的前提下，只需在端局層面放置更多接入網(wǎng)關(guān)(AG)或中繼網(wǎng)關(guān)(TG)，在軟交換設(shè)備中相應(yīng)地增加處理板，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)沒有任何影響。

另一方面，軟交換對(duì)智能網(wǎng)的支持也使得其足以勝任這一角色。對(duì)智能網(wǎng)應(yīng)用協(xié)議(INAP)的支持已經(jīng)成為軟交換設(shè)備的一種必備能力，無論采用IP承載INAP(INAP over IP)的方式，還是通過信令網(wǎng)關(guān)(SG)進(jìn)行信令轉(zhuǎn)接的方式，軟交換都可以很容易地實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)智能網(wǎng)設(shè)備的對(duì)接，同時(shí)軟交換本身還可以具備業(yè)務(wù)交換點(diǎn)(SSP)的功能。

當(dāng)然，正如前面討論軟交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)部分中提及的，軟交換在應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)智能化改造時(shí)，可能需要支持外置的用戶簽約屬性集中數(shù)據(jù)庫(kù)，因?yàn)槭褂猛庵玫暮灱s屬性數(shù)據(jù)庫(kù)是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能化業(yè)務(wù)觸發(fā)的主流方式。

3 結(jié)束語(yǔ)

在未來的發(fā)展中，軟交換應(yīng)該主要定位于繼承傳統(tǒng)的話音業(yè)務(wù)，同時(shí)可以適當(dāng)?shù)匕l(fā)展一些基本的IP多媒體業(yè)務(wù)。在此定位的基礎(chǔ)上，軟交換仍然可以在PSTN長(zhǎng)途網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)智能化改造等方面獲得大量的應(yīng)用。同時(shí)，基于業(yè)務(wù)發(fā)展及服務(wù)質(zhì)量提高的需求，軟交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也將不斷向前發(fā)展?？傊灰藗兝硇缘乜创浗粨Q，并以實(shí)用為原則，即使在IMS已經(jīng)大行其道的今天，軟交換仍然能夠獲得足夠的發(fā)展空間。

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收稿日期：2006-07-17

作 者 簡(jiǎn) 介

曹遠(yuǎn)，北京航空航天大學(xué)畢業(yè)，碩士?，F(xiàn)為信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所工程師，從事的研究領(lǐng)域包括NGN、智能網(wǎng)及應(yīng)急通信等。已發(fā)表科技論文9篇，國(guó)際會(huì)議論文1篇，參與了CCSA多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的起草和編寫。