軟交換及其在移動通信網絡中的應用分析

林健

（中國移動通信集團浙江有限公司舟山分公司，浙江 舟山 316021）

1 前言

軟交換是在下一代網絡（NGN）建設的強烈需求下孕育而生的。軟交換思想吸取IP，ATM，IN和TDM等眾家之長，形成了分層的全開放的體系架構，使得各個運營商可以根據自己的需要，全部或者部分利用轉交換體系的產品，采用適合自己的網絡解決方案，在充分利用現有資源的同時，尋找到自己的網絡立足點。

軟交換所完成的功能相當于原有交換機所提供的功能，是實現傳統程控交換機呼叫功能的尸體。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，而軟交換則是與業務無關的，這要求軟交換提供的呼叫控制功能是各種業務的基本呼叫控制。

2 軟交換主要功能

媒體網關接人功能：如PSTN／IsDN網關、IP中繼媒體網關、ATM網關、無線媒體網關等。

呼叫控制功能：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。

業務提供功能：提供PSTN／ISDN交換機業務，包括基本業務和補充業務；可與現有智能網配合，提供現有智能網所能提供的業務；可與第三方合作，提供多種增值業務和智能業務。

互連互通功能(H323和sIP、IN)：可通過信令網關實現分組網與現有七號信令網的互通；可通過信令網關與現有智能網互通，提供多種智能業務；允許SCF控制VolP呼叫，并對呼叫信息進行操作(號碼顯示等)；可通過互通模塊，實現與現有H.323體系的IP電話網的互通；可通過互通模塊，采用SIP協議實現與sIP網絡體系的互通；可實現與其他軟交換的互通互連，采用SIP、BICC協議；可提供IP網內H.248終端、SIP終端和MGCP終端之間的互通。

支持開放的業務／應用接口功能：(1)認證與授權功能：軟交換與認證中心連接，可將轄區內的用戶、媒體網關信息送往認證中心，進行認證與授權，防止非法用戶或設備接人。(2)計費功能：具有采集詳細話單和復式計次的功能，可根據運營需求將話單傳送至計費中心。對于記帳卡計費業務，具備實時斷線功能。(3)資源控制功能和QOS管理功能：提供資源管理功能，對系統中的各種資源進行集中管理，如資源的分配、釋放和控制。(4)協議和接口功能：軟交換與媒體網關之間的接口用于軟交換對媒體網關的承載控制、資源控制、管理，可使用媒體網關控制協議(MG CP)、Internet設備控制協議 (IPDC)、SIP 協議、H.323 和 H.248 協議軟交換與信令網關間的接171用于傳遞軟交換和信令網關問的信令信息，可采用信令控制傳輸協議(SCTP)或其他類似協議。

3 軟交換的特點和優勢

移動通信網絡中軟交換主要針對核心網絡的交換部分，不涉及接入網絡的改造。移動通信網絡中軟交換的核心概念是實現了控制面與用戶面的分離。軟交換所有的控制功能集中在Ms c服務器中。所有的交換功能在媒體網關(MGW)中完成。MSC服務器通過標準的H.248接El完成對話務等交換過程的控制。同時，MsC服務器通過傳統的MAP信令與HLR交互，通過傳統的BssAP信令完成對接入網絡的控制。移動通信網絡中軟交換技術具有以下顯著的特點：軟交換技術符合未來電信網絡面向全IP發展的趨勢，同時兼顧原有的TDM承載需要。

由于控制面與用戶面的分離，因此處于控制面的Msc服務器容量相對原有交換機大大提高。

當引入IP承載話音時.可以將話音承載平面化。由于IP網絡本身具備路由與交換的特性.因此原有的匯接局將不再需要，而且整個網絡的結構將趨于簡單。

移動通信網絡中軟交換技術的優越性體現為以下幾個方面。

3.1 基本建設費用低

軟交換技術放棄了傳統交換網絡的封閉架構，轉而采用相對集中的控制核心為全網戶提供服務。通過開放的接口和通用協議，協助運營商構造一個開放的低成本網絡架構，提高業務的部署速度。軟交換技術能夠實現從2G，3G，IMS網絡的良好兼容和平滑遷移，從而大幅減少網絡遷移的費用支出。

另一方面，軟交換網絡采用IP作為傳輸承載介質，提高了傳輸效率，降低了整網的傳輸成本。相比傳統交換網絡，軟交換網絡可節省20%～30%的總體費用支出。

3.2 運營支出成本低

軟交換設備在處理能力、集成度和功耗等方面遠遠優于傳統的交換設備，從而大大地降低了對機房、供電的要求，可節省機房面積70% 以上，節電30% 。承載與控制相分離的機制可將軟交換網絡的核心集中放置和管理，運營商可將運維力量聚焦于數量有限的軟交換局所，從而降低網絡的運維成本。

3.3 網絡安全性提高

傳統的網絡缺乏網絡級的可靠性策略和手段，當網絡節點出現故障時，服務質量將受到極大影響。軟交換網絡引入了雙歸屬、MSC Pool等網絡級的可靠性機制，極大地提高了電信網絡的可靠性和網絡的可用性。

3.4 快速方便地提供新業務

3.4.1 網絡開放，縮短業務開發周期

軟交換系統基于更加開放的構架和分布式軟件技術，網絡易于集成，可為運營商提供快速業務開發環境。

3.4.2 集中管理，易于業務部署

在傳統網絡中，新業務的部署需要升級網絡中的所有交換設備，業務部署非常復雜：在軟交換網絡，新業務部署僅需對軟交換設備進行軟件升級，大容量、集中化管理的軟交換組網模式進一步簡化了業務部署的難度，業務部署周期縮短一倍以上。

3.4.3 可擴展多媒體業務的提供能力

軟交換網絡擴展了對數據、多媒體業務的支撐能力。

4 移動通信網絡中軟交換網絡結構

在移動通信網絡中軟交換核心網的電路域中，可以使用承載獨立的方式支持不同的傳輸層.如IP，ATM 或TDM。電路域核心網主要由MSC服務器、GMSC服務器和MGW 組成。

4.1 MSC服務器

Msc服務器可以實現語音業務、基本數據業務、網絡互通、媒體網關控制等主要功能，包括：呼叫控制功能.業務提供功能，統過負荷控制功能，計費功能，系統性能統計、告警、網管功能，路由、地址解析功能，網絡互通和信令網關功能，持漫游用戶數據管理，支持鑒權與安全性管理。

4.2 GMSC服務器

GMsc服務器是電路交換子系統中負責與外部PSTN/ISDN網絡互通的軟交換機，主要包含了傳統GMSC的呼叫和移動管理功能。

4.3 媒體網關

媒體網關是將一種網絡中的媒體轉換成另一種網絡所要求的媒體格式。它能夠在電路交換網的承載通道和分組網的媒體流之間進行轉換。可以處理音頻、視頻，能夠進行全雙工的媒體翻譯，可以演示視頻／音頻消息，實現其他IVR功能，也可以進行多媒體會議等。

5 結束語

任何事物的發展都需要一個過程，整個軟交換的技術尚處于初期發展階段，許多思想尚須通過實踐來不斷驗證和修正，移動軟交換隨著業務及功能的發展而不斷補充和更新。軟交換技術已經取得的巨大成績是有目共睹的，技術的進步和新問題的產生總是同步的，通過積極地試驗，深入的研究，相信這些問題一定會得到解決，從而進一步推動軟交換技術的完善，加快其商用。

[1]陳文德，孔群.移動電臺的頻率分配問題[J]，通信學報，1983年04期.