軟交換在3G核心網(wǎng)中的應用

軟交換又稱為呼叫AGENT、呼叫服務器或媒體網(wǎng)關控制，其最基本的特點和最重要的貢獻就是把呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關中分離出來。通過服務器或網(wǎng)元上的軟件實現(xiàn)基本呼叫控制功能，包括呼叫選路、管理控制、連接控制、信令互通等。這種分離為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面，使業(yè)務提供者可以自由地將傳輸業(yè)務與控制協(xié)議結合起來，實現(xiàn)業(yè)務轉移。這一分離為網(wǎng)絡走向開放和可編程創(chuàng)造了條件和基礎。

1、軟交換必須具有的功能

移動軟交換是多種邏輯功能實體的集合，提供綜合業(yè)務的呼叫控制、連接以及部分業(yè)務功能，是3GPP R4及以后階段軟交換系統(tǒng)核心網(wǎng)中的電路域實時語音/數(shù)據(jù)業(yè)務呼叫、控制、業(yè)務提供的核心設備。其主要功能包括以下幾個部分:

1.1移動性管理功能

主要完成切換(包括UMTS系統(tǒng)內(nèi)、GSM系統(tǒng)內(nèi)以及GSM與UMTS系統(tǒng)間的切換)、登記和移動臺去話功能。還具有VLR功能，包括用戶數(shù)據(jù)管理、位置登記、鑒權、提供MSRN、VLR恢復、切換號碼分配、TMSI分配、清除、SuperCharger功能。

1.2安全保密功能

支持用戶鑒權、TMSI使用和用戶信息加密。

1.3呼叫控制和處理功能

移動交換服務器可以為基本呼叫的建立、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(fā)檢測和資源控制等;接收來自業(yè)務交換功能的監(jiān)視請求，并對其中與呼叫相關的事件進行處理;支持基本的兩方呼叫控制功能和多方呼叫控制功能。

1.4其他功能

包括協(xié)議處理、互通、資源管理、計費、認證與授權、號碼分析/地址解析、媒體控制等。

2.引入軟交換的意義

軟交換將是新一代話音網(wǎng)絡交換的核心。如果說傳統(tǒng)的電信網(wǎng)是基于程控交換機的網(wǎng)絡，那么新一代分組話音網(wǎng)則是基于軟交換的網(wǎng)絡。軟交換是新、舊網(wǎng)絡融合的樞紐。這主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

2.1軟交換成本低

軟交換由于采用了開放式平臺，易于接收革新應用，且軟交換利用的是普遍計算機器件，其性價比每年提高80%，遠高于電路交換(每年提高20%)，可見軟交換在經(jīng)濟方面有很大優(yōu)勢。如圖表1示:

表1軟交換與傳統(tǒng)電路交換的區(qū)別

功能軟交換傳統(tǒng)電路交換

交換的基本方式基于軟件基于電路

設備控制策略化、集中維護靜態(tài)

體系結構開放式結構封閉的

交換媒體類型話音、

數(shù)據(jù)、視頻主要是語音

靈活性較高低

第3方業(yè)務能力較高難以實現(xiàn)

2.2開放智能業(yè)務不需對所有核心網(wǎng)網(wǎng)元升級

在2G、2.5G中，由于MSC是單個網(wǎng)元，無論是業(yè)務功能升級/部署還是媒體交換能力升級都需要升級MSC。經(jīng)過升級的MSC要把呼叫控制移交給移動智能網(wǎng)(IN)節(jié)點——業(yè)務控制點SCP，由SCP執(zhí)行業(yè)務邏輯。這樣導致業(yè)務提供成本高，MSC實時處理代價高，軟件成本高。而在軟交換的3GPP R4架構中，媒體網(wǎng)關和MSC服務器的分離使得它們各自可以獨立的進行工程實施、擴容和布局。由于業(yè)務升級遠多于媒體交換能力升級，而采用軟交換后，R4中的MSC服務器數(shù)量遠小于媒體網(wǎng)關的數(shù)量，這將帶來大量軟件升級費用的節(jié)省。

2.3軟交換可以提高網(wǎng)絡的可靠性

軟交換將以前的電路交換的核心功能進行分類，將功能以功能軟件的形式分配到分組網(wǎng)絡的骨干網(wǎng)中。這種分門別類的分布式結構是可編程的，并對服務供應商和第三方特性開發(fā)商是開放的。由于所有的功能都以標準的計算機平臺為基礎，可以很容易地實現(xiàn)網(wǎng)絡的可伸縮性和可靠性。

3、國際軟交換技術的發(fā)展狀況

隨著通信技術的飛速發(fā)展和電信市場的逐步開放，電信業(yè)的一個最重要的發(fā)展趨勢就是業(yè)務運營和網(wǎng)絡運營的分離，由網(wǎng)絡運營商提供可靠、高效的基礎承載平臺，由業(yè)務提供商提供各種應用，他們與設備制造商足鼎立，共同推動了電信業(yè)的繁榮和進步。軟交換技術是新一代網(wǎng)絡的核心技術，軟交換思想吸取了TP、ATM、IN和TDM 等眾家之長，形成分層、全開放的體系架構，作為新一代網(wǎng)絡的發(fā)展方向，軟交換不但實現(xiàn)了網(wǎng)絡的融合，更重要的是實現(xiàn)了業(yè)務的融合。

目前，歐洲電信運營商對于軟交換的發(fā)展和應用大體上采用比較務實和謹慎的態(tài)度，運營商部是根據(jù)自身網(wǎng)絡的實際情況和業(yè)務的發(fā)展來采取對策。德國電信聚焦海外市場，積極開拓國際IP網(wǎng)的話音業(yè)務，并在新技術投入使用之前，注重新技術和新設備的試驗和評估。

4、軟交換在3G核心網(wǎng)中的優(yōu)勢

4.1分布式組網(wǎng)節(jié)省投資成本

傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)利用集中的MSC在RAN和PSTN之間完成話音交換，存在布點多，運行成本和運行維護人員成本高的問題。運營商為解決這個問題，大多建設大型、集中的MSC，其代價是要建設來自各城市RAN的回程話音電路。由于多數(shù)呼叫是本地的，這就造成電路迂回，從本地RAN到MSC，又從MSC到本地PSTN。

4.2提供更多接入方式選擇

3G標準都不是基于全IP的網(wǎng)絡，比如CDMA2000是基于ANSI-41;WCDMA 99/TD-SCDMA是基于傳統(tǒng)的GSM、R4軟交換的承載和控制分離方式，而直到R5引入了IMS才實現(xiàn)全IP的核心網(wǎng)。顯然全IP的核心網(wǎng)絡也是3G發(fā)展的方向，采用基于全IP的核心網(wǎng)不但可以與無線接入方式獨立地發(fā)展，還可以支持包括WiFi、WiMAX、WCDMA等多種無線接入方式。在3G的R6中已經(jīng)開始把WLAN和3G一同考慮了。WiFi/WiMAX和3G不同的承載特性(吞吐量、延時QoS、對稱性等)為用戶享受語音、數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務提供更多的接入方式選擇。

4.3引入競爭

在3G組網(wǎng)中，如果采用軟交換的架構，就可以很好的將具有獨到技術優(yōu)勢的專業(yè)公司引入到設備的競爭中來。如可以將微軟在軟件方面的優(yōu)勢引入業(yè)務服務器設備領域，將Intel在硬件方面的優(yōu)勢引入媒體網(wǎng)關設備領域這對于提高設備性能，降低運營商建網(wǎng)成本，促進業(yè)務發(fā)展具有重大意義。

4.4 增強網(wǎng)絡可靠性

在實際網(wǎng)絡運營中，有這樣的矛盾:軟件的故障遠多于硬件的故障;硬件成本又遠大于軟件成本;軟件故障的影響遠大于硬件故障的影響。在R99組網(wǎng)中，合一的設備實體使得想通過設備冗余提高網(wǎng)絡可靠性是不可能的。應用軟交換技術后，可以通過設置N+I冗余業(yè)務服務器的方式低成本的提高網(wǎng)絡的可靠性。

5、結束語

軟交換主要處理數(shù)據(jù)、語音和多媒體等實時業(yè)務，是新一代網(wǎng)絡的核心部分。但是軟交換這種新技術需要很長一段時間來進行完善，協(xié)議尚未兼容以及業(yè)務不明朗等一列問題還需要在軟交換技術的不斷發(fā)展中去進一步解決。通過上面的論述，我們可以看到在3G核心網(wǎng)中采用軟交換給無線運營商帶來了很大益處。從業(yè)界情況看，國內(nèi)外運營商在商用中絕大部分已經(jīng)大規(guī)模采用軟交換技術，相信隨著3G技術的發(fā)展，軟交換技術和設備的成熟，在3G核心網(wǎng)中將給運營商帶來更多好處。