应用软交换技术的策略考虑

2019-11-05 02:08:30

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供稿：网友

　　一、软交换不等同于NGN
　　下一代网络(NGN)是目前电信界热炒的话题，它是在日益增长的业务量、业务种类以及日益激烈的市场竞争环境下，电信业试图利用最新的技术来适应这种形势而提出的下一步网络发展的总体设想和思路。

目前，NGN并没有严格的定义，因此有人总是把软交换的组网与NGN混淆，但实际上NGN具有更加广泛的内涵。现在ITU-T的SG13和SG11组正在开展对NGN的研究，但是还没有得出比较明确的定义，只是将NGN的主要特征归纳如下：
　　
　　（1）基于分组传送；
　　
　　（2）控制功能与承载能力、呼叫/会晤、应用/业务分离；
　　
　　（3）业务提供与网络分离并提供开放接口；
　　
　　（4）支持广泛的业务，包括实时/流/非实时和多媒体业务；
　　
　　（5）具有端到端透明传递的宽带能力；
　　
　　（6）与现有传统网络互通；
　　
　　（7）具有通用移动性，即答应用户作为个人始终如一地使用和治理其业务而不管采用什么接入技术；
　　
　　（8）提供用户自由选择业务提供商的能力等。
　　
　　从运营和盈利的角度，NGN还应具有安全可靠、保证服务质量、可控制治理、可运维、可盈利等特征。可见，下一代网涉及的内容十分广泛，不同专业和背景的人都在应用，绝不限于软交换系统，软交换的组网与NGN应该有许多不同。
　　
　　1.实现的业务不同
　　
　　目前，软交换提供的业务还都是基于呼叫的各种电话业务、传真业务、视频业务、多媒体业务、增值业务，这些业务在发生时呼叫信令都需要经过软交换，通过软交换可以把呼叫的事件记录下来，生成话单送到计费中心计费。其他一些业务，例如流媒体业务（视频点播(VOD)、视频广播、视频监视、视频会议、远程教学、交互式游戏等）、上网业务、数据业务，目前并不是由软交换提供，软交换也不具备对这些业务用户和业务的治理功能。这些业务经用户的局域网接入城域网后，由各种业务服务器或业务平台控制治理，从而向用户提供业务。但是理想的NGN应该是能够提供全部业务的网络。
　　
　　2.网络架构不同
　　
　　目前，软交换的技术主要特征是利用ATM/ip分组网进行信息的传送，把传统电路交换机的呼叫控制功能、媒体承载功能、业务功能进行分离，软交换不再处理媒体流和业务的属性，而只是负责基本的呼叫控制及其相关的一些属性，而用户的接入由各种用户网关来完成，例如MGCP，H.248综合接入设备（IAD）在软交换的控制下负责完成普通电话用户的呼叫，SIP终端在软交换的控制下完成多媒体用户的接入，中继网关（TG）在软交换的控制下完成与传统电路交换网的媒体互通，信令网关负责完成软交换与No.7信令网的互通。各种应用服务器提供相应的应用业务逻辑负责完成各种业务控制。
　　
　　NGN除了完成软交换提供的业务外，还要提供另外一些业务，因此还需要其他一些服务器完成对这些业务的控制治理。目前，对NGN还没有框架结构方面的定义，因此这些服务器或平台与软交换的关系是构建在一个物理平台还是分散的物理结构，还不能确定。
　　
　　3.网络业务的接入控制
　　
　　软交换是网络业务的控制设备，因此所有的呼叫都应该由软交换进行连接，软交换监控呼叫的建立、通话和释放，记录呼叫的发生过程，产生计费所需的信息。假如终端之间的呼叫不经过软交换而直接在终端之间进行，这样软交换就不知道呼叫的过程，运营商也就无法对其进行治理计费。此外，即使呼叫经过软交换控制，但是假如呼叫建立申请的业务类别与在IP网中传送的业务类别不符，例如申请的是语音业务，而在IP网中传送的却是语音和视频业务，因为目前软交换实现控制和承载分离之后，网络控制机制还不能完全控制这种问题。造成这种问题的原因是IP网是一个提供多业务多协议的传送网络，IP网只负责IP包的传送，并不知道其传送的高层业务类别，所以目前软交换利用IP网传送业务的组网机制还缺乏网络的控制和治理。
　　
　　电路交换网所以安全、可治理、可控制，原因是电路交换网只提供单一的语言业务（传真业务和数据业务也是调制在语音上的业务），而且用户接入网络必须通过本地交换机，因此本地交换机具备对用户呼叫的治理和控制（即可以治理和控制业务）。
　　
　　下一代网络的承载网是一个保证质量、收费的网络，它有别于目前免费的Internet，因此下一代网络一定要作到电信级的治理和控制，具备类似电路交换网的控制和治理能力，使运营商使用这样的网络可以达到对用户的每一呼叫进行接入控制、治理和精确地计费（可以对每字节信息的传送进行计费），而不是简单的对用户只收一些接入费。这样运营商才能从中获得收益，用户也可以得到优质的服务，网络才能良性地运营发展。
　　
　　二、软交换技术的优势
　　目前的软交换组网技术虽然与人们期望的水平还有一段距离，还存在这样那样的一些问题，但是它与传统的电路交换网相比也有一些自己的特点或优点。
发展软交换技术有许多优越性，例如软交换真正实现了分层的网络结构，保证了高可靠性、灵活的组网方式，提供了多样的解决方案、更多的新业务提供手段创造了新的收入来源、集中智能的网络治理体系、灵活的接入方式、更多的新业务提供手段和更短的业务提供周期、终端的个性化和智能化。
　　
　　1.软交换组网灵活的接入方式
　　
　　自从我国的电信业由原来的中国电信独家经营变为现在的5+1格局后，竞争更加激烈。目前，各运营商不再象以前盲目地进行投资，而是经过实际的研究和调查之后，根据本公司的发展方向而进行投资。而IP电话在中国经过几年的风风雨雨之后，一些运营商已经对IP电话有了重新的熟悉，认为H.323 IP电话不会替换传统的电路交换网，但是H.323 IP电话可以作为传统长途电路交换网的补充手段，向特定的用户群提供业务质量稍差但价格便宜的服务。对于业务质量要求高的高端用户，还是需要电路交换网向用户提供业务。
　　
　　对于运营商，软交换或NGN的诱惑力，并不是长途IP电话的价格便宜，而是利用软交换特有的技术向用户的住宅、办公室放一根五类线，就可以提供话音、数据、视频、多媒体业务这一整套解决方案，而不是采用传统的运营模式向用户提供话音服务，向用户的住宅或办公室放一对铜线，为用户提供数据或因为要上网又要向用户的住宅或办公室放网线，这对于用户来讲，是很难接受的。软交换对于新的运营商或没有本地网的运营商在与传统电信运营商发展新用户的竞争中，能够向用户提供新的服务，就具有了较强的竞争力。
　　
　　2.新的业务提供方式
　　
　　传统电话网的业务主要有两种：交换机提供的基本业务、补充业务、智能业务和智能网提供的智能网业务。采用软交换的组网技术之后，有了更多的业务提供方式和更多的业务，并且提供业务的周期也相应地缩短。
　　
　　（1）软交换提供的业务
　　
　　软交换继续了PSTN/ISDN原有电信网的基本业务和补充业务，可以实现电话业务、传真业务、号码识别类补充业务、呼叫提供类补充业务、呼叫完成类补充业务、多方通信类补充业务、Centrex业务等，还可以与网络的其他实体结合提供新的业务。
　　
　　（2）与Internet结合提供的业务
　　
　　●用户对业务的个性化治理
　　
　　用户上网登录到一个Web服务器，对用户的各种业务进行设置，然后Web服务器再把设置好的业务装载到应用服务器或软交换。例如，用户通过上网配置各种呼叫前转数据，配置呼叫筛选（可有选择地接听和拒绝呼叫），根据来电配置铃声，当被叫用户注册了多个接续号码时可配置接续的方式和次序等。
　　
　　●多媒体业务
　　
　　网络提供的不再是简单的话音业务，还可以提供各种类型媒体的业务。例如多媒体视频业务，通过文本在不同用户间在线聊天的即时消息业务，主动向对方推送Web页面，实现同址浏览的PUSH业务，通过白板、文件传送、剪贴板共享和在线游戏等手段实现跨地域的协同工作业务等。
　　
　　（3）应用服务器提供的业务
　　
　　传统的电话交换网提供的智能网业务是在业务交换点检出触发点之后，在业务控制点（SCP）的控制下执行业务逻辑。由于信令网关实现了软交换与No.7信令网的互通，软交换可以访问No.7信令网中的SCP，因此在软交换也可以触发智能网中定义的业务。假如这些智能网业务定义在应用服务器，也是这些业务提供的一种方式。它与传统智能网业务的不同之处在于，传统智能网业务的业务规程是在No.7信令网的MTP/SCCP上传送，而这种业务的应用规程是基于IP的传送层传送的。
　　
　　应用服务器还可以向用户提供个性化的业务，例如对不同来电方提供不同个性化问候的个性化问候业务、对来电基于TOD(Time Of Day)、DOW(Day Of Week)进行屏蔽的屏蔽业务等。
　　
　　（4）第三方提供的业务
　　
　　软交换的组网体系架构中，在业务应用层面包含应用服务器和第三方服务器。也就是说，未来的业务可以由电信运营商在应用服务器提供，也可以由认证的第三方在第三方服务器来提供。具体的实现方式是电信运营商向第三方的应用服务器提供一种应用编程接口（API），第三方服务器使用API完成业务的实现。其中API是屏蔽了具体的网络资源（例如SIP，INAP，MAP等）而抽象出的一种接口，它包括呼叫控制、用户交互、移动性、终端能力、计费等，Parlay就是其中的一种API。API与网络资源的映射由API网关实现，它可以由应用服务器完成，也可以由独立的API网关完成。提供业务的第三方可以不再关心复杂的网络资源，而是利用较为高级API接口来实现业务逻辑，可以快速灵活地完成各种新业务的生成和控制，而加载新业务对整个系统的影响很小，不象传统交换机的升级那么复杂，而电信运营商也勿需再要运营网络和维护业务。
　　
　　上面只是侧重介绍了业务在实现时的某种方式，事实上某种具体业务的实现可能采用这种方式提供，也可能采用另一种方式实现，或上述几种方式的组合。
　　
　　3.终端的多功能
　　
　　在软交换体系中，用户终端也发生了相应的变化，传统电路交换网中的终端是普通的模拟电话机，最基本的业务就是拨打接听电话，假如增加新的业务就需要用户更换具有新功能的终端，例如向用户提供主叫用户号码显示业务和固定网短消息业务，都需要用户更新终端。而软交换或NGN体系中的终端将是智能终端，它可以是专用的智能终端，也可以是装载在普通电脑上的专用软件即软终端，这样采用软终端向用户提供新的业务并不需要用户购买新的终端。有些人担心终端的智能化会导致终端脱离运营商的治理和控制，因此未来的终端朝多功能、多媒体方向发展更有前途。
　　
　　4.终端和用户的移动性
　　
　　软交换组网支持SIP终端，它可以是类似普通电话的硬终端，也可以是装载在电脑上的软终端。
非凡是软终端，对一些高端用户有非常大的吸引力，在他们出差外地时，只要带着笔记本电脑接入网络，进行注册认证之后，就可以像在自己的办公室一样使用公司的所有资源，例如电话、上网、信息传送，在电脑上带一个摄像头并装载相应的软件就可以向用户提供视频业务和多媒体业务。
　　
　　三、软交换组网急需解决的问题
　　目前，我国各电信运营商对软交换技术都投入较大的热情，中国电信和中国联通相继完成了各自的软交换试验。各运营商对软交换技术投入商用还是持谨慎态度，原因是软交换的商用还需要解决几个问题。
　　
　　1.本地和长途业务的划分
　　
　　传统的电路交换网，不管是固定网还是移动网，把本地网内的呼叫称为本地呼叫，按本地电路业务进行计费；经过长途网的呼叫称为长途呼叫，费用要包括本地电路业务的费用和长途电路网的费用。
　　
　　对于IP电话，目前我国有两种类型的IP电话，一种是经本地PSTN接入长途为IP的IP电话，其费用要包括本地PSTN的接入费和长途IP电话费；另一类是没有本地PSTN接入的IP电话, 其费用只包括长途IP电话费。
　　
　　对于软交换的组网，由于目前还没有标准规定未来软交换组网的网络架构，因此软交换组网的网络架构需要尽快确定，非凡是软交换的组网采用了IP作为承载网，是否还需要类似PSTN的本地网和长途网的概念，是否需要还是就没有本地和长途的区分（除国际呼叫之外，所有的电话呼叫只有一种费率）都没有确定。这个问题需要电信管制部门和运营商一起来确定。
　　
　　从服务的角度看，用户并不关心网络采用的是何种技术，假如电信运营商能够使用软交换组网的技术和保证质量的承载网，提供与电路交换网一样服务质量，还是可以把网络按照PSTN一样划为本地网和长途网的。
　　
　　从目前软交换提供的业务分析，还没有哪一种业务可以称为killer业务。因此，在软交换发展的初期，基本话音还是运营商争夺的焦点，而长途业务是获得利润的重中之重。
　　
　　2.移动性
　　
　　目前，接入网络的终端大致可分为两类：一类是普通电话机通过接入网关或用户网关接入到网络，这种用户的用户线接口是网关提供的Z口；另一类是智能终端（例如SIP终端、H.323终端），它可以直接接入网络，这种用户的用户线接口是以太网口。假如将来的计费都是基于用户口，即类似PSTN的计费，用户线接口与用户捆绑进行计费，这种方式实现简单，但是不安全，可能出现偷打盗打电话的现象，此外作为未来的网络，也不能够提供用户的移动性。
　　
　　软交换组网支持SIP终端用户的移动性，目前的实现方式是SIP终端用户离开自己的归属地游牧（有别于移动网的漫游，移动网的用户在接入网络后仍然可以移动，而固定网的用户在接入网络后就不能移动）到非归属地的网络之后，接入网络进行注册和认证，注册和认证通过后就可以获得网络的服务。但是目前的注册和认证并不经过游牧地的软交换，而是旁路游牧地的软交换，直接从终端到归属地的软交换进行注册和认证，因此呼叫建立的过程中也不经过游牧地的软交换。这种业务的提供方式的缺陷在于，游牧地向用户提供了接入服务和承载服务，但是由于这种缺陷使游牧地的运营商无法向用户归属地的运营商进行结算，得不到其应得的收费。这种移动性业务要得到发展，就应该按照移动网的漫游业务一样，用户接入注册到游牧地的软交换，认证去归属地进行认证，呼叫建立时，呼叫就应该通过游牧地的软交换，这样游牧地的软交换就可以产生CDR，游牧地的计费中心使用CDR进行计费。
　　
　　3.编号
　　
　　目前，各运营商对软交换技术的使用，只停留在试验和零散地商用，因此采用了与PSTN混合编号的方式，即－局号的方式。假如要使用软交换技术组织跨地区、跨省的网络或更大范围的网络，就需要考虑采用类似移动网的编号方式，即－网号的方式，这种方式的优点是从被叫用户号码就可以判定出被叫用户是软交换网的用户，呼叫就直接进入软交换网络，避免呼叫兜圈子。
　　
　　信息产业部于2000年11月发布了“YD/T 1088－2000 IP电话业务的编号”，本标准对于IP电话业务中以下3种情况的编号要求进行了规定：
　　
　　（1）基于IP网络的用户呼叫PSTN/ISDN/移动用户；
　　
　　（2）PSTN/ISDN/移动用户呼叫基于IP网络的用户；
　　
　　（3）PSTN/ISDN/移动用户之间进行通信，使用基于IP的网络在呼叫所涉及的用户之间进行连接。
　　
　　其中，（2）规定了IP用户采用网号的方式。但是这个标准当时并不是为软交换网的用户专门制定的，而且软交换支持的用户种类比较多，业务也非常丰富，将来可能从编号上需要区分开不同种类的用户。因此，软交换的编号是在运营商商用软交换技术商用之前需要信息产业部亟待规定的问题。
　　
　　4.软交换的互联互通
　　
　　软交换作为下一代网的控制核心，不可能是孤岛式地通过PSTN相互连接起来，而必须实现软交换之间的互联互通。目前软交换之间的互联互通协议主要是会话初始协议（SIP）和与承载无关的呼叫控制（BICC）。BICC是基于N-ISUP的信令协议，在不影响现有网的接口和端到端业务的情况下，在宽带网上支持窄带ISDN业务，与现有网络和携载语音消息的任何系统完全兼容。目前，ITU-T的第11研究组(SG11)研究的BICC CS2支持ATM和IP的承载网，因此BICC从协议、程序的完善性及可用性方面，更安全、更可靠，更适合大的电信网络。对于基于SIP的呼叫控制，虽然IETF也已经提出了一系列SIP的标准，例如RFC3261(代替了RFC2543)，RFC3262，RFC3263，RFC3261，RFC3265，RFC2976等，但没有一个RFC是专门用于软交换之间的SIP的呼叫控制标准。
　　
　　SIP在软交换控制的网络中还是得到了很快的应用，甚至有人认为将来软交换之间采用的控制协议就是SIP。软交换发展的初期，出于能够提供相对于电路中继价格便宜的长途中继，使用了软交换控制IP分组电路代替电路交换网的长途中继。但是对于运营商而言，软交换的诱惑力，并不是长途IP电话的价格便宜，而是利用软交换特有的技术，能够向用户提供新的服务。多媒体业务是未来软交换能够提供的具有竞争力的业务，而SIP终端就是提供多媒体业务的一种终端，因此软交换要支持SIP终端，就需要支持SIP协议。假如软交换之间采用BICC，那么软交换网在支持传统的语音业务时，软交换就使用BICC，支持SIP终端的多媒体业务时就使用SIP。这样在软交换控制的网络中就会同时有两张网：BICC和SIP。对于运营商而言，要同时治理维护性质不同的两张网非常困难，也会碰到许多预想不到的问题，而采用一种核心控制协议应该是不错的选择，那就是SIP。

　　
　　虽然SIP更可能是发展的方向，但是由于SIP并不是专门用于呼叫控制，而且增加业务，都可能需要对SIP进行扩展，因此SIP的标准化还任重道远。目前中国联通的软交换试验在这方面取得了可喜的进展，联通软交换试验的七个厂家已实现了基本业务和软交换之间的互联互通。
　　
　　5. 视频业务和终端
　　
　　目前，提供视频业务的终端主要有两类终端：SIP终端和H.323终端。SIP终端就是采用SIP协议的终端，它应该是未来的一种终端。H.323终端所以成为软交换体系中的一种视频终端，原因是现在的视频终端种类比较少，因此在制定软交换的规范时就要求软交换支持H.323终端。为了支持H.323终端，软交换就需要支持H.323协议体系，为了支持一种终端，需要软交换额外的开销。此外，H.323协议体系采用TCP传送应用层协议，而TCP这种面向连接的协议对传送长消息的弱点是不如UDP灵活。所以，将来制定标准最好只要求软交换只支持SIP视频终端，简化软交换的协议族。
　　
　　呼叫连接时，为了确定业务类型，例如，确定是普通话音连接还是视频连接，作为计费的一种考虑，软交换需要打开SIP协议中封装的会话数据描述（SDP），但是有些厂家并不支持这种功能。此外用户对视频业务可能有许多要求，例如用户需要时同时传送音频和视频，不需要视频时只传送音频，目前从软交换和终端还都不能实现，视频业务标准化还需要一段时间。
　　
　　四、使用软交换的策略和建议
　　软交换技术较PSTN还存在许多问题，因此使用软交换技术代替电路交换网还不现实，谈论网络的演进或融合还为时过早。但是软交换的组网技术作为一个新生事物，又有其独特或可以利用的一面。
　　
　　1. C5业务
　　
　　虽然软交换提供的C5业务，目前还达不到电信级的水平，非凡是业务的接入安全控制方面，但是基本的业务还是可用的，而且软交换对没有本地网的运营商或运营商没有覆盖的地区，在与当地已有本地网的电信运营商的市场竞争中，提供了一种新的选择。可以利用软交换灵活的接入方式，在争夺新用户或用户第二线的竞争中，占据一定的优势。
　　
　　对于没有本地网的运营商，利用软交换可以一并解决用户的话音、上网的业务需求解决方案，争夺普通电话用户。对于企业用户或高端用户，利用软交换组网提供的Web界面，用户可以自助式地定制各种个性化的业务，软交换支持SIP终端，可以解决高端用户游牧业务、视频业务、多媒体业务以及公司办公业务等。对于没有覆盖的地区，运营商急需补网，软交换组网技术通过运营商现有的数据网络可以快速部署业务。
　　
　　对于运营商而言，在当前激烈的电信市场竞争中，对于新技术一味地等待其技术的成熟，可能就会在等待中丢失市场，假如能够正确地把握技术的发展方向，即使不太成熟的技术只要使用适度，再加正确的引导和设备厂家的沟通，也会在市场的竞争中争得先机。对于新技术也不能盲目地一哄而上，造成投资的浪费，决策的失误。因此，决策者确实需要根据公司的实际情况、实际需要和技术的发展走向，制定本公司的发展策略。
　　
　　2. C4业务
　　
　　所谓C4业务，就是提供中继电路的业务。从目前中国联通和中国电信的试验来看，同一厂家提供的C4业务已基本成熟，可以由软交换控制同一厂家的几个中继网关实现C4业务。从中国联通的试验来看，不同厂家的软交换控制各自的中继网关提供C4业务也基本可用，所需的是进一步对软交换之间互联互通的SIP进行标准化。
　　
　　3. 网络的组建
　　
　　软交换可能是下一代网络的核心控制设备，因此在软交换的组网时，就应考虑软交换的网络与下一代网络的关系。软交换技术是一种发展中的新技术，从标准到体系结构都在发展中，它的组网和其标准体系架构应考虑目前软交换不支持的而下一代网络要支持的业务，使软交换的发展与运营商的下一代网络的战略思想一致和同步。
　　
　　软交换组网时，还应考虑承载网的建设。假如运营商希望软交换组建的网络，是向用户收费而不是免费的网络，那么这个网络就必须要保证QoS，这个网络应该在逻辑上独立于现有的城域网和骨干数据网，也许物理上可以是同一个网络。从安全和IP地址数量方面，这个网络也应该独立于现有的公众网组成一个专网，采用独立编址的方案，这样网络既安全，也可以有足够的地址以供网络发展。
　　
　　4. 加强对业务应用的研究
　　
　　软交换组网从技术的成熟性上无法与电路交换技术相比，但它的另一优势在于它的业务提供能力。由于其采用的控制与承载、业务分离的体系结构，采用开放的接口、协议，因此提供业务更灵活、更方便。非凡是它可以向第三方开放API，第三方不需要关心复杂的网络资源，而专注于业务逻辑的开发和业务的提供，而电信运营商也可以把主要精力集中在网络和基本业务的治理维护上，这样可以得到更好的效益。目前，国内的软交换试验网或商业试验网还没有真正为第三方提供业务应用，即使有也只是厂家利用其应用服务器提供的第三方接口提供的业务，并不是真正的第三方根据市场的需求提供的业务。
　　
　　软交换技术要得到长足的发展，根本的因素还在于其提供的业务。运营商要想在市场竞争中充分地利用软交换的优势，必须要熟悉到这一点。目前阻碍这种业务发展的原因是API的标准，虽然信产部2003年4月颁布了《YD/T 1262－2003 开放业务接入应用程序接口(PARLAY API)技术要求》，但是基于Parlay的API定义的接口太多太复杂，很难得到应用，目前中国通信标准化协议网络与交换组正在根据国际Parlay Group的动向预备制定更简单的Parlay X Web Service技术要求。
　　
　　对于运营商而言，也可以探索制定企业API标准。未来电信市场的竞争取决于业务的个性化，假如各个运营商推出的特色业务都一样，很难在众多的竞争对手中胜出。假如运营商根据本公司的实际情况和需求与设备厂家广泛地沟通和合作，向自己信赖的第三方推出本公司的应用编程接口就有可能获自得想不到的效果。
　　
　　五、结束语
　　任何一个新生事物的成长和成熟都需要一个过程，软交换组网技术也不例外，其标准和设备都处在不断的完善和发展中。软交换组网技术有它的优势，也存在一些问题，存在的问题可以通过标准化组织和厂家的共同努力而解决，为软交换甚至下一代网络的发展创造一个光辉的明天！

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