連接IP電話網(wǎng)孤島
事務型分布式軟交換技術TD-SNSP
白雪峰 2001/06/14
軟交換,是實現(xiàn)IP電信網(wǎng)的重要信令技術,與傳統(tǒng)電信網(wǎng)上的信令系統(tǒng)相比,具有開放、簡單、靈活和高效等優(yōu)點,目前已開始用于IP長途電話、Internet電話和電話智能業(yè)務的實現(xiàn)。由于它只涉及呼叫發(fā)起和接收的節(jié)點,簡化了信令的結(jié)構(gòu)和控制的復雜性,具有對網(wǎng)絡業(yè)務、接入技術和智能業(yè)務的開放性,因此專家們普遍認為,未來的電信網(wǎng)是基于IP網(wǎng)絡的,未來的電信信令系統(tǒng)是基于軟交換的。
TD-SNSP演進電信網(wǎng)
UT斯達康公司的事務型分布式軟交換系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)TD-SNSP,不僅是未來IP電信網(wǎng)上的鏈路建立、呼叫處理和智能業(yè)務的基礎,而且在從當前面向業(yè)務的電信網(wǎng)絡向IP電信網(wǎng)的過渡中,起到支持電信網(wǎng)絡平滑增值演進的作用。
演進問題,對于網(wǎng)絡運營者而言具有十分重要的意義。網(wǎng)絡演進的目標有兩重定義:演進的平滑性和演進過程的增值性。平滑性是指演進中的每個階段對以往電信業(yè)務的兼容性和傳統(tǒng)電信業(yè)務網(wǎng)絡的互通性;增值性是指演進的每個階段要通過提供新的和當時用戶急需的業(yè)務,使得電信運營者的凈收益增加。
事務型分布式軟交換體系結(jié)構(gòu)圖
軟交換自身的開放性,為傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡向IP電信網(wǎng)的平滑演進打下了良好的基礎,但是由于受到傳統(tǒng)電話本地接入網(wǎng)和傳統(tǒng)智能業(yè)務的限制,采用普通軟交換、利用傳統(tǒng)C5電話網(wǎng)作為電話業(yè)務接入的IP電話網(wǎng)除了利用IP網(wǎng)絡層交換降低長途通信成本之外,在電信業(yè)務上是無法創(chuàng)新的。以TD-SNSP軟交換技術為基礎的WACOS平臺,支持在C5和企業(yè)級多業(yè)務接入,與傳統(tǒng)電信業(yè)務網(wǎng)絡的信令和智能業(yè)務無縫連接,使得電信網(wǎng)絡的演進不僅平滑,并具有增值性。
分布式軟交換在網(wǎng)絡演進中的另一個重要意義是,對網(wǎng)絡規(guī)模的適應性。分布式系統(tǒng)除了受到號碼資源空間的限制以外,幾乎沒有任何對系統(tǒng)容量的限制。分布式軟交換系統(tǒng)與集中式軟交換系統(tǒng)相比,還具有更好的開放互聯(lián)性。由于采用分布式會話處理和管理,與集中式系統(tǒng)的互聯(lián)將變得比集中軟交換系統(tǒng)之間互聯(lián)要簡單得多。這樣,當前的集中式軟交換長途IP電話網(wǎng)孤島,可以通過分布式軟交換系統(tǒng)互聯(lián),實現(xiàn)平滑過渡。
TD-SNSP的原理
信令功能在電信系統(tǒng)中是很重要的一部分。傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡有網(wǎng)絡信令和用戶信令兩種信令系統(tǒng)。網(wǎng)絡信令涉及網(wǎng)絡中的所有接入節(jié)點與中間節(jié)點——NNI;用戶信令涉及用戶設備與網(wǎng)絡——UNI。網(wǎng)絡信令的兩大主要功能:一是呼叫控制,二是支持基于數(shù)據(jù)庫的智能業(yè)務。用戶信令只用于包括主業(yè)務與額外業(yè)務在內(nèi)的業(yè)務協(xié)商。
傳統(tǒng)網(wǎng)絡中典型的網(wǎng)絡信令系統(tǒng)是SS7及廣泛應用的ISDN用戶信令DSS1(Q.931)。另外,用于Q3網(wǎng)絡管理功能的CMIP被認為是一種網(wǎng)絡管理信令。值得注意的是,SS7通常是連接所有業(yè)務節(jié)點與數(shù)據(jù)庫的獨立的信令網(wǎng)絡(數(shù)據(jù)網(wǎng));管理信令系統(tǒng)也是與電信系統(tǒng)獨立的,被稱為電信管理網(wǎng)絡。
事務型分布式軟交換的基本思想是,用連接在IP網(wǎng)絡上的媒體網(wǎng)關、網(wǎng)關控制器、信令網(wǎng)關、呼叫處理服務器和電信業(yè)務服務器完成相當于傳統(tǒng)電話網(wǎng)、信令網(wǎng)、智能網(wǎng)、管理網(wǎng)和業(yè)務提供網(wǎng)的功能,并與傳統(tǒng)的接入網(wǎng)絡和傳統(tǒng)的電話業(yè)務網(wǎng)絡互聯(lián)。從功能上看,軟交換是IP網(wǎng)絡層之上的會話層、電信業(yè)務層、智能業(yè)務層功能的集合。TD-SNSP是IP電信網(wǎng)絡中用于呼叫控制和智能業(yè)務的協(xié)議。在WACOS體系結(jié)構(gòu)中,它具有類似DSS1、SS7的功能,以及SNMP網(wǎng)管功能。TD-SNSP不僅僅是一種具有多功能(UNI、NNI、管理)的信令系統(tǒng),還支持移動系統(tǒng)。
TD-SNSP的優(yōu)點
目前,TD-SNSP支持PAS、V5的接入和對PSTN和其他VoIP網(wǎng)絡互聯(lián),不久將支持對3G的W-CDMA接入和對PLMN的互聯(lián)。它在遵從H.323的編碼方案和流控制結(jié)構(gòu)的基礎上,運用MGCP實現(xiàn)呼叫代理對媒體網(wǎng)關的控制以及對終端移動的控制,同時通過事務服務器實現(xiàn)不同呼叫代理之間的呼叫處理和移動用戶的尋址功能。因此,SNSP是IP網(wǎng)上同時支持固定和移動終端的多業(yè)務體系結(jié)構(gòu),與MGCP軟交換結(jié)構(gòu)是向下兼容的,與3GPP的UMTS-R2000-All-IP方案中CS域的體系結(jié)構(gòu)一致的。由于事務服務器可以視為信令的網(wǎng)關,使得采用不同信令的系統(tǒng)之間可以方便地進行互操作,既便于和不同的固定電話網(wǎng)、移動電話網(wǎng)以及IP電話網(wǎng)絡的信令系統(tǒng)互聯(lián),對H.323和SIP信令也是支持的。因此TD-SNSP對前述三種體系結(jié)構(gòu)都是向下兼容的。
事務型分布式軟交換的功能體系結(jié)構(gòu),是典型的三段式客戶機服務器體系。由建立在IP平臺之上的接入媒體網(wǎng)關、互聯(lián)媒體網(wǎng)關、媒體網(wǎng)關控制器、信令網(wǎng)關、呼叫處理器、事務處理服務器、應用服務器和媒體服務器所組成(如圖示)。
事務型分布式軟交換體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是:將IP網(wǎng)絡層功能、會話層功能、呼叫處理層功能和應用層功能分離,將接入功能、傳輸交換功能、業(yè)務提供功能和歸屬業(yè)務功能分離。使得交換功能進入IP網(wǎng)絡層,其他功能均由IP層以上的客戶機服務器機制實現(xiàn);支持多種不同的接入技術,從固定的模擬POTS、數(shù)字TDM
E1、DSL、Ethernet到無線接入技術GSM/GPRS、PHS、W-CDMA以至未來的接入技術;支持與各種傳統(tǒng)電信業(yè)務網(wǎng)絡如PSTN和PLMN網(wǎng)絡以信令網(wǎng)節(jié)點方式互聯(lián),支持與IP業(yè)務網(wǎng)絡(如VoIP)和多媒體通信網(wǎng)絡(如Internet)互聯(lián);與接入網(wǎng)絡的信令和傳統(tǒng)業(yè)務網(wǎng)絡的信令(SS7)無縫互聯(lián);支持話音、遠程會議、多媒體通信等基于會話的通信業(yè)務;
整合固定的和移動的電信業(yè)務,支持由移動業(yè)務衍生的定位、短消息等業(yè)務;開放的電信業(yè)務、智能業(yè)務、應用業(yè)務和OSS業(yè)務平臺;簡化了交換和業(yè)務的結(jié)構(gòu),降低通信網(wǎng)絡的復雜性和成本;可伸縮性使得用戶容量和網(wǎng)絡規(guī)模僅僅受到編址空間的限制。
其它幾種實現(xiàn)VoIP的體系結(jié)構(gòu)
基于IP的軟交換概念下,除TD-SNSP,還存在幾種不同的實現(xiàn)信令體系結(jié)構(gòu),分別著重于不同的應用環(huán)境。它們分別是H.323結(jié)構(gòu)、MGCP結(jié)構(gòu)、SIP結(jié)構(gòu)和TD-SNSP事務型分布式軟交換結(jié)構(gòu)。目前所有的方案中,語音的編碼和流控制結(jié)構(gòu)都是遵從H.323協(xié)議的,它們的區(qū)別是在呼叫處理的模式上。
H.323是最早的軟交換體系結(jié)構(gòu)。它的部件包括PC終端、關守和PSTN網(wǎng)關。適用于局域網(wǎng)和Internet環(huán)境下智能終端之間及與PSTN的互聯(lián),也可用于長途IP固定電話網(wǎng),是一種基于終端的應用層分布式呼叫處理結(jié)構(gòu)。
MGCP體系結(jié)構(gòu)是針對IP長途電話網(wǎng)的應用和POTS接入的IP電話提出的,后來發(fā)展為MEGACO(H.248)以支持更多類型的接入技術和支持終端的移動性。MEGACO是一項作為國際電信聯(lián)盟與Internet工程任務組(IETF)合作結(jié)果的新標準,用于連接PSTN與IP網(wǎng)絡,它使語音、傳真和多媒體信號在公共交換電話網(wǎng)與新興IP網(wǎng)絡之間進行交換成為可能。MEGACO的含意是媒體網(wǎng)關控制(Media
Gateway Control)。這個體系由啞媒體網(wǎng)關、信令網(wǎng)關和智能的呼叫代理組成。這是一種應用層集中式的呼叫處理結(jié)構(gòu)。
SIP起源于Internet多媒體通信的會話建立協(xié)議,具有十分靈活的分布式會話控制結(jié)構(gòu)。SIP將傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡在應用層實現(xiàn)的呼叫處理智能業(yè)務在會話層中實現(xiàn),如呼叫轉(zhuǎn)移、三方通話等,可以大大簡化應用層的功能。
軟交換技術介紹
電信網(wǎng)的交換技術包含了交換矩陣技術、用于建立通信鏈路和建立呼叫的信令技術。交換技術已經(jīng)經(jīng)歷了電路交換(TDM)、信元交換(ATM)和包交換(IP)三個階段。從OSI的分層概念來看,電路交換僅僅支持面向連接的語音通信業(yè)務,交換功能在物理層;信元交換支持面向連接的多媒體業(yè)務,交換功能在鏈路層;而包交換支持無連接的多媒體通信業(yè)務,交換功能在網(wǎng)絡層。在電路交換網(wǎng)上建立話音通信鏈路和呼叫,以及在信元交換網(wǎng)上建立多媒體的鏈路和呼叫,由于需要通過信令實現(xiàn)網(wǎng)絡層的功能,涉及網(wǎng)絡中所有的交換節(jié)點,因此需要十分復雜的信令系統(tǒng)的支持,如SS7和PNNI。在IP包交換網(wǎng)上的多媒體通信鏈路和呼叫的建立,是基于網(wǎng)絡層功能的一種應用。因為這種IP網(wǎng)絡層之上的鏈路和呼叫建立過程,是由獨立的軟件系統(tǒng)完成,不需要考慮對沿途的交換矩陣進行控制,被稱為軟交換信令。
軟交換之所以區(qū)別于傳統(tǒng)電話網(wǎng)和ATM網(wǎng)絡的硬交換,是由于IP網(wǎng)絡是基于包交換的非連接網(wǎng)絡,并支持端到端的透明訪問,不再需要任何電路交換單元建立端到端的連接,也不需要分段的信令系統(tǒng)和獨立的信令網(wǎng)控制呼叫、接續(xù)和智能業(yè)務。另外,軟交換的所有協(xié)議是基于IP的,它們具有一切基于IP的協(xié)議的開放性和靈活性。除了低成本的優(yōu)勢之外,軟交換還具有提供普通電話網(wǎng)目前不具有的許多新特性,如開放的電信業(yè)務平臺和支持多樣的接入技術,以及許多基于Internet的開放的高級智能業(yè)務和OSS業(yè)務。
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