软交换技术的研究与应用

第1页共27页1软交换技术的研究与应用目录第一章概述1.1软交换技术发展背景简述1.2软交换技术原理简述1.3软交换技术的应用现状第二章**地区网络配置现状与需求分析2.1现有业务网络的配置现状2.2软交换技术的发展目标2.3新业务的发展对软交换技术的需求第三章软交换技术的规划的理论基础3.1软交换技术的协议3.2软交换技术业务介绍3.3软交换技术的核心技术3.4软交换技术的过渡策略第四章软交换应用示例4.1应用总体目标要求4.2系统的选型和技术指标4.3接口配置设计4.4业务设计第五章方案实施计划及测试结果分析5.1方案实施计划步骤方法5.2测试结果分析5.3问题与不足第2页共27页2第一章概述1．1软交换技术发展背景随着社会信息化程度的进一步加深，通信已经成为人们生活和工作中不可缺少的工具，人们对通信要求也不再仅仅是基本的语音通信业务和简单的，人们需要的是能够随时、随地、灵活地获取所需要的信息。因此要求电信运营商能够灵活地为用户提供丰富的电信业务，而基于由不同通信网络提供不同业务的运营模式难以满足用户“灵活地获取所需要的信息”的需求，只有构建一个全业务网络——即能够同时承载和疏通语音、数据、多媒体业务的网络”才能满足用户日益增长的对通信业务的需求。人类的通信包括话音、数据、视频与音频组合的多媒体三大内容。一直以来，上述三类通信业务均是分别由不同的通信网来承载和疏通。电话网承载和疏通语音业务、数据网承载和疏通数据业务，多媒体网承载和疏通多媒体业务。电话网的历史最为悠久，其核心是电话交换机，电话交换机经历了磁石式、共用电池式、步进制、纵横制、程控制5个发展阶段，其差别在于交换机的实现方式发生了改变。程控制电话交换机的出现是一个历史性的变革，它采用了先进的体系结构，其功能可以分为呼叫业务接入、路由选择(交换)和呼叫业务控制3部分，其中的交换和呼叫业务控制功能均主要是通过程序软件来实现。但其采用的资源独占的电路交换方式，以及为通信的双方提供的对等的双向64kbit/s固定带宽通道不适于承载突发数据量大、上下行数据流量差异大的数据业务。数据网的种类繁多，根据其采用的广域网协议不同，可将其分为DDN、X.25、帧中继和IP网，由于IP网具有协议简单、终端设备价格低廉、以及基于IP协议的业务的开展，基于IP协议的Internet呈爆炸式发展，一度成为了数据网的代名词。IP网要求用户终端将用户数据信息均封装在IP包中，IP网的核心设备——路由器仅是完成“尽力而为”的IP包转发的简单工作，它采用资源共享的包交换方式，根据业务量需要动态地占用上下行传输通道，因此IP网实际上仅是一个数据传送网，其本身并不提供任何高层业务控制功第3页共27页3能，若在IP网上开放语音业务，必须额外增加电话业务的控制设备。值得一提的是，IP网中传送的IP包能够承载任何用户数据信息，为实现语音、数据、多媒体流等多种信息在一个承载网中传送创造了条件。可见，电话网和数据网均存在一定的先天缺陷、无法通过简单地改造而成为一个“全业务网”，因此，为了能够实现在同一个网络上同时提供语音、数据以及多媒体业务，即通信业务的融合，产生了软交换(softswitch)技术。1．2软交换技术原理软交换技术采用了电话交换机的先进体系结构，并采用IP网中的IP包来承载话音、数据以及多媒体流等多种信息。软交换技术是一个分布式的软件系统，可以在基于各种不同技术、协议和设备的网络之间提供无缝的互操作性，其基本设计原理是设法创建一个具有很好的伸缩性、接口标准性、业务开放性等特点的分布式软件系统，它独立于特定的底层硬件／操作系统，并能够很好地处理各种业务所需要的同步通信协议，在一个理想的位置上把该架构推向摩尔曲线轨道。并且它应该有能力支持下列基本要求：(1)独立于协议和设备的呼叫?熏设备的呼叫处理和／同步会晤管理应用的开发。(2)在其软交换网络中能够安全地执行多个第三方应用而不存在由恶意或错误行为的应用所引起的任何有害影响。(3)第三方硬件销售商能增加支持新设备和协议的能力。(4)业务和应用提供者能增加支持全系统范围的策略能力而不会危害其性能和安全。(5)有能力进行同步通信控制，以支持包括帐单、网络管理和其他运行支持系统的各种各样的后营业室系统。(6)支持运行时间捆绑或有助于结构改善的同步通信控制网络的动态拓扑。(7)从小到大的网络可伸缩性和支持彻底的故障恢复能力。第4页共27页41．3软交换技术的应用现状1．3．1目前的软交换设备对业务的支持情况目前，许多电话交换设备供应商和数据设备供应商均推出了自己的软交换设备，国内厂商包括中兴、华为和大唐；国外厂商包括阿尔卡特、北方电讯、西门子、朗讯、Cisco、Sonus、UT斯达康等公司。各厂商提供的软交换设备均遵从软交换技术的总体架构，只是在具体实现方式上存在着一些差异。软交换技术的产生是为了构件一个“全业务网”，即在同一个网上实现语音、数据、多媒体视频流业务的融合；并且为了实现这个目的，将呼叫控制和业务功能在功能实体上进行了分离。但目前各厂家提供的软交换系统在业务提供上与上述目标还存在一定的差距，还需要经历一个不断发展和完善的过程。目前，语音业务仍旧在通信业务中占据主导地位，也是各电信运营商盈利的主要来源，软交换网实现多业务的融合，应首先能够提供至少与PSTN相同的语音业务。因此，各设备厂商也将对语音业务的支持列为首要任务。语音业务可以分为语音转接业务和语音直接接入业务。软交换网的虚拟中继业务提供语音转接业务，实际上就是利用软交换网转接PSTN端局之间的语音业务，而软交换网本身不直接接入语音终端用户，此第5页共27页5时软交换网的功能类似于PSTN中的汇接局或长途局的功能。提供虚拟中继业务，软交换网中必须配置TG、SG和软交换机设备，若仅提供与PSTN相同的语音转接业务，则不需要单独的应用服务器，此时呼叫控制和业务的实现均是由软交换机负责完成。目前各软交换设备供应商提供的系统均已经能够提供虚拟中继业务。语音直接接入业务，要求软交换网具备PSTN本地端局的功能，在我国信息产业部2001年5月25日发布的《电话交换设备总技术规范》以及补充件中规定了PSTN交换机应具备的各项功能，目前各软交换设备厂家均是利用软交换机来实现上述功能，而未采用专用的应用服务器。对于用户信息和存储和鉴权认证也是由软交换机来实现，也支持由专用的应用服务器或智能网SCP来实现，因此，从某种意义上说，目前各厂商提供的软交换系统对于基本语音业务仍未采用“呼叫控制与业务应用的分离”的概念。同时，软交换网中为直接接入用户还必须配置AG和/或IAD设备；与PSTN相连，则还需配置TG和SG设备。目前各软交换设备供应商提供的系统均已经能够提供基本的语音直接接入业务，但不同厂商提供的系统对于《电话交换设备总技术规范》以及补充件中规定了PSTN交换机应具备的各项功能的支持情况仍各不相同。同时，对于PSTN智能网实现的各种语音增值业务，各厂家提供的软交换系统也是通过智能网方式来实现的，此时，软交换机具备SSP功能，触发智能网业务，访问智能网的SCP。近年来数据业务的增长较快，但业务应用主要集中在浏览、E-mail、下载、网络游戏、网络视频流媒体在线观看、网上购物、ICQ及网上聊天等业务。软交换设备供应商推出了一些数据与语音相融合的业务，例举如下：·上网呼叫等待业务：用户通过电话线拨号上网，当有电话呼入时，用户可以在PC界面上得到电话呼入的提示，并可选择接听、拒绝、前转来电。·点击拨号业务：通过点击Web页面上的Tel或Fax的号码，发起电话呼叫。·Web800业务：通过点击Web页面上的800号码，通过PC发起电话呼叫，话费由被叫承担。·短消息业务：通过PC发送、接收短消息至移动手机。第6页共27页6·个人数据库业务：用户可以将自己的包括电话号码、E-Mail地址在内的通信录、单日或多日的个人日程安排表等重要私人信息存放在系统为用户分配的专用数据存储设备中，并可随时调用查看和编辑修改，以备纸制文件或手机的遗失。·唯一信息业务：系统为用户分配专用的存储资源，用户的固定电话和手机电话留言、E-mail收件、网上购物定单等所有接收信息均存储在用户的统一信箱中，用户可通过PC机访问自己的统一信箱而获得所有与自己相关的信息。·呼叫跟随业务：实际上是对电话业务中的呼叫前转业务的扩展，允许用户设定多个被叫号码，来电在不同的时段转接至不同的被叫号码，且在同一时段，来电顺序接至不同的被叫号码。·网络交流中增加语音交流的业务：目前在Internet上进行网络游戏、网络聊天时，用户之间的交流只能基于PC文本的方式，此业务提供了PC-PC的语音交流功能。·其它还有会议等多方语音、数据通信业务等。以上列举了一些目前软交换设备供应商通过增加应用服务器，已经能够支持的一些主要业务，当然不同厂商对上述业务的支持情况、实现方式、业务功能不尽相同。1．3．2软交换网的应用从上述业务中可以看出，目前软交换网络提供的业务仍主要是在语音业务方面，且提供的增值业务功能也很有限，其中部分业务功能利用智能网一样能够实现，目前，软交换设备供应商、运营商尚无法提供真正吸引用户的“Kill”级的、软交换网特有的业务。软交换网业务的发展和完善仍需要设备供应商、运营商、内容服务提供商的努力，仍有一段漫长的路要走。根据软交换技术的特点、设备的成熟性，以下提出一些目前软交换网可行的应用。△长途语音业务目前，大部分软交换设备供应商均已经能够提供成熟的虚拟中继业务，来转接PSTN语音业务。对于拥有庞大的、完善的IP网络，但无PSTN的电信第7页共27页7运营商来说，采用软交换网络提供长途语音业务是一种较好的选择，由于软交换网是采用IP网作为承载，因此，可以节省TDM传输电路建设的投资。建设软交换网的TG、SG和软交换机，并完成与PSTN连接，同时选择合适的用户鉴权方式即可开放业务。对于拥有一个已经将自己各地分支机构通过IP网连接起来的跨地域的企业来说，采用软交换网将各分支机构的电话机连接起来，即TG、SG与各分支机构的PABX连接起来，或者通过AG、IAD直接连接各电话机，并建设软交换机即可使用内部网络疏通长途电话业务，节省数目可观的电话费。△本地语音接入业务对于拥有庞大的、完善的本地IP网络，但无本地PSTN端局的电信运营商来说，采用软交换网络接入用户也是一种较好的选择，本地PSTN端局的覆盖范围有限，且用户线布放的工程实施难度较大，因此，可以在用户端设置IAD设备，利用已有的小区宽带IP网络连接至软交换IP网络，完成各个IAD与软交换机、其它媒体网关设备的连接，即实现了本地电话机的接入，同时为了保证本地接入的电话能够与其它运营商的PSTN通信，还需完成软交换网与PSTN的连接。同时，对接入的本地用户还可以灵活、多样地为用户开放软交换业务，并随着软交换业务的发展不断丰富完善。△移动3G网络无论是WCDMA还是CDMA2000，其发展目标均是在核心网络实现语音和数据业务的统一承载和交换，软交换技术无疑将是一种较好的选择。在3G网络中，原MSC将裂变为MSC-GW和MSC-SERVER，MSC-GW完成媒体网关的功能，MSC-SERVER完成软交换机的功能，IP网络作为3G网络的统一语音、数据媒体流的承载网络，实现各种业务数据流的融合。第二章××地区网络配置现状与需求分析2．1现有业务网络的配置状况●覆盖全国31个省、自治区、直辖市●分流业务的方式第8页共27页8按比例分担按业务分担——降低风险，减少投诉现网部分厂家MSC、GMSC不支持根据17951+漫游号码来选路——负责疏通省际网间17951业务“17951+固定电话号码”：5+4=9位号码“17951+联通手机用户号码”：5+7=12位号码为了降低MSC、GMSC、MSC/GMSC在号码分析处理能力方面的压力、降低局数据的复杂性，对于“17951+联通手机用户号码”省内长途话务：–未建设独立TMSC2的省：软交换网承载–建设了独立TMSC2，采