一、引言

  目前,我国电信运营商都比较关注软交换技术。中国电信于2002年在北京上海广东、杭州等地采用四个厂家的设备进行了试验,涉及的内容主要是同一厂家单域(单域是一个软交换控制域下的试验,多域是多个软交换控制域下的试验)软交换试验和软交换与PSTN/PLMN的互通及软交换不同域之间的用户通过PSTN实现互联互通。中国联通于2003年开始在北京、上海、重庆、天津、广东、四川等地采用7个厂家的设备进行了单域软交换试验以及软交换与PSTN/PLMN的互通和同一厂家多域软交换之间的互通试验,还进行了不同厂家软交换与软交换、网关与网关之间的互通试验。中国网通铁通、卫通也在一些地区进行了商用试验,近期中国移动也准备在试验室进行相关的一些软交换试验。

  可见,软交换基本上仍停留在试验或商用试验阶段,自信运营商还没有考虑用软交换技术提供话音业务,从而替代全部的电路交换网。目前,基于软交换网的设备已基本稳定,软交换提供的C4业务已经成熟。C5业务也可以提供,但在接入业务方面还没有安全控制机制,故C5业务难免旁路掉软交换。目前,软交换可提供许多特色业务,有些业务已经成熟。不过,某些业务只能由同一厂家的设备提供,新业务的计费方式/方法还有待进一步研究。

  网络组织和运营模式尚不清楚,如软交换控制的网络是否还要分本地网和长途网的问题,尚需电信管制部门和运营商一起研究探讨。有关软交换的承载网如何建设,是利用现有的域域/骨干数据网,还是建设一个独立的网络,或利用现有的物理网组建逻辑上独立的网络,也不清楚。目前的软交换对终端的业务接入控制还缺乏手段,因此终端很容易旁路软交换。组网结构、网络安全并不是软交换技术方面的问题,而是IP承载网的问题。在用户的接入设备侧目前已提供了一定的安全性,但尚需与网络的组织结构一起考虑。同样,网络的QoS也不是软交换技术方面的问题,也是IP承载网的问题。在用户的接入设备侧已经提供了一些QoS的解决方案,只是还没有端到端的方案。

  二、基于软交换的网络组网需要考虑的问题

  1.基于软交换的网络结构

  基于软交换的网络结构见图1。其中,软交换通过信令网关(SG)与No.7信令网实现互通,软交换控制的各种用户终端通过中继网关(TG)与PSTN/PLMN互通。软交换控制下的各种用户终端(包括SIP终端以及H.323终端和IAD等)呼叫时,信令流是通过软交换进行呼叫的建立。呼叫建立完成后,媒体流直接在用户终端之间交互,即终端的语音打包成RTP包,利用承载网的传送能力直接传送到对方,而与传送的内容无关。


  图1 基于软交换的网络结构


  2.用户旁路运营商的问题

  从图1可以看出,软交换的总体结构基本上还是基于Internet网的设计理念。因此,在某些情况下,网络并不能控制用户业务的提供、用户信令流和用户业务流的接入控制等。原因是,SIP终端以及H.323终端和IAD,甚至接入网关,都可能是放在用户侧的设备,因此这些设备属于不可信任的节点。这些终端设备在发起呼叫时,可经过运营商管理的软交换设备为用户发起的呼叫进行E.164号码的解析,得到被叫终端的IP地址后,在主/被叫终端之间建立连接,用户通信的业务流在主/被叫终端之间传送,不再经过运营商的业务控制设备。

  对运营商而言,如果要采用软交换技术构造下一代网或新一代的网络,首先应考虑到网络的运营模式。如果基于软交换的网络欲借用PSTN的运营模式,那么这个网络应该是向用户提供服务质量高且安全的网络,而用户在得到服务的同时也应该向运营商付费。因此,这个网络必定是可计费和收费的网络,而要做到可计费和收费,必须能对用户业务进行控制和管理。

  但是,从以上描述的基于软交换网的业务提供来看,用户在请求业务时要经过软交换。这是因为主叫用户不知道被叫用户的IP地址,只知道其E.164号码,必须用软交换把被叫用户的E.164号码解析出IP地址。如果主/被叫用户知道对方的IP地址,主/被叫用户之问就可以利用运营商提供的承载网进行通信,并利用各自的终端实现相互之间的业务。而运营商的设备并不介入他们之间的通信,因此也就无法知晓其通信时长。因此,目前的基于软交换的网络结构是基于Internet理念设计的网络,目前还做不到利用该网络按传统PSTN的方法经营电话业务,需要增加一些设备才能做到对用户接入网络的控制和管理。

  3.业务流的控制

  由于SIP/H.323终端和IAD,甚至接入网关,均是用户侧的设备,因此这些设备是不可信任的节点,他们在实际通信时可能并不按照标准的协议进行通信。例如,SIP终端在呼叫请求时申请了话音业务,但在实际通信时也可能与被叫用户进行话音和视频通信,运营商无法进行控制。因为在目前的网络结构中,主/被叫终端之间在呼叫建立成功之后,是直接利用运营商提供的承载网进行通信的。只要是合法的IP包,承载网并不在意用户高层传送的内容。因此,网络要实现可管理和可控制,必须做到对用户业务流的管理和控制。

  4.网络的安全性

  PSTN之所以安全,首先是因为终端的“傻瓜性”。传统的固网终端用户接口是基于语音类基本业务而定义的,业务的可扩充能力较弱,业务实现的绝大部分工作是由网络承担的,终端与网络之间缺乏业务的互动能力。其次,是因为网络提供业务的单一性。目前的Internet所以不安全,是由于其终端的智能性和网络提供的多业务性。运营商要把基于软交换的网络按照电信网方式经营,一定要保证网络的安全性。但是,终端的智能性和网络的多业务性又是未来网络的发展趋势,因此如何做到既能保证网络的安全,又能保留网络的重要特征,是个值得思考的问题。

  随着网络的发展,终端将逐步智能化或多功能化,大量的新业务需要由网络和终端共同配合才能完成,终端在其中甚至将起更大的作用。网络智能的边缘化和终端化无疑将大大提高终端在整个电信网和电信业务中的地位和重要性。终端将不再是无足轻重的东西,而将成为新业务能否发展的一个重要因素。这一点,从移动终端对移动网的重要性中就可以体会得到。现在,任何一个移动运营商都不会忽视手机在业务发展中的重要作用。因此,在要求终端的智能性或多功能的同时,为了网络的安全,还要求网络要能对终端的业务进行分析,屏蔽其非法的业务请求和业务流。犹如IP网的防火墙一样,一般IP层的防火墙远远不够,还须具备业务高层防火墙的功能。

  IP网是多协议传送网,故它可以是多业务网的传送网。为了网络的安全性,网络应知道所传送的多业务,并且能够对业务的传送进行控制。

  5.承载与控制的分离

  承载与控制分离是基于软交换的网和下一代网的重要特征之一。软交换设备作为基于软交换网控制层面的设备,不仅要负责呼叫控制的接续,还要为呼叫的成功建立及呼叫释放后产生话单。原则上,话单中的呼叫时长应与承载连接的时长一致。在传统的PSTN中,承载与控制分离集中在电路交换机上进行,因此交换机产生的话单中的呼叫时长一定与连接时长一致。在基于软交换的网络中,正常情况下,话单是准确的;而在非正常情况下,例如软交换和网关之间的连接性丢失,由于承载和控制实现了分离,控制层面需要通过心跳消息去检测连接性丢失。这样,就将造成承载层连接和控制层面呼叫的不一致,导致话单的精度达不到电信网络的要求。

  因此,基于软交换网提供电信网的服务时,可采取部分承载与控制分离的方式。即在基于软交换网的接入网部分采用承载和控制不分离方式,以保证电信网络的计费精度,而在网络的高核心网部分,则采用承载和控制分离的方式,这样可保留基于软交换的网和下一代网的重要特征,从而保证网络提供业务的灵活性。

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