2008/10/08

一、概述
　　近幾年來，以軟交換和分組交換(Packet Switching)技術為核心的下一代網絡的發(fā)展和部署成為電信業(yè)界最關注的熱點。因為它所涉及的不僅僅是哪一項單一的電信網絡技術，而是關系到整個通信網絡的未來構架和發(fā)展方向。因此，全球各大電信運營商和設備提供商、標準組織以及業(yè)務應用開發(fā)商都積極投身于NGN技術研究和網絡發(fā)展，并且達成了共識，即通過向下一代網絡的發(fā)展必將全面提升電信網絡的智能以及業(yè)務提供能力，從而形成高性能，可盈利的電信網絡新架構，大大增強電信網絡作為全社會信息平臺的支撐能力。迄今為止，全球范圍內已經有多家電信運營商積極開展了在NGN方面的試驗和商用部署。中國聯通自2003年開始，也展開對NGN網絡技術和業(yè)務能力的調研，并陸續(xù)開展了軟交換相關的試驗工作,以下分別介紹軟交換在長途及城域網中的應用。
二、軟交換在長途交換中的應用
（一）體系架構與組網方案
　　軟交換的體系結構是軟交換能否真正走向商用的核心所在，只有軟交換的體系結構定義好了，談軟交換能否商用以及如何商用的問題才有意義，軟交換的體系架構包括：軟交換在整個電信網絡中的定位是什么、業(yè)務需求如何、如何組織軟交換的系統(tǒng)以及軟交換系統(tǒng)之間互通如何實現等問題。目前由一個和幾個軟交換系統(tǒng)組成的簡單測試網絡和簡單商用網絡都未解決大規(guī)模組網的問題，還有諸如軟交換系統(tǒng)N2問題、信令路由、可擴展性、靈活性等問題，因此，在軟交換走向實用并與融入電信網絡的過程中，軟交換網絡的體系結構問題是最重要也是最急需解決的問題。
　　根據未來大規(guī)模商用組網的需求和擴展需要，中國聯通軟交換試驗采用了多域軟交換體系架構作為試驗網絡的軟交換系統(tǒng)主干架構，不同軟交換之間采用SIP/SIP-I協議進行互通。這種多域軟交換架構為試驗網的組網帶來了許多新的特點，網絡設備功能層次更加明確，能夠為用戶提供不同層次的接入方式，業(yè)務管理的層次更加細化。基于這個架構，可以開展軟交換單域（單個軟交換）、軟交換雙域（同廠家的兩個軟交換分級）和軟交換互聯互通（不同廠家的多個軟交換分級）的測試，積極探索多域網絡架構下軟交換網絡的可行性和可操作性。總體方案邏輯結構見圖1。

（二）城域綜合業(yè)務網功能單元描述
　　總體來講，基于統(tǒng)一多業(yè)務的可管理、可運營的下一代城域綜合業(yè)務網在網絡及商業(yè)價值鏈中的位置和功能可以概括如下。
　　城域綜合業(yè)務網具有終端用戶提供業(yè)務邏輯執(zhí)行服務，完成各類多媒體業(yè)務的執(zhí)行功能；與終端用戶的信息交互功能：包括終端向平臺方向的用戶業(yè)務屬性登記、更新和通知以及平臺向終端方向的業(yè)務信息、計費信息的通知；根據業(yè)務執(zhí)行或終端用戶的需求，將終端軟件開發(fā)商提供的終端應用軟件向各類智能終端的下載升級的功能；向第三方業(yè)務提供商提供業(yè)務開放接口，從而實現業(yè)務提供的多元化；完成城域綜合業(yè)務網內部自身應用服務器的應用開發(fā)與創(chuàng)新的接口；通過綜合業(yè)務終端軟件，開發(fā)商向終端用戶提供相應的終端業(yè)務應用軟件的接口；通過與計費平臺的接口提供業(yè)務消費信息，實現網絡運營商自身提供業(yè)務的收費，并且代理第三方業(yè)務提供商或終端應用軟件提供商向用戶收費。
1．呼叫控制系統(tǒng)功能描述
　　呼叫控制系統(tǒng)CCM是城域綜合業(yè)務網中的綜合業(yè)務控制模塊，CCM提供對話音、視頻等綜合業(yè)務的呼叫控制，業(yè)務接入認證，控制SACP實現對于各種業(yè)務的控制和管理，生成呼叫計費話單，并與SACP和運營支撐層的用戶管理系統(tǒng)協作，實現各項業(yè)務。
　　CCM最終實現的總體功能為：對本地用戶的注冊控制；對本地業(yè)務的呼叫控制、呼叫連接的建立和呼叫連接帶寬控制的管理；對長途或網間（與其它業(yè)務網接入的終端或其它運營商網內的話音或視頻業(yè)務終端）話音或視頻業(yè)務通信時，應能區(qū)分不同類型的業(yè)務，實現與不同骨干業(yè)務網信令的互通互控。對于接入的話音業(yè)務終端，應支持H.323終端、MGCP終端、H.248終端的呼叫信令，對上層與聯通各現有骨干業(yè)務網互聯互通的信令則采用H.323呼叫信令，CCM應能夠實現SIP、H.323、MGCP和H.248呼叫信令之間的轉換。具體說明如下。
（1）呼叫控制功能
　　CCM對下則通過SACP和用戶駐地網可以接入不同標準的媒體終端，包括H.323終端、MGCP終端和H.248終端等。對于不同標準終端進行注冊認證和呼叫控制時，CCM的作用分別相當于H.323系統(tǒng)中的GK、MGCP標準中的媒體網關控制器和H.248標準中的呼叫代理，并且執(zhí)行相應協議。
　　對于本地呼叫業(yè)務，由CCM進行呼叫處理；對于跨域的長途語音和視頻業(yè)務，CCM通過與骨干業(yè)務網中的SW互通，完成業(yè)務呼叫，在長途業(yè)務中，如果接入的是H.248終端和MGCP終端，CCM應支持H.248協議和MGCP協議與H.323協議之間呼叫控制信令的轉換。
　　CCM具有監(jiān)測保持、激活呼叫狀態(tài)，主叫和被叫號碼，呼叫業(yè)務類型，占用網絡資源等信息的功能。CCM用這些信息結合SACP上報的計費信息形成用戶業(yè)務計費信息，上報給運營支撐系統(tǒng)中的計費系統(tǒng)；同時可以進行網絡資源的管理，確保業(yè)務質量。
（2）通過SACP對承載網進行控制
　　CCM通過SACP對承載網進行控制，從而實現對于用戶接入和各種業(yè)務的控制和管理。CCM和SACP通過控制協議來實現對于網絡通道和資源的控制管理。控制協議至少包括如下功能：SACP接受CCM的命令，通過NAT或者PAT等方式打開或者關閉一個媒體流的通道；對一個媒體流分配的網絡資源進行控制，包括所占用的帶寬進行控制，進行優(yōu)先級的設置；SACP接受CCM的命令，對于允許從終端傳送到CCM的控制信令進行過濾，支持H.323、MGCP和H.248；識別多點業(yè)務管理控制信息，允許這些信息透明傳送。SACP與CCM交換注冊信息，由于用戶注冊最終由CCM來完成，但是在SACP中必須保持相應的用戶信息，以便進行地址翻譯并且在作為被叫SACP時查找被叫用戶，因此必須在SACP與CCM之間交換注冊信息，CCM向SACP查詢用戶信息和媒體流的統(tǒng)計信息。在每次媒體連接結束后，CCM向SACP收集原始計費信息。除了上述功能以外，該控制協議還可能支持其它一些可選功能，用于增值業(yè)務和補充業(yè)務的實現。
（3）CCM與運營支持系統(tǒng)的接口
　　在城域綜合業(yè)務網中有一個運營支撐系統(tǒng)，主要實現用戶和業(yè)務的管理、設備控制管理，產生計費帳單和計費/營帳等功能。CCM與運營支撐系統(tǒng)相連，從運營支撐系統(tǒng)獲取用戶配置信息、用戶業(yè)務授權信息和設備配置，并且上報網絡運行信息和計費數據。
（4）用戶注冊
　　城域綜合業(yè)務網的用戶注冊到本地CCM中，
　　由CCM和用戶管理系統(tǒng)共同完成對用戶的接入認證。在城域綜合業(yè)務網中，用戶在CCM上的注冊信息應包括：末端終端號碼（包括通過用戶IAD或用戶gw接入的傳統(tǒng)電話終端和IP電話終端、可視電話終端）、用戶所歸屬的SACP編碼和IP地址以及用戶密碼、通過的用戶IAD或用戶網關（末端為傳統(tǒng)電話終端）的IP地址、用戶可使用的業(yè)務（即運營支撐系統(tǒng)對用戶的業(yè)務授權）等。
　　CCM還應支持作為IP電話骨干網或公共視訊交換網的下級SW，將其管轄的本地用戶的號碼段分別注冊到這兩個骨干網的最下級SW中，用于在長途通信或與其它運營商進行業(yè)務互通時的地址解析。
（5）業(yè)務管理
　　除了支持基本的語音和視頻業(yè)務外，城域綜合業(yè)務網可以提供各種補充和增值業(yè)務，例如來電顯示業(yè)務、呼叫前轉業(yè)務、號碼連選（HuntingGroup）、呼叫轉移業(yè)務、免打擾業(yè)務、呼入呼出限制、叫醒服務、三方通話、閉合用戶群等業(yè)務。這些增值業(yè)務由CCM（也可能與相應的功能服務器一起）提供和控制，由CCM進行業(yè)務的管理，完成最終的呼叫連接和媒體通道的建立。
（6）安全管理
　　城域綜合業(yè)務網應是有安全保證機制的網絡，業(yè)務安全主要由CCM以及CCM控制SACP來實現。CCM可以實現的安全措施如下。
　　①用戶接入控制：城域綜合業(yè)務網的用戶都需要到CCM進行注冊。在使用城域綜合業(yè)務網所提供的業(yè)務之前，用戶必須首先登錄，由CCM到用戶管理系統(tǒng)完成用戶業(yè)務授權的認證后才能使用各種業(yè)務。
　　②業(yè)務區(qū)分和過濾：城域綜合業(yè)務可以設置各種用戶類型，不同類型用戶可以使用不同的業(yè)務，具有不同的業(yè)務優(yōu)先級和資源使用權限。對于用戶的業(yè)務呼叫進行控制，只允許用戶使用相應的業(yè)務，并且控制用戶使用的網絡資源。
　　③閉合用戶群：閉合用戶群是一項補充增值業(yè)務，對于很多重要的大客戶，例如集團用戶和特殊行業(yè)的客戶，可以設置閉合用戶群來保證用戶業(yè)務的安全。原則上只允許同一閉合用戶群的客戶之間相互呼叫，對于需要出閉合用戶群和接受閉合用戶群外用戶呼叫的用戶，可以進行專門的限制和授權管理。同一閉合用戶群內的用戶呼叫也可以按照業(yè)務和用戶級別進行各種限制。對于網內關鍵信息的傳送，可以進行加密，例如采用MD5等。網內傳送的關鍵信息包括用戶注冊和認證信息、計費數據等。
（7）新業(yè)務生成和SP業(yè)務合作
　　及時、快捷地開展各種各樣的新業(yè)務需要運營商和SP合作，通過核心呼叫控制系統(tǒng)CCM或增加相應的業(yè)務服務器，這都需要核心呼叫控制系統(tǒng)CCM支持盡可能廣泛的開放接口，便于業(yè)務的開發(fā)。
2．業(yè)務接入控制點功能描述
（1）用戶信息流的動態(tài)控制
　　在城域綜合業(yè)務網中，用戶的所有業(yè)務都是可控制、可管理的，其實現的機制是，在CCM的控制下，由SACP來實現對于用戶信息流的控制管理。SACP根據媒體控制設備的指示，對于通過SACP的信息流通道進行動態(tài)控制。
　　用戶信息流包括控制信息流和媒體信息流，要動態(tài)控制用戶信息流，必須滿足兩個條件：一是用戶駐地網不能與外部之間建立網絡連接。對于基于IP的網絡而言，具體實現辦法是在用戶駐地網和特定城域綜合業(yè)務網之間進行路由關聯。SACP是用戶駐地網接入到城域綜合業(yè)務網的入口設備，SACP對于合法的控制信令可以“透明”地從用戶駐地網傳送到CCM，對于媒體信息流，傳送通道（端口）是受限的，通道的打開和關閉受業(yè)務控制設備CCM的控制。在網絡層控制媒體通道的方法有很多種，主要有動態(tài)的IP地址轉換（NAT）、動態(tài)端口轉換（PAT）等。第二個條件是媒體通道的控制必須是動態(tài)的，一次業(yè)務呼叫對應一次控制，要求在CCM和SACP之間必須執(zhí)行一種特定的控制協議，由CCM根據業(yè)務層的控制信息來動態(tài)控制SACP中的媒體通道。
（2）支持業(yè)務優(yōu)先級
　　城域綜合業(yè)務網的目標是要對各種業(yè)務提供電信級的服務質量。不同業(yè)務對于服務質量的要求是不一樣的，需要城域綜合業(yè)務網在業(yè)務入口（SACP）進行業(yè)務的區(qū)分和服務質量的控制（要提供端到端的服務質量還必須得到用戶駐地網的有效支持）。SACP將不同的業(yè)務標記為不同的優(yōu)先級，城域綜合業(yè)務網層系統(tǒng)通過優(yōu)先級方式來實現服務質量控制。
　　根據承載網的不同，支持優(yōu)先級的方式是不同的：在基于ATM或者幀中繼的網絡中，對于每個PVC進行隊列管理和優(yōu)先級調度，不同的PVC可以定義成不同的優(yōu)先級，因此需要把不同的業(yè)務映射到不同的PVC進行傳送；對于基于IP（路由器）組建的IP承載網，SACP需要根據不同的業(yè)務設置IP包的TOS標記，如果支持MPLS，也可以將不同的業(yè)務映射到不同優(yōu)先級的LSP。如無上述兩種承載網，則可使用SDH傳輸，將不同的業(yè)務類型分別送入不同的電路，對電路帶寬進行控制來達到服務質量的控制。
（3）流過濾功能
　　對于不同的流，SACP必須能夠進行過濾。對于控制信息流（目前考慮支持基于H.323、MGCP、SIP和H.248的控制信令），SACP可以“透明”地傳送到CCM。對于媒體流，SACP必須能夠根據CCM的指令進行動態(tài)的過濾，只有在業(yè)務控制層面通過認證并且通過NAT/PAT建立連接的媒體流才能在城域網和用戶駐地網之間轉發(fā)。從控制管理和計費的角度考慮，連接到同一SACP的用戶駐地網之間的呼叫也必須通過相應的CCM來建立。
（4）網絡資源管理
　　為了保證不同業(yè)務的服務質量，必須對不同業(yè)務流所占用的網絡資源進行動態(tài)管理，例如，統(tǒng)計每種業(yè)務同時呼叫數量，根據每種業(yè)務占用帶寬情況，確定是否接受新的呼叫。由于SACP是城域綜合業(yè)務網的入口設備，因此應該支持這些基本的網絡資源管理功能。
（5）用戶管理
　　用戶登錄到業(yè)務網中時應該首先登記到所連接的SACP中，SACP與運營支撐層的用戶管理系統(tǒng)協作，實現對用戶進行必要的認證，保持用戶的連接信息，另外也用來進行用戶的定位。
　　SACP還應接收運營支撐層用戶管理系統(tǒng)對用戶終端的管理命令，并進行必要的處理后，傳遞給用戶終端，同時SACP應能監(jiān)控用戶的狀態(tài)，并將用戶狀態(tài)的變化及時上報給用戶管理系統(tǒng)。
（6）配合產生計費信息
　　用戶的業(yè)務計費信息包括兩部分，一是與呼叫有關的信息，包括主被叫號碼、呼叫業(yè)務類型、呼叫建立時間和呼叫時長等信息；二是與業(yè)務量有關的信息，例如收發(fā)的包數、收發(fā)的字節(jié)數等與流量相關的信息。在聯通城域綜合業(yè)務網中，呼叫連接通過CCM控制，因此與呼叫有關的信息由CCM產生。媒體流不通過CCM，因此與媒體傳送流量有關的計費信息只能通過SACP來進行統(tǒng)計，這就要求在CCM和SACP中對于一個呼叫連接應有統(tǒng)一的標識。SACP在呼叫結束后將流量信息傳送到對應的CCM，由CCM統(tǒng)一形成一次通信的完整計費原始信息。
（7）抗攻擊的能力
　　SACP是城域綜合業(yè)務網的最外圍設備，因此它的網絡安全，關系著整個城域綜合業(yè)務網的安全，因此SACP應支持對抗來自外部或內部進行的網絡攻擊。
（8）優(yōu)先處理能力
　　SACP優(yōu)先處理實時業(yè)務呼叫，旁路Internet業(yè)務到Internet承載VPN，在有沖突時，丟棄Internet業(yè)務包，確保實時業(yè)務質量。

通信世界周刊