【資料名稱】：淺析軟交換在核心網(wǎng)中的運行方法

【資料作者】：邱火強

【資料日期】：201201

【資料語言】：中文

【資料格式】：PDF

【資料目錄和簡介】：

1 軟交換的概念
下面將介紹軟交換的原理和體系結(jié)構(gòu):
1.1 軟交換原理軟交換就是把呼叫控制功能從多媒體網(wǎng)關(guān)中
分離出來，通過軟件實現(xiàn)連接控制、翻譯和選路、網(wǎng)關(guān)管理、呼叫控
制、帶寬管理、信令、安全性和生成呼叫詳細(xì)記錄等功能，把控制和業(yè)
務(wù)提供分離。軟交換的各實體間通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進行連接和通信，增加
了系統(tǒng)的靈活性。軟交換的這種業(yè)務(wù)、控制與傳送、接入分離的設(shè)計
思想能夠更加方便的為用戶提供各種業(yè)務(wù)，避免了傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)
中，新業(yè)務(wù)開發(fā)過程復(fù)雜、周期長等缺點。軟交換提供的功能概括起
來主要有:媒體接入功能、呼叫控制功能、業(yè)務(wù)提供功能、互聯(lián)互通功
能、資源管理功能以及計費和認(rèn)證功能。軟交換實質(zhì)是多種邏輯功能
實體的集合，其核心思想是硬件軟件化，通過軟件來實現(xiàn)原來交換機
的控制、接續(xù)和業(yè)務(wù)處理等功能。它是下一代網(wǎng)絡(luò)的控制功能實體，
是下一代交換網(wǎng)中語音、視頻、多媒體業(yè)務(wù)呼叫、控制以及業(yè)務(wù)提供
的核心設(shè)備。
1.2 軟交換體系結(jié)構(gòu)軟交換體系結(jié)構(gòu)按功能可分為四層:邊緣
接入層、核心層、網(wǎng)絡(luò)控制層以及業(yè)務(wù)應(yīng)用層。各層之間采用標(biāo)準(zhǔn)化
接口和協(xié)議，增加了系統(tǒng)的靈活性。
1.2.1 邊緣接入層:邊緣接入層負(fù)責(zé)將各種不同的網(wǎng)絡(luò)和終端設(shè)
備接入軟交換體系結(jié)構(gòu)將各種業(yè)務(wù)量進行集中，并將信息格式轉(zhuǎn)換
為能夠在網(wǎng)絡(luò)中傳遞的信息格式。
1.2.2 核心交換層:核心交換層采用分組技術(shù)，提供一個高可靠
性、具有QoS 保證、大容量的綜合傳送平臺，并將信息媒體流選路至
目的地。
1.2.3 網(wǎng)絡(luò)控制層: 網(wǎng)絡(luò)控制層是軟交換體系的呼叫控制核心，
對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的會話層功能，以軟件控制的形式完成呼叫控制、路由、認(rèn)
證、資源管理等功能。
1.2.4 業(yè)務(wù)應(yīng)用層:業(yè)務(wù)應(yīng)用層主要是基于下層網(wǎng)絡(luò)的能力為整
個體系提供各種豐富的增值業(yè)務(wù)、相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理及服務(wù)，對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)
的應(yīng)用層功能。
1.3 移動軟交換的功能移動軟交換是多種邏輯功能實體的集
合，提供綜合業(yè)務(wù)的呼叫控制、連接以及部分業(yè)務(wù)功能。其主要功能
包括以下幾個部分。
1.3.1 移動性管理功能: 主要完成切換(包括UMTS 系統(tǒng)內(nèi)、
GSM 系統(tǒng)內(nèi)以及GSM 與UMTS 系統(tǒng)間的切換)、登記和移動臺去
話功能。
1.3.2 安全保密功能:支持用戶鑒權(quán)、TMSI 使用和用戶信息加密。
1.3.3 呼叫控制和處理功能:移動交換服務(wù)器可以為級別呼叫的
建立、維持和釋放提供控制功能，包括呼叫處理、連接控制、智能呼叫
觸發(fā)檢測和資源控制等；接受來自業(yè)務(wù)交換功能的監(jiān)視請求，并對其
中與呼叫相關(guān)的事件進行處理；支持級別的兩方呼叫控制功能和多
方呼叫控制功能。
2 軟交換在3G 核心網(wǎng)中的應(yīng)用
主流的3G 制式有WCDMA、CDMA2000 和TD- SCDMA 三
種，在這三種制式中，WCDMA 和TD- SCDMA 的標(biāo)準(zhǔn)由標(biāo)準(zhǔn)組織
3GPP 制定，CDMA2000 的標(biāo)準(zhǔn)由3GPP2 制定。到目前為止，3GPP
制定的UMTS 核心網(wǎng)絡(luò)有R99、R4、R5 和R6 四個版本，在R4 和
R5 核心網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)中，軟交換技術(shù)得到了充分的利用。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要
包括MSC 服務(wù)器、GMSC 服務(wù)器、MGW，它們的功能介紹如下。
2.1 MSC 的功能:對外提供純粹的信令接口；集成R99 VLR 功
能，以處理移動用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)及CAMEL 相關(guān)數(shù)據(jù)；對電路域級別業(yè)
務(wù)及補充業(yè)務(wù)設(shè)計的MGW 中承載終端及媒體流的控制，是通過
3G 擴展的H.248 協(xié)議來實現(xiàn)；與其它MSC 服務(wù)器間通過BICC 信
令實現(xiàn)承載無關(guān)的居間呼叫控制；支持MGW 及自身的登記及故障
恢復(fù)操作。
2.2 GMSC 服務(wù)器的功能:GMSC 服務(wù)器由GMSC 的呼叫控制
和移動控制組成，只完成GMSC 的信令處理功能，具有查詢位置信
息的功能。GMSC 服務(wù)器通過H.248 協(xié)議控制MGW 中媒體通道的
接續(xù)，支持BICC 與ISUP 的協(xié)議互通。
2.3 MGW 的功能: 它是3G R4 核心網(wǎng)的用戶承載面的網(wǎng)關(guān)交
換設(shè)備，位于3G CS 核心網(wǎng)通往無線接入網(wǎng)及傳統(tǒng)固定網(wǎng)的邊界
處，是IU 接口、PSTN/PLMN 接口的承載通道以及分組網(wǎng)媒體流的
終結(jié)點。MGW 可通過H.248 信令，接受來自MSC 服務(wù)器及GMSC
服務(wù)器資源控制命令。
3 3G 中應(yīng)用軟交換的優(yōu)勢
3.1 投資成本低傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)利用集中的MSC 在RAN 和
PSTN 之間完成話音交換，存在布點多、運行成本和維護人員等成本
高的問題。運營商為解決這個問題，大多建設(shè)大型、幾種的MSC，其
代價是要建設(shè)來自各個城市RAN 的回程話音電路。使用軟交換技
術(shù)，媒體網(wǎng)關(guān)和業(yè)務(wù)服務(wù)器的分離使得它們各自可以獨立的進行工
程實施、擴容和布局，這將帶來大量軟件升級費用的節(jié)省。
3.2 引入競爭在3G 組網(wǎng)中，采用軟交換的架構(gòu)，就可以很好
的將具有獨到技術(shù)優(yōu)勢的專業(yè)公司引入到設(shè)備的競爭中來，這對提
高設(shè)備性能，降低運營商建網(wǎng)成本，促進業(yè)務(wù)發(fā)展具有重大意義。
3.3 通過軟交換利用基于IP 的服務(wù)器平臺來開放業(yè)務(wù)在
UMTS R5 階段，IP 多媒體域采用SIP 作為呼叫控制協(xié)議，引入
IMS，實現(xiàn)在IP 上的語音、數(shù)據(jù)、多媒體等業(yè)務(wù)的提供，使得運營商
可以借助基于IP 的應(yīng)用服務(wù)器向用戶提供更靈活和更豐富的業(yè)務(wù)。