軟交換的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、引言

　　近幾年，軟交換技術(shù)得到了業(yè)界的廣泛重視，國際4大標準組織ITU-T、ETSI、3GPP和IETF都在不同的范疇對軟交換技術(shù)進行了研究和標準的制定。中國標準化組織也做了不少工作，總體來看，標準化工作處于世界的前列。國內(nèi)幾大運營商也加入到軟交換網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，從引入角度看，無非有兩種方式，一種從長途引入，優(yōu)化和分流現(xiàn)有VoIP業(yè)務(wù)，如中國移動和中國衛(wèi)通。一種從本地引入，快速提供業(yè)務(wù)，搶占市場，主要代表是兩大傳統(tǒng)固定運營商，由于南北拆分，各自在對方領(lǐng)地進行博弈，軟交換恰好提供了技術(shù)手段。

　　在全程全網(wǎng)上部署軟交換近期是不成熟的，也是不可行的。因為這已經(jīng)不單純是技術(shù)問題，它涉及到現(xiàn)行的運營體制、管制等方面。本文主要對軟交換組網(wǎng)的若干問題進行探討，著重分析軟交換網(wǎng)絡(luò)組織、IP承載網(wǎng)組織、安全性設(shè)計和編號等四個方面，并給出近期可實施的解決方案。

2、軟交換的網(wǎng)絡(luò)組織

　　軟交換組網(wǎng)包括兩個方面：軟交換間路由設(shè)計和話路網(wǎng)設(shè)計。路由設(shè)計主要是指軟交換之間信令組織，一般采用SIP-I協(xié)議；話路網(wǎng)設(shè)計主要是指各種媒體網(wǎng)關(guān)的話路互通。

2.1　軟交換間路由設(shè)計

　　定義一個軟交換機所轄的區(qū)域叫一個控制域。在路由設(shè)計中，要進行控制域的劃分，多個軟交換不論采取何種控制域劃分方式，都涉及到對網(wǎng)關(guān)設(shè)備的尋址，即路由組織問題。路由組織方式可以分為3種：全平面方式、分級方式和定位服務(wù)器方式。全平面方式用于軟交換初期規(guī)模較小時。分級方式沿襲了PSTN成熟的多級路由體系，使每個軟交換機的路由數(shù)據(jù)相對簡單，并使軟交換組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)比較清晰。定位服務(wù)器方式改變了上兩種信令組織逐跳轉(zhuǎn)發(fā)的方式，直接利用IP的可達性，直接定位到對端的軟交換機，信令轉(zhuǎn)接簡單明了。

　　由于目前現(xiàn)行軟交換廠家設(shè)備間互通性較差，上述三種路由組織方式在近期都是不可行的，尤其是定位服務(wù)器方式本身還處于發(fā)展之中。在實際組網(wǎng)時，盡量不要全程全網(wǎng)引入軟交換，可從本地引入或從長途引入，具體根據(jù)運營商引入軟交換的初衷來決定。信令組網(wǎng)還是考慮軟交換和傳統(tǒng)TDM混合組網(wǎng)的方式，等到各廠家互聯(lián)互通的問題解決后可以逐步引入軟交換分級或者全平面的路由組織方式。

2.2　話路網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

　　由于采用IP快速轉(zhuǎn)發(fā)的技術(shù)，軟交換話路組織呈平面化、無話路匯接，在話路網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時主要應(yīng)考慮QoS和安全性。目前在IP承載網(wǎng)主要是采用MPLS VPN的技術(shù)來實現(xiàn)。由于TG(中繼網(wǎng)關(guān))、AG(接入網(wǎng)關(guān))、IAD(integrated access device，綜合接入設(shè)備)和智能終端要實現(xiàn)話路互通，必須采用全網(wǎng)狀連接的方式。MPLS邏輯鏈路LSP(標記交換路徑)全網(wǎng)狀的連接給承載網(wǎng)帶來了很大挑戰(zhàn)，業(yè)界雖然可以采用VPN路由反射器技術(shù)來解決，但大規(guī)模MPLS VPN在IP承載網(wǎng)實施，以及跨自治系統(tǒng)(autonomous system，AS)的MPLS VPN的實現(xiàn)在實際中還缺乏支撐的案例。在近期，建議話路組織還是采用與TDM混合組網(wǎng)方式，把軟交換域限制在本地或者長途。在本地引入時，由于在駐地網(wǎng)會大規(guī)模部署IAD和智能終端，要求駐地網(wǎng)支持MPLS VPN的功能是不現(xiàn)實的，建議在城域網(wǎng)POP點或者匯接點部署業(yè)務(wù)接入控制設(shè)備(service access control，SAC)，快速收斂IAD和智能終端的話務(wù)，對實時業(yè)務(wù)流進行過濾轉(zhuǎn)發(fā)。

3、IP承載網(wǎng)的組織

3.1　IP承載網(wǎng)的技術(shù)要求

　　軟交換的承載網(wǎng)可以分為3個層面：全國骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)和駐地網(wǎng)。軟交換對IP承載網(wǎng)的要求是輕載、安全和有QoS保證。由于軟交換網(wǎng)承載的實時會話型業(yè)務(wù)有別于傳統(tǒng)的Internet業(yè)務(wù)，建議最好能單獨建設(shè)1張全國IP骨干專網(wǎng)，要支持MPLS VPN的功能。城域網(wǎng)比較復雜，根據(jù)目前運營商的思路，城域網(wǎng)是合一的，這就需要城域網(wǎng)具備業(yè)務(wù)分流的能力。城域網(wǎng)技術(shù)主要可以分為4種：

　　*大型城域IP網(wǎng)：要求城域核心、匯聚層支持P/PE功能，可直接構(gòu)建MPLS VPN；城域內(nèi)AG、SAC設(shè)備直接接入PE路由器，也可以通過傳輸網(wǎng)絡(luò)或二層VLAN鏈路接入PE設(shè)備；SS(軟交換機)、SG(信令網(wǎng)關(guān))和TG設(shè)備通過跨AS域?qū)崿F(xiàn)MPLS VPN互通。

　　*小型城域IP網(wǎng)：原則上要求城域內(nèi)設(shè)備支持MPLS VPN。對于不能支持的，至少邊緣層能夠支持分布式PE的功能。

　　*純二層以太城域網(wǎng)：AG、SAC接入的二層交換機設(shè)備必須支持VLAN的隔離，對于不同的用戶、業(yè)務(wù)流，通過劃分不同的VLAN來隔離；城域網(wǎng)與骨干網(wǎng)PE設(shè)備之間通過VLAN trunk方式互通，完成不同VLAN到不同VPN的VRF(VPN路由轉(zhuǎn)發(fā)表)之間的關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)到不同VPN的接入。

　　*MSTP城域網(wǎng)：AG、SAC直接通過MSTP接入骨干網(wǎng)的PE設(shè)備，在PE設(shè)備上通過不同的MSTP接入端口關(guān)聯(lián)到不同VPN VRF上，實現(xiàn)VPN的接入。

　　對于采用IAD接入的駐地網(wǎng)用戶，要求其IAD設(shè)備能夠支持軟交換業(yè)務(wù)流量與普通Internet上網(wǎng)業(yè)務(wù)流量的不同標記；城域內(nèi)的SAC設(shè)備要求能夠識別其所控區(qū)域的IAD設(shè)備的標記，進行業(yè)務(wù)的分流，將軟交換業(yè)務(wù)流與Internet業(yè)務(wù)流導入不同的網(wǎng)絡(luò)。

3.2　IP承載網(wǎng)的QoS

　　IP承載網(wǎng)的QoS問題是業(yè)界研究的熱點，從目前的技術(shù)看，用IP網(wǎng)承載軟交換實時業(yè)務(wù)，在QoS上的辦法不多。從可實施的角度看，也就是采取MPLS EXP的字段來實現(xiàn)業(yè)務(wù)優(yōu)先級的QoS保證。在IP承載網(wǎng)的QoS問題上，IPTN提出加入一層承載控制層的辦法，來實現(xiàn)MPLS LSP的建立。采用這種方法面臨著新的問題，從現(xiàn)行技術(shù)看，實現(xiàn)動態(tài)的LSP的建立是不可能的，MPLS LSP的通道可以通過靜態(tài)的方式建立，而未來軟交換話務(wù)疏通要求MPLS LSP全網(wǎng)狀的連接，會嚴重制約著MPLS流量工程的實現(xiàn)。如何在IP網(wǎng)實現(xiàn)更好的QoS，還需要進一步研究和探討。

3.3　IP承載網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　為了適應(yīng)軟交換業(yè)務(wù)承載，IP網(wǎng)的拓撲設(shè)計要求更傾向于可靠性。在實際設(shè)計時，應(yīng)考慮以下幾點：

　　*對于鏈路考慮冗余，單節(jié)點采用雙鏈路上聯(lián)，一主一備，設(shè)置成不等值的。當主鏈路壞了，可以采用鏈路倒換功能，快速切換到備份鏈路上來。

　　*在節(jié)點內(nèi)，考慮雙路由設(shè)備設(shè)計，負載分擔，當某一個設(shè)備宕機了，可以快速切換到另一設(shè)備上。

　　*骨干網(wǎng)核心層設(shè)計，采用雙平面設(shè)計思路，鏈路采用全網(wǎng)狀連接。邊緣層還是采用雙歸屬方式。