軟交換網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案分析

軟交換概念自1997年首次提出，很快便得到了業(yè)界的廣泛重視和認(rèn)同。幾年中，在眾多制造商和運營商的共同推動下，軟交換產(chǎn)品逐步趨于成熟，功能日益豐富，性能逐漸穩(wěn)定，標(biāo)準(zhǔn)化工作正穩(wěn)步推進(jìn)，軟交換技術(shù)正走向市場。

迄今為止，全球范圍內(nèi)已有多家電信運營商積極開展了在軟交換方面的實驗和商用部署。在北美，地方運營公司中有67%的運營商已經(jīng)有軟交換部署，有43%的長途交換運營商也部署了軟交換系統(tǒng)。在歐洲，運營商對軟交換的發(fā)展和應(yīng)用采用了比較謹(jǐn)慎的態(tài)度，但隨著軟交換技術(shù)的逐漸成熟，歐洲運營商也加快了軟交換實施步伐；在亞太地區(qū)，香港、新西蘭、澳大利亞、日本、韓國等國的運營商在軟交換應(yīng)用領(lǐng)域走在前列。2000年至今，中國的電信行業(yè)對軟交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也給予了極大的關(guān)注，中國電信、中國網(wǎng)通、中國聯(lián)通、中國鐵通、中國衛(wèi)通和中國移動都已全面啟動對軟交換的應(yīng)用嘗試及商用部署。

各運營商軟交換網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)測試和實際商用證明軟交換體系在功能和性能上已經(jīng)基本成熟，目前問題主要集中在以下方面：

隨著軟交換網(wǎng)絡(luò)對PSTN網(wǎng)絡(luò)的逐步取代，系統(tǒng)應(yīng)采用何種模式進(jìn)行大規(guī)模組網(wǎng)

如何回避IP網(wǎng)用戶的高度自主性，實現(xiàn)電信運營商對業(yè)務(wù)的可管理性

相對于封閉、使用專用系統(tǒng)的電路交換網(wǎng)，架構(gòu)于IP網(wǎng)之上的軟交換網(wǎng)絡(luò)易受到外來的入侵，面臨安全性的挑戰(zhàn)。如何才能解決網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、用戶信息和業(yè)務(wù)的安全

如何提供具有QoS保證的端到端實時業(yè)務(wù)

對于處于企業(yè)私網(wǎng)內(nèi)的用戶，如何實現(xiàn)業(yè)務(wù)的企業(yè)NAT設(shè)備和防火墻的穿越

為了解決以上問題，并考慮到IP網(wǎng)自身要徹底解決安全及QoS問題尚需時日的現(xiàn)狀，本文在現(xiàn)有軟交換網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上引入了新的網(wǎng)元設(shè)備，并提出了新的組網(wǎng)思路，該組網(wǎng)方案有助于軟交換網(wǎng)絡(luò)向商用化目標(biāo)推進(jìn)一步，有利于傳統(tǒng)運營商近期內(nèi)軟交換網(wǎng)絡(luò)的商業(yè)部署。

組網(wǎng)方案介紹

1. 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

為了更好解決軟交換組網(wǎng)問題，本方案引入了集中用戶數(shù)據(jù)庫HLR和集中路由服務(wù)器RS，將原來存放的各軟交換設(shè)備(SS)中的用戶數(shù)據(jù)及路由數(shù)據(jù)分離出來，集中存放在HLR及RS之中，而SS只保留與網(wǎng)關(guān)資源相關(guān)的信息，如中繼網(wǎng)關(guān)的E1資源的空閑情況等。

為了能夠更好解決網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)的安全及QoS問題，本解決方案在傳送層引入了具有一定安全及QoS保證的(軟交換業(yè)務(wù))專用承載網(wǎng)絡(luò)及軟交換業(yè)務(wù)邊緣接入控制設(shè)備(BAC)。軟交換設(shè)備、中繼媒體網(wǎng)關(guān)(TG)、綜合接入媒體網(wǎng)關(guān)(AG)、信令網(wǎng)關(guān)(SG)、重要客戶使用的IAD、媒體服務(wù)器(MS)、BAC等設(shè)備基于專用網(wǎng)絡(luò)部署，該專用網(wǎng)絡(luò)可以是新建的專用網(wǎng)或采用MPLSVPN等技術(shù)的虛擬專用網(wǎng)，能通過各種手段來實現(xiàn)軟交換設(shè)備間的相互通信及軟交換設(shè)備和非軟交換設(shè)備間的消息隔離。對于非重要客戶使用的IAD及SIP軟、硬終端等設(shè)備，由于設(shè)備數(shù)量多、分布廣，將通過各種接入方式快速收斂于BAC設(shè)備，通過BAC設(shè)備實現(xiàn)與專用網(wǎng)絡(luò)中其他設(shè)備的互通，此時BAC提供信令及媒體的代理功能及安全檢測及隔離功能。

對于通過公共Internet接入軟交換網(wǎng)絡(luò)的IAD及SIP用戶 當(dāng)用戶發(fā)起業(yè)務(wù)請求時，終端首先會去軟交換網(wǎng)絡(luò)的DNS進(jìn)行SS的域名解析，得到根據(jù)用戶所在位置或IP地址段所分配的BAC的IP地址，終端將呼叫請求送至該BAC，BAC去查詢該用戶是否在已通過安全注冊的用戶列表中，若是則對其進(jìn)行用戶和軟交換間的信令代理(BAC在用戶來看相當(dāng)于軟交換，在軟交換看相當(dāng)于用戶)。BAC根據(jù)預(yù)設(shè)原則將呼叫請求送至相應(yīng)SS進(jìn)行處理。

對于部署在專網(wǎng)上的TG及AG/部分IAD設(shè)備 當(dāng)用戶發(fā)起業(yè)務(wù)請求時，網(wǎng)關(guān)設(shè)備將根據(jù)預(yù)設(shè)的SS IP地址將呼叫送至相應(yīng)的SS。

主叫SS首先會去HLR查詢用戶的業(yè)務(wù)相關(guān)信息，判別用戶該業(yè)務(wù)是否有權(quán)，是否符合預(yù)設(shè)的業(yè)務(wù)觸發(fā)條件，然后根據(jù)查詢結(jié)果去訪問RS獲得本次呼叫的路由信息，將呼叫接續(xù)至下一跳SS或業(yè)務(wù)平臺。被叫SS收到呼叫請求將去查詢HLR，獲得目前用戶指定終端的IP地址，接至終端。

2.設(shè)備說明

關(guān)于RS

在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展初期，軟交換設(shè)備之間不分級，彼此之間為邏輯網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)中任一軟交換設(shè)備均存有全網(wǎng)的路由信息，可直接定位另一軟交換設(shè)備。同一運營商網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部軟交換之間不分級，當(dāng)與其他運營商網(wǎng)絡(luò)互通將設(shè)置網(wǎng)間接口SS及網(wǎng)間接口中繼網(wǎng)關(guān)。

隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，軟交換設(shè)備數(shù)量的增多，將引入位置服務(wù)器設(shè)備實現(xiàn)軟交換之間的路由查詢。路由服務(wù)器接受主叫端SS的尋址請求，通過數(shù)據(jù)查詢或向其他的路由服務(wù)器發(fā)出尋址請求，得到并向主叫端SS返回被叫的SS地址，不做呼叫控制信號的傳遞。

初期RS可以不分級，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大可以采用分級的結(jié)構(gòu)。當(dāng)SS路由數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，應(yīng)主動將變化更新到RS，RS之間能夠?qū)崿F(xiàn)路由數(shù)據(jù)動態(tài)自動更新。其他RS轄區(qū)內(nèi)SS路由數(shù)據(jù)的變動，無須對該區(qū)域SS進(jìn)行路由數(shù)據(jù)更改，而僅調(diào)整路由服務(wù)器中的路由數(shù)據(jù)。

RS中將存放被叫號碼所映射的路由信息，可以是下一條SS的IP地址、或是下一跳RS的IP地址、或是寬帶用戶帳號下所登記多個終端的地址信息、串并振順序等。

關(guān)于HLR

眾所周知，移動網(wǎng)的智能程度高于PSTN網(wǎng)絡(luò)，其中HLR的功勞是無法忽視的。對于軟交換這樣一個新型的網(wǎng)絡(luò)更應(yīng)當(dāng)借鑒其他網(wǎng)絡(luò)的成功之處，在網(wǎng)絡(luò)中引入集中的用戶數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)的集中管理，內(nèi)部可存放所管區(qū)域內(nèi)寬窄帶用戶的業(yè)務(wù)屬性(如業(yè)務(wù)權(quán)限、業(yè)務(wù)用戶屬性觸發(fā)條件等)等。由于HLR的存在，使得被叫側(cè)業(yè)務(wù)可以在主叫側(cè)進(jìn)行觸發(fā)；使得用戶數(shù)據(jù)可以集中存放于一地，解決了采用分離用戶數(shù)據(jù)庫時軟交換異地相互備份時無法將用戶修改的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)實時同步到備份軟交換的問題。

HLR采用多機(jī)備份方式提高自身可靠性。

關(guān)于BAC設(shè)備

軟交換業(yè)務(wù)邊緣接入控制(BAC)設(shè)備是為了解決網(wǎng)絡(luò)的安全、QoS、私網(wǎng)穿越等問題而引入的。主要功能包括：

(1)業(yè)務(wù)穿越功能

設(shè)備支持軟交換用戶和軟交換設(shè)備一方處于私網(wǎng)或雙方處于不同私網(wǎng)時用戶業(yè)務(wù)的穿越。

設(shè)備支持用戶的注冊流程的穿越，不改變用戶的注冊流程，用戶的認(rèn)證鑒權(quán)由軟交換執(zhí)行。

設(shè)備支持所有軟交換提供業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)穿越，不改變業(yè)務(wù)流程，不引入業(yè)務(wù)安全隱患。