1、.：.；軟交換網絡開展趨勢的研討軟交換誕生于90年代末，由于它順應網絡交融的開展趨勢，迅速得到國內外各運營商的青睞。隨著IMS概念的出現，軟交換的開展趨勢成為業界關注焦點。本文引見了軟交換開展現狀和IMS的特點，并對軟交換網絡開展趨勢進展了展望。1 軟交換現狀軟交換的主要設計思想是控制與承載和業務分別，各實體之間經過規范的協議進展銜接和通訊，以便在網上更加靈敏地提供業務。詳細地講，軟交換是一個基于軟件的分布式交換/控制平臺，它將呼叫控制功能從網關中分別出來，開放業務、控制、接入和交換間的協議。圖1為軟交換表示圖。圖1 軟交換表示圖軟交換是IP技術帶動電信業開展的產物，它為運營商處理目前多種網絡

2、、多種技術和多種系統的共存的景象提供了良好的處理方案，可以為運營商帶來業務的創新和本錢的節約，為業界注入新的活力。所以全球范圍內已有多家電信運營商開場進展軟交換方面的實驗和商用部署，在國內，中國電信、中國挪動、中國網通、中國聯通、中國衛通和中國鐵通都曾經開場進展軟交換的商用，雖然其運用的規模不同，但卻標志著軟交換技術曾經走出實驗室，開場進入一個新的開展時期。軟交換技術在開展過程中，并沒有一個嚴謹的定義和體系架構規范，因此，在用戶遨游管理、路由方案、編號、支持多媒體業務的體系架構、業務管理、業務觸發等方面在一定程度上仍存在問題。與此同時3GPP提出了規范的IMS體系架構，旨在規范挪動多媒體業務的

3、網絡構造，而ETSI相關小組也在討論如何在固網中引入IMS，以進一步推進網絡向IP化、挪動性、多媒體化和個性化方向開展，進而引發出IMS能否能成為軟交換網絡開展方向的討論。2 IMS概述3GPP定義的IMS系統構造如圖2所示，主要包括CSCF、MGCF、MGW、T-SGW等功能實體。圖2 IMS系統構造1CSCFCall Session Control Function，呼叫會話控制功能實體CSCF是IMS中最重要的關鍵元素之一， 它類似于IETF構造中的SIP效力器。現有的3G分組交換中心網絡用來提供多媒領會話的承載途徑，而CSCF那么用來建立會話。CSCF的主要功能是處置用來控制用戶多媒領

4、會話的信令音訊，這是MSC挪動交換中心呼叫控制功能的一種開展。CSCF采用SIP協議來實現上述控制功能。CSCF的另一功能是地址翻譯，同時CSCF還需求執行業務交換和編碼協商的功能。有三種不同角色的CSCF，它們是：* P-CSCF代理CSCF：它是挪動終端訪問IMS網絡時的第一聯絡點，它有兩大功能：首先它是IMS網絡中的業務質量戰略執行點，其次它提供了緊急業務的本地控制。P-CSCF將SIP注冊音訊和會話建立音訊轉發到它所歸屬的IMS網絡中，這非常類似于IETF SIP網絡中的代理效力器。* I-CSCF訊問CSCF：它的主要功能是查詢HSS歸屬用戶效力器以決議S-CSCF的位置。此外，它還

5、在HSS的協助 下執行S-CSCF之間的負載平衡。I-CSCF可以說是外部網絡到IMS歸屬網絡的網關，因此它必需支持防火墻功能。* S-CSCF效力CSCF：它擔任IMS網絡中的會話管理。在一個網絡里可以有幾個S-CSCF，并且可以根據網絡才干的需求添加S-CSCF節點。S-CSCF在其所歸屬的IMS中擔任一切會話的控制，但它也可將懇求轉發到被訪網絡中的P-CSCF從而讓被訪網絡承當會話控制的責任。2HSS歸屬用戶效力器作為對傳統挪動網絡的承繼，在IMS中也需求一個集中的用戶數據庫。因此將原有的HLR歸屬位置存放器演化為IMS中的HSS歸屬用戶效力器。HSS與I-CSCF和S-CSCF具有接口

6、以向它們提供用戶的位置和訂購信息，該接口稱為Cx接口。3MGW和MGCF媒體網關和媒體網關控制功能實體IMS支持幾種與傳統網絡互連的節點。它們是MGW、MGCF和SGW信令網關。* MGCF：它控制一個或多個MGW，管理著PSTN承載與IP流之間的銜接。MGCF將SIP音訊轉換為MEGACO或者ISUP音訊，它從CSCF接納SIP音訊并且決議在MGW內建立什幺音訊；同時MGCF還生成ISUP音訊并且經過IP發送到SGW信令網關中。* MG：它的主要功能是將終端用戶之間的媒體流從一種格式轉換為另一種格式。在UMTS中這主要是PSTN中PCM脈沖編碼調制編碼與基于IP編碼格式之間的轉換。4SGW信

7、令網關它的主要功能是將SS7七號信令轉換為IP方式的信令而不影響其承載的運用層，這可以使MGCF不需求支持SS7。因此，假設MGCF曾經支持SS7就不需求SGW了。基于上述構造的IMS經過SIP協議來完成語音和多媒體呼叫，從而到達支持語音、實時交互游戲、視頻、即時音訊、緊急呼叫、多媒領會議等業務的目的。限于篇幅，本文只給出一個經過IMS實現的簡單的點到點呼叫通訊業務的SIP流程，如圖3所示闡明：1.假定用戶在發起SIP呼叫之前曾經建立底層數據銜接并進展了業務注冊。2.圖中標注的流程除第2步Cx-Query外皆為SIP音訊。：圖3 IMS網絡的SIP通訊流程1 用戶A經過發送INVITE音訊到P

8、-CSCF來發起呼叫，該音訊中包含被呼叫用戶的SIP URLs。音訊的會話描畫部分包含用戶A的終端設備的IP地址和語音途徑的描畫及一組可選運用的編碼。P-CSCF經過應對100 TRYING音訊來確認接納到INVITE，并且它將本人的名字添加到INVITE音訊中后轉發該音訊到S-SCSF。S-CSCF經過應對100 TRYING音訊來確認接納到INVITE，同時它激活用戶A所需的業務特征。S-CSCF然后從用戶B的SIP URL中決議出其歸屬網絡的SIP入口點：I-CSCF。用戶A的S-CSCF將本人的名字添加到INVITE音訊中后轉發該音訊到用戶B的I-CSCF中。2 I-CSCF一旦接納到

9、INVITE，它就用Cx-Query查詢HSS以決議用戶B的S-CSCF地址。它同樣經過應對100 TRYING音訊來確認接納到INVITE。一旦HSS將用戶B所注冊的S-CSCF在呼應中前往后，I-CSCF就將本人的名字添加到INVITE音訊中后轉發該音訊到S-CSCF。用戶B的S-CSCF接納到INVITE后激活用戶B所需的業務特征，然后將本人的名字添加到INVITE音訊中后轉發該音訊到P-SCSF。S-CSCF經過向I-CSCF應對100 TRYING音訊來確認接納到INVITE。P-CSCF接納到INVITE后將其轉發給用戶B的終端設備。P-CSCF經過向S-CSCF應對100 TRY

10、ING音訊來確認接納到INVITE。3 用戶B的終端設備接納到呼叫約請后，它并不是馬上向用戶B振鈴，而是用183 session progress會話進展音訊呼應，在呼應的會話描畫中它指明其曾經接受了先決條件并且要求用戶A的終端設備也確認它滿足該先決條件。該音訊經過歷經上述假設干CSCF的信令途徑前往到用戶A的終端設備。同時，用戶B的終端設備為通到IMS域IP入口點的語音途徑激活GPRS PDP上下文。4 用戶A的終端設備接納到183呼應，并且為通到IMS域IP入口點的語音途徑激活GPRS PDP上下文。按照需求，用戶終端經過向用戶B的終端設備發送UPDATE音訊來確認語音途徑已被預留，該音訊

11、中同時包含語音途徑的地址信息。5 用戶B的終端設備一旦接納到UPDATE音訊，它就知道語音途徑所需的IP傳輸和業務質量在兩端都得到了保證并且它還知道了A端語音途徑所用的地址。它運用200 OK來確認UPDATE音訊，該確認中可包含用戶B的終端設備上的語音途徑信息。6 用戶B的設備向用戶B振鈴，同時它沿著信令途徑向用戶A的終端設備發送180振鈴音訊以通知其振鈴行為，用戶A的設備會經過振鈴音將該音訊告知用戶A。7 用戶B應對呼叫。用戶B的終端設備發送200 OK音訊沿著信令途徑到達用戶A的終端設備。該音訊將包含B端的語音途徑地址信息。8 用戶A經過發送ACK來確認呼叫的建立，它沿信令途徑前往用戶B

12、的設備上。如今兩終端設備可相互發送語音包了。9 用戶A的終端設備沿信令途徑向用戶B的終端設備發送BYE音訊來釋放呼叫，并且解除語音途徑的PDP上下文。此時，P-CSCF可以封鎖IMS的語音途徑入口點以停頓記費。10 用戶B的終端設備接納到BYE音訊后就解除它這一側的語音途徑PDP上下文，并且用200 OK來確認BYE音訊。200 OK沿著信令途徑前往到用戶A的終端設備，在此過程中它釋放了信令途徑上的每個CSCF。至此整個呼叫控制過程終了。3 軟交換網絡開展趨勢的研討IMS系統與當前的軟交換網絡具有以下特點，而這些點也正是軟交換網絡的開展趨勢所在。1 更加徹底分別的開展趨勢IMS最大的特點，同時

13、也是其最大的優勢是IMS比軟交換更加徹底的分別。正如上文所說，軟交換本身就是一種分別思想的表達：呼叫控制和承載的分別，呼叫控制和業務的分別。IMS在堅持上述思想的根底上，進一步發揚了分別的思想。這些思想表達在以下幾點：* 業務的進一步分別。傳統軟交換雖然曾經將大部分增值業務分別出來放到了業務層，但是軟交換本身依然保管了一些補充業務。IMS將這些保管的業務統統拿出來放在了業務層的運用效力器中，這樣做無疑是呼叫控制和業務分別最透徹的表達。* 用戶數據的分別集中：軟交換普通將用戶數據放置在軟交換設備本身之中，IMS將這些用戶數據從軟交換中分別出來，并將用戶數據與其相關聯的業務數據集中到稱為HSS的設

14、備之中。這種用戶數據的分別集中更加有利于業務的實現和提供。* 會話呼叫控制與媒體網關控制的分別。傳統軟交換同時提供了基于SIP的會話呼叫控制和基于H.248/MEGACO/MGCP的媒體網關控制器的功能，在IMS中將這兩者分別出來，基于SIP的會話呼叫控制功能由CSCF提供，它完成整個網絡的信令路由和呼叫控制；基于H.248/MEGACO/MGCP的媒體網關控制由MGCF提供，它只存在于IMS網絡與傳統網絡互通的邊境點上。傳統軟交換將會話呼叫控制和媒體網關控制集成在一同的作法，在傳統網絡和傳統業務依然是主流的情況下有其無可比較的優勢，但隨著傳統網絡的逐漸淡出，SIP網絡的逐漸主導，將上述兩者功

15、能分別更能使網絡構造簡單，呼叫路由的高效。上述IMS的三種分別可由以下圖描畫，按照這種分別趨勢開展的軟交換網絡將使網絡構造更加明晰合理，網絡本錢更加節約，運用戶數據更為集中，新業務提供更加容易；同時這種開展了的軟交換網絡也保證了與傳統網絡的兼容。圖4 軟交換到IMS的演進2 呼叫協議一致的開展趨勢IMS另一個特點是SIP協議的一統天下，這也是軟交換網絡的開展趨勢。之所以選擇SIP協議主要是由于SIP協議的簡單性、可擴展性以及它很好的可用性，同時SIP也是被業界普遍看好的未來多媒體呼叫控制協議。3 與接入方式無關的開展趨勢對多種接入方式的兼容是軟交換網絡的一個特點，IMS將該特點更加進一步開展。

16、在傳統軟交換網絡中由于媒體網關控制功能沒有分別出來以及媒體網關控制協議的多樣性導致了并沒有實現對多種接入方式的兼容，而在IMS中由于對接入網絡的徹底分別和SIP協議的運用使其真正意義上實現了對多接入方式的兼容。在IMS中無論用戶采用有線或無線的某種接入方式接入網絡，IMS并不擔任用戶終端到網絡的數據信道的建立，該任務由接入網絡完成；IMS只擔任在用戶的數據信道建立后經過SIP協議完成主被叫雙方底層數據信道的接駁，從而實現各種媒體方式的呼叫通訊及相關的多種多媒體業務。4 提供終端遨游特性的開展趨勢目前的軟交換網絡沒有充分思索對用戶終端的遨游支持，而IMS中P-CSCF功能實體的引入，使終端無論是

17、遨游到外地還是其它運營商的網絡都可以經過訪問地或訪問網絡的P-CSCF接入到IMS中，從而建立用戶終端與其歸屬HSS及S-CSCF的信令通路。同時，P-CSCF為經過其接入的終端提供了效力質量和平安的保證。5 提供更好效力質量和平安保證的開展趨勢在IMS中存在多種CSCF功能實體，這些實體具有不同的功能義務，這與傳統軟交換網絡中軟交換設備的一致功能是不同的。經過這些功能實體，IMS提供了更好的效力質量和平安保證。在這些IMS功能實體中，P-CSCF完成了用戶終端及接入網絡和IMS中心網絡的隔離，使得用戶終端和接入網絡無法直接了解IMS網絡的內部構造，因此即時某個P-CSCF遭到攻擊也不會影響網絡的正常任務，從而保證了整個網絡的平安。同時P-CSCF還可以代表IMS與用戶終端和接入網絡協商業務質量的效力要求，以完成業務質量戰略的執行。并且P-CSCF還可以進一步提供信令的NAT穿越、協議轉換等由網絡外圍設備完成的附加功能。IMS中的I-CSCF