軟交換（Softswitch）網絡架構概述

2019-11-05 02:01:38

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供稿：網友

　　Softswitch體系結構（后文對Softswitch簡稱SS）是目前頗受推崇的面向網絡融合的新一代多媒體業務整體解決方案，在繼續的基礎上實現了對目前在各個業務網絡（如PSTN／ISDN、PLMN、IN和Internet等）之間進行互通的思想的突破。它通過優化網絡結構不但實現了網絡的融合，更重要的是實現了業務的融合，使得包交換網絡能夠繼續原有電路交換網中豐富的業務功能，同時可以在全網范圍內快速提供原有網絡難以提供的新型業務。



   該體系結構將網絡設備劃分四個主要層次：邊緣接入層、核心傳輸層、控制層、業務層。



   在SS的框架下的呼叫過程，其尋址可以有以下幾種方式達到本SS外用戶：



   1.通過本SS控制的TG、SG等設備上PSTN、PLMN網，依靠龐大的現有電路交換網絡到達被叫（PSTN、PLMN）用戶。



   2.直接在數據網上定位被叫用戶所受控的SS，向該SS發起呼叫，完成呼叫，這種尋址方式能定位到被叫SS內PSTN、PLMN用戶同時也可到達被叫SS控制的數據網智能語言終端、IAD等用戶。



   兩種路由方式比較，前者依靠現有的電路交換網絡，路由尋址方式類同于現有的PSTN多級框架，所能涉及用戶僅限于電路交換網絡用戶，無法呼叫數據網相關終端用戶；后者根據Softswitch的扁平網絡框架結構，理論上講只要一次尋址定位即可，且能呼叫數據網、電路交換網任意用戶。



   按照最理想的情況，SS的框架中可以只要一個控制設備，這樣全世界的用戶均在該SS的控制之下，不存在路由問題；實際上我們知道現實是不可能出現這樣情況的，必然會存在多個控制設備并存的問題，那么控制設備之間的路由問題即擺在了我們面前：是不是每個控制設備都需要存放全體用戶所屬SS的相關信息？否則的話，如何實現這種扁平結構下的尋址一次定位？一個現實的產品是不可能存放全世界用戶的位置信息，即使能存放，也存在當用戶信息改變時如何同時更新全體SS上的相關信息，以及維護治理上的麻煩；如何合理地解決這個矛盾的同時發揮SS框架的優越性是后文希望解決的問題。



   解決方案

   終極組網路由方案



   讓我們首先看看在SS框架體系下整個網絡的組網是如何完成的，所有的語音用戶已經構架在包交換的網絡上由各類接入設備完成接入，由SS控制呼叫并支持完成各類業務，各個SS對控制領域外的用戶呼叫需要一個路由服務器群體提供的服務來完成。

軟交換（Softswitch）網絡架構概述

   上圖是一個典型的下一代終極網絡圖，所有的SS構成一個扁平的網絡結構，但是為SS提供路由范圍的RS是具備分層結構的；以公用電信網絡為例來說，每個縣級、大中城市的城區配置一臺SS，可以為若干個SS配置一個片區RS提供一個地市范圍的SS的路由服務；同一省的片區RS彼此之間可以提供路由服務，若話務聯系較少也可以由主干RS服務而不直接為對方RS提供服務；主干RS群彼此之間均提供路由服務，一個國際長途呼叫需要發起地的片區RS、主干RS至國家級RS尋求路由服務，國家RS將向對方國家級RS請求路由服務；此時的層次與現在PSTN的層次概念相仿，只是PSTN中有真實的路由電路存在，而Softswitch的RS群提供路由服務時，只有請求信息根據這個層次有個往返具體呼叫是在確定落地SS后有起呼SS直接向對端發起呼叫請求，直接建立媒體連接完成呼叫。在落地SS確定后RS就完成了它的任務不再發揮任何作用。



   路由服務器本身是Softswitch框架下的一個重要組成，其功能性能根據廠家實現的情況或許會存在若干差異，但是下面的特征應該是基本共性的：



   1.支持一種或多種協議信令完成路由服務器本身之間的信息互換；



   2.支持一種或多種協議方式接受路由查詢申請（目前一般采用LDAP協議）；



   3.支持基于E.164、ip地址、URI等等的路由信息；



   4.支持類似電路交換網絡中的交換局分層概念，基本可以劃分片區路由服務器、主干路由服務器、國家級路由服務器等層次；



   5.RS接受按照規范的協議接口經過認證接受所服務的SS發起的查詢申請；



   6.對于收到的查詢不屬于本RS范疇的請求，可以按照預先配置數據向其他RS發起協查請求或者將請求發向上級RS；各級RS均可以具備匯接查詢功能；



   7.提供安全性服務以及根據政府等方面的非凡需求做出一些監控等非凡服務。



   路由服務器完全可以根據網絡容量的大小隨意增刪設備，假如合理的規劃好各級RS的治理范疇能很好的解決大型網絡的組網問題。在由SS組建有RS參與的大型VoIP網絡時候，SS本身的配置將會簡化不少，考慮到SS每個呼叫都需要到RS尋找路由信息必然會延長每個連接建立的時間，這個問題并不是難以克服的，SS本身可以保存自己控制范圍內的全體用戶完整的路由信息內容，這樣本SS控制的用戶呼叫不需要借助RS的幫助，此外SS可以考慮對于一些常用地址建立一個本地映射庫來加快常見呼叫的接通時間，當然SS需要付出維護這個本地映射庫的代價。一個比較好的建議是RS建立這樣的本地映射庫，RS根據由業界認可的策略負責同步關聯的路由數據。

   演進前期的組網路由方案



   在多網并存、PSTN網占據絕對優勢點面的情況下，Softswitch獨立設點，逐步由點到面，擴展網絡容量，屬于前期演進的狀況。這樣的情況下SS沒有大面積鋪開，能有直接聯系的SS也有限，更多的用戶互通需要依靠SG、TG上電路交換網絡解決，IP網上的直接數據用戶有限，此時我們可以主要采用前面概述中介紹的第一種方案；對于數據網上的用戶采用第二種方式互通，由于數據網用戶并不多，可以在數目有限的SS上根據粗略的局碼或區域號碼即配置出域到對端SS，此種方式配置并不復雜細致，在早期是很適合的方式。



   我們可以稱呼這個演進解決方案為SS域方式，換句話說可以稱分區域發展建設方式，在城市的某一地區先設Softswitch點，在SS域內使用的是SS框架的語音服務，其他地區仍然使用PSTN、PLMN等網絡提供語音業務；我們稱提供SS框架語音業務的區域為一個域。



   Softswitch框架推行的前期路由服務器與SS是合二為一的，由于幾乎是孤立設點，一個SS就構建了我們前面介紹的一個域；根據演進前期組網示意圖可以看到，處于同一IP網上的SS之間路由數據是全互連的，每個SS／RS都擁有網絡上其他全部SS的相關路由信息，早期SS較少的時候這是個經濟簡便的組網方案，但是SS逐步增多后這樣的路由信息配置會漸漸成為一個繁重的負擔，這時候已經進入演進中、后期了，應該啟用演進后期的解決方案。

   演進后期的組網路由方案



   進入到演進后期則是SS控制的包交換網與電路交換網所占用戶面及其接近甚至略勝一籌的局面，舊有的電路交換網繼續發揮它的網絡利用價值，數據網用戶遍地開花。這個時候要依靠SS本身細化相關路由的配置已經很難實現，且不論SS需要配置及其繁雜龐大的數據，日常的路由信息維護將會相當困難，會出現類似某個SS所屬部分用戶改號、升位時其他所有的SS均需要修改配置的情況，顯然這是我們不愿意接受的。此時應該引進相當數量的RS來負擔起路由服務的重任，RS的出現可以開始是個別的，分別負擔部分SS，這時候RS全部處于一個層次；當網絡容量大到一定程度則網絡組建者可以考慮優化網絡添置主干RS甚至國家RS。



   當同一地域的SS擴展到一定數額并感受到路由信息配置的壓力后，應該考慮添置一臺RS為指定一組SS提供路由服務，RS出現后可以取代所服務的域中全體SS的路由壓力，但是某些聯系密切的本域內SS之間可以保持彼此的路由信息以確?？焖俚暮艚薪?。隨著有較多SS的域配置RS后，RS會成為逐步成燎原之勢，這些RS應該說都屬于片區RS，當RS的個數增加到一定程度時每個RS會出現當時與SS合二為一時承受的路由維護壓力，此時需要配置主干RS來緩解各個片區RS的困頓，配置主干RS后隨著網絡的繼續發展必然需要引進國家級RS，到這時候應該是已經跨越了漫長的歷程進入到NGN的終極網絡局面，網絡已經在演進過程中自然形成了前文介紹的終極組網方案的情況。

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