一、引言

目前，我國電信運營商都比較關注軟交換技術。中國電信于2002年在北京、上海、廣東、杭州等地采用四個廠家的設備進行了試驗，涉及的內容主要是同一廠家單域(單域是一個軟交換控制域下的試驗，多域是多個軟交換控制域下的試驗)軟交換試驗和軟交換與PSTN/PLMN的互通及軟交換不同域之間的用戶通過PSTN實現互聯互通。中國聯通于2003年開始在北京、上海、重慶、天津、廣東、四川等地采用7個廠家的設備進行了單域軟交換試驗以及軟交換與PSTN/PLMN的互通和同一廠家多域軟交換之間的互通試驗，還進行了不同廠家軟交換與軟交換、網關與網關之間的互通試驗。中國網通、鐵通、衛通也在一些地區進行了商用試驗，近期中國移動也預備在試驗室進行相關的一些軟交換試驗。

可見，軟交換基本上仍停留在試驗或商用試驗階段，自信運營商還沒有考慮用軟交換技術提供話音業務，從而替代全部的電路交換網。目前，基于軟交換網的設備已基本穩定，軟交換提供的C4業務已經成熟。C5業務也可以提供，但在接入業務方面還沒有安全控制機制，故C5業務難免旁路掉軟交換。目前，軟交換可提供許多特色業務，有些業務已經成熟。不過，某些業務只能由同一廠家的設備提供，新業務的計費方式/方法還有待進一步研究。

網絡組織和運營模式尚不清楚，如軟交換控制的網絡是否還要分本地網和長途網的問題，尚需電信管制部門和運營商一起研究探討。有關軟交換的承載網如何建設，是利用現有的域域/骨干數據網，還是建設一個獨立的網絡，或利用現有的物理網組建邏輯上獨立的網絡，也不清楚。目前的軟交換對終端的業務接入控制還缺乏手段，因此終端很輕易旁路軟交換。組網結構、網絡安全并不是軟交換技術方面的問題，而是ip承載網的問題。在用戶的接入設備側目前已提供了一定的安全性，但尚需與網絡的組織結構一起考慮。同樣，網絡的QoS也不是軟交換技術方面的問題，也是IP承載網的問題。在用戶的接入設備側已經提供了一些QoS的解決方案，只是還沒有端到端的方案。

　　二、基于軟交換的網絡組網需要考慮的問題

1.基于軟交換的網絡結構

基于軟交換的網絡結構見圖1。其中，軟交換通過信令網關(SG)與No.7信令網實現互通，軟交換控制的各種用戶終端通過中繼網關(TG)與PSTN/PLMN互通。軟交換控制下的各種用戶終端(包括SIP終端以及H.323終端和IAD等)呼叫時，信令流是通過軟交換進行呼叫的建立。呼叫建立完成后，媒體流直接在用戶終端之間交互，即終端的語音打包成RTP包，利用承載網的傳送能力直接傳送到對方，而與傳送的內容無關。

圖1　基于軟交換的網絡結構

　　2.用戶旁路運營商的問題

從圖1可以看出，軟交換的總體結構基本上還是基于Internet網的設計理念。因此，在某些情況下，網絡并不能控制用戶業務的提供、用戶信令流和用戶業務流的接入控制等。原因是，SIP終端以及H.323終端和IAD，甚至接入網關，都可能是放在用戶側的設備，因此這些設備屬于不可信任的節點。這些終端設備在發起呼叫時，可經過運營商治理的軟交換設備為用戶發起的呼叫進行E.164號碼的解析，得到被叫終端的IP地址后，在主/被叫終端之間建立連接，用戶通信的業務流在主/被叫終端之間傳送，不再經過運營商的業務控制設備。

對運營商而言，假如要采用軟交換技術構造下一代網或新一代的網絡，首先應考慮到網絡的運營模式。假如基于軟交換的網絡欲借用PSTN的運營模式，那么這個網絡應該是向用戶提供服務質量高且安全的網絡，而用戶在得到服務的同時也應該向運營商付費。因此，這個網絡必定是可計費和收費的網絡，而要做到可計費和收費，必須能對用戶業務進行控制和治理。

但是，從以上描述的基于軟交換網的業務提供來看，用戶在請求業務時要經過軟交換。這是因為主叫用戶不知道被叫用戶的IP地址，只知道其E.164號碼，必須用軟交換把被叫用戶的E.164號碼解析出IP地址。假如主/被叫用戶知道對方的IP地址，主/被叫用戶之問就可以利用運營商提供的承載網進行通信，并利用各自的終端實現相互之間的業務。而運營商的設備并不介入他們之間的通信，因此也就無法知曉其通信時長。因此，目前的基于軟交換的網絡結構是基于Internet理念設計的網絡，目前還做不到利用該網絡按傳統PSTN的方法經營電話業務，需要增加一些設備才能做到對用戶接入網絡的控制和治理。

　　3.業務流的控制

由于SIP/H.323終端和IAD，甚至接入網關，均是用戶側的設備，因此這些設備是不可信任的節點，他們在實際通信時可能并不按照標準的協議進行通信。例如，SIP終端在呼叫請求時申請了話音業務，但在實際通信時也可能與被叫用戶進行話音和視頻通信，運營商無法進行控制。因為在目前的網絡結構中，主/被叫終端之間在呼叫建立成功之后，是直接利用運營商提供的承載網進行通信的。只要是合法的IP包，承載網并不在意用戶高層傳送的內容。因此，網絡要實現可治理和可控制，必須做到對用戶業務流的治理和控制。

4.網絡的安全性

PSTN之所以安全，首先是因為終端的“傻瓜性”。傳統的固網終端用戶接口是基于語音類基本業務而定義的，業務的可擴充能力較弱，業務實現的絕大部分工作是由網絡承擔的，終端與網絡之間缺乏業務的互動能力。其次，是因為網絡提供業務的單一性。目前的Internet所以不安全，是由于其終端的智能性和網絡提供的多業務性。運營商要把基于軟交換的網絡按照電信網方式經營，一定要保證網絡的安全性。但是，終端的智能性和網絡的多業務性又是未來網絡的發展趨勢，因此如何做到既能保證網絡的安全，又能保留網絡的重要特征，是個值得思考的問題。

隨著網絡的發展，終端將逐步智能化或多功能化，大量的新業務需要由網絡和終端共同配合才能完成，終端在其中甚至將起更大的作用。網絡智能的邊緣化和終端化無疑將大大提高終端在整個電信網和電信業務中的地位和重要性。終端將不再是無足輕重的東西，而將成為新業務能否發展的一個重要因素。這一點，從移動終端對移動網的重要性中就可以體會得到?，F在，任何一個移動運營商都不會忽視手機在業務發展中的重要作用。因此，在要求終端的智能性或多功能的同時，為了網絡的安全，還要求網絡要能對終端的業務進行分析，屏蔽其非法的業務請求和業務流。如同IP網的防火墻一樣，一般IP層的防火墻遠遠不夠，還須具備業務高層防火墻的功能。

IP網是多協議傳送網，故它可以是多業務網的傳送網。為了網絡的安全性，網絡應知道所傳送的多業務，并且能夠對業務的傳送進行控制。

5.承載與控制的分離

承載與控制分離是基于軟交換的網和下一代網的重要特征之一。軟交換設備作為基于軟交換網控制層面的設備，不僅要負責呼叫控制的接續，還要為呼叫的成功建立及呼叫釋放后產生話單。原則上，話單中的呼叫時長應與承載連接的時長一致。在傳統的PSTN中，承載與控制分離集中在電路交換機上進行，因此交換機產生的話單中的呼叫時長一定與連接時長一致。在基于軟交換的網絡中，正常情況下，話單是準確的；而在非正常情況下，例如軟交換和網關之間的連接性丟失，由于承載和控制實現了分離，控制層面需要通過心跳消息去檢測連接性丟失。這樣，就將造成承載層連接和控制層面呼叫的不一致，導致話單的精度達不到電信網絡的要求。

因此，基于軟交換網提供電信網的服務時，可采取部分承載與控制分離的方式。即在基于軟交換網的接入網部分采用承載和控制不分離方式，以保證電信網絡的計費精度，而在網絡的高核心網部分，則采用承載和控制分離的方式，這樣可保留基于軟交換的網和下一代網的重要特征，從而保證網絡提供業務的靈活性。

6.基于軟交換的網絡結構的調整

假如運營商希望基于軟交換的網絡能夠按照電信網的模式經營，那么軟交換控制的承載網應該是能保證服務質量的網絡(甚至可以根據收費選擇分等級的網絡)，因此該網絡也是可收費的網絡。用戶的業務請求和業務流在在接入軟交換控制的網絡時，必須接受檢查，以驗證其合法性，如：

·用戶的合法性；

·保證業務請求是正常的，而不是惡意的用戶/業務請求：

·業務流的合法性，即保證業務流與業務請求的一致性，網絡要能作到拒絕非法的業務流進入軟交換控制的承載網。

考慮到目前基于軟交換網提供電信網服務時存在的一些問題，例如用戶旁路運營商的問題、業務流的控制、網絡的安全性、承載和控制的分離等，假如在網絡的接入部分，在運營商的機房內部署一個設備(暫且稱其為接入交換機)，它就像軟交換網的閘門一樣，負責對用戶的業務請求和業務流接入軟交換控制的網絡時進行合法性認證，見圖2。

圖2　基于軟交換的網絡的調整結構

其中的IP用戶包括SIP和H.323終端用戶及IAD用戶。接入設備是對寬帶數據用戶的接入數據進行接入認證、授權和計費，用戶可通過接入設備進入自己所選擇的網絡。該網可以是提供服務質量但收費的網絡，也可以是不提供服務質量但免費的Internet。接入交換機負責其覆蓋的軟交換控制用戶的接入，其中包括諸如用戶、業務請求和業務流的合法性。從這個意義上說，基于軟交換的網絡有了接入交換機這道閘門，即可保證網絡的安全性。用戶在接入到軟交換控制的承載網時，必須經過接入交換機，而接入交換機是電信運營商的設備，它必須把呼叫轉接到軟交換系統，方能實現網絡的可治理和可控制。由于接入交換機不僅處理用戶的媒體流，還要處理信令流，故可在接入交換機內保證呼叫狀態和連接狀態的同步，實現電信級的計費精度。當然，是否在接入交換機上實現承載和控制的不分離，還有待進一步的研究。假如信令流在接入交換機內不終結，而是經過合法的檢查后透傳到軟交換系統，只要控制層面和承載層面的心跳消息機制合理，也可以達到相同的計費精度。

從圖2可以看出，接入交換機不僅接入IP用戶，還要接入POTS用戶。假如接入交換機的功能太多，其容量就會受到限制。因此，POTS用戶也可以考慮采用現有的接入網關接入軟交換網，非凡是假如接入交換機不終結用戶的呼叫時，POTS用戶必須考慮采用接入網關接入軟交換網。

　　三、基于軟交換的網絡控制層面的結構

基于軟交換的網絡由于采用了承載、控制和業務分離的結構，因此軟交換的呼叫處理能力比電路交換機的處理能力大。但是，處理能力再大的軟交換也不可能覆蓋全國，因此在考慮軟交換的組網時，需要研究多個軟交換(也稱為多域)的組網結構。

　　1.平面網絡結構

對采用平面網絡結構而言，所有呼叫控制的選路功能均在軟交換內實現。每個軟交換都有全網所有用戶號碼的路由信息，軟交換之間為邏輯網狀網結構，每個軟交換均可直接進行地址解析，即解析出被叫軟交換的IP地址。用戶在發起呼叫到軟交換時，軟交換用預先靜態配置好的路由表由被叫用戶的E.164號碼解析出被叫軟交換的IP地址。這樣，用承載網的傳送能力就可以把呼叫接續到被叫軟交換，再由被叫軟交換把呼叫接續到被叫用戶。采用這種平面路由時，要求每個軟交換都要維護全網所有用戶的路由信息，見圖3。

圖3　軟交換平面網絡結構

　　2.分層網絡結構

(1)位置服務器分層的網絡結構

在這種方式下，與呼叫相關的呼叫路由信息被存儲在位置服務器上，位置服務器根據不同的地域或治理等級進行劃分，形成不同層面的分層結構。軟交換可配置一個或多個位置服務器，以向其發送地址解析請求。地址解析在位置服務器上完成。位置服務器之間實現路由信息的共享和互通，軟交換通過位置服務器實現路由信息的獲取。位置服務器之間可采用IP網上的電話選路協議(TRIP)，軟交換和位置服務器之間可采用TRIP和輕型目錄接入協議LDAP或SIP。圖4給出了利用位置服務器形成的分層網絡結構。根據該網絡結構，每個軟交換在通過一個或多個位置服務器的地址解析后，均可直接定位到被叫軟交換系統，位置服務器用TRIP動態地維護它們之間的選路數據。在分層結構模式下，位置服務器的層次數量決定于實際網絡容量和建設規模，運營商可根據實際情況靈活設置。從概念上看，這種分層網絡結構與H.323的網絡結構非常相似。

圖　4位置服務器分層的網絡結構

(2)軟交換分層網絡結構

除上面提到的使用位置服務器分層的網絡結構外，軟交換組網亦可用軟交換設備實現分層網絡結構。圖5是用軟交換設備的路由功能實現的分層網絡路由結構示意圖。

圖5　軟交換分層的網絡結構

在這種分層方式下，首先應從功能上對軟交換機進行劃分。其中，用于連接網關并向用戶提供業務的軟交換稱為5類軟交換(C5)。同時，在這種方式的分層網絡中，引入了轉接軟交換的概念。這類軟交換設備不需要控制任何網關設備，其主要作用是完成對呼叫控制信息的選路與傳送功能，其功能與4類交換機的功能類似。用戶在發起呼叫到C5軟交換時，C5軟交換將用預先靜態配置好的路由表，把被叫用戶的E.164號碼解析出下一端軟交換的IP地址。這樣，利用承載網的傳送能力就可以把呼叫接續到下一個軟交換。下一個軟交換可能是被叫用戶的C5軟交換，也可能是轉接軟交換。假如是C5軟交換，即由被叫軟交換把呼叫接續到被叫用戶。假如是轉接軟交換，將繼續使用靜態配置，在自身的路由表內進行選路，直至找到被叫用戶。由于這種網絡結構只要求軟交換設備配置和維護一定范圍內的路由，即軟交換只需配置和維護其同層相鄰(有邏輯連接關系)的軟交換及其匯接的的低層軟交換和高層轉接軟交換的路由數據，例如C5軟交換只需配置和維護與其相鄰(有邏輯連接關系)的C5軟交換和高層轉接軟交換的路由數據，使每個軟交換上所需維護的路由數據大大減少，從而大大減少每個軟交換設備上路由數據。從概念上看，這種分層的網絡結構與我國PSTN的網絡結構非常相似。

3.對基于軟交換的網絡控制層面組網結構的幾點考慮

在考慮基于軟交換的網絡控制層面組同時，值得關注的是運營的治理模式問題，因為該問題將影響到網絡的組織結構。目前，我國所有的運營商都是采用分級方式對其網絡進行治理，即根據目前的行政區域范圍，對各自的網絡實行二級或三級治理模式，并針對這類治理模式建立了相應的維護體系。在為運營商考慮組網問題時，首先需要考慮的就是這個問題。這也是運營商對分級網絡更為關注的原因之一。非凡是利用軟交換設備的路由功能實現分層結構更適合各運營商的需求。因此，當基于軟交換的網絡規模不大時，可先采用平面式的結構。這種結構簡單明了，即使網絡發展到一定規模時，也很輕易向分層網絡結構過渡。至于網絡發展到一定規模時，是采用第三章第2條第1項所述的分層網絡結構，還是采用第三章第2條第2項所述的分層網絡結構，尚需進一步分析探討。

根據第三章第2條第1項——位置服務器分層的網絡結構，在位置服務器之間采用IP網上的電話選路協議(TRIP)，可動態地在各位置服務器之間實現路由信息的廣播與同步。因此，在網絡結構與狀態發生變化時，并不需要人工進行網絡數據的配置，非常適合網絡節點和路由多的網絡。但由于動態路由在網絡中實現的不可控性，給日常治理和維護帶來了一定的難度。而第三章第2條第2項——軟交換分層的網絡結構(靜態)，是根據預先設定好的路由數據對呼叫連接進行選路，因此在網絡結構和狀態發生變化時，需要人工進行網絡數據的配置，故適合網絡節點和路由少的網絡。

基于軟交換網絡的用戶假如采用E.164號碼進行編號，用戶在發起呼叫時也要使用E.164號碼選路。根據PSTN電話網的運營經驗，網絡的路由數量是有限的?？紤]到基于軟交換的網絡要繼續PSTN的電話業務和運營商運營原有PSTN的經驗，采用第三章第2條第2項——靜態軟交換分層網絡結構，應該是比較好的選擇。但假如基于軟交換的網絡不僅要繼續PSTN電話業務，而且將是下一代網絡的一部分時，用戶的編號不僅要采用E.164號碼，而且還可能像采用Internet的域名那樣，網絡路由數量非凡大，采用軟交換靜態配置這些路由將占用軟交換的很大開銷。而第三章第2條第1項——位置服務器分層的網絡結構，則是把選路的功能從軟交換獨立出來，放到位置服務器上，從而能很好地發揮每個物理實體各自負責的主要功能。

四、結束語

目前，我國的網絡與通信標準組正在積極開展對基于軟交換的網絡組網方面的研究。找到一種適合我國運營商的軟交換網絡組網方案將是下一個階段的研究重點。本文所涉及的關于軟交換方面存在的一些問題及解決問題的建議，只是個人的一些觀點和看法，僅供參考。