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软交换系统的体系结构

      从前面的分析中可以看到,软交换技术的出现来源于交换技术的发展,软交换系统的出现是程控交换机体系结构走向开放的结果,在体系架构上具有延续的特点。从电路交换机到软交换系统的发展是演进的过程,而不是革命。
1. 传统交换机的结构模式
一般而言,程控数字电话交换机由控制部分、内部数字交换网络和外围接口设备组成。根据所执行功能的不同,可将传统交换机的内部结构划分为控制、交换(承载连接)和接入3个功能平面。其体系结构如下图所示:
传统交换机的体系结构
传统交换机的体系结构
传统电路交换机的各种业务功能,除智能网业务外,一般融合在交换机的软、硬件之中。其中:
A、控制单元由主处理机和呼叫处理软件组成,主要提供对外围设备和数字交换网络的控制功能,包括呼叫控制、业务交换、管理维护等功能。嵌入到交换机的软件与硬件中的业务功能,一般用千提供基本业务与补充业务。
B、内部数字交换网络主要由64kbit/s的电路交换矩阵(包含一系列按一定拓扑结构连接的交换单元)组成,用来完成主叫话路与被叫话路(局内接续)、主叫话路与出中继电路(出局接续)以及入中继与被叫话路(入局接续)等的接续。
C、外围接口设备主要由用户模块、中继模块和数字信令处理模块等组成。用户模块提供交换机到用户设备的接口(如POTS、2B+D、V5等用户接口),又可分为模拟用户模块、数字用户模块等。中继模块提供El、Tl等中继接口,作为交换机与外部系统的接口,比如交换局、小交换机、远端用户单元等。数字信令模块提供到数字信令网(No.7信令网)的接口,可处理不同的信令类型。时钟和信号音模块提供系统同步信号和必要的电话信号音等。
        在传统电路交换机中,主处理机与用户中继、信令等处理模块之间的通信协议采用由制造商自己制定的非开放的内部协议。因此,程控交换机的这3个功能平面,不仅在物理上合为一体,而且支持这3个功能平面的软、硬件互相牵制,不可分割。此外,传统程控交换机的业务提供在设计交换机方案时就定了下来,一旦产品定型,若想修改或增加某种业务,需要更改软件或硬件,故提供新业务十分困难。
由上述可见,传统的电路交换机是封闭的集成化一体机,其控制、交换和接入3部分以非标准的内部接口互联,并在物理上合为一体,其业务提供功能融合在交换机的软、硬件中这样运营商被设备厂商锁定,没有创新的空间。软交换技术的一个重要出发点便是针对传统交换设备的这种缺陷而发展起来的。
2. 软交换系统的体系结构
软交换技术建立在分组交换技术的基础上,其核心思想就是将传统交换机中的3个功能平面进行分离,并从传统交换机的软、硬件中剥离出业务平面,形成4个相互独立的功能平面,实现业务控制与呼叫控制的分离、媒体传送与媒体接入功能的分离,并采用一系列具有开放接口的网络部件去构建这4个功能平面,从而形成如图z.9所示的开放的、分布式的软交换体系结构。可以看出,这4个功能平面与我们在前面介绍的NGN功能平面是一致的,这也是业界通常把广义上的软交换看成NGN代名词的一个原因。
软交换系统体系结构
软交换系统体系结构
软交换系统的4个平面分别具有如下功能。
A、业务平面:在呼叫建立的基础上提供附加的服务,承担业务提供、业务生成和维护、管理、鉴权、计费等功能,利用底层的各种资源为用户提供丰富多彩的网络业务,主要网络部件为应用服务器、业务控制点、AAAC授权、鉴权、记账)服务器、策略服务器、网管服务器等。
B、控制平面:控制平面内的主要网络部件为软交换设备。软交换设备相当于程控数字电话交换机中具有呼叫处理、业务交换及维护和管理等功能的主处理机。此层决定用户应该接收哪些业务。它还控制其他的较低层的网络单元,告诉它们如何处理业务流。
C、交换平面:亦可称为媒体传输平面或承载连接平面,提供各种媒体(语音、数据、视频等)的宽带传输通道并将信息选路至目的地。交换平面的主要网络元件为标准的IP路由器(或ATM交换机)。基千分组网络的软交换系统,用网络本身作为交换部件。
D、接入平面:其功能是将各种用户终端和外部网络连至核心网络,由核心网络集中用户业务并将它们传送到目的地。接入平面的主要网络部件有中继网关、用户接入网关、信令网关、无线接入网关等。
软交换系统结构有以下特点:可以使用基于分组交换技术的媒体传送模式,能同时传送语音、数据和多媒体业务;将网络的承载部分与控制部分相分离,在各单元之间使用开放的接口,允许它们分别演进,有效地打破了传统电路交换机的集成交换结构。
简言之,软交换技术将原有的电路交换机的呼叫控制功能与媒体传输功能分离开,这一思想符合网络部件化的趋势,但作为下一代网络呼叫控制的核心,软交换的功能要求远不止于此。随着网络的发展,业务越来越客户化,软交换设备作为一个处理平台,还应能适应业务的快速变化、自身的处理能力易于增强等特点。在实现中,软交换系统通过提供各种开放的接口、标准化的协议,增加软件技术含量,使得以上要求容易实现。
3. 软交换系统与传统交换机的比较
简单地说,软交换系统是联系PSTN和IP电话网的纽带,它为电信基础设施从传统的电路交换平滑地向分组交换演进铺平了道路,并将成为以分组交换为基础的下一代网络的核心控制实体。在统一的分组交换网络之上,软交换系统可以放置在网络中的任意位置,并根据系统容量灵活配置,网络智能可以集中,也可以分布在任何有需要的网络边缘节点。而PSTN交换机则必须根据模拟接入线的敷设情况及按照“本地-汇接-长途交换"的体系安装在各自固定的局所。与传统电路交换设备相比,软交换系统具有一些鲜明的技术特点,如表所示:
软交换系统与传统交换机的对比
软交换系统与传统交换机的对比