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固定软交换设备应用分析

       固定网上的软交换技术的应用在初期阶段主要体现为将传统电信业务从专用TOM承载向IP/ATM承载的多业务传输网络的转移,并借助接入网关完成网络层业务传输的分组化,实现控制与承载的分离。之后,固定网上的软交换将实现真正的IP业务特性,用户以SIP/H.323智能终端的方式接入软交换网络,网络体系结构和业务的提供方式基于全IP的承载网络。
一. 固定窄带软交换的应用方式
       PSTN经过近百年的发展,已成为覆盖全球的第一大通信网,这也决定了在相当长的一段时间内,基于软交换的NGN考虑得堕多的是如何与现有的PSTN窄带用户连接,以及如何为PSTN用户提供更丰富的业务。依据PSTN业务发展的需求以及运营商网络的不同状况,固定窄带软交换(为了叙述方便,下文中把固定窄带软交换设备称为语音软交换设备)目前在固定网络中的应用主要有两种基本模式:长途应用和本地应用。
(1)长途应用(4类应用)
       针对长途IP电话业务对汇接局、长途局容量需求激增,以及传输带宽增加的情况,通过采用软交换技术构建分组中继叠加网络 ,新一代软交换将有能力成为PSTN汇接交换机(即4类交换机)的替代产品。窄带软交换在PSTN长途语音业务中的应用(也叫4类应用)是软交换技术在通信网中的最早应用方式,也是目前最成熟的应用模式。利用No.7信令网关和媒体网关直接提供高速的分组数据接口,大大减少传输网络中低速交换连接设备的数量,通过对语音进行静音抑制和话音压缩,降低了网络传输成本和带宽需求(可以节省近60%的传输资源),从而满足对现有的长途局和汇接局的扩容要求。
(2)本地应用(5类应用)
       语音软交换在PSTN本地网中的应用模式主要是在多种多样的接入方式条件下(例如DSL、Ethernet、Cable、WirelessLAN、双绞线等),实现分组语音的本地接入。从某种意义上讲,它不仅完成了端局交换机(即5类交换机)的替代,而且为终端用户提供了数据和语音的综合业务,并可以在业务层提供增强型业务。
二、.固定宽带软交换的应用方式
       随着下一代网络带宽和服务质量的迅速发展,多媒体业务将会得到越来越广泛的应用。所谓多媒体,就是指多种媒体(包括文本、图片、动画、视频和声音)存同一业务中的综合应用。多媒体业务的类型有多种模式,固定宽带软交换(同样为叙述方便,下文中把固定宽带软交换称为多媒体软交换)主要是为提供以下类型的业务和应用而设计的。
会话式多媒体业务:在两方或更多方之间同时使用多种媒体进行的对延迟敏感的实时多向通信,如可视电话视频会议
组合式多媒体业务:会话业务结合信息相关应用,如数据传输、目录信息或基于位置的业务(例如业务和白板的调用);
会话业务与其他多媒体业务组合:如在线游戏结合可视电话或3D电话会议,组成包含社交活动的有趣而丰富多彩的业务。
所以多媒体软交换主要用于控制实时多媒体信息的交换,其典型应用方式有两种:点到点的多媒体业务应用,以及点到多点的多媒体业务应用。
(1)点到点的多媒体业务实现方式
点到点的多媒体业务与普通呼叫一样,依然是一个主叫用户和一个被叫用户共同参与完成的呼叫过程,只不过其媒体流同时包含语音和视频(或者还包含数据)而已,如图1所示。
点到点多媒体应用
点到点多媒体应用
        因此,对于多媒体软交换设备来说,其控制过程和普通语音呼叫基本相同,只是在多媒体业务中对网关/终端的控制过程略有不同,比如,点到点的视频多媒体业务增加了对视频流的控制。从实用角度出发,点到点的视频多媒体业务应该能与普通电话终端相互呼叫。由于普通电话终端不具有视频功能,故两者之间的呼叫必须屏蔽视频多媒体终端的视频能力,只采用纯语音方式。这就要求多媒体软交换设备能够根据主被叫用户,尤其是被叫用户的终端能力来决定某一具体呼叫的类型。
(2)点到多点的多媒体业务的实现方式
       点到多点的视频多媒体业务即通常所说的多媒体会议。同样,对于多媒体软交换设备来说,其控制过程和普通语音会议基本相同,只不过媒体流可以同时包含语音、视频和数据,因此控制过程更复杂一些。在软交换网络中,会议不再受到终端能力限制,所有终端都应能够在多媒体软交换设备的控制下参加会议。
       下图是一个软交换网络中具有不同媒体能力的终端参加的多媒体会议的实例,参加会议的终端有SIP终端、H.323终端、PSTN终端。为了实现对媒体流的控制,通常需要专用的会议服务器(或媒体服务器),充当媒体处理中心。当会议建立完毕,各个终端和会议服务器就建立好了逻辑通道,包括双向语音、视频逻辑通道和数据通道,终端发送以及接收音频、视频、数据等,将由多媒体软交换设备根据多媒体会议的控制方式发送相关指令来控制。
点到多点的多媒体会议
点到多点的多媒体会议
        会议的控制方式通常有主席控制方式和语音控制方式两种。语音控制方式为全自动工作模式,会议服务器(或媒体服务器)将输入的各路语音信号进行比较,选出最响亮的语音发言人,将他的语音和图像等发送给其他会场。一般缺省方式是语音控制,如果终端向软交换设备申请了主席令牌,则软交换设备就会把会议控制转换成主席控制方式。
概括地说,在软交换网络中多媒体会议业务有两种实现方式:Adhoc方式和NonAdhoc方式。
Adhoc方式的会议,发起者不需要事先预定,而是直接通过呼叫软交换设备,请求建立一个会议,然后由发起者把与会终端一一邀请加人会议中。一般来说,Adhoc方式的会议不需要专门的会议应用服务器。Adhoc方式由于事先不预留会议资源,而是由软交换根据需要临时动态分配,故可能由于软交换网络的会议资源不足而不能成功建立会议。不过,由于会议发起者可以随时邀请任何终端加入会议、更改会议属性,因此比较简单灵活。NonAdhoc方式要求事先通过某种方式(一般采用Web方式)预定一个会议,软交换网络预先给会议预留资源,待到指定的时间,所有与会者可通过拨一个特殊的会议号码加入会议(称为Dial-in)或由软交换设备呼叫其加入(称为Dial-Out)。NonAdhoc方式的会议一般需要应用服务器的参与。应用服务器提供会议属性的定制、会议的控制(如语音、数据的混合、图像的切换等),并且会议建立过程中,每一个终端的加入都要通过应用服务器的认证。NonAdhoc方式由于事先预留会议资源,所以可保证会议的成功建立。但由于会议的各种属性事先已经约定,不能更改,因此不够灵活,比较复杂。
三.多媒体软交换与语音软交换的比较
       由于软交换技术自身的特点,多媒体软交换的原理与语音软交换在本质上并没有什么差别,两者主要面向的都是会话型业务,后者的大部分功能都是可以被前者继承。因此,多媒体软交换在核心控制功能上与语音软交换一致,唯一不同的是增加了对多种媒体处理的支持,在会话过程中可以添加或删除媒体,其控制过程因而更加复杂。
总体来看,多媒体软交换系统与语音软交换系统的主要差异体现在以下几个方面。
在接入层,所使用的终端设备和媒体服务器的功能不同,多媒体软交换系统中的终端和媒体服务器的功能更强大。
在传送层,多媒体软交换系统所需要的网络带宽大大增加。
在控制层,软交换设备需要对多媒体特性进行管理和控制,应能够与多媒体终端进行语音/视频编解码的协商;应提供动态修改呼叫与连接的能力;应能够控制多点处理器(MP)和多媒体终端建立/关闭语音、视频、数据逻辑通道。
尽管可以把软交换系统分为多媒体软交换系统与语音软交换系统,但实际上,软交换技术的特点使其从一开始就具有对多媒体应用的支持能力,或者说,多媒体处理能力是软交换技术的基本能力之一。
从网络结构上看,将媒体处理与呼叫控制相分离,多媒体特有的信息处理功能在媒体服务器及智能化的终端设备中完成,而通用的呼叫控制和业务提供功能则在软交换设备和应用服务器中完成。
从协议接口上看,H.323本身就是为多媒体通信而制定的,SIP作为与H.323直接竞争的另一体系结构,也在不断完善对多媒体能力的支持。而作为软交换控制技术基石的H.248网关控制协议,则已经定义了许多多媒体方面的扩展包。
从业务能力上看,开放的业务生成和提供环境使得多媒体应用的开发与应用更加丰富与快捷。以Parlay为主的应用编程接口都详细规定了多媒体应用能力函数集,并与语音、数据等进行有机结合。
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