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软交换组网面临的问题

        传统电信网经过长期的运营积累,在网络组织方面已经具有相当成熟的经验。而基于软交换系统的网络组织目前国内外尚无成熟的经验,软交换组网方式在技术和实践方面都有待进一步的探索。本章主要讨论软交换基本组网中面临的两个主要问题:路由组织问题和用户管理问题,以及为解决这两个问题而引入的技术和解决方案,这将有助于软交换网络向商用化目标的推进。
近几年在全球范围内的软交换技术测试和商用实践证明,软交换系统在功能和性能上已经基本成熟,但在商用过程中面临的问题主要集中在以下方面:
1、随着软交换网络应用范围的扩大,应采用何种模式进行大规模组网;
2、如何回避IP网用户的高度自主性,实现电信运营商对业务的可管理性;
3、相对于封闭的电路交换网,架构于IP网之上的软交换网络易受到外来的入侵,面临安全性的挑战,如何才能解决网络节点、用户信息和业务的安全问题;
4、如何提供具有QoS保证的端到端实时业务;
5、对于处于企业网内的用户,如何实现业务对企业NAT设备和防火墙的穿越。
        在上述问题中,网络安全问题和QoS保证问题属于IP承载网带来的问题,考虑到IP网络自身要彻底解决安全及QoS问题尚需时日的现状,本章主要讨论软交换系统的大规模组网问题以及对软交换用户的管理问题。
一、大规模组网的路由问题
        随着软交换网络对PSTN的逐步取代,软交换网络的组网规模在不断扩展。采用何种模式进行组网,以保证软交换网络具有良好的扩展性,满足网络逐步发展的需要,是软交换组网中需要解决的第一个问题。软交换的大规模组网主要面临以下难点。
1.用户定位与网络路由
        软交换网络发展初期,可采用一些简单的组网方案。此时软交换设备的数目有限,通过粗略的局码或区域号码即可配置对端软交换设备。目前,全球范围内的软交换网络的运营规模都很小,采用这种软交换设备全互联的平面式网络结构很有效。随着软交换网络规模的扩大,软交换设备逐步增多,路由信息的配置将逐渐成为繁重的负担。不难想象,如果让全国所有的端局交换机都实现直达的路由信息配置,工作量之巨大几乎是不可能实现的。软交换设备除了必须配置繁杂庞大的路由数据外,日常路由信息维护也相当困难,如果某软交换设备所属的部分用户改号和升位时,其他所有的软交换设备均需修改配置,这也是运营商所不能接受的。在这种情况下,采用软交换设备自身的数据库保存路由信息的方式显然不现实,而必须考虑采用更加合适的路由方式来解决用户定位问题。
        另外,智能终端(如SIP终端、MGCP终端,以及PC/PDA软终端)具有诸多POTS终端无法实现的业务能力,不难预测,这些终端在软交换网络中的应用将越来越广泛。软终端和IP终端带来了由于地域位置改变而引起的游牧问题(Roaming,即每移动到一个地点,便透过当地的固定网络接口连上网络),这非常类似于移动网终端的漫游。同时,IAD也存在着由于地理位置变动而引起一系列鉴权和认证问题。
        用户终端的游牧性和移动性涉及到软交换网络的多种业务提供方式,目前业界尚未有成熟和统一的解决方案。以SIP终端为例,目前软交换网络的用户数据保存在开户的软交换设备中,SIP终端漫游时必须登录到开户地的软交换设备接受服务,这就要求整网必须统一规划不同区域的软交换设备的IP地址。一般说来,SIP终端的IP地址由漫游地DHCP(DynamicHostConfigurationProtocol,动态主机配置协议)服务器分配,SIP终端可通过多种方式寻找到开户地的软交换设备。一种较为简单的方法就是在SIP终端中配置开户地软交换设备的域名,在注册的消息中携带这些信息。
2.不同软交换网络之间的路由互通
        一般来说,特定软交换网络内部的路由策略无法直接应用于多个运营商的软交换网络之间的互通。这是由于不同运营商的软交换网络可能采用完全不同的路由策略。比如运营商A选择平面式组网,而运营商B选择分级式组网,要实现这两个运营商网络的互通时,就很难采用统一的路由选择方法,或直接在网间采用统一的路由机制。
        许多软交换运营商希望对外屏蔽其内部网络拓扑结构以确保网络的安全性,因此在不同的软交换网络之间采用直接基于被叫地址信息的端到端路由方式可能行不通。这就要求在软交换网络中创建一些充当网关角色的软交换设备,呼叫首先路由到该网关软交换设备,然后由它完成到目的软交换设备的路由。
        由于软交换运营网络的规划具有独立性,充当互通关口的软交换设备不可能了解对方网络的所有路由信息,且对方网络内部的节点路由拓扑变化很可能不会自动通知本网,因此在采用直接寻址模式的情况下,必须有一种机制来实现路由的自动广播
二、用户管理的问题
        软交换网络是一个开放的网络,它的分层结构保证了用户接人技术与网络应用的无关性。软交换网络的用户终端种类繁多、量大面广,除了传统的语音终端外,还有各种智能终端和软件终端。它们的物理接入非常方便,只需要知道软交换设备的相关信息,而不用太关注用户的实际物理位置,可非常容易地接入软交换网络并获取相关服务。换一个角度来讲,用户非法获取服务的可能性也变高了。PSTN的管理模式无法适应这种需求,迫切需要一种全新的适应软交换网络特点的用户管理和维护模式。根据软交换网络的用户接人特点,必须充分考虑以下环节和因素。
1. 用户旁路运营商的问题
        对运营商而言,采用软交换技术构造下一代网络,首先应考虑到网络的运营模式。如果软交换网络欲借用PSTN的运营模式,那么这个网络应该是向用户提供有服务质量和安全保证的网络,而用户在得到服务的同时也应该向运营商付费。因此,这个网络必定是可计费和收费的网络,而要做到可计费和收费,必须能对用户的业务请求和业务流进行控制和管理。
        但是,软交换网络的总体结构基本上还是延续了互联网的设计理念,在某些情况下,网络并不能完全控制用户业务流的接入。这是因为在软交换网络中,SIP终端、H.323终端和IAD,甚至接入网关,都可能是放在用户侧的设备,属于不可信任的节点。当这些终端设备发起呼叫时,需要经过运营商管理的软交换设备进行被叫终端的地址(一般采用E. 164形式编号)解析,而一旦得到被叫终端的IP地址,在主/被叫终端之间建立起连接后,用户业务流就可以在两个终端之间直接传送,不再经过运营商的业务控制设备。
        从上述软交换网络的业务提供方式来看,用户在请求业务时要经过软交换设备,这是因为主叫用户不知道被叫用户的IP地址,只知道其E.164号码,必须通过软交换设备把被叫用户的E.164号码解析成IP地址。如果主、被叫用户彼此知道对方的IP地址,就可以直接利用各自的终端实现相互之间的通信,并利用运营商提供的承载网传递业务流。由于运营商的设备并不介入他们之间的通信,也就无法知晓其通信时长。因此,目前的继承了互联网设计理念的软交换网络结构,还不能做到完全按传统PSTN的方法经营电话业务,需要增加一些设备才能做到对用户接入软交换网络的控制和管理。
2. 用户接入的安全问题
        运营商要把软交换网络按照电信网方式经营,一定要保证网络的安全性。PSTN之所以安全,首先是因为终端的“傻瓜性“,传统的固网用户接口是基于语音类业务定义的,业务智能完全集中于网络核心设备,业务实现的绝大部分工作是由网络承担的,终端的功能非常有限,只能被动接受网络的控制,其次是因为网络提供业务的“单一性”。目前的互联网之所以不安全,是由于其终端的智能性和网络提供的多业务性。
        随着下一代网络的发展,终端将逐步智能化或多功能化,大量的新业务需要由网络和终端共同配合才能完成,终端在其中将起更大的作用。网络智能的边缘化和终端化无疑将大大提高终端在整个电信网和电信业务中的地位和重要性。终端将不再是无足轻重的东西,而成为新业务能否发展的一个重要因素。这一点,从移动终端对移动网的重要性中就可以体会得到:任何一个移动运营商现在都不会忽视手机在增值业务发展中的重要作用。因此,终端的智能性和网络的多业务性将是未来网络的发展趋势。
        但是,在提升终端的智能性或多功能的同时,为了网络的安全性,还要求网络能对终端的业务进行分析,网络应知道其所传送的业务,屏蔽其非法的业务请求和业务流。因此,如何做到既能保证软交换网络的安全,又能保留终端智能化的重要特征,是个值得思考的问题。