1、软交换技术在 PSTN 网优化与改造中的应用【摘要】本文对软交换技术进行了简要介绍，并重点介绍如何利用软交换技术对 PSTN网进行优化和改造。 【关键词】软交换，PSTN，应用 通信业近年来发展迅猛，以互联网为代表的新技术不断影响改变传统通信的概念和体系，基于电路交换的程控电话交换机虽然可以为广大用户提供优质的语音及增值服务，但它仍然存在着巨大的局限性。业务种类单一，而且当一项新的业务需要提供时，就需要对全网的交换机进行改造和升级，实现难度大，周期长，成本高。软交换采用业务和呼叫控制分离、呼叫控制和承载分离技术，实现开发分布式网络结构，使业务独立于网络。作为通信公司利润主要产生点的本地网，如何
2、提高市场响应速度，缩短新业务提供周期，在竞争中占领有利地位，引进新的融话音、数据、图像为一体，业务与控制分离的下一代网络显得尤为重要。一、本地网现状分析 当前本地电信网络并存有语音和数据两个网络。 目前网络的结构特点如下：基于电路交换的语音网络（PSTN/ISDN）和基于包交换的数据网络（IP）是两个相互独立的网络；语音和数据网络按照各自承载的业务进行优化组合；语音网络具有 QoS保证，能够提供丰富的业务性能；数据网络具有较高的带宽利用率和开放的网络协议；两个网络通过相应的网关实现业务互通，如拨号服务器和 VOIP网关。 目前网络的存在问题如下： 大量的拨号数据业务造成 PSTN/ISDN语音
3、网络的拥塞。这种拥塞包括：交换机用户侧接入单元内部线路拥塞；交换端局与汇接局之间局间中继拥塞；汇接局与拨号接入服务器（RAS）间线路拥塞。用户通过拨号上网的带宽非常有限，无法适应未来各种多媒体业务的应用。基于数据网络的实时话音业务（VoIP、VoATM）的附加业务性能过于简单。 语音网络和数据网络的网间连接协议过于简单。 可以看出，目前存在的这种网络结构具有一定的优点，如 PSTN/ISDN语音网络丰富的业务性能和 IP数据网络灵活的带宽利用率。但它同时也存在着明显的不足：交换网络和数据网络分离带来建设维护的不便、拨号数据业务造成的网络拥塞、接入带宽有限、VoIP 业务简单、过度集成的交换设备
4、造成网络业务提供的不灵活等。因此，目前的网络已逐渐不能适应电信网络业务的发展。 随着技术的不断发展和商业应用的逐步展开，三网合一的概念被不断提出并为人们所接受，未来的电信运营商将只建设一个核心网，它将同时承载话音业务、数据业务、图像业务，为用户提供全面整体解决方案。 二、软交换的特点 NGN 的特点就是业务与呼叫控制分离，呼叫与承载分离。分离的目标是使业务真正独立于网络，灵活有效的实现业务的提供。用户可以自行配置和定义自己的业务特征，不必关心承载业务的网络形式以及终端类型，使得业务和应用的提供有较大的灵活性，业务升级与基础设备无关，不需要升级基础设备，提供可扩展的业务平台，业务投放周期短，提供
5、开放的业务接口给第三方应用做二次开发 （一）NGN 网络特点 软交换技术的核心是控制、承载和业务三者分离的开放性网络。因此，基于软交换技术构造的 NGN网络从功能上可以分为 4个层面：接入层、传送层、控制层和业务层。 接入层包括各种接入网关、中继网关、无线接入网关、智能终端以及与处理媒体有关的媒体服务器和多点处理器（MP） 。各类网关和智能终端主要实现媒体流格式的转换和传送，实现语音分组在 IP网的承载和传输。 传送层即包括提供 IP包转发的各种承载网功能实体。目前，传送层技术发展包含两个层面：即以 MPLS、IPv6 为重点的下一代 IP网和自动交换光传送网（A STN / ASON ） 。
6、在 IPv6网络暂时无法部署的前题下，基于 MPLS的 VPN技术是在 NGN网络上有效开展多种业务的主要技术。 控制层是 NGN网络的核心，它为 NGN网络内的用户提供多样化的语音和视频等业务。位于控制层的核心设备主要包括软交换设备、信令网关和多点处理器。 业务层主要包括应用服务器、第三方应用接口和传统智能网功能。该业务层通过开放的业务层接口向用户提供传统智能网业务、多样化的第三方业务和增值业务。 （二）NGN 系统中所用的各种协议 按照协议的功能，我们将系统中的协议大致分为以下 3类： 1、承载控制协议：用于媒体网关控制器（MGC）控制媒体网关（MG） ，如接入媒体网关（AMG） 、中继媒
7、体网关（TMG）等。例如：MGCP、H24 2、呼叫控制协议：用于控制呼叫过程建立、接续、中止的协议。例如：SIP、H323 3、信令传输协议：SIGTRAN 协议（Signaling Transport） ，即信令传输协 议，它支持通过 IP网络传输传统的电路交换网 SCN（电路交换网）信令。SIGTRAN 协议支持 SCN信令协议分层模型定义中的层间标准原语接口，从而保证已有的 SCN信令应用可以未经修改的使用，同时利用标准的 IP传输协议作为传输底层，通过增加自身的功能来满足 SCN信令的特殊传输要求。 三、PSTN 的优化与改造 PSTN 的优化与改造应该以市场为导向，以提高收益为目的
8、。引入软交换的 PSTN网优化与改造原则建议如下：（1）尽量保护已有的网络资源，减少重复投资，提高收益率；（2）有利于本地网业务发展，提高本地网综合业务能力；（3）确保本地网络安全，实现网络的平稳过渡。 1.PSTN 端局优化改造 传统 PSTN端局存在很多的弊端：（1）所有的用户数据均在端局设备中，使得被叫类业务很难开展；（2）受端局设备能力的限制，新业务很难大规模推广；（3）大多数端局不具备 SSP功能，只能采用叠加 SSP来触发智能业务，电路迂回严重；（4）端局数量过多，机型庞杂，业务提供差异大，所以，网络结构复杂，资源利用率及网络运行效率低，管理困难。为此，可建立基于软交换的业务中心，
9、采用软交换网关设备替代 C5端局，软交换网络与 PSTN形成叠加网络。利用接入网关，下行支持双绞线、V5、远端模块等现有 PSTN网的接入手段，为用户提供数据/语音综合接入应用。 该方案改造后的端局上行链路通过接入网关AG接入到软交换网络，下行链路利用原有端局已有的接入资源，支持双绞线、V5、E1 或 MSTP等多种接入方式，实现语音、ISDN、DDN、DSL 等业务的综合接入。改造后端局的长途业务通过中继网关 TG和信令网关 SG的方式与长途局或汇接局互通，信令网关完成电路交换网与 IP网之间的SS7信令转换功能，中继网关在软交换的控制下完成语音的媒体流转换功能。 改造后，原有端局的用户数据
10、集中到软交换平台进行集中管理或将用户数据归入 iHLR（集中的用户属性数据库）进行统一管理。用户将可直接获得由软交换综合业务平台统一提供的增值业务。 该方案可解决端局数量多，机型杂，业务提供差异大，智能业务开展困难等问题。但是，由于端局数量庞大，所以，这种策略的工作量大，只适合新建局的情况。对于一些用户数量较大的端局可采用逐步迁移到软交换网络。将一部分 PSTN端局通过 TG接入软交换网络，利用 SG实现与软交换网络中的其他用户以及 PSTN网络的互通，用户可以保留原有号码，PSTN 网络对这些端局的呼叫路由将指向软交换网络，软交换网络中PSTN端局向远端模块转化，所有的业务由软交换触发，计费
11、由软交换完成。 2.PSTN 汇接局优化改造 为了减少改造的工作量，将尚未改造的端局用户无缝转至 NGN网络，实现开放业务，可以采用汇接局的演进优化改造方案，用中继媒体网关TG和信令网关 SG替换现有的汇接局，实现话音和信令由传统的 PSTN网接入到软交换网络，由软交换实现呼叫控制功能。 改造后的汇接局和端局之间通过 ISUP中继方式连接，接入网络通过V5中继接入。如果原有汇接局直接下挂部分用户，这部分用户可以采用中继媒体网关下挂接入单元的方式接入。原有端局用户的数据管理和业务提供统一由软交换支持，端局用户的业务触发提升到汇接局，避免对端局的改造，同时，用户可以使用软交换业务平台提供的各类智能业务和增值业务。汇接局网络优化后，原有端局无法提供的业务均可以由软交换业务系统提供，？ 该方案实现老机型端局用户的数据管理和业务提供统一由软交换支持，在对端局改造的同时，用户可用软交换业务平台提供的各类智能业务和增值业务，降低了改造成本和工作量。 四、结束语 随着市场竞争和用户需求的不断加强，传统 PSTN网络已不能适应市场发展的需要。通信网络从电路交换向以软交换为核心的下一代网演进已成为不争的事实。但对运营商和厂商来说，如何很好地解决现有网络的无缝融合和平滑演进却是首先要面对的问题。 参考文献： 1桂海源 现代交换原理 人民邮电出版社 2陈立 NGN 协议原理与应用 机械工业出版社
