網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是從1990年代中期發(fā)展起來(lái)的新技術(shù),它把互聯(lián)網(wǎng)上分散的資源融為有機(jī)整體,實(shí)現(xiàn)資源的全面共享和有機(jī)協(xié)作,使人們能夠透明地使用資源的整體能力并按需獲取信息。資源包括高性能計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識(shí)資源、專(zhuān)家資源、大型數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)、傳感器等。 當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)只限于信息共享,網(wǎng)絡(luò)則被認(rèn)為是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的第三階段。 中國(guó)電信體制的改革,形成了“5+1”的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局。電信競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈,行業(yè)利潤(rùn)越來(lái)越薄,新增用戶(hù)多為低端用戶(hù)使得ARPU值每況愈下,增量不增收成為各大運(yùn)營(yíng)商面臨的普遍問(wèn)題。尤其是固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商,還面臨著IP電話(huà)分流、移動(dòng)電話(huà)替代固定電話(huà)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。如何改善這一局面,提高用戶(hù)的ARPU值,如何開(kāi)發(fā)新的業(yè)務(wù),創(chuàng)造新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn),成為電信運(yùn)營(yíng)商要生存和發(fā)展就必須面對(duì)的核心課題;谲浗粨Q的下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為電信運(yùn)營(yíng)商提供了發(fā)展契機(jī),由于軟交換通過(guò)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不但實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)融合,更重要的是還實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)融合,因此使得包交換網(wǎng)絡(luò)既能夠繼承原有電路交換網(wǎng)中豐富的業(yè)務(wù)功能,又可以在全網(wǎng)范圍內(nèi)快速提供原有網(wǎng)絡(luò)難以提供的新型業(yè)務(wù)。
國(guó)內(nèi)各大運(yùn)營(yíng)商對(duì)軟交換技術(shù)傾注了很大熱情,從2002年開(kāi)始,中國(guó)電信率先在全國(guó)進(jìn)行了軟交換試驗(yàn),隨后中國(guó)聯(lián)通也進(jìn)行了全國(guó)范圍內(nèi)軟交換網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試,醞釀著采用軟交換技術(shù)使分組話(huà)音從長(zhǎng)途走向本地,慢慢吹響了進(jìn)軍本地話(huà)音業(yè)務(wù)的號(hào)角。中國(guó)網(wǎng)通的南方各大通信公司也正在著手建設(shè)軟交換商用試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)。目前,各大設(shè)備商推出了軟交換的解決方案,但由于下一代網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程,軟交換大規(guī)模應(yīng)用還受限于很多問(wèn)題,例如沒(méi)有大規(guī)模的組網(wǎng)和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn),標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議還在發(fā)展,尋址、路由問(wèn)題等。
隨著下一代網(wǎng)絡(luò)的日益壯大,用戶(hù)數(shù)量和軟交換機(jī)(SS:Softswitch)數(shù)量也將迅速增長(zhǎng)。面對(duì)一個(gè)全國(guó)甚至全球性的龐大網(wǎng)絡(luò),經(jīng)濟(jì)有效的路由技術(shù)已成為業(yè)界普遍關(guān)注的一個(gè)重要課題。
軟交換路由技術(shù)存在的問(wèn)題
1.用戶(hù)定位與網(wǎng)絡(luò)尋址
軟交換網(wǎng)絡(luò)初期規(guī)模較小,可以通過(guò)粗略的局碼或區(qū)域號(hào)碼配置出對(duì)端軟交換機(jī)。但隨著軟交換網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大,軟交換機(jī)逐步增多,路由信息配置逐漸成為繁重的負(fù)擔(dān)。路由信息維護(hù)、個(gè)別地區(qū)改號(hào)和升位時(shí),網(wǎng)內(nèi)其他所有的軟交換機(jī)都要做設(shè)置,這種情況下如果仍利用設(shè)備本身的數(shù)據(jù)庫(kù)保存路由信息顯然是不現(xiàn)實(shí)的,必須考慮用更合適的尋址方式來(lái)有效解決用戶(hù)定位問(wèn)題。
2.不同軟交換網(wǎng)絡(luò)之間的路由互通
一般來(lái)說(shuō),軟交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的路由互通策略無(wú)法直接適用于多個(gè)運(yùn)營(yíng)商軟交換網(wǎng)絡(luò)之間的互通,原因如下:不同軟交換運(yùn)營(yíng)商在其網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部可能采用完全不同的路由策略,如運(yùn)營(yíng)商A選擇平面式組網(wǎng),而運(yùn)營(yíng)商B可能選擇分級(jí)式組網(wǎng),若運(yùn)營(yíng)商A與B要實(shí)現(xiàn)互通,則要求采用統(tǒng)一的選路方法,或者直接在網(wǎng)間采用與具體呼叫協(xié)議無(wú)關(guān)的路由機(jī)制。
某些軟交換運(yùn)營(yíng)商可能希望屏蔽其內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以確保網(wǎng)絡(luò)的安全性,所以采用直接基于被叫地址信息的端到端路由方式可能就行不通了,這時(shí)需要軟交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存在一臺(tái)充當(dāng)網(wǎng)關(guān)角色的軟交換機(jī),呼叫首先被路由到該網(wǎng)關(guān)軟交換機(jī),然后由它建立到被叫目的軟交換機(jī)的路由。
由于軟交換運(yùn)營(yíng)商彼此間網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的獨(dú)立性,處于互通關(guān)口的軟交換機(jī)節(jié)點(diǎn)不可能了解對(duì)方網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有路由信息,且對(duì)方網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的節(jié)點(diǎn)路由拓?fù)渥兓芸赡懿粫?huì)自動(dòng)通知到本網(wǎng),因此采用直接尋址模式的情況下,需要建立機(jī)制以實(shí)現(xiàn)路由的自動(dòng)廣播。
軟交換網(wǎng)絡(luò)的路由結(jié)構(gòu)
定義一個(gè)軟交換機(jī)所轄的區(qū)域?yàn)橐粋(gè)控制域。在路由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,要進(jìn)行控制域的劃分,多個(gè)軟交換機(jī)不論采取何種控制區(qū)域劃分方式,都涉及到對(duì)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的尋址,即路由問(wèn)題。路由結(jié)構(gòu)可以分為3種方式:全平面方式、分級(jí)方式、定位服務(wù)器方式。
1.全平面結(jié)構(gòu)
所有的軟交換機(jī)處于同一邏輯平面,每一臺(tái)軟交換機(jī)均掌握全網(wǎng)的路由設(shè)置數(shù)據(jù)。因此任一軟交換機(jī)的增加或減少,都需要對(duì)所有軟交換機(jī)的路由數(shù)據(jù)做出更改。全平面方式如圖1所示。
全平面的路由結(jié)構(gòu)可以通過(guò)局號(hào)或區(qū)號(hào)配置出對(duì)端的軟交換機(jī),因此該結(jié)構(gòu)適合應(yīng)用于先期規(guī)模較小的軟交換網(wǎng)絡(luò)。由于目前世界上所有軟交換運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模都很小,所以他們均采用這種軟交換機(jī)全互聯(lián)的平面式路由結(jié)構(gòu)。
2.分級(jí)路由結(jié)構(gòu)
對(duì)于軟交換大網(wǎng),軟交換機(jī)全互聯(lián)的平面式結(jié)構(gòu)將導(dǎo)致路由數(shù)據(jù)信息維護(hù)極其復(fù)雜,因此可借鑒PSTN網(wǎng)的分層思想,將軟交換機(jī)劃分為不同層次,實(shí)現(xiàn)分級(jí)路由。和PSTN不同的是,此時(shí)軟交換用戶(hù)面的承載仍是端到端的分組承載。
可將軟交換機(jī)劃分為不同層次,例如劃分為省、大區(qū)或者國(guó)家頂級(jí)軟交換等層次,實(shí)現(xiàn)多級(jí)路由。軟交換分級(jí)路由方式如圖2所示。
由于軟交換機(jī)的處理性能和容量都比PSTN交換機(jī)有較大增強(qiáng),而且用戶(hù)面不再需要分級(jí)轉(zhuǎn)發(fā),所以路由層次與以前PSTNC1~C5的五級(jí)結(jié)構(gòu)相比可以大大減少。一般來(lái)說(shuō),可考慮將軟交換網(wǎng)絡(luò)分成區(qū)域服務(wù)與域間互聯(lián)兩部分,類(lèi)似于PSTN本地網(wǎng)和長(zhǎng)途網(wǎng)的概念。
區(qū)域服務(wù)軟交換機(jī)是指在某區(qū)域范圍內(nèi)服務(wù)的軟交換機(jī)。如一個(gè)大本地網(wǎng)內(nèi)的服務(wù)軟交換機(jī),只需了解本區(qū)域內(nèi)的路由信息,對(duì)于非本區(qū)域的路由,該軟交換機(jī)只需要把請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到與之相連的域間互聯(lián)軟交換機(jī)即可。區(qū)域服務(wù)軟交換機(jī)重點(diǎn)在于為其所帶用戶(hù)提供豐富的業(yè)務(wù)。
域間互聯(lián)軟交換機(jī)則負(fù)責(zé)軟交換多個(gè)域間的路由功能,如省間路由,或者不同軟交換網(wǎng)絡(luò)間路由。當(dāng)域間互聯(lián)軟交換機(jī)的路由數(shù)據(jù)過(guò)于龐大時(shí),可考慮將其分成多級(jí)結(jié)構(gòu),如省級(jí)互聯(lián)軟交換機(jī)、大區(qū)級(jí)互聯(lián)軟交換機(jī)和國(guó)家級(jí)軟交換機(jī),但所有域內(nèi)服務(wù)軟交換機(jī)仍是平面結(jié)構(gòu)。
為實(shí)現(xiàn)域間互聯(lián)路由功能,需要為域間互聯(lián)軟交換機(jī)配置相應(yīng)的路由信息。一般情況下,路由配置是靜態(tài)配置的,其特點(diǎn)如下:
·域內(nèi)和域間路由信息分別保存。域間靜態(tài)路由信息沒(méi)有必要向區(qū)域服務(wù)軟交換機(jī)廣播或同步。區(qū)域服務(wù)軟交換機(jī)只保留本身所帶用戶(hù)和區(qū)域內(nèi)軟交換機(jī)的路由信息。
·路由只需配置到下一跳軟交換機(jī),這樣可減少每臺(tái)軟交換機(jī)中的路由信息,便于維護(hù)管理。同時(shí),運(yùn)營(yíng)商之間的路由只需配置到對(duì)方的網(wǎng)間互聯(lián)軟交換機(jī),沒(méi)有必要也可能不允許了解到對(duì)方內(nèi)部的路由結(jié)構(gòu)。
總之,這種分層軟交換機(jī)結(jié)構(gòu)的靜態(tài)路由方式沿襲了PSTN成熟的多級(jí)路由體系,使每臺(tái)軟交換機(jī)的路由數(shù)據(jù)相對(duì)簡(jiǎn)單,并使軟交換組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)比較清晰。
3.定位服務(wù)器的方式
由于IP網(wǎng)的特點(diǎn),一種觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為軟交換網(wǎng)絡(luò)不同于傳統(tǒng)的分層PSTN網(wǎng)絡(luò),“局向”等基本路由概念將不再有任何意義,網(wǎng)絡(luò)中任意一個(gè)軟交換機(jī)設(shè)備都應(yīng)能夠直接定位對(duì)端設(shè)備,避免IP網(wǎng)中呼叫信令的逐跳處理轉(zhuǎn)發(fā)。這可通過(guò)集中設(shè)置的共享的定位服務(wù)器(LS:LocationServer)來(lái)實(shí)現(xiàn),其路由結(jié)構(gòu)如圖3所示。
當(dāng)某個(gè)地域的軟交換機(jī)擴(kuò)展到一定數(shù)量,可考慮設(shè)置LS為本域內(nèi)某組軟交換機(jī)提供路由服務(wù),以便本域內(nèi)軟交換機(jī)間可保持彼此的路由信息以確?焖俚暮艚薪。這時(shí)每臺(tái)軟交換機(jī)僅與特定的LS聯(lián)系(根據(jù)主備用或者負(fù)荷分擔(dān)的某些策略進(jìn)行),由該LS完成對(duì)落地軟交換機(jī)的定位并響應(yīng)請(qǐng)求。
LS可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)容量的大小靈活設(shè)置層次,若規(guī)劃合理,能較好解決大型網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)問(wèn)題。這時(shí)軟交換機(jī)本身保存自己控制范圍內(nèi)用戶(hù)的完整路由信息以及同一域內(nèi)軟交換機(jī)之間的路由數(shù)據(jù)。此外,軟交換機(jī)還可考慮對(duì)一些常用地址建立本地映射庫(kù)來(lái)加快常見(jiàn)呼叫的接通時(shí)間,也可由LS建立這樣的本地映射庫(kù)以便于維護(hù)。
LS本身不是NGN網(wǎng)絡(luò)框架中定義的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)體,而是在解決NGN大網(wǎng)路由問(wèn)題時(shí)提出的一個(gè)功能實(shí)體,其功能特性并沒(méi)有得到業(yè)界統(tǒng)一認(rèn)可?偟膩(lái)說(shuō),LS主要特征包括:通過(guò)協(xié)議完成LS之間的信息互換;通過(guò)協(xié)議接受路由查詢(xún)申請(qǐng);支持E.164、IP地址、URI等多種路由信息;支持類(lèi)似PSTN多層結(jié)構(gòu),可劃分不同的域和不同的層次,各級(jí)LS均可具備匯接查詢(xún)功能;提供安全性服務(wù)以及根據(jù)政府等方面的特別需求實(shí)現(xiàn)一些監(jiān)控等特殊功能。目前,軟交換機(jī)和LS之間以及LS與LS之間業(yè)界尚未統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),不同廠(chǎng)家用不同協(xié)議實(shí)現(xiàn),如TRIP,LDAP,DIAMETER+,RAS,H.323AnnexG協(xié)議等,這將導(dǎo)致互通問(wèn)題。而且,不同實(shí)體之間的路由數(shù)據(jù)同步關(guān)聯(lián)也是很重要的問(wèn)題。
從路由信息獲得方式來(lái)看,LS有兩種路由方式:采用靜態(tài)目錄服務(wù)實(shí)現(xiàn)的靜態(tài)路由技術(shù)和動(dòng)態(tài)路由協(xié)議實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)路由技術(shù)。
靜態(tài)路由指LS之間、軟交換機(jī)和LS間路由信息靜態(tài)配置。由于軟交換機(jī)和LS一般都有靜態(tài)IP地址,所以在它們中保存用戶(hù)號(hào)碼和LS/軟交換機(jī)IP地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
近期剛出現(xiàn)的TRIP協(xié)議,可用于LS之間,以及軟交換機(jī)與LS之間。它能保證軟交換網(wǎng)上電話(huà)路由數(shù)據(jù)的一致性以及路由信息的自動(dòng)更新。TRIP基于BGP-4協(xié)議,在LS中完成類(lèi)似于IP網(wǎng)絡(luò)中路由器負(fù)責(zé)的IP路由信息自動(dòng)生成和更新的功能。另外,廣義地說(shuō),策略路由也是一種動(dòng)態(tài)路由,運(yùn)營(yíng)商可通過(guò)制定不同時(shí)間段、話(huà)務(wù)比例、安全級(jí)別等各種基于策略的路由數(shù)據(jù)使軟交換網(wǎng)絡(luò)的路由更高效靈活。
路由技術(shù)的發(fā)展和選定
對(duì)于國(guó)內(nèi)主要運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō),軟交換網(wǎng)絡(luò)必須能夠覆蓋到全國(guó),建設(shè)歷程可以分階段地從小容量向大容量過(guò)渡,這就要求網(wǎng)絡(luò)必須具備靈活、平滑的擴(kuò)容方案,以便最終形成覆蓋全國(guó)數(shù)百個(gè)軟交換端局和上億終端設(shè)備的分層網(wǎng)絡(luò)。
網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展并非一蹴而就,運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)自己的網(wǎng)絡(luò)情況逐步演進(jìn)。在建設(shè)初期,可采用軟交換機(jī)全互聯(lián)的平面結(jié)構(gòu)和分級(jí)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方案。在建設(shè)中期,可采用一層定位服務(wù)器平面為軟交換提供路由服務(wù)。在建設(shè)后期,可采用分層的定位服務(wù)器為全網(wǎng)提供路由服務(wù)。
隨著軟交換的發(fā)展與成熟,當(dāng)軟交換網(wǎng)絡(luò)形成一定規(guī)模之后必然需要引入定位服務(wù)器來(lái)解決其呼叫路由問(wèn)題。定位服務(wù)器的技術(shù)選擇將影響整個(gè)軟交換的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),關(guān)系到各運(yùn)營(yíng)商、各設(shè)備制造商的不同設(shè)備間的互通問(wèn)題,所以業(yè)界最終一定會(huì)就這方面的技術(shù)選擇達(dá)成一致的標(biāo)準(zhǔn)。最終的路由技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可能是TRIP或ENUM路由技術(shù)的改進(jìn)版本,也可能是根據(jù)軟交換路由需求重新定義的一套新的標(biāo)準(zhǔn),無(wú)論如何,只有既能比較好地滿(mǎn)足軟交換路由的實(shí)際需求,又能得到大多數(shù)團(tuán)體認(rèn)可的技術(shù)才可能成為最終的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。目前處于標(biāo)準(zhǔn)形成的初始階段,多種路由技術(shù)并存發(fā)展,各廠(chǎng)商從自身的實(shí)際狀況出發(fā)對(duì)這些技術(shù)可能有著不同的主張與選擇。
結(jié)語(yǔ)
軟交換技術(shù)的發(fā)展是大勢(shì)所趨,但采用其進(jìn)行大規(guī)模組網(wǎng)尚存在很多問(wèn)題,如用戶(hù)定位與網(wǎng)絡(luò)尋址、不同運(yùn)營(yíng)商軟交換網(wǎng)絡(luò)的互通等。本文針對(duì)軟交換的路由技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的論證分析,列出了目前業(yè)界的路由解決方案。在軟交換網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際設(shè)計(jì)中,路由結(jié)構(gòu)的選擇要綜合考慮多種要素,如協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)的成熟度、產(chǎn)品支持能力和網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模等。在初期建設(shè)中,本地網(wǎng)內(nèi)可以采用全平面的路由結(jié)構(gòu),長(zhǎng)途網(wǎng)可以采用分級(jí)的路由結(jié)構(gòu);诙ㄎ环⻊(wù)器的方式還處在發(fā)展之中,但這種方式可能是未來(lái)軟交換網(wǎng)絡(luò)路由結(jié)構(gòu)的一種終極方式。
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網(wǎng)絡(luò)的神奇作用吸引著越來(lái)越多的用戶(hù)加入其中,正因如此,網(wǎng)絡(luò)的承受能力也面臨著越來(lái)越嚴(yán)峻的考驗(yàn)―從硬件上、軟件上、所用標(biāo)準(zhǔn)上......,各項(xiàng)技術(shù)都需要適時(shí)應(yīng)勢(shì),對(duì)應(yīng)發(fā)展,這正是網(wǎng)絡(luò)迅速走向進(jìn)步的催化劑。
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