基于软交换的固网智能化

基于软交换的固网智能化万伟北京邮电大学电信工程学院，北京（100876）E-mail：ghostintermilan@摘要:本文讲述了固网智能化的一种解决方案--软交换完全访问用户数据中心（SDC）。

简单介绍了固网智能化的定义，重点介绍了基于软交换的固网智能化的网络架构和软交换访问用户数据库机制，以及基于软交换的基本业务信令流程和智能业务嵌套信令流程。

关键词：固网智能化，软交换，智能业务1.引言正当NGN、IMS、FMC等这些概念不断吸引人们的眼球时，在国内电信业中萌生了一个新的名词：固网智能化。

现在，国内的主要固网运营商都已经在如火如荼地开展固定网络的智能化改造工作。

本文探讨了引入软交换和用户数据中心的固网智能化以及基于软交换的智能业务的实现和嵌套。

2.固网智能化网络智能化主要指：在固定电话网中，用户业务属性与业务承载网络分离，将用户的号码、业务属性从各个业务承载网元中独立出来，实现业务属性与承载网络的无关性。

建立独立的用户业务属性数据中心，进行数据的集中管理，实现网络内和不同网络业务之间的数据共享。

通过引入固定电话网用户的集中属性数据库，增强固定电话网的增值业务的甄别和触发能力。

通过集中的用户数据管理，用户业务的统一认证，建立统一的用户层面的数据中心实现多种网络、多种业务的用户数据的共享。

[1]网络智能化主要是指针对当前固定运营商网络的本地网层面，通过引入集中的用户数据库、增加交换设备访问集中用户数据库的功能、并结合调整网络信令路由结构等技术手段，解决当前网络中存在的智能签约业务的全网触发问题，并实现号码携带、混合放号、市话详单等新业务的提供能力。

在管理层面，还应实现对网络的集中管理，达到降低综合运维成本的目标。

同时，通过此过程对网络的优化，逐步构建清晰的网络结构，促进与当前PHS网络和未来3G网络的业务融合，并为今后向NGN网络演进打下一定的基础。

3.软交换3.1软交换的由来及系统架构软交换概念是20世纪90年代后期在IP电话的基础上逐步发展起来的。

为增强VoIP 网关功能的灵活性、可扩展性和高效性，提出了分解网关功能的思路，即将VoIP网关分解为媒体网关（MG）、信令网关（SG）、媒体网关控制器（MGC）等几部分，各部分之间采用标准化接口。

后来在IETF相关文档中，又提出了功能类似于MGC的呼叫代理（CallAgent）和呼叫服务器（CallServer）等概念。

更进一步朗讯公司贝尔试验室提出了软交换（Softswitch）概念，并研制出了第一台软交换原型机。

1999年国际软交换论坛（ISC）成立，提出了基于软交换的下一代分组通信参考结构，ISC后改名为IPCC（International PacketComm Consortium）。

[2]软交换系统的组网结构如图1：图1 基于软交换的组网架构由图1知从上到下软交换系统可分为应用，控制，传输和接入共四层，软交换系统主要由下列设备组成：１）软交换控制设备（ＳｏｆｔｓｗｉｔｃｈＣｏｎｔｒｏｌＤｅｖｉｃｅ）这是网络中的核心控制设备（也就是我们通常所说的软交换）。

它完成呼叫处理控制功能、接入协议适配功能、业务接口提供功能、互连互通功能、应用支持系统功能等。

２）业务平台（ＳｅｒｖｉｃｅＰｌａｔｆｏｒｍ）完成新业务生成和提供功能，主要包括ＳＣＰ和应用服务器。

３）信令网关（ＳｉｇｎａｌｉｎｇＧａｔｅｗａｙ）目前主要指七号信令网关设备。

传统的七号信令系统是基于电路交换的，所有应用部分都是由ＭＴＰ承载的，在软交换体系中则需要由ＩＰ来承载。

４）媒体网关（ＭｅｄｉａＧａｔｅｗａｙ）完成媒体流的转换处理功能。

按照其所在位置和所处理媒体流的不同可分为：中继网关（ＴｒｕｎｋｉｎｇＧａｔｅｗａｙ）、接入网关（ＡｃｃｅｓｓＧａｔｅｗａｙ）、多媒体网关（ＭｕｌｔｉｍｅｄｉａＳｅｒｖｉｃｅＡｃｃｅｓｓＧａｔｅｗａｙ）、无线网关（ＷｉｒｅｌｅｓｓＡｃｃｅｓｓＧａｔｅｗａｙ）等。

５）ＩＰ终端（ＩＰＴｅｒｍｉｎａｌ）目前主要指Ｈ．３２３终端和ＳＩＰ终端两种，如ＩＰＰＢＸ、ＩＰＰｈｏｎｅ、ＰＣ等。

６）其它支撑设备。

如ＡＡＡ服务器、大容量分布式数据库、策略服务器（ＰｏｌｉｃｙＳｅｒｖｅｒ）等，它们为软交换系统的运行提供必要的支持。

3.2软交换的技术优势软交换技术的核心是实现控制层与承载层的分离，以及采用分组网实现媒体流承载。

因此相比于传统电路交换网，软交换网络有很大的技术优势：[3]1．软交换网络的控制和承载分离，导致组网灵活性大大增加，可以采用平面组网结构，也可以采用分级结构，但网络结构比传统电路交换网更为扁平；2．控制和承载的分离，便于在承载层采用新的网络传送技术3．控制承载分离后，媒体流的传送交给承载网去实现，软交换机只负责呼叫的接续和控制，因此软交换机对呼叫的处理能力高于TDM 交换机，设备容量可以做得更大；4．控制与承载分离使得各种设备的功能模块化，接口标准化，有利于运营商选择设备和组网；5．软交换可以支持SIP 协议，也可以通过应用服务器（AS ）向第三方开放业务接口，这些都使得软交换网络的业务能力较传统电路交换网大为加强；6．基于分组交换更有利于开展包括语音、视频、数据在内的多媒体业务。

4. 基于软交换的固网智能化的实现4.1组网结构及主要功能实体图2基于软交换的固网智能化组网结构SS(Soft-Switch):软交换设备TG(Truck Gateway):中继网关LS(Local switch):固网端局SDC(Subscriber data center):用户数据中心，用于集中存放一个或多个网络用户信息的数据库。

可用于但不限于PSTN 、PHS 、NGN 或3G 网络。

他首先保存了用户号码、用户类型以及网络类型的信息，并根据不同的用户类型还可以保存用户的路由号码、基本业务、补充业务、智能业务签约信息、用户位置信息等各种用户数据。

对于移动网络，如PHS 和3G 网络，SDC 相当于HLR 并兼备HLR 全部功能。

4.2软交换完全访问数据库方案和查询机制“软交换汇接局完全访SDC”方案是指所有话务经软交换汇接局汇接，由汇接局查询SDC获取主叫、被叫用户的号码信息或业务接入码，然后继续进行后续的业务触发或接续。

如果至长途、关口局话务量较高，端局至长途局、关口局去话话务宜采用分源方式，有业务属性的话务选择至汇接局，其他去话话务由直达电路疏通；来话话务经汇接局转接或由长途局、关口局直接查询SDC。

查询机制：在网络智能化体系中，软交换将实时地访问用户数据中心（SDC）获取主、被叫用户的号码信息，以及智能业务接入码信息。

主、被叫用户的智能业务接入码信息，将通过智能业务接入码＋访问指示（AI）＋（被叫号码）的形式传递给查询SDC的交换设备，并且用户数据中心（SDC）也将通过AI＋被叫号码的形式判断查询的状态。

其中，AI代表访问指示，2个字节长。

AI=E0MN，其中E0（暂定值）表示访问用户数据中心（SDC）的指示，M表示查询的主叫或被叫，N为1到9的任一数字，表示已查询过的次数。

当前转发生时，则把原被叫用户作为主叫查询。

当AI=E000时，表示主被叫业务均查询完成，即停止位，用于指示交换设备下次不再查询用户数据中心。

在全话务汇接的模式下，由汇接局去除E000，并按E000后的被叫号码进行接续。

为了减少查询次数，当被叫路由号码与用户号码一致时（如用户没有NP业务），应避免最后再单独查询一次被叫用户号码到路由号码的改变，而应该在前一次添加E000的停止标识。

E1至E9，以及M和N的其他值均作为扩展备用。

4.3软交换同其他设备和网络的互通软交换体系涉及协议非常众多，包括Ｈ．２４８、ＳＣＴＰ、ＩＳＵＰ、ＴＵＰ、ＩＮＡＰ、Ｈ．３２３、ＲＡＤＩＵＳ、ＳＮＭＰ、ＳＩＰ、Ｍ３ＵＡ、ＭＧＣＰ、ＢＩＣＣ、ＰＲＩ、ＢＲＩ等，软交换通过各种协议与其他网络和设备互通：1．软交换通过信令网关实现分组网与现有NO.7信令网的互通。

2．通过信令网关与现有智能网互通，为用户提供多种智能业务；允许SCF控制VOIP呼叫且对呼叫信息进行操作（如号码显示等）。

3．通过软交换的互通模块，采用H.323协议实现与现有H.323体系的IP电话网互通。

4．通过软交换的互通模块，采用SIP协议实现与未来SIP网络体系的互通5．采用SIP-T或BICC实现同其他软交换设备的互连。

6．提供IP网内H.248终端、 SIP终端和MGCP终端之间的互通。

[4]4.4智能业务预付费业务（PPS）：固话预付费业务是一种利用智能网来实现的固定电话新型业务，用户可随时购买电话充值卡为自己的电话账号充值。

相对于传统的固定电话用户后付费方式而言，除了计费方式的改变后，预付费电话在继承原后付费电话的所有功能外，提供了灵活的增强功能，支持灵活的市场经营策略。

例如积分、透支功能等。

一号通业务：用户申请一号通业务后，即可用一个唯一的一号通号码（现网使用的电话号码，且必须是本网用户，包括小灵通号码）作为对外通信号码，现有的本地移动终端、小灵通、本地或长途固定电话都可以与这个一号通号码绑定起来，不管实际电话号码如何发生变化，他人只要知道一号通号码即可取得联系。

彩铃业务：个性化回铃音业务是一项由被叫用户定制，为主叫用户提供一段的音乐或音效来替代普通回铃音的业务。

被叫用户申请开通这项功能后，可以为某一位或某一组主叫用户按不同的时段设定不同的回铃音，从而取代传统的"嘟，嘟……"回铃音。

该业务不仅可以面向个人用户，对于企业用户也同样有吸引力。

企业可以利用播放回铃音插入公司的广告信息，也可以针对不同的客户播放特定的回铃音。

移机不改号业务(NP): 在PSTN网和PHS网混合放号的情况下，移机不改号是指在一个特定范围内（业务开展范围在一个本地网）实现固定网用户号码内部、固定用户号码和PHS 用户号码之间的不改号迁移。

移机不改号业务是为了满足用户不断变更地址和电话号码的需求，用户可以申请一个NP号码或者将原有号码设置为NP号码，在每次更换地址时，只需完成逻辑号码和物理号码的重新对应即可。

其它人只需要拨打此移机不改号用户的NP号码，即可接续到用户的实际的位置上。

4.5业务呼叫流程4.5.1基本业务呼叫信令流程预置条件：A,B分别是端局LS1和LS2的用户，A和B在SDC没有业务，A呼叫B 消息顺序：图3基本业务信令流程信令流程：1、端局LS1发起呼叫，向汇接局发IAM消息，IAM消息中携带的主叫号码为主叫路由号码，被叫号码为被叫用户号码；2、汇接局收到端局的IAM消息后，向SDC发送SRI消息，SRI消息中携带的主叫号码为主叫路由号码，PS号码为被叫用户号码；3、SDC先查询主叫用户信息，根据主叫路由号码，查询对应的主叫用户号码，放入SRI_ack 消息中的主叫用户号码。