智能网业务互通论文

2022-04-18

摘要：相比于传统车辆，智能网联汽车会收集、记录和处理更多的数据，而车辆驾驶共享信息是汽车智联网联化中的关键数据，对于数据安全的保障尤为重要。利用区块链技术的去中心化、集体维护、公开透明、不可篡改、全程留痕、可溯源等特点，并运用到智能网联汽车领域，将保证数据的获得价值性和可信性。今天小编给大家找来了《智能网业务互通论文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

智能网业务互通论文篇1：

软交换技术及其在应用中的故障案件分析

【摘要】软交换思想是在下一代网络（NGN）建设的强烈需求下孕育而生的，其核心思想是通过软件方式实现交换机的控制、接续、业务处理等功能，各实体之间通过标准的协议进行通信，提供话音、数据以及多媒体业务。软交换技术作为业务与呼叫控制分离、呼叫控制与承载分离思想的体现，是下一代网络体系结构中的关键技术。本文介绍了软交换的体系结构和功能、接口协议和软交换应用故障案例分析。

【关键词】软交换技术；下一代网络NGN；媒体网关；移动3G网络

一、软交换的概念

随着计算机和通信技术的不断发展，通过在一个公共的分组网络中承载话音，数据，图象已经被越来越多的运营商和设备制造商所认同。在这样的业务驱动和网络融合的趋势下，诞生了NGN下一代网络模型，实现在分组网络中，采用分布式网络结构，有效承载话音、数据和多媒体业务。作为NGN网络的核心技术，软交换主要遵循业务、控制和承载相分离的原则，为电信网提供一个不受话务传输模式限制的业务环境。

国际软交换联盟(International Softswitch Consortium)对软交换的定义是“软交换是提供呼叫控制功能的软件实体”，信息产业部电信传输研究所(现通信标准研究所)对软交换的定义是“软交换是网络演进以及下一代分组核心设备之一，它独立于传送网络，主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能，同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务，并向第三方提供可编程能力。”目前，我国已完成并颁布了《软交换设备总体技术要求》(YDC003-2001)，明确规范了软交换在网络中的位置，功能要求、业务要求、操作维护和网管要求、协议和接口要求，计费要求和性能指标，并规定了与IP电话及智能网的互通要求等。

二、软交换的体系结构

软交换网络从功能上可以分为业务平面、控制平面、传输平面和接入平面，如图1所示。

1.软交换的网络结构介绍

◆接入平面：提供各种网络和设备接入到核心骨干网的方式和手段，主要包括信令网关、媒体网关、接入网关等多种接入设备。

◆传输平面：负责提供各种信令和媒体流传输的通道，网络的核心传输网将是IP分组网络。

◆控制平面：主要提供呼叫控制、连接控制、协议处理等能力，并为业务平面提供访问底层各种网络资源的开放接口。该平面的主要组成部分是软交换设备。

◆应用平面：利用底层的各种网络资源为用户提供丰富多样的网络业务。主要包括应用服务器（Application Server）、策略/管理服务器（Policy Server）、AAA服务器(Authority Authentication and Accounting Server)等。其中最主要的功能实体是应用服务器，它是软交换网络体系中业务的执行环境。

2.软交换的主要功能

软交换的主要设计思想是业务与呼叫控制分离、呼叫控制与承载分离，各实体之间通过标准的协议进行连接和通信。软交换的功能结构如图2所示。从图中看出，其主要功能包括媒体网关接入、呼叫控制、业务提供、互连互通、计费与网管、地址解析等功能。

图2 软交换功能结构示意图

◆媒体网关接入功能

媒体网关功能是接入到IP网络的一个端点、网络中继或几个端点的集合，它是分组网络和外部网络之间的接口设备，提供媒体流映射或代码转换的功能。例如，PSTN/ISDNIP中继媒体网关、ATM媒体网关、用户媒体网关和综合接入网关等，支持MGCP协议和H.1248/MEGACO协议来实现资源控制、媒体处理控制、信号与事件处理、连接管理、维护管理、传输和安全等多种复杂的功能。

◆呼叫控制和处理功能

呼叫控制和处理功能是软交换的重要功能之一，可以说是整个网络的灵魂。它可以为基本业务/多媒体业务呼叫的建立、保持和释放提供控制功能，包括呼叫处理、连接控制、智能呼叫触发检出和资源控制等。支持基本的双方呼叫控制功能和多方呼叫控制功能，多方呼叫控制功能包括多方呼叫的特殊逻辑关系、呼叫成员的加入/退出/隔离/旁听等。

◆业务提供功能

在网络从电路交换向分组交换的演进过程中，软交换必须能够实现PSTN/ISDN交换机所提供的全部业务，包括基本业务和补充业务，还应该与现有的智能网配合提供智能网业务，也可以与第三方合作，提供多种增值业务和智能业务。

◆互连互通功能

下一代网络并不是一个孤立的网络，尤其是在现有网络向下一代网络的发展演进中，不可避免地要实现与现有网络的协同工作、互连互通、平滑演进。例如，可以通过信令网关实现分组网与现有7号信令网的互通；可以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；可以采用H.323协议实现与现有H.323体系的IP电话网的互通；可以采用SIP协议实现与未来SIP网络体系的互通；可以采用SIP或BICC协议与其他软交换设备互联；还可以提供IP网内H.248终端、SIP终端和MGCP终端之间的互通。

◆协议功能

软交换是一个开放的、多协议的实体，因此必须采用各种标准协议与各种媒体网关、应用服务器、终端和网络进行通信，最大限度地保护用户投资并充分发挥现有通信网络的作用。这些协议包括H.323、SIP、H.248、MGCP、SIGTRAN、RTP、INAP等。

软交换除了完成以上主要功能之外，还有资源管理功能、计费功能、认证与授权功能、地址解析功能、话音处理功能等。

3.软交换的主要协议

由于软交换是一个开放的、多协议的实体，必须采用标准协议与各种媒体网关、终端与网络进行通信。下一代网络中软交换设备涉及的几个主要协议有H.323、MGCP/H.248、SIP、BICC等。

◆H.323协议

H.323是一个伞状协议，它描述了在一个基于分组的交换网络上进行多媒体通信的系统的整体结构和操作。H.323建议对呼叫控制、多媒体管理、带宽管理以及LAN和其他网络的接口都进行了详细的规范说明。采用H.323建议，各个不同厂商的多媒体产品和应用可以进行相互操作，用户不必考虑其兼容性问题。该建议为商业、个人用户基于LAN、MAN的多媒体产品协同开发奠定了基础。它是ITU-T为了在无服务质量保证的IP网上的可视电话系统和设备进行多媒体通信所建议的协议集，包括点到点通信和多点会议。H.323包括如下几个部分的协议：H.225.0，Q.931，H.245RTP/RTCP。这套建议的主体目前已基本稳定，一些基本框架已被广泛采用，ITU-T还在不断地对协议的扩展应用进行研究。

◆软交换与媒体网关接口协议MGCP/H.248

MGCP协议是简单网关控制协议(SGCP)和IP设备控制(IPDC)协议合并的结果，是H.323网关分解的产物，基于主从工作模式。H.248协议使语音、传真和多媒体信号在公共电话交换网与新兴IP网络之间进行交换成为可能。与MGCP相比，H.248可以支持更多类型的接入技术并支持终端的移动性，比MGCP所允许的规模更大，并且H.248协议通过增加许多Package的定义来对协议的功能进行扩展，因而，H.248比MGCP更具灵活性，已逐渐取代MGCP发展为媒体网关控制协议的标准。

◆软交换间的接口协议SIP协议

SIP用于实现会话(session)的发起、建立和释放，并支持单播、组播和移动性。它以Internet协议（HTTP）为基础，遵循Internet的设计原则，所以很容易增加新业务，扩展协议，而不会引起互操作问题。SIP协议简单，是模块式，不受基础协议与结构的限制。在软交换系统中，SIP协议主要应用于软交换与SIP终端之间，软交换与软交换之间，也可用于软交换和应用服务器之间，提供基于SIP实现的增值业务。国际软交换联盟和一些组织提倡SIP，认为它虽没有H.323那样功能强大，但对运营者来说，比较容易实施，不少运营者和制造商从H.323转移到SIP。而全网采用SIP协议的大型电信网络目前尚不成熟。3GPP已经决定在SIP协议的基础上建立全IP网络，并要求未来3G终端支持SIP。

◆呼叫控制BICC协议

传统网络呼叫信令协议和承载的信令协议都是综合在一起，新的信令技术需要将呼叫控制和承载连接控制分开，以适应网络发展的要求和支持不断出现的新业务；另外骨干宽带传送网(ATM/IP)的出现，希望现有网络能够采用与网络基础的承载传送技术无关的呼叫控制信令协议。ITU-T提出了与承载无关的呼叫控制(BICC)，BICC支持独立于承载和信令消息的传送技术而支持窄带ISDN业务，ISUP消息同时携载呼叫控制和承载控制信息，用电路标识码(CIC)标识物理承载电路，CIC是指TDM的电路，而BICC可以与任何承载互操作，例如ATM、IP以及TDM。

三、软交换应用故障案例分析

案例：LAN Switch故障导致端局呼叫接续困难的故障处理

◆故障现象

深圳某软交换MSC-Server所覆盖范围内的用户出现主叫难打出难打入现象，PLLDP值仅为8%。

◆告警信息

MSC-Server：

*** ALARM 021 O2/APZ

SCTP NETWORK STATUS CHANGE

◆原因分析

1.状况描述：

深圳某MSC-Server在几乎无任何征兆的情况下，出现用户难打进打出的现象，PLLDP值仅为8%。

在检查告警及各参数状态时，未发现有A级告警。

2.故障原因分析：

拨测发现难以打通电话的两个BSC为对应同一MGW。

MSC Server上用指令EREPP查询，发现event 1025、1030频繁出现，逐定位故障原因为MSC->MGW->BSC的信令传送存在不断闪断的情况。

在Lan Switch上通过镜像端口抓取IP包的方式，发现从LanＳwitch上出来的部分IP包存在异常情况。至此将故障锁定在Lan Switch上，原因为Lan Switch频繁发错误包，并在MGW积累，导致在MGW上Mc信令拥塞，尽而下挂的两个发生BSC限呼。

◆处理步骤

1.对BSC作LARGE RESTART，SYREI:RANK=LARGE，EXPL=OTHER，在短暂恢复15分钟后，故障重现。

2.对MGW做WARM RESTART，话务逐步恢复。

3.将故障Lan Switch的线路拔出，从而将Mc口链路进行倒换。

4.更换故障Lan Switch。

◆故障总结

软交换端局的故障定位较传统复杂，需要考虑MSC Server、MGW、IP承载网等设备。此次故障在定位时，我们也主要考虑到主设备方面的原因，通过逐步分析在定位在IP设备。

在本次故障定位时没有重视O2等低级别告警而走了一些歪路，下次故障定位时应该抓住各个告警，对系统的软件错误，event等要仔细分析，不遗漏任何潜在的痕迹。

四、结束语

软交换技术仍是一种发展中的新技术，其协议兼容性、标准及产品成熟性、多媒体业务的实用性、媒体网关与软交换的网络调配与综合管理、以及软交换现有网管能力等方面仍有不少问题存在，但是随着宽带传输以及IP技术的逐渐成熟，建设基于软交换的3G核心网络也是移动运营商迫切需要面对的问题。随着提供多媒体服务的软交换设备的不断商用，对于移动运营商来说，进行软交换小规模试验迫在眉睫。

作者简介：张银娥（1977—），女，甘肃镇原人，硕士，毕业后在广东省电信工程公司从事交换机的安装和调试工作，2004年8月至今，在惠州工业科技学校电子科任教，主要从事通信方面的课程教学，通信工程工程师，讲师，通信专业带头人，电子科科长，主要研究方向：程控交换技术。

作者：张银娥

智能网业务互通论文篇2：

基于区块链的智能网联汽车信息共享研究

摘要：相比于传统车辆，智能网联汽车会收集、记录和处理更多的数据，而车辆驾驶共享信息是汽车智联网联化中的关键数据，对于数据安全的保障尤为重要。利用区块链技术的去中心化、集体维护、公开透明、不可篡改、全程留痕、可溯源等特点，并运用到智能网联汽车领域，将保证数据的获得价值性和可信性。本文首先阐述了智能网联时代下信息保障的难点，结合区块链技术，提出如何将区块链技术更好地应用到智能网联数据安全保障领域，为区块链在智能网联数据信息共享的应用开发和创新提供思路，也将有助于智能网联汽车产业的发展，推动智能网联汽车行业的革新。

关键词：区块链;智能网联;信息共享

1 绪论

智能网联汽车融合AI智能（Artificial Intelligence）、5G移动互联互通，大数据处理、云计算等新型技术，实现车、路、人之间的动态信息的实时交互、共享。相比于传统车辆，智能网联汽车会收集、记录和处理更多的数据，而车辆驾驶共享信息是汽车智联网联化中的关键数据，比如，在智能网联场景下，车辆根据周围车辆共享的驾驶动态信息做出实时改变，这些信息的共享将极大为汽车智能化带来便利。但是对信息数据的安全性、完整性以及访问控制等方面仍然存在较大问题。区块链技术在数据安全和数据共享方面且具有广阔发展前景，从本质上讲，区块链[1]是一个分布式的共享账本和数据库的技术，是一种去中心化、集体维护、公开透明、不可篡改、全程留痕、可溯源等特点。区块链本身具有强烈的时间关联性，将记录交互数据的区块结构组成链式结构，在每条链条节点处有多方参与计算验证，并且利用了非对称加密技术[2]，实现了数据的不可篡改，保证了数据的获得价值性和可信性。

2 智能网联汽车时代下信息保障难点

如何构建一个车辆驾驶共享信息保障方案，确保这些信息来源真实可靠是当今智能网联时代必须解决的问题。

2.1 隐私保护安全控制要求

区块链通过安全透明的信息交互，搭建数据链，利用数据库的信息资源的共享，驾驶者将体验到智能网联化下科技成果，但是依赖于数据的智能网联化，也将对数据库的安全性的保障造成极大的挑战。

2.2 信息安全性保障是关键

智能网联汽车在试图改变汽车产业的格局，而智能网联下的各种信息数据将成为竞争格局中如何重塑未来的前沿和中心。随着智能网联不断深入应用和用户信息电子化的不断普及，使得数据泄露所产生的后果愈发严重，而且一旦用户信息被上传，就必须存在一个得到公认的数据存储和分发的服务商，以保证用户信息的分发范围能得到有效控制，但是推选出一个公认的安全数据存储与分发机构的难度很大[3]，在没有这样的一个机构参与下的情况，如果只有各个独立个体参与，那么数据的传播和使用将会超出所应该得到限值的范围。

2.3 信息数据中央化管理风险大

目前对数据的管理方法大多采用传统落后的机制，即数据信息的集中化，大量的信息数据都集中在一个数据中心平台，对于提供数据中心平台的服务商在提供数据存储和分发业务的权利过大，极有可能出现擅自突破约束进行越权操作，比如非法滥用数据远程控制车辆[4]。同时数据都集中在一个数据中心平台上，容易遭受非法入侵，且受黑客袭击后恶意删除数据库造成的损失也非常大。

2.4 智能网联数据共享机制急需革新

利用网络运营商，通过4G、5G等移动通信技术来完成数据信息的共享是当下车联网的常规模式，但是对于智能网联时代的车辆数据信息共享模式，需要探索一条新的道路，以解决长期以来的信息滞后不对称、信息易篡改造假、信息封闭性高不透明等问题。

针对上述问题，本文从区块链技术优势着手，结合智能网联场景下车辆行驶信息共享化的特点，以创新思维模式将区块链技术与智能网联信息共享技术相融合，为解决智能网联场景下车辆行驶信息的共享的问题提供新思路。

3 区块链技术特征

通过利用区块链技术的特性，可以增强分布式多渠道的智能网联下驾驶员的体验，保证行驶数据共享的来源真实可靠和安全透明，实现智能网联时代的车辆自动化、网联化和对各种信息的监督和追溯的多元化目标。

3.1 去中心化

网联过程无需任何第三方的参与，只要节点满足触发条件，就能自由执行数据交互操作，因而保证了数据流转的过程不可逆，并且可溯源。由于不依赖中心数据平台协调运转，所有的数据交互均是点对点直接进行，提高了运行效率。

3.2 安全可靠性

安全可靠性。根据区块链的规则，在每条区块链节点处，如果数据的结果有超过51%的反馈是一致的，则判定数据未发生修改，这样就会避免在某些链条上恶意节点上传错误数据导致区块链系统中的数据流发生篡改。要想篡改数据，就必须要获得51%的节点认可，實现这一要求的造假可能性很低。哈希算法的运用更是加强了区块链技术的安全性。哈希算法具有唯一性、不可预测性和单向性，被广泛运用到非对称密码加密技术中，它对任意目标源数据通过哈希函数生成一组固定长度为256的哈希值，并且目标源数据的内容发生任何改变，生成的哈希值都是不同的，并且依据生成的哈希值是无法逆向还原目标源数据的。

同时利用非对称加密技术，对车辆收发双方的信息数据进行加密和解密，由于加密和解密采用不同的密钥，公钥可公开发布，用于发送时数据的加密，私钥是保密的，用于接收时相应数据的解密。这样就保证了数据在交互过程中的安全、可靠。

3.3 共识性

整个区块链系统不依赖其他第三方，所有节点能够在系统内自动安全地验证，区块链系统中各节点之间能够有效达成共识，共同确认数据的流转。这样就确保了数据流的真实性、公开透明性。

3.4 时间强关联性

在链式数据结构中，按照时间顺序每个区块之间都会有一个哈希值对接上一个哈希值，然后这个哈希值又会包括进后一个区块中。一旦哈希值发生改变，后面区块中的全部哈希值都会发生改变，这样一来，数据的修改就会被发现并且被追溯到修改源头，具有可追溯特性。

4 区块链技术与智能网联驾驶信息共享的结合

智能网联驾驶信息共享中将遇到诸多挑战，利用区块链技术的特点和优势，可有利于在信息数据的私密性、安全性和数据交互的效率等问题上得到大大改善[5]。

4.1 数据非中央化管理

车联网信息数据由中央化集中管理模式升级为非中央化的管理模式，使得各智能网联车辆在去中心化后不再受到任何机构控制，也大大降低了智能网联信息数据泄露的可能性。区块链技术可以对驾驶车辆的信息进行授权和加密。从授权方面来讲，驾驶车辆的信息分为公开访问和授权访问两种，因此可将车辆驾驶信息数据依据实际情况进行分类，比如包含每名的车主个人信息的需授权访问，而各车辆位置信息等行驶信息无需授权便可访问。从加密方面来讲，区块链技术采用非对称加密算法，意思是对原始信息加密使用的密钥和对加密信息解密使用的密钥是不一样的。非对称加密算法大大加大的处理的难度，同时也大大提高了数据的安全性。利用区块链技术，可以很好的降低车辆驾驶信息共享的风险，保障信息安全。

4.2 驾驶信息共享可靠性高

对于智能网联汽车行驶数据的共享有很强的安全性要求。每一个智能网联汽车对任何一个错误信息的接受，都有可能导致车辆误判接下来的行驶操作，极大增加安全事故风险。区块链技术的安全透明、不可篡改、可溯源等特性，可有效解决数据安全难题。

区块链在智能网联数据上的应用主要是对个人身份信息、各零部件状态信息的保存，各数据信息在遭受黑客袭击、恶意篡改等非法行为时，区块链中的各链条的节点处将触发共识机制，错误的信息并不会上传进区块链中，得以保证真实的数据依然在区块链中流转。比如汽车在开启自动驾驶模式时，区块链数据库的共享行驶信息数据被恶意篡改。对于区块链上的流转的行驶数据，需要监管部门建立相关法律法规，约束不法分子的访问控制权限，可确保受保护信息的真实性和完整性，有效防止数据被泄露或篡改。

未来，在城市建设高智能化下，交通市政平台、智能路测装置的数据可与车辆的信息相互连接[6]，在把交管局数据中心、智能交通灯，以及公安天眼等的数据引入区块链后，将大大提高了政府资源的利用率，对于利用数据共享平台的车辆驾驶技术的前景不可估量。

4.3 新模式下的智能网联

智能网联汽车是一个信息化技术集成度高的行业，在这个行业中需要解决很多问题，有智能网联系统运行成本的问题，也有智能网联平台数据共享的效率问题。

对于车辆行驶中所需的全部关键信息，有着分布式数据共享、数据共识模式的区块链技术将更加安全高效。

利用现有C-V2X（Cellular-Vehicle to Everything）技术，结合区块链技术在智能网联车辆的应用，在移动通信基站铺设面不足带来智能网联推行困难上，建立以每辆车为中心的数据分布的模拟基站，即每辆车就是一个移动式基站，这将不同于之前传统以移动通信基站为中心进行数据的上传和下发模式。在新技术新模式创新应用下，使得V2X更加合理，也使车辆驾驶的信息共享推行更容易。

5 汽车信息同步共享

区块链与智能网联技术的融合，让信息的共享可实现多途径的应用。车辆信息的互联互通，采用了区块链技术中的去中心化方式，可以较好解决实际道路中部分区块网络并无铺设的现状。利用共享数据可生成车辆检测数据报告，可作为车辆状态的分析依据，帮助发现车辆存在的风险，消除隐患。政府机构、各汽车制造商等也利用生成的车辆检测数据报告，为驾驶者提供各项服务。形成的车辆行驶实时数据，也有助于车辆在自动驾驶下执行策略上提供有利依据。

共识性。汽车信息的同步共享的共识，实现了在无第三方介入的情况下，各区块链条和各区块链节点可以建立识别验证的工作，共识机制的流程自动化、无人为干预，保障了信息的可信性和可靠性。

独立性。目前车辆网的技术运用，采用了不同的网络运营商提供同种类型的服务，但是不同的网络运营商之间采用数据库的内容并不一样，又由于企业竞争、公司机密等原因，这些数据库并不互通，因此造成了数据库的重复采集，也造成了通信基站的投入资源的浪费。区块链共享信息模式下，各区块主体都是独立的，皆可在保证安全的情况下获得信息的共享。

追溯性。区块链中采用的哈希加密技术，将每次共享信息生成一组唯一的代码，利用這串唯一代码可以掌握从车辆出厂销售的流转全流程。也可在车辆行驶过程出现问题的时候，利用追溯的信息，精准对问题原因排查诊断。

6 结语

在智能网联发展的过程中，信息数据的地位不可撼动，而其中区块链技术的作用更是不可忽视，具有重要支撑作用，未来区块链技术与AI智能、5G移动互联互通，大数据处理、云计算技术的深度融合，对于保障智能网联汽车数据共享安全性，为智能网联汽车领域的发展都十分有利。本文提出的基于区块链的汽车行驶共享数据应用研究将为智能网联场景下的数据安全提供有利参考。

参考文献：

[1]马青.区块链技术在物联网安全相关领域的应用思考[J].科技风，2020（4）：109

[2]戴婕.基于密钥管理和无中心化加密的网联汽车信息安全的设计与实现[D].北京：北京邮电大学，2018

[3]李馥娟，王群，钱焕延.车联网安全威胁综述[J].电子技术应用，2017，43（05）：29-33

[4]梅颖.车联网隐私保护研究[D].武汉：华中科技大学，2014：56-62

[5]袁勇，王飞跃.区块链技术发展现状与展望[J].自动化学报，2016，42（04）：481-494

[6]史慧洋，刘玲，张玉清.物链网综述：区块链在物联网中的应用[J].信息安全学报，2019（5）：76-914

作者简介：程泉（1989— ），男，湖北黄石人，硕士，工程师，主要研究方向为智能网联汽车电磁兼容研究。

作者：程泉王玮敏曹兴盛

智能网业务互通论文篇3：

软交换体系下的宽带异构网络互通和实现方法

摘要：

文章针对现有网络互通的现实要求，分析了现有技术手段解决电信业务在宽带异构网络间互通的局限性和非可行性，提出了一种在软交换体系下宽带异构网络间的互通模型和实现方法，并给出了采用此方法的两个互通实例，最后阐明了该方案的具体优点和现实可行性。

关键词：

软交换；宽带网关；互通

ABSTRACT:

To realize network interoperability is a pressing problem, but limitations and unfeasibility exist in the interoperability of telecom services between broadband heterogeneous networks while using existing techniques. In the paper, a model is presented for the interoperability between broadband heterogeneous networks, along with the implementation methods and demonstration of two real cases. The concrete merits and realistic feasibility are also analyzed finally.

KEY WORDS:

Softswitch; Broadband Gateway; Interoperability

自90年代软交换技术问世以来，由于它结合了传统话音网络的可靠性和IP网络的灵活性和开放性，可以很好地解决从传统的电话交换网向下一代包交换网过渡的问题，为新兴运营商进入话音市场提供了有力的技术手段，也为传统运营商保持竞争优势开辟了有效的技术途径，因此在短短几年内就获得了迅速的发展，初步显示出其广泛的应用前景。特别是最近两年来，软交换已逐步进入商用阶段。作为下一代网络的解决方案，必须考虑到商业运营的技术要求和可行性。

随着数据网在全球范围内的大规模建设，现有的网络结构和存在形式也越来越复杂。这些不同形态、不同结构的网络，存在着业务互通的问题。特别是在软交换体系下，数据网不再是简单地提供数据和承载业务，越来越多的电信业务(包括多媒体业务、多业务融合型业务)将应用到数据网上，因此对网络间的互通要求越来越高。如何解决电信业务在宽带异构网络间的互通，已成为非常突出的现实问题，这也是基于软交换的下一代网络最终走向大规模组网和全面商用必然要解决的关键问题。

1 异构网络的互通问题

1.1 网络互通要求

异构网络的范围较广，如窄带PSTN和IP网就是一种异构网络。本文中所讨论的异构网络，主要是指各种不同网络规划、不同地址划分以及不同承载方式的宽带网络。电信网络是业务网，异构网络间的互通不同于一般数据网络之间的互通。异构业务网络间的互通涉及两个方面：一是信令的互通，一是媒体的互通。

1.2 现有技术的局限性

目前各种IP电话协议本身只是描述了呼叫控制和媒体网关控制的方法，以及对资源的管理、业务的实现等，明确定义了窄带和宽带电话网络的互通模型和方法，如采用媒体网关(MG)来实现PCM(脉冲编码调制)码流和RTP(实时传输协议)流的转换，由网关或由软交换控制网关实现窄带侧和宽带侧媒体端点的绑定，但对宽带异构网络间的互通没有现成的解决方法和描述，最典型的就是网络地址规划问题造成的互通障碍。

NAT(网络地址转换)技术被用于网络地址的变换。通过地址翻译，可使内部网络的主机透明地访问外部网络，由处于网络边缘的路由器或防火墙根据地址映射表，将数据包的IP报头进行转换，地址映射表可静态配置，也可动态生成(分配)。显然该技术可用于两个宽带异构网络，如两个不同规划的IP网间的互通。但NAT技术有很大的局限性，对于一般的数据业务，NAT可以实现业务的互通；对于端到端应用，需要保留映射关系的应用，对最典型的电信业务而言，NAT设备则无法保证业务互通的透明性而实现此类业务的互通。

2 软交换体系下异构网络的互通模型

2.1 软交换的体系结构

软交换系统是基于分层网络结构模型的，这种结构的设计思想就是按照统一的网络结构向用户提供不同的业务应用，分为边缘层、核心传送层、控制层、业务层。整个系统基于控制与承载相分离的思想，将MGC和MG从逻辑和物理上均彻底分离。通过不同的MG接入各种设备(包括PSTN、ISDN、PLMN等传统电话设备)，再使用软交换来统一对这些MG进行控制，从而便于引入各类新的业务，真正实现业务和网络分离。

在软交换体系下，位于边缘层的各个网关的功能变得更纯粹，如媒体网关只是在软交换的控制下实现媒体的连接控制和转换。网络的智能集中在软交换上，软交换作为核心控制设备，完成各种呼叫控制、信令处理、协议适配和媒体网关的控制，以及网内各种媒体资源的管理，同时向业务层提供开放的业务平台。软交换体系既满足了在下一代以包交换为核心的网络上的电信级运营管理的要求，又保证了业务的开放性和灵活性。

2.2 宽带网关

宽带网关(BGW)是一种特殊的媒体网关(MG)设备，是用于异构网络间媒体互通的关键设备。通常意义上的电话网关被放置在PSTN和数据网间，完成窄带侧媒体端口和宽带侧媒体端口的绑定、PCM码流和RTP流(或ATM信元)的转换。在软交换体系下，MG完全受到软交换的控制，实现上述纯媒体的连接转换。

BGW放置在异构网络间，两侧均为宽带网络。BGW接受软交换的控制命令，在其内部建立两个媒体端口的连接，这两个媒体端口分别对应于两侧不同网络的两个终端的媒体端口。因此，来自一个网络的媒体流汇聚到BGW，经过BGW内部的连接转换，将媒体流转发到另一个网络，这一点和NAT的功能相似。但BGW上的端口映射表是完全根据软交换的指令动态生成的，即建立了互通设备和业务控制设备之间的关联，使得BGW能够满足电信业务的互通要求，而不像NAT设备一样简单地转换地址和转发数据报。

BGW可以采用标准的协议进行控制，如H.248、MGCP等。BGW从逻辑上划分有两种接口通道：一个是信令控制接口，接受软交换的控制命令；另一个是媒体接口，完成网络间媒体的接入。除了在异构网络间进行媒体端口的映射和转发外，BGW还能够支持媒体格式的转换，以及支持媒体流不同承载方式的变换。BGW转发媒体流可分为以下3种情况：

(1)媒体端口的映射和媒体流转发。在宽带网关内部，不需要媒体格式的变换，主被叫媒体能力是互相匹配的，通过BGW的两段媒体流算法格式是完全相同的。

(2)不仅需要在BGW内部建立媒体端口的映射和连接，还需要对进入BGW的媒体流格式采用相关算法作变换，以解决主被叫媒体能力不匹配的问题，此时通过BGW的两段媒体流算法格式是不同的。

(3)业务承载方式的变换。如对实时业务，一侧为VoIP，媒体为RTP流；另一侧为VoATM，媒体为ATM AAL2适配承载，此时BGW需要处理承载层信令，进行媒体的转换与转发。

2.3 互通模型

如前所述，针对宽带异构业务网络的互通，涉及到两个方面：一是信令的互通，即呼叫信令能够跨越异构网络，完成跨网的呼叫控制和路由等功能；另一个是媒体的互通，即当跨越异构网络的呼叫已经建立起来的基础上，实现分属不同网络的终端用户的媒体互通，使得不同网络间的媒体流互相穿透异构网络的边界。媒体互通是和呼叫控制相关联的，因此模型主要涉及两个设备：软交换和宽带网关。

此模型的核心思想是将一个完整的呼叫分解为多个呼叫，将一个呼叫的媒体连接分为多个媒体连接来实现网间互通。软交换完成信令互通和跨网的呼叫控制。在软交换的控制下，BGW完成跨网媒体端口的映射和媒体流的转发。该模型符合业务与网络分离、控制与承载分离的架构。

软交换可以和某一个终端用户处于同一个网络内，也可以独立于所有终端用户，单独放置于一个网络内。软交换能够提供多个逻辑上独立的网络接口，分别连接到需要互通的多个异构网络中。软交换完成呼叫控制、所属媒体网关的控制和其他呼叫控制设备信令互通等，实现跨越异构网络的呼叫建立、呼叫监视、呼叫释放等。为处理来自不同网络的呼叫信令，需要对进入软交换内部的呼叫信令进行标识区分。当一个两方呼叫发生在两个网络间，通过一个BGW实现互通，则整个呼叫由两个呼叫组成：第1个呼叫建立在主叫终端用户和BGW间，第2个呼叫建立在BGW和最终被叫用户间。从网络上看，媒体连接也分为两段：一段为主叫终端到BGW上对应于主叫用户的媒体端口的连接，另一段为BGW上对应于被叫用户的媒体端口到被叫终端的连接。如果呼叫跨越多个异构网络，则就会有两个以上的呼叫和媒体连接，则可能需要多个BGW来实现媒体的互通，涉及的软交换也可能有两个以上来协同完成呼叫控制。

此模型的BGW实际上仍然是纯粹的媒体网关，只负责异构网间纯媒体的连接，并不关心整个呼叫的建立，也不关心媒体由几段组成，所有的多个呼叫建立、维护、释放、媒体端口的指派等均由软交换完成。因此从呼叫层面上看，跨越异构网络的一个呼叫，实际上被分解为多个呼叫而实现；从媒体连接来看，一个呼叫的媒体连接由多个媒体连接组成。其具体实现方法如下(如图1所示)：

(1)软交换收到主叫用户的呼叫请求，分析若为跨异构网络的呼叫，则进入特定呼叫处理流程。

(2)软交换控制在BGW内部，创建两个媒体端口，一个对应于主叫用户，另一个对应于被叫用户，BGW对应于主叫终端一侧的端口媒体能力满足主叫终端要求。

(3)软交换控制被叫终端，在被叫终端内部创建一个媒体端口，并完成被叫终端BGW被叫一侧端口的对应，完成主叫用户和被叫用户媒体能力的协商。

(4)若主被叫用户的媒体能力匹配成功，则完成呼叫建立以及被叫用户响应，媒体流通过BGW转发，媒体互通；若主被叫用户的媒体能力不能匹配，则由BGW对应于主被叫侧的端口，分别满足主被叫终端的媒体能力、被叫用户响应，不同格式的媒体流在BGW内部进行转换后再转发，媒体互通。

(5)呼叫结束，释放所有媒体连接，软交换生成详细记录存储并送往相关处理设备，BGW上报统计数据。

3 应用实例

(1)实例1——两个软交换分别控制不同规划的IP异构网络

如图2所示，软交换之间采用SIP-T进行呼叫信令的互通，BGW为H.248网关，由其中一个软交换控制。软交换通过物理网口同时接入本端和对端网络，即在软交换内部实现信令的处理和互通。软交换通过H.248控制宽带网关，在BGW内部建立两个RTP端口的连接：一个是本端网的，对应于本端网内一用户的RTP端口；另一个是对端网络的，对应于对端网络由对端软交换指派的一个RTP端口。BGW将IP地址、端口进行替换处理，将RTP流重新定向，这样就可将两个不同网络、不同IP地址和RTP端口的媒体流在该网关内转化互通。在整个处理过程中，宽带网关BGW只负责纯媒体的互通，不涉及到呼叫信令的处理，和对端网络的物理节点之间只有纯媒体的连接。

(2)实例2——软交换控制的网络和现有H.323网络的互通

现在网络上有很多H.323网关，主要构成传统的IP电话长途网。在建设新一代基于软交换的宽带电话网时，两个网络的互通成为必须解决的问题，因为这些网络都不是统一规划的。与上例不同的是，其信令处理方式和协议实体的关系发生了变化。

为实现两者互通，支持H.323协议，软交换以及它所控制的媒体互通节点(宽带网关)逻辑上合在一起，构成一个虚拟的H.323网关，即一个在网络上对等的H.323协议实体。软交换还要实现与H.323网络的信令互通，负责向对端网守(GK)发起注册、许可和状态协议(RAS)请求，与对端GK或GW交互Q.931信令，进行呼叫控制，建立H.245通道，协商媒体能力与媒体通道。软交换支持GK路由信令和网关直接路由信令，当GK路由信令时，软交换与对端的信令交互都是软交换通过GK直接完成的；当网关直接路由信令时，除RAS由软交换向GK发起外，其它H.323信令都是软交换与对端H.323GW直接交互完成的。同样，软交换通过物理网口，同时连接到H.323网络和本端下一代网络(NGN)，在设备内部做信令的区分、处理和互通。

宽带网关仍然单纯地实现两个网络的媒体互通。软交换通过H.248控制宽带网关，在该网关内部建立两个RTP端口的连接：一个是本端NGN网的，对应于本网内一用户的RTP端口；另一个是H.323网络的，对应于H.323网关的一个RTP端口，将两个不同网络、不同IP地址和RTP端口的媒体流在网关内转化互通。

4 结束语

综上所述，本文提出的软交换体系下宽带异构网络间的互通模型具有以下优点：

(1)整个模型完全符合业务与网络分离，控制与承载分离的下一代网络的架构和思想。

(2)其组网方式灵活。由于将媒体和控制分离，因此软交换和BGW可灵活组网，使得一个软交换可以实现多个网络的呼叫控制。BGW也可实现两个网络以上的媒体互通。

(3)其适用范围广。该模型适用于电信业务在公网和专网之间，不同专网之间的互通；不仅适用于业务在IP网络之间，也适用于IP网和ATM网之间的互通。

(4)该模型满足和传统IP电话网络设备、基于会话启动协议(SIP)网络的互通和组网的要求。

(5)该模型满足多媒体业务的要求，实现多媒体业务在异构网络间的互通。□

(收稿日期：2002-06-10)

参考文献

1 洪钧,李爱军,徐勇积.软交换技术的应用及面临的主要问题.电信技术,2002,(1)

2 赵慧玲,单秀云.下一代网络的研究.中兴通讯技术,2001,7(S0):28—34