软交换机与下一代网的重新审视

软交换机与下一代网的重新审视殷康近来年，随着国内IP电话技术的迅速普及成熟和市场运营的成功实践，人们对电信下一代网的关注和热情有增无减。很少有人再对IP技术作为电信运营商下一代电信网络基础骨干业务平台提出异议。然而，每当人们谈论下一代网时，往往会集中在软交换机技术上。似乎软交换机技术就是下一代网技术讨论的全部。但是，软交换机技术自身只能提供非常有限的“网络”概念和功能，更谈不上提供下一代网的总体网络体系架构。这使得对下一代网的思考和讨论常常只能局限于软交换机技术的局部结构和范畴。同时，这也使得下一代网的实践和目标出现了一些为技术而技术的盲目和混淆。一些基本概念命题上的逻辑冲突导致了很多人至今仍困惑于软交换机技术、IP电话技术与下一代网之间的相互关系；也有人把IP电话技术与软交换机技术看成是孤立和对立的。因此，笔者认为目前有必要重新审视软交换机技术和IP电话技术的概念以及它们在下一代网中所扮演的角色。关于下一代网中的软交换机概念尽管软交换机（Softswitch）是目前下一代网讨论的热点，然而人们对其概念仍有些似是而非。那么它究竟是设备概念？系统概念？体系概念？还是技术架构？软交换机与IP电话和下一代网的关系究竟是什么？根据国际Softswitch论坛ISC的定义，Softswitch是基于分组网利用程控软件提供呼叫控制功能的设备和系统。据此定义，我们可以清楚地看到Softswitch是典型的为分组网的语音目的而设计的技术实践手段。它更多的是关注呼叫控制功能的设备和系统，其本身不能构成特别的整体组网技术机制和网络体系构架。但是为什么这样一个单纯的概念会使人产生疑惑呢？问题的原因之一可能在于国内许多人将Softswitch译为“软交换”。“软交换”这个翻译术语含义不够明晰，容易给人造成一种逻辑错觉。单从字面上看较难使人分清它究竟是设备系统概念还是体系概念。我国电信业历来将名词属性的switch译为交换机，而将动名词属性的switching译为“交换”。那么为何在此破例？更为麻烦的是，这样一来，中文将难以辨别“softswitching”和“softswitch”的区别。所以，笔者认为，为学术研讨的严肃性，我们应该将Softswitch更为确切地译为软交换机。在正式的书面语中，应明确避免将“软交换”当作软交换机的一种简称。关于软交换机的讨论已经非常多了，人们关于软交换机的技术特征的看法基本一致。软交换机通过MGCP/H.248媒体控制协议技术实现了呼叫控制与媒体承载相分离的思想。所以，国外也有学者将软交换机称为呼叫代理器CA或媒体网关控制器MGC。软交换机概念的提出不仅使下一代网的语音业务功能和与传统PSTN网的交换机功能可以完全透明地兼容，从根本上确保了IP电话技术能够完全替代PSTN网络。软交换机基本上是为在IP网上实现PSTN交换机的功能所特别设计的。传统PSTN网的交换机是垂直、封闭和私有的系统结构，软交换机是呼叫控制与媒体相分离的、基于标准的、开放的系统结构。除此之外，软交换机与PSTN的“硬”交换机还有一些共同的特征。比如说，它们都是相对集中控制和管理的系统设备，其系统中保存了所有面向用户的数据及其呼叫状态信息。这一点使得软交换机受到电信运营商的特别重视，因为只有这样才能满足电信运营要求，对IP分组网的端点接入和与PSTN互通互连实施有效呼叫业务控制和运维管理。特别值得一提的是，为了支持多媒体智能端点接入，一般软交换机还有可能会支持H.323协议和SIP协议来控制管理H.323和SIP端点。这样一来软交换机本身也不能完全地对其所控制管理的所有端点实施彻底的呼叫控制与媒体承载分离。另外，软交换机还必须在“局间”支持H.323和SIP协议来与H.323网和SIP网以及其他的软交换机互联。但是，MGCP/H.248媒体控制协议技术始终是软交换机的基本特征。倘若某一呼叫控制设备系统不支持MGCP或H.248媒体控制协议，就不能将其称为软交换机。业界通常将以支持H.323协议为显著特征的呼叫控制设备称为网守（Gatekeeper），将以支持SIP协议为显著特征的呼叫控制设备称为代理服务器（ProxyServer）。所以，从由软交换机所提供的电话业务和其技术特征来看，软交换机是下一代网络体系中一个重要的组成部分但并没有提供任何网络架构的根本创新。软交换机是下一代网IP电话技术的一种实现手段有人可能会说，IP电话技术是H.323技术，软交换机技术是下一代网技术，它们不是一回事。那么，下一代网的根本挑战究竟是什么呢？下一代网的目标是将语音、数据、视频业务逐渐融合演变并集多种业务于IP网络之上。其中，语音是运营商最普及、最基本和最重要的业务。其市场涵盖的范围最广，其商业收入的影响远比其它业务更大。经过近百年的发展，传统的PSTN技术和TDM网为运营商的语音业务提供了成熟的经营模式和品质标准。数据IP网络原本是为数据业务而设计的，而语音是时间敏感性的业务，在数据IP网络中提供大规模语音业务的IP电话技术是任何运营商在向下一代网过渡过程中所面临的首要挑战。IP电话技术是展示传统PSTN业务可以演进到分组IP网络中必经阶段，任何下一代网的架构如果不能更好地适应IP电话业务都将是无用的。同时，IP电话的呼叫控制架构体系也是任何多媒体业务的基础。所以IP电话架构体系的研究和实践自然成为下一代网架构体系研究中的核心和根本。下一代网的任何试验如果没有IP电话将变得没有意义，而且下一代网的小规模或试验室中的试验意义也非常有限。因为小网的试验模式不一定适合做IP电信大网，试验室的小网试验结果并不一定完全说明IP电信大网的问题。所以只有在大型生产网络中进行IP电话应用的试验结果才能对下一代网的发展起根本性的推动作用。毫无疑问，IP电话技术始终与下一代网的技术和发展紧密相关，在下一代网中提供呼叫控制功能的IP电话技术将扮演极其重要的角色。在下一代网的网络架构体系的讨论中，历来有两种迥然不同的策略思路。一种是主张强调智能的端点和边缘，简单的网络设施。因为端到端多媒体融合的业务的驱动力来源于端点和边缘，下一代网业务的蓬勃创新和繁荣昌盛正依赖于此。互联网的成功也证明了这种思路对多媒体业务的重要性。另一种思路主张，简单的端点和边缘，智能的网络设施。因为只有单纯统一的端点和边缘设备，才有利于规模性经营管理和控制。PSTN网络所提供的语音业务已验证了这种思路商业实践的可靠性。ITU－H.323协议和IETF－SIP协议正是在某种程度上体现第一策略思路的技术体制。而以IETF/ITU－MGCP/H.248协议为特征的软交换机正是体现第二策略思路的实现手段。如上所述，为在更大程度上实现端到端IP电话的电信运营目标，人们为电信运营商设计出软交换机技术机制。IP电话语音业务是软交换机中的最主要、最根本的业务功能。值得特别一提的是，软交换机本身并不直接提供IP数据业务。软交换机可以通过呼叫控制模式和功能的扩展支持视频和多媒体端点业务。软交换机仍需要与其它关键技术和设备来协同开展更丰富全面的视频及多媒体业务。显而易见的是，真正意义的下一代网既需要智能端点业务的创新繁荣，又需要其系统可规模经营管理。下一代网的网络架构体系讨论的难点正在于如何综合平衡考虑多种技术。笔者以为，就目前的技术成熟和发展来看，基于ITU－H.323协议、IETF－SIP协议和MGCP/H.248协议的软交换机都是IP电话和下一代网的实现手段。这三种技术各有区别和特长，需要相辅相成，只有采用融合三种技术的网络架构体系和实现手段，才为上策。下一代网中最普及和最基本的IP电话业务的接入及汇聚节点主要依赖MGCP/H248协议为特征的软交换机技术；下一代网中的多媒体和端到端的融合业务可能主要依赖于ITU－H.323协议和IETF－SIP协议技术；下一代网络架构体系更是得由H.323和SIP网络体系来决定。事实上，正如许多学者早已指出的那样，软交换机也可以看成在H.323和SIP体系下，智能网关分解的结果。这样，三种技术融合的网络架构体系或许就更加清楚了。大规模地实施具备下一代网体系架构特征的IP电话网并使之具备扩展性、可靠性和可运营性是迈向下一代网演进的重要一环。不仅下一代网需要包括软交换机技术、H.323技术和SIP技术等三种技术相融合的IP电话网络体系架构的商业实践，许多与下一代网的运营管理相关的其它问题也都需要通过IP电话网络的运营实施来验证。所以国内电信运营商按照商业和市场的需求首先建设分布结构的IP电话网络，积极开展IP电话业务以验证下一代网的可运营性和可管理性是非常及时和必要的。实践证明，国内电信运营商在过去的几年中有关IP电话各种技术的探索和运营所作的努力与贡献是迈向下一代网目标演进过程中最具有里程碑意义的。“软交换是下一代网的核心”的提法有待推敲和商榷目前下一代网讨论中还有一个流行提法是“软交换是下一代网的核心”。笔者以为这个提法值得推敲和商榷。综上所述，软交换机技术是下一代网中的非常重要而关键的语音业务汇聚节点技术之一。毫无疑问，我们应该给予特别重视和关注。但软交换机的技术特征本身并不提供唯一的、直接的核心网络技术。另外，在概念上，“软交换是下一代网的核心”这个提法将带来一些基本命题上的混淆和逻辑上的困惑。下一代网的核心技术应该从根本上包括支持语音、数据、视频业务等各种网络技术体制。软交换机本身只是局部的设备系统而并不具有全面网络体制架构的特征。尽管软交换机支持智能端点、视频端点和多媒体端点的接入，但并不意味着所有的语音、数据、视频业务都得集中在软交换机上完成实现。理论上讲，即使存在着这种设备的可能性也完全没有必要这样做。因为这种系统不具备任何优势反而存在着一系列整体架构上的缺陷。软交换机技术并不直接提供IP数据业务，软交换机可以支持视频端点呼叫业务，但一般并不能把它看成专注视频会议业务控制的核心设备。软交换机技术主要是为集中的呼叫控制功能而设计的。下一代网还将依赖于其它一系列已有的IP技术和其它应用技术来支持语音、数据、视频等多种业务。在策略上，“软交换是下一代网的核心”这个提法往往容易使人以为软交换机技术等同于下一代网技术，从而将研讨和实践的注意重点只放在单一的软交换机技术及其周边的范围，将未来投资的考虑只放在与软交换机相关的设备和系统上。在技术上，“软交换是下一代网的核心”这个提法往往容易使人寄一切下一代网的期望于软交换机设备上，进而以软交换机为核心来思考构造下一代网，使得有关下一代网的讨论和实践长期仅停留在初级的、局部的、小规模的和个体设备系统技术的概念层面上，从而陷入将软交换机的局部结构作为下一代网的总体网络体系结构的无解之惑。在实践中，围绕软交换机为核心进行组网方式的试验和探讨极容易使人忽视其它下一代网技术的实践和探讨，从而限定了下一代网只能是软交换机互为联接的、所谓全平面网的“无网模式”。显而易见，“无网模式”的下一代网络体系结构只能支持一个或几个软交换机，是不适合电信运营商规模运营的。笔者把这种现象称为软交换机技术实践的“孤岛现象”。在网络结构上，“软交换是下一代网的核心”不能回答诸如下一代网需不需要核心网技术的问题。如不需要，如何避免软交换机的“孤岛现象”，如何解决软交换机之间的协调和互联，如何开展下一代网的全网性的业务等等；如需要，何为下一代网的核心网技术也难以回答。作为业务覆盖全国的下一代网的组建首先应该考虑网络的可运营性，而可运营性包括网络的可扩展性和可管理性，也就是说下一代网体系构架和组网非常重要。我们认为下一代网的网络系统体系结构应该从横向和纵向综合考虑话音业务全网的网络结构。下一代网的体系应该由核心网及位于下一代网接入和边缘位置的端局软交换机所共同组成。其中下一代网的核心网是覆盖运营商服务范围的骨干通信网络。下一代网的核心网络实现各软交换机之间、多运营商之间、不同网络之间的互连互通，实现全网的话务控制及调度；共享集中数据库检索性质的全网性业务，共享业务创作环境，提供全网范围的网络管理等。下一代网的核心网主要提供组网方式、路由策略、话务控制、全网业务创建管理