软交换

市场选择移动软交换向全IP演进
从TDMA（Time Division Multiple Access）网络到GSM网络再到WCDMA网络的迅速演进使得移动运营商开始采用软交换网络构架，希望借此来将网络演进成本达到最小化。运营商不愿意部署在不远的将来不支持WCDMA/CDMA2000升级版本的网络设备。同时，软交换技术还具有节省投资费用和运营费用的优点。基于软交换的移动网络设备跟传统电路交换MSC相比，占地面积可以节省约80%，电力消耗减少约70%。
因此，运营商希望使用软交换解决方案完全替代传统的MSC。在软交换解决方案中，MSC服务器扮演的角色跟固定软交换中的Class 5软交换比较类似，但是它必须兼容GSM和WCDMA标准，并且能够对无线接入网络（RAN）和移动终端用户进行控制，如图1所示。

图1. 移动软交化替代传统MSC
技术考虑
从移动技术发展的角度来看，软交换是基于WCDMA R4版本革新的核心网技术，能够兼容GSM，WCDMA R99版本和CDMA2000等标准。
2G
当今的移动网络大都在二十世纪八十年代或者九十年代部署的，移动交换中心（MSC）是数字化的；时分复用（TDM）交换机也在过去通过升级和扩容来适应用户增长的需要。服务许可和鉴权是通过归属位置寄存器和访问位置寄存器来管理的。无线接入网由基站（BTS）和基站控制器（BSC）组成。
跟PSTN相似，MSC通过提供物理和逻辑连接在两个终端之间建立话路。在运行过程中，所有的应用软件被整合适用于MSC设备的私有模式。虽然语音被转成ATM单元或者IP包在移动运营商的汇接网络上传输，但是RAN和MSC仍然是基于TDM技术的。
3G
到目前为止，3GPP已经发布了3个WCDMA版本： R99，R4和R5。尽管R99版本已经能够提供高速数据接入和多种2G网络所不能提供或者不是很经济的新业务，但是语音仍然是R99网络的承载主要业务。R99指定ATM作为语音传输的技术 ，定义了lu-cs作为RAN和核心网，或者媒体网关和PSTN之间的接口。而且，来自移动电话的语音经过自适应多码率编解码器（AMR）进行编码后传输，该编码器由八个不同的声码器码率组成，从而优化了移动网络的性能。
3GPP在R4版本中引入了分离结构的软交换结构：将传统的MSC分离为媒体网关（主要提供传统MSC的交换功能），和MSC服务器（主要实现传统MSC的呼叫控制功能）。此结构跟在VoIP网络中，将Class 4和Class 5 传统电路交换分离为媒体网关和软交换比较类似。R4版本中还说明在R4版本的核心网中，信号和语音可以在TDM，IP以及ATM网上传输，这是2G核心网和WCDMA的R4核心网最大的区别。
移动软交换全IP演进
从技术的角度来看，In-Stat认为移动核心网沿着以下三个阶段来演进，如图2所示：

第一阶段：TDM交换（2004年以前），基于TDM连接的传统交换中心。
第二阶段：移动软交换（2004年至2012年），分离结构，支持TDM，ATM和IP承载，演进到全IP平台。
第三阶段：全IMS（2012年以后），IMS（IP多媒体子系统）将会全面替代核心网中的电路域，所有的实时业务和非实时业务都会在IP承载网上传输。
因此，移动软交换的技术演进有以下两个特点：
1） 全IP演进
2） R4版本的移动软交换将会在未来很长一段时间内与R5（R6）/IMS共存发展
全IP演进
In-Stat发现尽管R4软交换核心网可以使用多种类型的承载网，但是大多数移动运营商更倾向于IP承载网，而非TDM和ATM。IP承载可以与WCDMA技术演进的趋势保持一致，从传统的电路交换演进到全IP传输平台。In-Stat预测IP承载在移动软交换部署中的渗透率将会从2006年的15%上升到2011年的92%，如图3所示。
而且，IP承载将会有益于使网络更加扁平化，媒体网关不再需要层次化的网络结构，语音可以通过媒体网关进行端到端传输，而不再需要通过复杂的层次结构。另外，终端对终端的语音通信可以直接使用TFO（Tandem Free Operation）或者TrFO（Transcoder Free Operation）方式进行传输，以达到减少时延以及提高语音质量的效果。当采用TrFO时，媒体网关则实现了ATM交换的功能。

图3. 移动软交换IP渗透率趋势
此外，3GPP还设计了基于IP承载的R5版本的核心网，从ATM核心网整体转变为全IP核心网来提供语音、数据和多媒体服务。R5版本中界定MSC服务器分解为媒体网关控制功能（MGCF）和呼叫状态控制功能（CSCF）；该实体尽管处理多媒体语音控制，而不是语音呼叫控制，但是它仍然属于软交换的范畴。同时，SIP协议应用于MGCF，CSCF和其他媒体服务器之间，提供呼叫控制信令功能。
In-Stat跟多家运营商交流后，发现绝大多数的运营商认为IP承载功能是软交换是最重要的特性，它是向全IP的IMS网络演进的基础。
向IMS演进
在3GPP的R5版本核心网中引入了IMS，它能够为IP多媒体应用提供灵活的服务构架。但是R5版本中的IMS还是主要停留在全IP多媒体构架上面，没有太多具体的应用。在随后2004年12月冻结的R6版本中，IP多媒体应用范围在IMS平台上被扩充；跟R5版本相比，增加了计费系统的改动以及支持无线局域网（WLAN）接入。
In-Stat认为，基于R4版本移动软交换的BICN演进与R5版本IMS发展是相对独立的，这两种技术版本将会在未来很长一段时间内共存。R5版本IMS是基于分组域（PS）来提供多媒体服务的，而R4版本的BICN是用来替代R99版本中的电路域（CS），因此，他们之间不是替代关系。R99版本的CS域演进到R4版本的BICN以及将R5版本的IMS引入PS域是两个不同的过程，运营商应当考虑的是如何利用R4版本的BICN和R5版本的IMS的优势，选择合适的切入点部署3G网络。

理论上来讲，IMS能够完全取消CS域，但是，In-Stat认为这个过程会比较长。目前IMS语音仍然存在许多问题：1）在频谱利用率上，R5版本IMS要低于CS域；2）R5版本的IMS实时业务将会对IP技术的QoS提出很高的要求，并且WCDMA标准还没有定义RAN，PS，IMS节点的QoS控制机制，这将不能够保证从WCDMA到PS再到IMS承载层的QoS，因此实时业务的QoS只能够依赖承载层自身的QoS保证机制（如：MPLS）。如果R5版本的IMS不采取分离的IP承载网络，将会花费很长时间大规模的提供实时业务；3）R5版本IMS的终端对于IP地址，带宽和计算能力的要求使得手机成本大幅增加，而且R5版本的IMS终端远不如普通的WCDMA终端成熟。所有这些限制了R5版本的IMS商用部署。
综上所述，In-Stat相信R5版本的IMS在未来一段时间内将不会替代R99或者R4版本的CS域，而基于扩展性以及成本优势的考虑，R4版本软交换架构的核心网是一个短期内不可逾越的阶段。
2007年华为持续引领全球移动软交换市场
发布时间：2008.05.16 16:07     来源：赛迪网    作者：赛迪网
【赛迪网讯】华为技术有限公司（“华为”）近日宣布，华为移动软交换在2007年全球市场表现优异，以43.7%的市场份额位列全球第一。 据国际电信咨询公司In-Stat的专题报告《移动软交换市场2008更新：高增长，新价值》显示，全球移动软交换（包括GSM/ WCDMA /CDMA软交换）2007年的出货量达到9.23亿线。华为市场份额达43.7%，名列第一。 当前，全球移动软交换市场日益成熟，越来越多的北美、欧洲、中东和亚太的运营商已经将其核心网络升级到软交换平台，全球85％以上的2G/3G新建网络已直接部署软交换平台。华为软交换因其成熟、高品质和始终领先的解决方案而倍受全球运营商青睐。 作为全球All-IP移动核心网的领导者，华为坚持持续创新，不断将新技术与新特征添加到软交换解决方案中，比如嵌入式IMS功能、固定移动融合功能、增强型的MSC POOL等。目前，华为建设了全球规模最大的IP移动软交换网络，拥有最广泛的IP核心网应用经验。 凭借成熟的产品以及丰富的市场积累，华为移动软交换已全面进入欧洲主流运营商市场以及北美市场，成为全球TOP运营商的首选解决方案。截至2008年第一季度，华为GSM/ WCDMA /CDMA移动软交换已经服务全球7.3亿用户，规模应用到全球90多个国家140多个运营商，包括Vodafone、法电Orange、Telefonica、中国移动、中国联通、荷兰KPN、印度Reliance、TATA、Etisalat、巴基斯坦Telenor等。
软交换市场年增长率65% NGN商用部署加快
发布时间：2004.09.03 09:19     来源：赛迪网-中国计算机报    作者：李瀛寰
日前，据国际著名咨询公司Dittberner的报告称， NGN已从实验、探索阶段，逐步入规模商用的时代，而华为等中国设备供应商正成为这一进程的领路人。 近年来，以软交换和分组交换技术为核心的NGN下一代网络发展和部署成为电信业界最关注的热点。因为它所涉及的不仅仅是哪一项单一的电信网络技术，而是关系到整个通信网络的未来构架和发展方向。因此，全球各大电信运营商和设备提供商、标准组织以及业务应用开发商都积极投身于NGN技术研究和网络发展。 越来越多的迹象表明，NGN技术经历了2年多的试验与商用部署，其产业化进程已呈现出大规模、高增长的态势。2003年全球NGN软交换市场增长了40%。根据In-Stat/MDR预测，全球主流电信运营商在接下来的几年内会扩容NGN网络，使软交换市场持续保持较高的增长率，预计在2003年到2008年之间，全球软交换市场年增长率将在65%上下浮动。（T107）
全球软交换市场现状及预测
软交换是下一代网络的最主要组成部分，软交换是一个开放标准的软件，它能够在一个开放式的计算平台上执行分布式的通信功能，而且拥有传统的TDM电话交换的功能。软交换能够整合语音、数据与图像，它能在不同的网络之间如无线与有线系统之间进行协议转换。软交换也支持了较经济的VoIP。运营商在容纳了如SS7这样的传统交换协议的同时能够很容易的增加附加价值。软交换在标准的开放式的计算平台上运行的同时，将4级5级电话交换的功能与VoIP网关合并起来。开放式的计算系统利用了许多厂商都提供的普及的、标准化的部件与系统.
1、软交换能够使通信功能得到整合
通过标准的通信协议，例如IP，可以在应用软件、媒体、管理平台和多种系统的网络控制层之间进行通信。媒体网关控制器（或软交换）连接了PSTN和IP网，并且管理语音、传真、数据和视频的通信量。下一代网络包括软交换、媒体网关、信号网关和服务管理平台。媒体网关通过不同的协议把网络连接起来，如：PSTN语音和IP数据网。软交换控制语音包创建了分程序、有效的用户帐户、提供了服务接入、发送信号消息并且管理网络的有效性。为了能够通过数据包网络进行传输，信号网关把电话信号信息进行了翻译。服务管理平台支持用户数据库、电子商务、计费和分布式智能数据网络的搭建的管理服务。
2、软交换给服务提供商和终端用户带来的好处
◎ 新的收入机会
软交换能够把语音、数据和视频应用整合到业务中提供完全崭新的服务，这些都是高附加值的服务，并且有很高的增长空间。运营商必须简单地定义新的网关和设备服务器，并且添加新的协议、目录和客户服务。IP电话会议就是新服务中的一种，能够实现传统电话的功能，费用低廉。ISP使用软交换还可以提供其他的电话服务。
◎ 加快上市时间
利用软交换不但构建服务框架非常迅速，而且后续服务的推出和升级也非常快。
在传统电话时代，上市时间是非常重要的。第一个市场进入者能够获得30％的市场份额。在下一代网络时代，早期的行动者能够获得80％多的市场份额。
◎ 用户的保有率增加
由于下一代网络所提供的新服务会影响用户业务的发展，所以用户与服务提供商的关系会越来越紧密。
◎ 降低建设网络的费用
运营商对软交换的等级划分可以替代现存的第4类、第5类交换机，因为他们价格相对低廉，会有更多的服务提供商出现。由于软交换的定价遵循的是软件授权许可模式，而不是交换机的定价模式。新的进入者可以在最初的时候只买适用于几百用户的授权许可，然后再随着用户的增长进行升级。
◎ 有效的网络管理
软交换也可以使公司更有效地管理各自的网络。除了实时监视和调整交换性能，也允许偏远地区的接入功能升级和中央位置的配置修改。
◎ 软交换使服务得以改进
软交换能够非常容易地进行升级也是它被接受的一个主要原因。通过在应用服务器中进行软交换的升级或配置第三方提供的模块来添加新的服务，运营商可以非常快速的推出新的服务并且花费的费用比传统模式低得多，这些新的增值服务提高了公司的竞争力。
3、服务提供商对软交换的需求
服务提供商对软交换的需求包括：
◎    可靠性
◎    实用性
◎    可升级性
◎    性能价格比
◎    降低成本提高管理效益
◎    传统网络间的相互兼容性和以往投资的再利用。
◎  提供灵活、有效且节约成本的服务。
通信网络对于系统的可靠性和实用性的要求一直都是很高的。随着下一代网络的发展给商务和人们生活带来了很大的促进和提高，下一代网络的要求会更高。目前的交换是软交换最基本的功能。软交换要和PSTN进行融合操作，则必须和现在的系统与协议相互兼容，如SS7，H.323等。并且要为当前的电话系统提供高可靠性。为了适应快速发展的IP时代，软交换必须无缝集成多厂商的产品和多种技术解决方案，而形成一个具有增强功能和服务的网络，使服务提供商能根据要求升级，并使服务个性化。所以必须提供一种运营商级的软交换才能达到这种目的。
4、运营商级软交换要求
运营商级的软交换要求如下：
◎  具有容错能力
◎  NEBS Compliance (99.999%可靠度)
◎  热升级能力
◎  包括计费能力与操作管理能力的兼容
◎  可升级性
◎  7×24的全球技术支持服务。
容错功能必须集中，下一代网络的分布式功能能够保持容错能力。软件在不同的硬件上运行应该相互独立运行并且能够全面检查网络状况。如果一点产生问题，其他点上能够立刻发现问题并且进行相应的处理，保证网络的正常运行及用户的电话安全。
构建于不同系统上的热升级能力使分布式软交换结构得到扩展。由于系统内的一些应用可以实现均衡负载，任何系统的升级都不影响服务的进行。这种开放式的架构使软交换的升级变得更加容易。因此运营商能够根据自己的需要迅速地增加系统能力或新功能。
由于该系统的广泛的实施和应用，全球性的技术支持是必须的。对于运营商而言要获得7×24的全球性技术服务保障，就要挑选最有实力的厂商。由于服务和注册用户的迅猛增长，所以运营商对此的要求会越来越高，所以他必须和全球有实力的厂商合作构建网络，满足用户的需求。
5、市场预测
Frsot & Sullivan认为目前参与软交换市场的竞争的厂商主要有两类，第一类是传统的电信厂商，如北电网络和朗讯，另一类为计算机和网络行业的厂商，如Sun, Cisco和3Com.
还有一些新的厂商以小公司为主，主要提供单一的应用服务，如Internet卸载或转换卸载。这些公司的目标客户都比较小。由于他们经常更换服务市场和产品方向，市场对这些公司的认同度都不是很高。
到目前为止软交换市场收入的大部分来自互联网、交换下载以及交换迂回。这些细分市场的著名厂商包括Sonus, Salix,朗讯,北电及IP Verse。
到目前为止，运营商对于软交换技术投资是为了节省成本。互联网或者交换下载以及交换迂回是为了减少运营成本。将来，运营商对于软交换技术投资是为了新的收入增长点。2001年，服务提供商将在全球投资8,900万美元于软交换技术。服务提供商当年就可以在新实现的服务收入中得到超过该投资三分之一的回报。2002年，运营商投资7.95亿美元于软交换技术，该投资将实现服务收入超过10亿美元，该投资将已经是正向的现金流。2006年，运营商投资390亿美元于软交换技术，该投资将实现全球服务收入850亿美元。该数据阐述的最重要的信息是服务收入将以怎样快的速度超过投资。在着重审视现金流，以及市场资本化与股东价值将是那种审视的一种功能之时，部署软交换的服务提供商比没有部署软交换的提供商能以更快的寻求正向现金流。较之传统的4类与5类电路交换机相对低的软交换初始资本投资，以及随着用户增长而增加的投资的许可定价模型，都推动了加速的投资回报。而且，更高利润，更高价值的服务创新带来的附加收入产生了更高的长期回报。
出自：Frost & Sullivan（中国）
日期：2002-11-12 17:37:35