1、引言

随着信息化进程的不断推进，人们已越来越不满足于现有GSM网络以窄带方式提供的单一语音服务，提供宽带化、智能化、个人化移动多媒体服务的需求日益剧增。

下一代网络泛指一个以IP为中心，可以支持语音、数据和多媒体业务融合全新的网络。3G不是现有移动网和IP网的简单叠加，也不是单项节点技术和网络技术的结合，而是整个网络框架的变革，是一种整体方案。软交换SoftSWitch正是构建在以IP为中心，可以支持语音、数据和多媒体业务的融合方案。基于软交换技术和IP技术构建出分层开放的体系架构全新的网络平台，在3G中占有极为重要位置。

2、软交换的体系结构

软交换体系结构是目前面向网络融合的新一代多媒体业务整体解决方案，具有层次化、呼叫控制与承载分离、快速开发业务、集中部署业务等特点，可以向用户提供包含PSTN话音、无线话音、基础数据、多媒体数据等各种业务。通过优化网络结构，不但实现了网络的融合，更重要的是实现了业务的融合，使得包交换网络能够继承原有电路交换网中丰富的业务功能，同时，可以在全网范围内快速提供原有网络难以提供的新型业务。

在软交换构建的开放体系架构中，通过呼叫控制与媒体交换/承载的分离，实现了开放的分层架构，各层次网络单元通过标准协议互通，可以各自独立演进，以适应未来技术的发展。软交换主要包含两个层次：

◆媒体网关层：根据组网的位置，可分为接入媒体网关(提供接入适配功能)、中继媒体网关(提供与其他网络互通的媒体流转换功能)、资源媒体网关(提供特定媒体资源)。

◆呼叫控制层：由信令网关(提供中继信令SS7在IP网上的传输适配功能)和呼叫控制服务器(通过与信令网关和媒体网关的配合实现呼叫的建立、维持和释放控制功能)。

3、软交换的特点

(1)分布式交换降低运营成本

传统电路交换网存在布点多、运行成本和运维人员成本高的问题。而基于软交换的体系结构由集中的MSC服务器/软交换机与分布的媒体网关组成，呼叫控制与话音处理/交换是分开的，媒体网关可以布设在提供最大价值的地方，复杂的呼叫控制被集中在一起。通过部署分布式交换，可以实现灵活的组网方式，可以有效地解决传统组网模式中容量、覆盖和路由迂回的矛盾，便于进行集中维护和管理，有利于降低建网成本和运维费用。

(2)开放智能业务不需对所有核心网网元升级

在2G、2.5G中，由于MSC是单个网元，无论是业务功能升级/部署还是媒体交换能力升级都需要升级MSC。经过升级的MSC要把呼叫控制移交给移动智能网(IN)节点——业务控制点SCP，由SCP执行业务逻辑。这样导致业务提供成本高，MSC实时处理代价高，软件成本高。而在软交换的3GPPR4架构中，媒体网关和MSC服务器的分离使得它们各自可以独立的进行工程实施、扩容和布局。由于业务升级远多于媒体交换能力升级，而采用软交换后，R4中的MSC服务器数量远小于媒体网关的数量，这将带来大量软件升级费用的节省。

4、移动软交换的功能

移动软交换是多种逻辑功能实体的集合，提供综合业务的呼叫控制、连接以及部分业务功能，是3GPPR4及以后阶段软交换系统核心网中的电路域实时语音/数据业务呼叫、控制、业务提供的核心设备。其主要功能包括以下几个部分：

(1)移动性管理功能

主要完成切换(包括UMTS系统内、GSM系统内以及GSM与UMTS系统间的切换)、登记和移动台去话功能。还具有VLR功能，包括用户数据管理、位置登记、鉴权、提供MSRN、VLR恢复、切换号码分配、TMSI分配、清除、SuperCharger功能。

    (2)安全保密功能

支持用户鉴权、TMSI使用和用户信息加密。

(3)呼叫控制和处理功能

移动交换服务器可以为基本呼叫的建立、维持和释放提供控制功能，包括呼叫处理、连接控制、智能呼叫触发检测和资源控制等;接收来自业务交换功能的监视请求，并对其中与呼叫相关的事件进行处理;支持基本的两方呼叫控制功能和多方呼叫控制功能。

(4)其他功能

包括协议处理、互通、资源管理、计费、认证与授权、号码分析/地址解析、媒体控制等

5、软交换在3G核心网中的应用

3G制式有WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三种。在这三种制式中，WCDMA和TD-SCDMA的标准由3G标准化组织3GPP制定，CDMA2000的标准由3G标准组织3GPP2制定。

UMTS及TD-SCDMA较好地考虑了对GSM系统的兼容，成为我国GSM运营商的首选标准，可采用两者之一或混合组网方式。由于两者分别基于FDD及TDD模式，因此在应用上各有所长、各有所用，是互存、互补的关系。

核心网标准主要有基于GSMCCS7和ANSI-41两种核心网。一般情况下，WCDMA和CDMATDD对应于GSMCCS7核心网，CDMA2000对应于ANSI-41核心网，但目前的标准允许任何无线接口同时兼容两个核心网，这样可以通过在无线接口上定义相应的兼容协议来接入不同的核心网。

GSM交换网向3G核心网的演进。3GPP组织主要负责制定基于GSM的核心网、以WCDMA和CDMATDD为无线接口的标准，到目前为止已经有四个版本，即R99、R4、R5和R6，这里着重讨论核心网部分。

5.1R99网络结构

R99是比较成熟的版本，其无线接入部分采用全新的3G接入网(RAN)，核心网则在MSC+GPRS的网络基础上演进 可以看出，R99核心网类似于目前GSM交换子系统与GPRS交换子系统的叠加，包括GSM电路交换部分及分组域部分，分别用于支持话音业务及数据业务，完全体现了2G向3G平滑过渡的思想。不同的是，由于无线部分引入了可实现3G业务的无线网，核心网采用新定义的Iu接口与3G无线网相连，包括支持电路交换的Iu-CS和支持分组交换业务的Iu-PS两部分。相对于GPRS，R99增加了服务级别的概念，提高了分组域的业务质量保证能力，增加了带宽;在系统能力方面，目前除了支持GSM/GPRS提供的所有业务以外，还支持下行速率为384kb/s的数据业务;在业务方面，智能网规范提出了支持能力级CS2的CAMEL3。这种组网方式可以延用原有核心网设备，增加无线接入网即可实现3G业务，极大地保护了运营商的现有投资，有利于运营商迅速开展3G业务。