关于VoIP和软交换的一篇文章

scarlei

从VoIP到软交换的蜕变
(文章摘自www.ctitech.net)

还清楚地记得，2001年北京嘉里中心举行的VoIP中国年会时那人潮涌动的场景，VoIP电信运营市场一片火爆！同样的地点，同样的主题，2002年看到的情景却是会场内寥寥几家参展商互相问寒问暖。然而今年，也许连去年的情景也看不到了。因为，VoIP已经渐渐离开了运营商，投入企业级用户的怀抱，空下的位子，何时能让软交换坐稳呢？

长途篇

走过春天的VoIP

　　有关数据表明，今年3月，全国IP电话国内通话时长达到173亿分钟，同比增长54.1%；国际通话时长达到2.23亿分钟，同比增长54.5%。而同期普通国内长途电话通话时长为128亿分钟，同比下降6%；国际电话通话时长为1.04亿分钟，同比下降0.8%。IP电话话务量仍在不断增长，并且超过了普通长途电话。

　　然而，VoIP设备商们却笑不起来，从2002年开始，国内VoIP网络的建设突然减缓，国内运营商重新选择传统PSTN设备建设长途电话网络。除了国际电话外，运营商基本没有计划新建或大规模扩容VoIP长途网络。VoIP设备商们眼里的电信级VoIP应用的春天如北方的春天一般短暂，然而迎来的却不是盛夏。

　　回顾VoIP在国内的发展，1999年VoIP开始在国内大规模推广，吉通、联通、网通都推出了IP电话卡业务。短短的两三年时间，VoIP就直接威胁到传统长话业务，中国电信和中国移动不甘于自己的份额被蚕食，也加入IP电话的大战中来。其实IP电话占领市场的主要原因很简单，就是资费比传统长话要低得多。

　　最初的两方面原因直接推动了运营商采用VoIP技术：一是对新技术的崇尚和对未来的憧憬，上世纪90年代末期是计算机和网络通信技术发展的顶峰时期，对新技术不切实际的狂热追求比比皆是；二是执照问题，当时吉通、联通和网通只有VoIP长话的执照，不能经营普通长途电话业务。随着时间的推移，上述推动因素已不存在。

　　网络泡沫的破灭使运营商更理性的看待新技术。一项新技术是否能生存甚至替代原有技术，关键看两点：首先，是否能产生新的收入或者说带来更多收入；其次，是否能降低成本。依目前国内的情况来看，VoIP难堪此重负。

VoIP不能带来新收入

　　VoIP作为一项新技术能带给设备商和运营商很大的想象空间：新业务层出不穷，增值业务可以带来源源不断的收入。被谈论了很久的增值业务包括：统一消息（Unified Message）、号码可携带（LNP）、One Number、PC to Phone、Internet Call Waiting、Voice Portal等等。任何一个VoIP设备商都可以列出多达数十项的功能清单。这里没有必要对这些功能详述，只需要注意这样一个事实：这些功能绝大部分从没有带来过收入，有收入的基本上也都是象征性的。原因有很多，有的因为功能技术不成熟；有的因为不符合国内用户的使用习惯；有的则是由于受政策限制。

　　事实上，VoIP设备商所列举的大部分功能在传统智能网上也是可以实现的，而且很多VoIP的增值业务实际是通过与SS7信令网互通，由传统智能网来提供的。所以，在增值业务上VoIP与PSTN相比没有特别的优势，至少在目前是这样。目前的实际情况是VoIP仅仅提供了长途旁路业务。

VoIP不能降低运营成本

　　VoIP向多网合一的远景迈出了一大步，真正把语音和数据集成在一张网里，这意味着只需要建设和维护一个网络就可以提供以前多个网络支持的业务，建设和运维的成本都降低了。

　　VoIP具备语音压缩、带宽统计复用的能力，相对于传统PSTN网络带宽利用率更高，节约了传输成本。运营商期待VoIP能大幅降低长途语音成本。

　　而实际上的VoIP网络运营跟最初的设想差距很大。国内大部分运营商的VoIP网络承载在专网上，即专门为VoIP建设的IP基础网络。原因很简单，只有这样才能保证服务质量和系统安全。如果IP承载网络的质量不能保证，VoIP的质量也无从谈起。IP网络的QoS一直是让人头疼的难题，解决的方案不少，要么效果不理想，要么可操作性不强，最简单的办法就是为VoIP建一个独立的IP专网。安全问题同样不可忽视，与QoS类似，专网是最彻底的解决办法。所以大部分运营商还是选择了为VoIP建专网。对于运营商来说，网络不但没有减少反而增加了，过去的语音、数据两张网变成了传统语音、语音IP、数据IP三张网。另外，主流VoIP厂家的设备通常不能互通，原因涉及技术和厂家利益问题，结果就是不少运营商有多个独立的VoIP网，这些VoIP网的互通只能由电路交换机来完成。还有一个不能忽视的问题，作为一项新技术，VoIP对运维人员的要求远比传统交换机高。这实际都增加了VoIP的运维成本。

　　另一个很重要的原因是，由于近几年光传输技术的突飞猛进，传输设备容量成倍增加，价格却不断走低。经过几年的大规模建设，国内运营商长途电路成本降低，并有很大的富余量。运营商对提高国内传输利用率的积极性不高，VoIP的吸引力也相应减弱。国内的主要运营商没有必要为了VoIP而VoIP。

　　此外，由于是新技术，而且初期的VoIP设备主要来自国外厂商，所以对比国内的传统交换设备，VoIP设备很昂贵。总体来看，VoIP在现阶段的应用并没有多少成本上的优势。

雾里看花 难分真假

　　VoIP提供的业务与传统长途电话并没有什么不同，唯一的区别可能就是VoIP的服务质量更差，主要体现在语音质量、接通率上。虽然说VoIP产品和技术不断成熟，与PSTN相比还是有差距。VoIP抢占市场的杀手锏就在于资费，是什么原因使VoIP有更低的资费标准呢？主要原因不在成本，而在政策上。国内的长途资费虽然最近几年做过几次调整，降低了资费标准，但跟设备和运维成本的下降相比则调整得远远不够。近十年来随着技术的发展，与计算机产品类似，电路交换机、传输设备的性能、容量不断提高，价格不断降低，运维成本也有减少。国内的长途资费还有很大的利润空间，而VoIP就是由于这种利润空间得到迅猛发展。VoIP资费只有PSTN长途资费的30％~50％，尽管如此，VoIP还是有合理的利润，各运营商都在VoIP上获得了丰厚的回报。

　　部分运营商不愿市场被对手的低价VoIP抢去，又有很多富余语音电路资源，最简单实际的办法就是利用PSTN资源，以VoIP的名义降价。已经部署VoIP网络的运营商也发现VoIP并不能有效降低成本，而VoIP的服务质量短期内达不到PSTN标准，导致高端用户的流失。

　　从2002年开始，各运营商已不再在VoIP上作大量投入，新建的长途电话网络又转到了PSTN上。部分运营商已在考虑如何处置老的VoIP网络，毕竟维护多张网的成本太高。

　　事实上国内VoIP网络占长途电话网的比重非常低，为什么VoIP能抢到近三分之二的长话市场份额？最主要的原因当然是很多IP电话根本就是普通长途电话，只是借IP电话之名降价罢了，这已是业内人人皆知的事情。此外，如何计算VoIP也是一个问题。现在的计算方法是只要经过IP就是IP电话。也就是说，一个呼叫如果利用了IP资源，可能只有1％，其它99％是TDM资源，也被视为IP呼叫。加上很大一部分与IP无关的假IP电话，不难理解为什么VoIP长话的话务量远远大于普通长话。

本地篇

软交换接手仍待时日

　　随着下一代网络（NGN）概念的逐渐升温，被视为NGN核心的软交换也成为最热门的技术之一。软交换在概念上与VoIP有根本不同，VoIP只能算软交换提供的业务之一。软交换应该是综合的业务平台，除了语音外，还支持视频、即时消息、游戏和各种数据业务。

　　仿佛一夜之间，很少有人提起VoIP了，因为设备商们已经意识到，VoIP不再是电信运营商们热衷的词汇。电信设备商纷纷把自己的VoIP产品更名为软交换。但是相当一部分设备商仅仅是更换了名称，产品的体系结构与软交换差得很远。

　　VoIP发展到现在已经没有了新鲜感，却往往与廉价、低质联系在一起。而软交换有更大的想象空间，VoIP改头换面成为软交换，多多少少也能迎合设备商和运营商的心里需求。

　　长途电话市场开放后，竞争已比较充分。随着近几年国内运营商的增加，特别是原中国电信的南北拆分，各运营商都开始考虑本地固定电话的竞争。铜线资源一直是本地固话的天然垄断屏障，这几年宽带接入的发展使固话竞争有了可能。利用软交换在宽带接入网上提供本地固话业务成了热门话题。运营商和设备商均积极投入进来，大部分运营商都进入了本地软交换的测试阶段，部分还开始了商用推广。一切似乎预示着，软交换即将骤然掀起一场本地固话市场竞争的革命。但是实践证明，这场革命仍需时日。

重蹈长途VoIP覆辙？

　　代表新技术、新方向的软交换，能否担当起本地网络通信的重任？在今天，部署一个本地的软交换网络，是否有重蹈国内长途VoIP覆辙的危险？回答这些问题，同样要看本地软交换是否能产生新的收入和降低成本。

　　真正的软交换平台是与业务无关的，理论上可以有无限的业务扩充性。尽管前景是美好的，但是现实情况则是，设备商提供的软交换产品中，只有电话业务部分是比较成熟的。

　　但是，目前主流的软交换产品大多是把传统本地交换机的业务复制过来，所提供的业务与PSTN几乎没有区别。唯一值得一提的是广域Centrex业务。传统交换机的覆盖范围有限，通常从几公里到十几公里。软交换通过IP网络覆盖，具有地域无关性，很容易实现跨地域Centrex业务。

　　可以认为，当前的本地软交换所能提供的业务与PSTN基本相同。从这个角度上看，目前的软交换方案只是提供了一种新的接入手段而以。图1是一个典型的本地软交换系统结构示意图。

　　本地软交换通过中继/信令网关与PSTN互通，用户接入终端形式通常有IAD（集成接入设备）和IP phone。IAD提供普通电话POTS接口，容量从单门到几百门。IAD根据容量可以放置在用户室内、楼道或专用机房里。IP phone则是直接放置到用户桌面。终端协议方面通常有H.248/MGCP或SIP，其中H.248/MGCP比较适于POTS接口的电话业务，通常IAD支持这两种协议。除H.248/MGCP外，IP phone可能会使用SIP协议以实现一些智能业务。

　　本地软交换仅实现PSTN的功能还远远不够，本地软交换的部署实施与传统PSTN方式完全不同。作为一项新技术，实施前运营商应慎重考虑。具体说来本地软交换实施面临以下考验。

技术规范

　　从运营商的角度考虑，初期可以采用同一个厂家的系统设备，待用户规模扩大后再引入其他厂家的系统设备并完成互通测试。但终端产品从一开始选型就必须考虑引入多家产品。在现阶段没有一个厂家能够提供全系列的终端产品，而且本地软交换系统的主要成本是终端的成本，运营商必须选用多家设备商的终端以达到控制终端成本的目的。选用多个厂家的产品面临互通问题，要求不同设备厂商遵从相同的技术规范。

　　虽然有H.248和MGCP等呼叫控制协议规范，但每个厂家具体实现的细节不同会造成互通困难。实施中需要对协议作更具体的规定。

　　一定规模的本地网用户数可达数十万，终端数量也会达到十万数量级，如何管理数量巨大的终端同样是个难题。由于软交换网络系统中的终端不再像传统语音网络那样，仅包括一些物理和电气特性。相比传统电话网络的终端，IAD或IP phone还具有很多“智能”特性，对它们的管理有更多的要求，这包括实现终端加电后的自动业务流程，终端的软件升级管理和配置管理。H.248/MGCP并没有考虑设备的认证问题，通常以IP地址或域名作为身份识别，这很容易实现身份伪装，达到盗打电话的目的。除了系统识别终端身份外，终端也需要确认系统的身份，否则终端也很容易受到攻击。

　　本地软交换电话业务的提供需要一整套的技术规范支持，除了H.248/MGCP/SIP等基本呼叫控制协议外，大量接口和流程还没有国际规范，也没有哪个厂家能有事实标准。运营商在VoIP上已经有很多教训，不能容忍私有的互通接口。在急于实施的情况下，运营商需要协调相关设备商制定企业规范，以实现不同厂家设备间的互通。

承载网络

　　在IPv6普及之前，QoS和地址规划问题永远是IP电信网络解不开的结。

　　为了解决长途VoIP的QoS和安全问题，比较常见的做法就是运营商为VoIP建一个IP专网。本地软交换就不那么容易解决了。本地软交换的目的就是希望利用本地宽带接入的现成资源，打破本地固话运营商的垄断。如果为本地软交换专门建宽带接入，成本上则完全没有优势，失去意义，所以是不现实的。最好的情况就是宽带接入设计和建设时就考虑本地软交换语音业务的需求。

　　本地软交换由于终端数量巨大，使用公网地址是不现实的。软交换不会只覆盖一个城域网，要求多个城域网有统一的地址体系，实际操作中难度很大。业务展开后跨IP网互通是不可避免的，必然会引入ALG（应用逻辑网关）等专用设备来解决跨网问题，增加了软交换系统的复杂性。

　　由于数据接入的多样性，软交换的用户接入比PSTN会复杂得多。一个用户可能有好几种接入方式，对开通人员和设备的要求比PSTN高。

OSS

　　由于接入不同，本地软交换的开通流程与PSTN有很大不同，开通过程包括系统、网络和终端设备的开通，流程将更加复杂。一套本地软交换系统可能会覆盖整个本地网甚至多个本地网，功能上替代了PSTN多个端局。这使软交换网络的营账计费系统同样会非常复杂。

　　终端端口数越多，每线成本越低。部署终端时，需要考虑实装率与端口数的关系，合理的部署可以降低成本，这要求强大的资源管理能力。

用户群定位

　　由于接入网和IAD供电等原因，本地软交换的服务质量现阶段还不能与PSTN相比。软交换仍然不能很好支持传真业务。运营商在推广本地软交换时应该搞清高端企业用户是否能接受？推广时作第一线还是第二线？用户是否接受第二部电话机？这些问题在不同的城市会有不同的答案。

本地软交换系统实施风险大

　　是否现在要上马本地软交换项目？运营商要慎重考虑。在国内的环境下，竞争运营商想从本地软交换突破，与本地固话运营商正面交手难度很大。目前软交换只能靠低廉的价格抢夺市场，但高昂的接入成本、互联互通成本，加上设备成本使软交换成本压力很大。希望宽带上承载语音可以分担宽带接入成本，而很多运营商对本地软交换的赢利期望则是假设宽带接入已分担了所有接入成本。而且普遍的情况是竞争运营商的本地宽带接入规模很小，在这种情况下本地软交换电话无法达到规模效应，每线成本远高于本地PSTN。如果运营商和设备商不能有效规避风险，长途VoIP的情况会重现，本地软交换发展到一定程度又会回到PSTN上。

软交换该如何发展？

　　根据目前的市场状况，现在的软交换发展有一些误区，认为软交换就是PSTN演进到用IP来承载，或者说就是IP电话。很多设备商干脆把传统交换机的代码复制到软交换上来。PSTN发展到现在已经非常完善，如果非要搞一个IP上的PSTN去替代现在的PSTN，明显是多此一举，把简单的问题复杂化。结果是业务没有突破，成本反而增加。

　　应该认识到，在下一代电信网络中，语音将只是其中的业务之一。网络业务中数据特色将更加凸显。运营商和设备商都不应把软交换只视为一个电话平台。只提供电话业务的软交换不可能撼动PSTN根深蒂固的根基。

　　软交换采用SIP作为核心协议， SIP的业务无关性可以使软交换真正成为综合业务平台。软交换的核心部分也应该是与业务无关的，那种把传统交换机的业务处理模块搬过来作为软交换核心部分的做法，明显限制了软交换的业务能力，违背了软交换的思想。

　　软交换的优势在业务提供能力和网络融合上。对运营商和设备商来说现在最迫切的还是在软交换上开发整合可以产生收入的新业务。只有当软交换提供了PSTN无法提供的杀手级业务，才有可能逐步瓦解PSTN网络。软交换不是空中楼阁，现在的IP基础网络限制了软交换的发展，真正的网络融合必须要有下一代基础网络作支持。IPv6、光联网等技术的发展将为软交换奠定网络基础。

　　在具体的业务上，现阶段的软交换应该首先考虑提供多媒体业务和移动业务。在语音业务上，还是可以找到一些突破口的，如企业应用。越来越多的企业已经开始或正在考虑利用数据网承载内部电话业务，IP PBX的市场规模会不断扩大。IP公话业务也是一个有利可图的市场。

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软交换相关标准化发展

　　目前，ITU-T、IETF、国际软交换协会ISC等国际组织正在合作制定和完善相关的协议和标准。ISC组织的成立，使软交换技术得到了迅速发展，相关的标准、协议、规范都得到了ITU-T、IETF等国际标准化组织的重视。H.323、MGCP等一些老协议不断完善成熟，BICC、SIP/SIP-T等一些新协议不断推出，一些基于软交换技术的产品已经进入实用化阶段。下一代网络的目标是建设一个能够提供话音、数据、多媒体等多种业务的，集通信、信息、电子商务、娱乐于一体，满足自由通信的分组融合网络。为了实现这一目标，IETF、ITU-T等国际组织制定并完善了一系列标准协议：

　　H.248/Megaco：IETF、ITU-T制定的媒体网关控制协议，用于媒体网关控制器和媒体网关之间的通信；

　　SIP：IETF制定的会话初始协议，用于多方多媒体通信；

　　H.323：ITU-T制定的IP电话和多媒体通信协议，提供VoIP和多媒体应用；

　　BICC：ITU-T制定的与承载无关的呼叫控制协议，可使呼叫控制与承载控制分离；

　　SIGTRAN：由IETF SIGTRAN组织制定的在IP网上传送PSTN/ISDN的信令协议。

编者视点

　　从电信运营商的角度来看，追逐技术为先的时代已经一去无返了。在竞争日益加剧的形势下，国内的运营商们已经越来越务实。如今，仅仅依靠新技术，设备商们已经很难再说服运营商大掏腰包，随着公司制经营的逐渐规范化，投资回报率成了运营商更加关心的问题。

　　同时，VoIP、软交换等新技术的发展又不断为新业务的开拓提供可能。电信网向分组交换网转变是大势所趋，然而何时具备向下一代迈进的条件，对运营商来说就需要慎之又慎了。在电信领域，完善统一、业界普遍认同的标准的作用是非常重要的。尤其在进行软交换系统部署方面，运营商更要认识到从传输、承载到网络交换及业务应用方方面面的问题。在现阶段，针对特定地域、特定市场进行有益的试验摸索是值得肯定的，但是，进行大范围推广还不是时候。