軟交換技術(shù)及其應用

摘要：通過(guò)對軟交換的基本原理的認真分析，論述了軟交換的主要特點(diǎn)和功能，簡(jiǎn)要介紹了軟交換在VoIP中的應用，并對軟交換發(fā)展中需要繼續研究的問(wèn)題進(jìn)行了探討。

隨著(zhù)通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對于寬帶及業(yè)務(wù)的要求也在迅速增長(cháng)，為了向用戶(hù)提供更加靈活、多樣的現有業(yè)務(wù)和新增業(yè)務(wù)，提供給用戶(hù)更加個(gè)性化的服務(wù)，提出了下一代網(wǎng)絡(luò )的概念，且目前各大電信運營(yíng)商已開(kāi)始著(zhù)手進(jìn)行下一代通信網(wǎng)絡(luò )的實(shí)驗。軟交換技術(shù)又是下一代通信網(wǎng)絡(luò )解決方案中的焦點(diǎn)之一，已成為近年來(lái)業(yè)界討論的熱點(diǎn)話(huà)題。我國網(wǎng)絡(luò )與交換標準研究組已經(jīng)完成了有關(guān)軟交換體系的總體技術(shù)要求框架，８６３計劃也對有關(guān)軟交換系統在多媒體和移動(dòng)通信系統方面的研究課題進(jìn)行了立項。

１ 軟交換概念的提出及定義

軟交換的概念最早起源于美國。當時(shí)在企業(yè)網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下，用戶(hù)采用基于以太網(wǎng)的電話(huà)，通過(guò)一套基于ＰＣ服務(wù)器的呼叫控制軟件（Ｃａｌｌ Ｍａｎａｇｅｒ、Ｃａｌｌ Ｓｅｒｖｅｒ），實(shí)現ＰＢＸ功能（ＩＰ ＰＢＸ）。對于這樣一套設備，系統不需單獨鋪設網(wǎng)絡(luò )，而只通過(guò)與局域網(wǎng)共享就可實(shí)現管理與維護的統一，綜合成本遠低于傳統的ＰＢＸ。由于企業(yè)網(wǎng)環(huán)境對設備的可靠性、計費和管理要求不高，主要用于滿(mǎn)足通信需求，設備門(mén)檻低，許多設備商都可提供此類(lèi)解決方案，因此ＩＰ ＰＢＸ應用獲得了巨大成功。受到ＩＰ ＰＢＸ成功的啟發(fā)，為了提高網(wǎng)絡(luò )綜合運營(yíng)效益，網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展更加趨于合理、開(kāi)放，更好的服務(wù)于用戶(hù)。業(yè)界提出了這樣一種思想：將傳統的交換設備部件化，分為呼叫控制與媒體處理，二者之間采用標準協(xié)議（ＭＧＣＰ、Ｈ２４８）且主要使用純軟件進(jìn)行處理，于是，ＳｏｆｔＳｗｉｔｃｈ（軟交換）技術(shù)應運而生。

軟交換概念一經(jīng)提出，很快便得到了業(yè)界的廣泛認同和重視，ＩＳＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＳｏｆｔＳｗｉｔｃｈ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）的成立更加快了軟交換技術(shù)的發(fā)展步伐，軟交換相關(guān)標準和協(xié)議得到了ＩＥＴＦ、ＩＴＵ－Ｔ等國際標準化組織的重視。

根據國際Ｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈ論壇ＩＳＣ的定義，Ｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈ是基于分組網(wǎng)利用程控軟件提供呼叫控制功能和媒體處理相分離的設備和系統。因此，軟交換的基本含義就是將呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)（傳輸層）中分離出來(lái)，通過(guò)軟件實(shí)現基本呼叫控制功能，從而實(shí)現呼叫傳輸與呼叫控制的分離，為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面。軟交換主要提供連接控制、翻譯和選路、網(wǎng)關(guān)管理、呼叫控制、帶寬管理、信令、安全性和呼叫詳細記錄等功能。與此同時(shí)，軟交換還將網(wǎng)絡(luò )資源、網(wǎng)絡(luò )能力封裝起來(lái)，通過(guò)標準開(kāi)放的業(yè)務(wù)接口和業(yè)務(wù)應用層相連，可方便地在網(wǎng)絡(luò )上快速提供新的業(yè)務(wù)。

２ 基于軟交換技術(shù)的網(wǎng)絡(luò )結構

軟交換是下一代網(wǎng)絡(luò )的核心設備之一，各運營(yíng)商在組建基于軟交換技術(shù)的網(wǎng)絡(luò )結構時(shí)，必須考慮到與其它各種網(wǎng)絡(luò )的互通。在下一代網(wǎng)絡(luò )中，應有一個(gè)較統一的網(wǎng)絡(luò )系統結構�；�于軟交換技術(shù)的網(wǎng)絡(luò )結構如圖１所示。

由圖中可以看出，軟交換位于網(wǎng)絡(luò )控制層，較好地實(shí)現了基于分組網(wǎng)利用程控軟件提供呼叫控制功能和媒體處理相分離的功能。

軟交換與應用／業(yè)務(wù)層之間的接口提供訪(fǎng)問(wèn)各種數據庫、三方應用平臺、功能服務(wù)器等接口，實(shí)現對增值業(yè)務(wù)、管理業(yè)務(wù)和三方應用的支持。其中：軟交換與應用服務(wù)器間的接口可采用ＳＩＰ、ＡＰＩ，如Ｐａｒｌａｙ，提供對三方應用和增值業(yè)務(wù)的支持；軟交換與策略服務(wù)器間的接口對網(wǎng)絡(luò )設備工作進(jìn)行動(dòng)態(tài)干預，可采用ＣＯＰＳ協(xié)議；軟交換與網(wǎng)關(guān)中心間的接口實(shí)現網(wǎng)絡(luò )管理，采用ＳＮＭＰ；軟交換與智能網(wǎng)ＳＣＰ之間的接口實(shí)現對現有智能網(wǎng)業(yè)務(wù)的支持，采用ＩＮＡＰ協(xié)議。

通過(guò)核心分組網(wǎng)與媒體層網(wǎng)關(guān)的交互，接收處理中的呼叫相關(guān)信息，指示網(wǎng)關(guān)完成呼叫。其主要任務(wù)是在各點(diǎn)之間建立關(guān)系，這些關(guān)系可以是簡(jiǎn)單的呼叫，也可以是一個(gè)較為復雜的處理。軟交換技術(shù)主要用于處理實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，如話(huà)音業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)等。

軟交換之間的接口實(shí)現不同與軟交換之間的交互，可采用ＳＩＰ－Ｔ、Ｈ．３２３或ＢＩＣＣ協(xié)議。

３ 軟交換技術(shù)的設計原理及其實(shí)現目標

軟交換技術(shù)是一個(gè)分布式的軟件系統，可以在基于各種不同技術(shù)、協(xié)議和設備的網(wǎng)絡(luò )之間提供無(wú)縫的互操作性，其基本設計原理是設法創(chuàng )建一個(gè)具有很好的伸縮性、接口標準性、業(yè)務(wù)開(kāi)放性等特點(diǎn)的分布式軟件系統，它獨立于特定的底層硬件／操作系統，并能夠很好地處理各種業(yè)務(wù)所需要的同步通信協(xié)議，在一個(gè)理想的位置上把該架構推向摩爾曲線(xiàn)軌道。并且它應該有能力支持下列基本要求：

（１）獨立于協(xié)議和設備的呼叫?熏設備的呼叫處理和／同步會(huì )晤管理應用的開(kāi)發(fā)。

（２）在其軟交換網(wǎng)絡(luò )中能夠安全地執行多個(gè)第三方應用而不存在由惡意或錯誤行為的應用所引起的任何有害影響。

（３）第三方硬件銷(xiāo)售商能增加支持新設備和協(xié)議的能力。

（４）業(yè)務(wù)和應用提供者能增加支持全系統范圍的策略能力而不會(huì )危害其性能和安全。

（５）有能力進(jìn)行同步通信控制，以支持包括帳單、網(wǎng)絡(luò )管理和其他運行支持系統的各種各樣的后營(yíng)業(yè)室系統。

（６）支持運行時(shí)間捆綁或有助于結構改善的同步通信控制網(wǎng)絡(luò )的動(dòng)態(tài)拓撲。

（７）從小到大的網(wǎng)絡(luò )可伸縮性和支持徹底的故障恢復能力。

軟交換的實(shí)現目標是在媒體設備和媒體網(wǎng)關(guān)的配合下，通過(guò)計算機軟件編程的方式來(lái)實(shí)現對各種媒體流進(jìn)行協(xié)議轉換，并基于分組網(wǎng)絡(luò )（ＩＰ／ＡＴＭ）的架構實(shí)現ＩＰ網(wǎng)、ＡＴＭ網(wǎng)、ＰＳＴＮ網(wǎng)等的互連，以提供和電路交換機具有相同功能并便于業(yè)務(wù)增值和靈活伸縮的設備。

軟交換系統的參考模型如圖２。

４ 軟交換所使用的主要協(xié)議

軟交換體系涉及協(xié)議非常眾多，包括Ｈ．２４８、ＳＣＴＰ、ＩＳＵＰ、ＴＵＰ、ＩＮＡＰ、Ｈ．３２３、ＲＡＤＩＵＳ、

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