软交换技术综述及

软交换技术综述及（通用10篇）

软交换技术综述及 篇1

1 软交换技术的概念

所谓软交换技术就是指可以提供下一代分组通信, 如语音、宽带、无线网络的一个平台。通过软交换技术的应用, 全球的运营商可以对自己的网络进行全面的优化, 从而提供全新的业务和服务。软交换技术是网络发展和新一代分组网络的重点设备和技术, 它的功能有:完成呼叫控制、媒体网关接入控制、资源分配、协议处理、认证、计费等, 软交换技术除了可以为使用者提供当前电路交换所能提供的一切业务外, 还能够为用户提供多样化的第三方业务。

从广义的范围来讲, 软交换是指利用软交换设备作为控制核心的新一代网络 (NGN) 。从狭义的范围来讲, 软交换则是指那些位于NGN控制平面上的软交换设备, 在VolP体系软交换将原来媒体网关中进行的呼叫控制功能分离了出来, 然后利用服务器中特有的软件来行使呼叫控制功能, 比方说呼叫选路、管理控制、连接控制以及信令互通等, 从而实现了呼叫传输与呼叫控制彼此间的分离, 并为控制、交换以及软件可编程功能提供彼此分离的平面。

2003年春节前后, UT斯达康、爱立信、大唐都拿到了信息产业部颁布的软交换设备入网的试用许可证;在2002年, 北电与华为获得了同样的入网试用证;中兴通讯更是在2001年就得到了信息产业部颁发的这张试用许可证。这个许可证对于它们非常重要, 国内运营商在进行NGN试验以及试商用时, 这张许可证就是它们进入的“门票”。

2 软交换技术的基本特征

1) 利用软交换技术可以对多种网络可编程呼叫处理系统进行控制和处理, 比方说PSTN、ATM、IP协议等。

2) 软交换技术可以在大多数的商用计算机以及操作系统中进行运行使用。

3) 软交换技术具有较强的开放性, 当需要利用智能网业务时, 软交换技术可以提供一个开放而且灵活的电话薄接口, 因为软交换技术可以提供一种号码薄嵌入机制的服务。

4) 软交换技术还可以为其他业务的开发者提供一个开放的应用程序接口, 这样, 其他业务的开发者可以在不访问源码或者不熟悉具体工作机制的前提下, 对其中的一组例程进行自由的访问。

5) 软交换技术可以对所有的软件进行管理, 而且这些管理行为是建立在策略服务器的基础上的。这种管理包括行使所有的组件展露策略描述语言、简单网络管理器和被管理代理之间通信的接口, 以及一个可以编写和执行客户策略的系统的功能。

6) 软交换技术还具有高效灵活的特点。比方说在软交换设备的基础上增加一个远程访问服务, 就可以通过公用承载中具备的受管的调制解调器业务。再比方说, 在软交换设备上增加一个接入网关, 这样就可以实现虚拟网络的中继线的替换, 从而在骨干网中实现POIP的功能。

3 软交换技术的要素

软交换技术最为重要的三个基本要素是业务生成接口的开放性、设备接入能力的综合性以及建立在策略基础上的运行支持系统。

3.1 业务生成接口的开放性

软交换技术提供的是一种全新的综合性网络业务, 这种技术主要是利用应用服务器与API结合到一起进行操作。此外, 软交换技术还可以和网关INAP以及IN中的SCP进行彼此间的配合, 从而实现原来的智能业务, 进而对现有的通行网络进行更好的兼顾。

3.2 设备接入能力的综合性

软交换技术可以支持多种的协议, 从而保证其具备更好的设备接入能力, 这样不仅可以保证软交换技术原有的网络通信功能可以正常行使, 同时还可以保证在对多种设备进行良好控制的前提下, 最大化的保护用户在软交换技术上的投资。

3.3 建立在策略基础上的运行支持系统

软交换技术是建立在策略的基础上来实现运行支持系统功能的, 软交换技术与传统的网络管理系统存在一定的差别, 建立在策略基础上的运行支持系统可以使整个系统变得更加稳定和可靠, 这主要是因为这种系统可以对网络进行及时、准确、智能、集中化的调整和干预。

4 软交换技术的主要功能

4.1 呼叫控制

所谓呼叫控制功能就是指利用网络通信功能, 在特定的时间对指定的业务进行呼叫, 从而使业务可以正常的开通和运行, 这一功能也是软交换技术最重要的功能之一。可以说呼叫控制功能已经成为当前通信最重要的业务类型。同时利用软交换技术的呼叫控制功能可以为通信的一些基本业务提供更多的功能和解释, 比方说多媒体业务、呼叫控制的建立、维持以及释放等。

4.2 业务提供

业务提供是当前通信业务中最主要的功能之一, 软交换技术也是在业务提供功能的前提下, 才能够实现全网络通信业务, 并保证整个通信业务的总体质量。此外, 通过软交换技术还可以实现与现有网络的有效配合, 从而可以为用户提供更加全面的智能网络通信业务。

4.3 互连互通

这一功能主要是说, 利用网络将各种不同的业务连接到一起, 并保证不同的业务可以接入到不同的网络通信中, 这也是软交换技术最重要的功能之一。通过这一功能可以实现不同设备在不同网络中的相互连接, 并利用各种网关来实现设备间的相应和互通。

4.4 资源管理

通过软交换技术可以对资源进行相对集中的管理, 这也体现了软交换技术的资源管理功能。通过这一功能可以对各种数据信息进行全面的整理、分配和释放。此外, 软交换技术中的资源管理功能还可以负责对各种资源的状态进行检测, 并对不同资源的使用情况进行详细的统计分析, 并可以根据实际的需要对某些资源的使用设置必要的权限要求。

4.5 计费功能

利用软交换技术的计费功能可以对详细的话单进行收集, 还可以进行实现复式计次功能, 然后根据运营商的要求将收集到的话单传送到相应的计费中心。

5 软交换技术的主要应用

5.1 虚拟中继 (Virtual Trunting)

软交换网可以对PSTN端局之间的语音业务进行转接, 但是软交换网却没有真正接入到语音终端用户上, 软交换网在这一应用中的主要作用与PSTN中的汇接局或长途局的作用比较相似, 都起到的是虚拟中继业务。在这一应用中, 软交换网需要配备TG、SG及软交换设备。

5.2 分组中继 (Packet Trunking)

随着使用者数量的不断增加, 对传统汇接局的容量要求正在不断增加, 传输宽带也出现的了巨大的增长趋势, 所以, 利用软交换技术设置分组中继叠加网络, 可以有效的降低网络传输的成本以及对带宽的要求。

5.3 多媒体业务 (Multi-media Services)

软交换技术在多媒体业务上的应用, 主要是为了提供特殊的资源, 从而为应用服务器的增值业务使用提供便利。通过软交换技术, 可以利用软交换设备对多种应用服务器上的业务进行统一的控制, 然后通过相应的网关设备实现将RTP定向传送到各类终端用户上。

5.4 3G核心网 (3G Core Network)

在当前的3G网络中, 传统的MSC将会被分为MSC-GW和MSC—SERVER两种, 前者主要起到媒体网关的作用, 而后者起到的主要是交换机的作用。传统的IP网络将会作为3G网络中统一语音、数据媒体流的主要承载网络, 最终实现了各种数据流的有效融合。

5.5 本地语音接入 (Packet Local Access)

当具有完备、巨大的IP网络, 但是却缺少本地PSTN端局的情况下。可以在用户的网络端口处设置IAD设备, 从而利用原有的IP网络将用户与软交换IP网络连接到一起, 最终实现IAD设备、软交换机以及网关设备之间的彼此连接, 从而将固定电话等本地语音的接入。

6 当前软交换技术存在的问题

1) 当前还缺少相关的大型网络组网及运营的操作经验。传统的电信网络已经经过了一段较长时间的发展, 在网络组织等方面具备的很多成功的经验, 但是建立在软交换技术基础上的网络组织还没有相关成熟的经验, 以软交换技术为基础的组网是采取扁平化的方式还是分级汇接的方式进行组网, 不管是在技术, 还是在实践上都需要进一步的摸索。如果利用扁平化的方式组网, 那么每一个MSCSERVER都需要对其他设备的数据进行相应的存储和分析, 但这种方式也使得其维护方面需要投入大量的精力, 而且整个系统的安全性也会随之降低。

2) 不同软交换系统之间的协议还存在一定的差异, 无法达到有效地兼容。当前各种技术标准正在飞速的发展, 因此, 不同软交换厂家所使用的技术标准和协议都有一定的差异, 彼此间的兼容性很难实现统一。此外, 不同协议的各个选项都需要运营商从自身业务的真实需求出发进行明确。

3) 当前的软交换技术仍然处在一个逐步改善的阶段, 整个系统设备的稳定性还需要进一步提升, 怎样才能够保证设备的安全稳定, 需要相关的研究人员进一步深入研究。

4) API产品仍然处在一个发展阶段, 相关的技术水平仍然需要进一步的完善改进。软交换技术是建立在一个开放平台的基础上的, 而API接口则是则是软交换技术最重要的组成部分, 但是当前的API产品还没有完全达到一种完美成熟的状况, 仍然需要不断的进行摸索创造。

5) Qos还没有找到最终适合的解决方法。

总之, 传统网络彻底更新为全新的下一代网络是大势所趋, 全开放的网络发展趋势要求软交换技术日益完善、发展。目前通信技术研究把软交换作为热点也反应了软交换技术必须要深入分析研究的现状。三网融合是未来通信系统的发展趋势, 尽管有这样那样的问题, 但是不阻碍新技术的探索需求, 提供给老百姓更便捷的通信需求是所有通信业务运营商在未来一段时期内的发展任务。

摘要：随着科学技术的不断发展, 网络技术已经得到了非常广泛的普及和应用。软交换技术作为下一代网络NGN的核心技术, 在当今的社会发展中有着越来越广泛的应用。本文主要针对软交换技术的概念、特征、构成要素、功能、应用以及当前存在的问题进行详细的分析阐述。

关键词：软交换技术,构成要素,应用

参考文献

[1]张素阁.软交换技术在信息通信中的应用.计算机光盘软件与应用, 2011.

[2]李宏.浅谈软交换技术及其应用.民营科技, 2011.

[3]樊庆.通信工程中软交换技术的应用分析.中国新通信, 2013.

软交换技术(3) 篇2

7 软交换的标准化情况

目前，软交换的部分标准已经出台，但还有很多工作正在进行之中。国际上从事软交换标准研究的组织主要是国际软交换协会(ISC)。国内软交换标准的研究工作主要由信息产业部科技司直接领导的网络与交换标准研究组承担。国内的一些生产和科研单位也一直紧紧跟踪国际技术的最新进展，并参与到国内软交换标准的制订过程中。

目前国内的软交换标准化进程基本与国际同步。其他与软交换有关的组织还有ITU-T(国际电信联盟电信标准委员会)和IETF(Internet工程任务组)。ITU-T在软交换方面所作的贡献是：在ISUP(ISDN用户部分)的基础上制订了用于软交换间互通的BICC(与承载无关的呼叫控制)协议，以满足电路网向分组网的过渡；完成了基于分组网进行多媒体通信的相关协议，如H.323和H.248协议；另外，ITU-T SG13对基于软交换的网络体系构架也进行了研究。

IETF主要有SIGTRAN工作组、SIP工作组和Megaco工作组参与软交换相关标准的制订工作。其主要成果是：在MGCP(媒体网关控制协议)的基础上制订了Megaco协议，为将SS7信令移植到IP网上而制订的SCTP(信令流控制传送协议)和M3UA(消息传递部分第3级用户适配层)等协议，制订了用于软交换控制设备和数据终端设备之间的SIP(会话启动协议)以及软交换控制设备之间互通的SIP-T协议。

7.1 国际软交换协会简介

国际软交换协会是一个非盈利性的工业组织，成立于1999年5月。其主要宗旨是通过开放的成员政策和标准协议，促进世界范围内多厂商软交换设备的兼容性和"无缝"的互操作性。该组织由其成员资助和操作。截至2001年底，已有成员149个，其中80%以上来自北美和南美地区。其成员主要包括系统供应商和业务提供商，其中包括一些著名的设备厂商，如阿尔卡特、思科、爱立信、富士通、诺基亚、北电、NTT和朗讯等。ISC通过提供工业界最大的论坛，对软交换的组成和功能进行标识、讨论和定义，并通过其成员间的密切合作来促进下一代多媒体通信网络的普遍采用。

国际软交换协会现设有8个工作组，负责软交换网络架构的提出、业务提供、协议制订、互操作测试以及软交换技术在无线网络环境下的应用等方面的工作。它们分别是：

(1)业务应用工作组(Application WG)：负责定义应用服务器提供增值业务所需的交互功能，主要包括应用服务器与软交换设备及媒体服务器设备间接口标准的制订，以便快速提供包括电话、Internet、统一消息及其他用户内容在内的增值业务。目前，ISC建议应用服务器与软交换设备间采用SIP协议，应用服务器与媒体服务期器采用MGCP协议。

(2)设备控制工作组(Device Control WG)：负责对软交换设备与媒体网关间控制协议的制订、补充和增强，通过采用单一明确的接口标准，保证独立开发的软交换设备与网关设备间的互操作性。目前主要是采纳IETF的MGCP规范，该工作组还代表ISC向IETF提供信息，以对MGCP进行增强。

(3)设备互操作工作组(Interoperability WG)：负责制订进行设备互操作测试的策略、目标、需求和技术要求。

(4)合法拦截工作组(Legal Intercept WG)：负责提出进行合法拦截的需求及制订合法拦截的工作流程。该组织可以向与合法代理连接的ISC成员分发信息或从这些成员中获取信息。

(5)市场工作组(Marketing WG)：负责明确ISC的任务和目标，并使ISC提议的体系结构和协议被广泛接受和执行。

(6)网络边界功能工作组(Network Boundary Functionality WG)：负责起草和讨论网络运营商和企业/SOHO(小型和家庭办公室)在网络边界处提供IP电话和过滤器的需求。

(7)SIP工作组(SIP WG)：主要负责软交换网络信令协议的制订，以及软交换网络与PSTN(公众交换电话网)互通时所需信令协议的制订。这些信令协议包括软交换设备间呼叫控制协议SIP-T、软交换与SIP客户端间呼叫建立与拆除的协议SIP、IP分组网与IP分组网NAP(网络接入点)间的控制协议、以及软交换与媒体服务器间的控制协议SIP等。

(8)无线工作组(Wireless WG)：负责将软交换模型引入到第2代和第3代无线核心网中，最终以无线软交换、信令网关和媒体网关代替传统的MSC(移动交换中心)。

另外，ISC还提供一些兴趣组(Interest Groups)，这是一些涉及某一特定主题的电子邮件组，供ISC成员使用。

7.2 国内软交换标准动态

国内关于软交换的标准制订已取得重要成果。由信息产业部下属的网络与交换标准研究组于1999年下半年开始启动软交换项目的研究，内容涉及软交换体系结构的标准化，各种不同功能组合的媒体网关、信令网关和服务器等方面，并已取得显著成果。截至到2001年底，该研究组已完成的标准有《软交换设备总体技术要求》。该要求规范了软交换在网络中的位置，明确了其功能要求、业务要求、操作维护和网管要求、协议和接口要求、计费要求和性能指标。标准规定，软交换的协议及控制的媒体流基于TCP/IP承载方式，同时还规定了与IP电话及智能网的互通要求等。其待报批的标准包括：《No.7信令与IP互通适配层技术规范--消息传递部分(MTP)第二级对等适配层(M2PA)》、《No.7信令与IP互通适配层技术规范--消息传递部分(MTP)第三级用户适配层(M3UA)》、《信令流控制传送协议(SCTP)技术规范》、《信令网关设备(SG)技术规范》及《与承载无关的呼叫控制(BICC)信令的技术规范》，待送审的标准包括：《ATM中继媒体网关设备技术规范技术规范》及《综合接入媒体网关设备技术规范》。另外，还有一批标准正在起草之中，包括：《软交换设备与应用服务器之间的应用程序接口(API)Parlay技术规范》、《基于软交换的应用服务器接口技术要求》、《基于软交换的综合接入设备(IAD)技术要求》、《基于软交换的媒体服务器(Media Server)技术要求》、《基于软交换的综合接入媒体网关测试规范》以及《ATM中继媒体网关测试规范》。

8 软交换的应用及主要产品

8.1 软交换的应用

软交换的本质是通过软件来进行呼叫控制，它将PSTN的可靠性和数据网的灵活性很好地结合起来，从而为用户提供更多、更优质的服务。软交换既可以作为独立的网络部件分布在网络各处，也可以与其他网络节点设备相结合，提供新的功能。因此，软交换可以应用于不同的网络环境。概括来讲，软交换主要应用于以下领域。

(1)电路领域

在电路领域，软交换和媒体网关及信令网关相结合，完成控制转换和媒体接入转换，可用于本地网、城域网和长途网，主要提供现有PSTN网中的基本业务和补充业务。在本地网应用中，软交换与信令网关及媒体网关用来代替五类交换机，提供用户接入网关及终端设备到长途电话网的接入；在城域网应用中，软交换相关设备提供四类及五类交换机的功能；在长途网应用中，提供汇接/长途接入功能，可提供长途VoIP等业务。

(2)智能网领域

在智能网领域，软交换与媒体网关相结合，完成SSP(业务交换点)功能，与现有智能网的SCP(业务控制点)相结合，提供各种智能业务。此时，软交换需实现智能网的基本呼叫状态模型(BCSM)和H.323或SIP协议状态机的转换。

(3)移动网领域

在移动网环境中，软交换也可以提供与电路交换网类似的应用。

8.2 软交换产品概述

目前，国际上著名的通信设备制造商都提出了各自的软交换解决方案，如美国冠远公司提出的软交换解决方案、中兴ZTE Softswitch体系构架、阿尔卡特的NGN解决方案、西门子的SURPASS解决方案、北电网络的NGN解决方案、Sonus的软交换解决方案等。

(1)中兴ZTE Softswitch产品系列

中兴ZTE Softswitch体系构架的组成部分包括Softswitch控制设备、媒体网关、信令网关、IP终端、业务平台及其他支撑设备。其中，Softswitch是网络的核心控制设备，主要功能包括呼叫处理、接入协议适配、业务接口提供、系统操作维护管理、认证计费以及与其他实体的互连、互通等。媒体网关包括中继网关、接入网关、多媒体网关和无线网关等，Softswitch通过不同的网关设备完成与各种网络和终端的互通。信令网关目前主要指七号信令网关设备，通过信令网关完成PSTN网与包交换网信令的互通功能。IP终端主要指H.323终端和SIP终端，如IP小交换机、IP电话、PC等，与媒体网关的主要区别在于不需进行媒体流的转换。业务平台完成新业务生成和提供，包括SCP和应用服务器等。其他支撑设备，如AAA(认证、授权、计费)服务器、大容量分布式数据库、策略服务器等为Softswitch系统的运行提供必要的支持。

ZTE Softswitch体系结构支持两种提供业务的方法：在SoftSwitch中提供通用开放的API，由应用服务器完成业务逻辑和流程，实现网络与业务提供的分离；在SoftSwitch中提供标准的INAP接口，通过和智能网的SCP互通，实现对传统智能业务的继承和利用。

针对不同的网络，ZTE Softswitch提出了不同的解决方案。

ZTE Softswitch针对商业用户、小区、居民用户、家庭和长途等不同情况，分别采用Softswitch加上不同的接入设备来提供数据网上的语音解决方案；在网络演进方面，对PSTN和智能网采用不同的演进方案。PSTN可以有两种演进策略：策略之一是利用Softswitch和中继网关(TG)一起完成原汇接/长途交换机的功能，而保持C5端局不变。这种策略工作量最少、牵涉面最小，比较适合于改建局的情况。策略之二是利用Softswitch和接入网关(AG)一起完成原端局交换机的功能，而保持用户双绞线接口不变。这种策略工作量相对较大，比较适合于新建局的情况。智能网演进方案是利用Softswitch和TG/AG一起完成原SSP的功能，同时引入新的应用服务器，以扩充SCP的业务提供功能。

(2)阿尔卡特的NGN解决方案

阿尔卡特NGN解决方案的主要产品有Alcatel 5020和Alcatel 5000软交换平台。其中，Alcatel 5020为传统运营商和新的运营商提供Internet拨号业务下线应用及VoIP H.323应用；Alcatel 5000可以提供四类(汇接交换机)应用，能处理模拟用户线、ISDN以及传真业务，可提供处理能力达5 000兆BHCA(忙时呼叫次数)，支持100万用户。

(3)北电网络的软交换产品

北电网络的软交换产品主要有独立的软交换平台CS3000，基于Sun商用Netro平台，支持长途话音业务，具有容错和冗余备份能力，支持H.248、BICC及SIP-T协议，单节点处理能力为30万BHCA，最多可由25个节点组成一个CS3000域，处理能力可以达到7.5兆BHCA。

9 结论

虽然软交换技术在近几年得到了迅速发展，国内外许多设备提供商也已提供了各自的软交换产品及下一代网络的解决方案，国内外一些运营商也在积极进行相关的试验。但是软交换技术的大规模应用还有待时间的考验。作为一门新的技术，软交换目前面临的主要问题有：服务质量没有最终解决，国际上尚无大型网络的组网和运营经验，协议尚待发展，API没有成熟的产品，真正有吸引力的新业务以及多媒体业务的提供还有待研究等。

尽管如此，由于软交换结合了传统电话网的可靠性和IP技术的灵活性及有效性的优点，是新兴运营商进入话音市场的技术手段，也是传统电路交换网向分组网过渡的重要设备，其优势是传统电话网无法比拟的。相信通过标准制订组织、设备供应商、业务提供商和运营商的共同努力，在不久的将来，软交换技术及基于软交换技术的下一代网络会真正给用户带来便利，给业务及设备供应商、网络运营商带来丰厚的收入。软交换的前景是广阔的。(续完)

参考文献

1 The International Softswitch Consortium Application Working Group. Enhanced Service Framework. http:∥www. softswitch. org

2 The Parlay Group. Parlay Specifications 3.0. http:∥www.parlay.org

3 赵慧玲,王立言,陈仁娣.中国网络与交换标准研究进展.中兴通讯技术,2002,8(2):39-41

4 赵慧玲,单秀云.下一代网络的研究.中兴通讯技术,2001,7(S0):29-30

(收稿日期：2002-06-10)

作者简介

卢美莲，北京邮电大学程控交换技术与通信网国家重点实验室副教授，在读博士。曾先后参加10余项国家级及国际合作项目，多次获部级科技进步奖，已发表论文10余篇，译著3册。主要研究方向为：IP电话技术，宽带通信网上的实时多媒体通信技术，软交换技术，下一代网络的体系结构、协议、网络管理、性能评估等。

软交换技术的发展综述 篇3

软交换作为下一代网络控制功能的实体, 是下一带网络呼叫和控制的关键核心技术。这一概念提出的想法是实现硬件的软件化, 通过软件对原有网络中的交换机进行控制、接续以及办理各项业务等, 通过软交换技术让各实体之间能够协同配合, 让NGN中的各种复杂协议变得简单化, 当前阶段软交换最低应该具备如下特征:集成分组网和电路交换网;具备汇接局和端局能力;呼叫控制与媒体层和业务层分离。

二、软交换的主要功能

软交换实现了因特网与PSTN之间的有效融合, 有效的推动了当前网络的发展, 同时软交换能够分离承载和控制分离, 控制和业务分离, 有助于层次之间的逐步变化, 有利于当前各项技术的同时发展, 再有软交换技术所提供的开放式的API, 能够有效的缩短与其相关业务的开发周期, 降低损耗成本。总之, 软交换技术的快速发展, 让网络系统的融合度得到进一步提升, 开启了原有封闭网络的缺口, 促进了网络的可开放性和可编程性。

三、软交换的优势如下

(1) 与电路交换机相比, 软交换机成本低。软交换机采用开放式平台, 易于开发新业务。由于软交换机利用的是普通计算机器件, 其性价比每年提高60%~80%, 电路交换机的性价比每年提高大约20%, 所以与电路交换机相比, 软交换机在成本方面有更大优势。 (2) 软交换配置灵活, 功能块可以分布在整个网络中, 也可集中起来, 适合不同需求。 (3) 软交换系统采用开放式标准接口, 易于和不同网关、交换机以及网络节点通信, 兼容性、互操作性、互通性好。 (4) 对于那些采用电路交换机建网不合适、不经济的运营商来说, 软交换不失为一个好的建网策略。除成本低外, 业务提供者能够很容易地用软交换转移、处理那些对5类交换机来说太复杂的业务。

四、软交换所存在的问题如下所述

(1) 国际上尚无大型网络的组网和运营经验。基于软交换的网络, 在网络组织方面目前国内外尚无成熟的经验, 是采用基于软交换的全平面结构还是分区域选路结构, 在技术理论和实践方面都有待进一步探索。 (2) 协议兼容性不足, 标准还在发展之中。不同设备供应商的软交换在技术标准的选用及协议的兼容性方面还难以做到相互兼容, BICC协议、SIP-T协议和H.248协议也在发展之中。 (3) 应用程序接口 (API) 尚不成熟。下一代网络的目标之一是将业务和呼叫控制相分离。软交换设备提供开放的API, 由第三方开发丰富的应用, 但目前这种API还不是非常成熟。 (4) 业务不明朗。虽然软交换系统在理论上提供了开放的网络体系架构, 有利于业务的开发和提供, 但目前在应用方面还难以看出诱人的业务前景。 (5) 网络Qo S和安全问题没有较好的解决方案。

软交换的本质是提供一个开放的网络体系架构, 为不同的厂家开发各个层面的产品提供开放的标准。分离交换网络的呼叫与承载功能, 是设计软交换的根本思想。引入软交换是为了建立一个集有线、无线, 话音、数据、多媒体业务为一体的综合性的网络, 这是化零为整的思想;而在网络组件的设计上, 又采用化整为零的方法, 分离业务与呼叫控制、分离呼叫与承载, 这是为了方便各个组件独立演进。

作为下一代网络交换核心的软交换技术, 结合了传统的电话网络的可靠性与IP技术的灵活性和有效性的优点, 是新兴运营商进入语音业务市场的技术手段之一, 也是传统的电路交换网向分组化网络过渡的重要概念。这一概念所形成的系列网络产品将对电信网的演进以及利用IP网络提供丰富的业务起重要的作用, 具有广阔的发展前景。

总的看来, 在分组网和PSTN的融合问题上, 人们的想法基本是一致的, 也就是说, 采用软交换技术的模式, 把呼叫控制与呼叫传输分离。智能化的软交换机实现不同信令的转化, 控制呼叫的建立过程, 并具有开放接口和API, 方便新业务的产生。而呼叫传输由简单的设备 (如媒体网关) 完成。但软交换技术的相关标准还有待完善、统一和被广泛接受。

参考文献

[1]赵学军, 陆立.软交换技术与应用[M].北京:人民邮电出版社, 2004.

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[3]赵慧玲, 叶华.以软交换为核心的下一代网络技术[M].北京:人民邮电出版社, 2002.

[4]糜正琨, 王文鼐.软交换技术与协议[M].北京:人民邮电出版社, 2002.

探索推动网络前进的软交换技术 篇4

软交换是电路交换网向分组网演进的核心设备，是下一代网络（以下简称NGN）的重要组成部分。它独立于底层承载协议，主要完成呼叫控制、媒体网关接入控制、资源分配、协议处理、路由选择、认证和计费等功能，可以向用户提供现有电路交换所能提供的所有业务以及多样化的第三方业务。

运营商及企业级用户对NGN的关注与讨论正顺应了这种市场发展趋势。虽然对其表述有所不同，但大体已达到以下共识：1.NGN将基于分组数据网络和统一的IP协议，即使对IP分组技术持保守看法的人们也都同意在未来几年里融合的数据网络技术将成为电信运营商的核心网络技术，没有人再对IP技术作为电信运营商NGN基础骨干业务平台提出异议。NGN将意味着各种业务和应用的传输技术完全向分组、宽带IP迈进和融合，智能光技术、DWDM技术和高速路由与分组交换技术将被充分利用;2.NGN将提供综合开放的整体网络构架体系，其发展目标是采用统一的网络技术融合各个应用网并实现端到端多媒体业务融合。NGN网将使各业务网——无线网与有线网、固定网与移动网、话音网与数据网统一于共同的传输基础和网络应用平台。

简单来说，软交换是随IP网和ATM网的发展而产生的，并可根据软交换在网络中所处的位置和服务的终端将其分为两类，即固定软交换和移动软交换。固定软交换是指软交换设备作为现有固定电话网的下一代核心交换设备服务于固定电话用户;移动软交换是指软交换设备作为移动端局MSC（Mobile Switching Center，移动交换中心）服务于移动用户，可直接对HLR（Home Location Register，负责移动用户管理的数据库）等进行访问，因此，移动软交换不仅具备固定软交换的功能，同时还具有移动性管理等功能。当软交换仅作为移动汇接局使用时，其功能同固定软交换。

综合业界的看法，从广义上讲，软交换概念是指以软交换设备为控制核心的下一代网络（NGN）;从狭义上讲，软交换特指位于NGN控制平面的软交换设备。软交换设备（Soft Switch）曾被称为呼叫服务器（Call Server）、呼叫代理（Call Agent）或媒体网关控制器（Media Gateway Control），是在VoIP体系中把呼叫控制功能从媒体网关中分离出来，通过服务器上的软件实现基本呼叫控制功能。1999年后，软交换设备这一名词被业界普遍认可，成为最后的通用概念。

顺应固定和移动融合以及整个电信网全IP化演进的趋势，第三代移动通信（3G）网络的发展在很多方面应用了NGN技术。2000年前后，3GPP制订WCDMA R4阶段规范时，首次把NGN提出的软交换概念引入移动核心网。从网络结构、接口协议、业务以及业务开发等方面看，3G与NGN的发展是协调一致的。而在网络结构上，NGN和3G都提出了承载和控制分离的网络体系结构;3G与NGN所采用的接口协议很多都是一致的，包括BICC、SIP/SIP-T、H.248/MEGAO和SIGTRAN，因此，二者在业务层面和架够上均是统一的，相似的业务可以同时构建在NGN和3G之上。从广义上讲，NGN包括了固定和无线领域，WCDMA R4和R5及其后续阶段都属于NGN构架。

基于软交换技术的商用组网方式

二、曾被混淆的软交换机基础概念

软交换机作为基于商用硬件平台，采用开放、标准、多协议和可运营管理的技术代表，将成为NGN中重要而关键的系统和设备技术之一。然而，现阶段国内具有一定规模的软交换机组网和实践还不多见，有关软交换机的讨论和实践还仅停留在局部和个体技术的概念层面上。尽管软交换机是目前关于NGN讨论的热点，然而人们对其概念仍有些似是而非。它究竟属于什么层面？软交换机与IP电话和NGN的关系究竟是什么？

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，Softswitch是典型的为分组网的语音目的而设计的技术实践手段。这一定义也说明，Softswitch借用了传统电信领域PSTN网中的“硬”交换机Softswitch的概念，所不同的是强调其基于分组网和呼叫控制与媒体传输承载相分离的含义。Softswitch是NGN中的重要组成部分，但它更多的是关注呼叫控制功能的设备和系统，其本身并不能构成特别的整体组网技术机制和网络体系架构。但是为什么这样一个单纯的概念会使人疑惑呢？问题的原因之一可能在于许多人习惯将Softswitch直译为“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理解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“Switching”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。

尽管NGN的目标是将语音、数据、视频业务逐渐融合演变成为集多种业务于IP网络之上，但是它面临的根本挑战仍在于寻求成熟的、可大规模运营管理的IP电话技术。因为，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他业务更大。经过近百年的发展，传统的PSTN技术（公共交换电话网络）和TDM网（Time Division Multiplexing，时分复用模式）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NGN过渡过程中所面临的首要挑战。

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，软交换机是以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”交换机还有许多共同的属性。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互通互连实施有效的呼叫业务控制和运维管理。所以说，软交换机是NGN中IP电话技术的一种重要实现手段。

应用在电信运营中的软交换

另外，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。事实上，软交换机的核心设计集中在各种业务的呼叫控制功能和一定程度上的端点能力的管理。举例来说，软交换机并不直接提供任何形式的IP数据业务;软交换机可以支持视频端点业务，但视频会议的控制功能并不由软交换机直接提供，而是通过互联到其他应用服务器来实现。

通过统一的、基于IP的传输基础结构，可以将呼叫控制设备（软交换机为主），配合其他的IP技术和数据应用技术构造一个系统来支持多媒体和其他智能业务。我们可以将这样的系统称为软交换机系统。广义来讲，软交换机系统是呼叫、媒体和业务控制多种逻辑功能实体的集合。它提供包括电话终端、智能终端、多媒体终端业务的呼叫控制、连接以及部分其他业务功能。这样的软交换机系统可以用于NGN控制、管理业务接入和PSTN网络边缘的局端设备。通过这种方式，多种与呼叫控制相关的业务可以统一集成在这个系统中管理、运营。但这样的软交换机系统内部仍将采用多个分布式的子系统模式，以便在集成的系统中灵活地提供包括语音在内的智能和多媒体业务的应用。

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NGN体系中一个重要的组成部分，但并没有提供任何整套网络架构的根本创新。

三、软交换机在NGN中的作用

软交换机是下一代网各种业务中提供呼叫控制的重要设备和系统，然而软交换机并不是下一代网的全部。软交换机作为下一代网呼叫控制的重要组成部分仍需要与其他关键技术和设备相辅相成，协同开展更丰富的视频和多媒体业务。

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，我们应该给予特别的重视和关注。但软交换机的技术特征本身并不提供唯一的直接核心网络技术。此外，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。软交换机本身不直接提供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，但软交换机仍需要与其他关键技术和设备来协同开展更丰富的视频和多媒体业务。软交换机技术主要是为集中的呼叫控制功能而设计的。除了软交换机技术，下一代网还将依赖于其他已有的IP技术和其他应用技术来支持语音、数据、视频等多种业务。

在技术上“软交换是下一代网的核心”这个提法往往容易导致人们寄一切下一代网的期望于软交换机设备，进而以软交换机为核心来思考构造所谓的下一代网，使得有关下一代网的讨论和实践长期仅停留在初级、局部、小规模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。

软交换机是下一代网中语音/数据/视频业务的呼叫控制、媒体控制和业务提供与分配系统的重要组成部分。下一代网不仅需要软交换机作为局部结构和范畴的技术实验，更需要其作为整个IP电话网络体系架构的一部分与H.323技术和SIP技术等多种技术相融合的商业实践。许多软交换机与运营管理相关的其他问题也都需要通过IP电话网络的运营实施来验证。软交换机的小规模或试验室中的试验意义非常有限。因为小网的试验模式不一定适合于做电信IP大网，试验室的小网试验结果并不一定完全说明电信IP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。

软交换与IMS的关系及技术分析 篇5

1 NGN

NGN是英文Next Generation Network的缩写, 意思是下一代网络。NGN是一个分组网络, 它可以提供包括电信业务在内的多种业务, 能够利用多种带宽和具有按需求的服务质量 (QoS) 能力的传送技术, 实现业务功能与底层传送技术的分离。它允许用户对不同业务提供商网络的自由接入, 并支持通用移动性, 实现用户对业务使用的一致性和统一性。NGN网络不同于前一代网络, 它是以数据为中心、基于开放的网络架构。

NGN是个有能力提供全业务的网络, 是个能够提供包括语音、数据、视频和多媒体业务的基于分组技术的综合开放的网络架构, 代表了通信网络发展的方向。NGN具有分组传送、控制功能从承载、呼叫/会话、应用/业务中分离、业务提供与网络分离、提供开放接口、利用各基本的业务组成模块、提供广泛的业务和应用、端到端QoS和透明的传输能力通过开放的接口规范与传统网络实现互通、通用移动性, 允许用户自由地接入不同业务提供商, 支持多样标志体系, 融合固定与移动业务等等特征。

2 软交换

软交换 (Softswitch) 是利用把呼叫控制功能与媒体网关分开的方法来沟通公用电话交换网 (PSTN) 与IP电话 (Vo IP) 的一种交换技术。软交换利用分组数据网的信息传送的能力, 把传统电路交换机的媒体承载功能、呼叫控制功能、业务功能进行分离。软交换是一种功能实体, 为下一代网络NGN提供具有实时性要求的业务的呼叫控制和连接控制功能, 是下一代网络呼叫与控制的核心。现在的软交换具备三个基本特点:呼叫控制与媒体层和业务层的分离, 集成分组网和电路交换网, 具备汇接局和端局能力。

软交换设备位于控制层, 提供多种业务的连接控制、路由、网络资源管理、计费、认证等功能。软交换设备与各种媒体网关、终端、应用服务器、其他软交换设备间采用标准协议相互通信。简单来看软交换不再处理媒体流和业务, 只是负责基本的呼叫控制, 用户的接入由各种用户网关来完成。但传统的“呼叫控制”功能是和业务结合在一起的, 不同的业务所需要的呼叫控制功能不同, 而软交换是与业务无关的, 这要求软交换提供的呼叫控制功能是各种业务的基本呼叫控制。目前软交换主要完成以下功能:媒体网关接入功能、业务提供功能、呼叫控制功能、互联互通功能、支持开放的接口功能、认证和授权功能、协议和接口功能、资源控制功能和QoS管理功能、计费功能。

软交换的基本含义就是把呼叫控制功能从媒体网关中分离出来, 通过服务器上的软件实现基本呼叫控制功能, 从而实现呼叫控制与承载的分离。从广义上讲, 软交换泛指一种体系结构, 它包括四个功能层面:接入层、核心传输层、控制层和应用层。在NGN的组成元素中, 软交换是一个重要组件, 是新老网络实现融合的枢纽, 是NGN业务的控制核心。基于软交换的NGN层次结构如图1所示。

接入层的功能是将外部网络和用户终端连接至核心网络, 再由核心网络集中各种用户业务并将它们传送到目的地。接入层的主要网络部件有用户接入网关 (AG) 、中继网关 (TG) 、信令网关 (SG) 等等。

核心层也称为核心传输层, 它提供各种媒体 (语音、数据、视频等) 的宽带传输通道, 并将信息传送至目的地。核心层的主要网络部件为标准的IP路由器, 基于分组网络的软交换系统用网络本身作为交换部件。

控制层的主要网络部件为软交换设备。负责呼叫逻辑, 处理呼叫请求, 并指示传输层建立合适的承载连接, 控制层的核心设备是软交换, 软交换需要支持众多的协议接口, 以实现与不同类型网络的互通。控制层决定用户应该接受哪些业务, 控制其他较低层的网络单元, 并控制处理业务流。

应用层也称为业务层, 它在呼叫建立的基础上提供附加服务, 担当业务提供、业务生成和维护、鉴权、管理、计费功能, 利用底层的各种资源为用户提供内容丰富的网络服务。主要部件为业务控制点、应用服务器、网关服务器、策略服务器、AAA服务器等。

3 IMS

3.1 IMS技术概念

IMS (IP Multimedia Subsystem) 是IP多媒体子系统, 是一种全新的多媒体业务形式。目前, IMS被认为是下一代网络的核心技术, 也是解决固网与移动融合, 引入视频、语音和数据三重融合等差异化业务的重要方式。但是, 目前全球IMS网络大多处于初级阶段, 应用方式也处于运营商的摸索之中。

IMS技术对网络控制层功能做了进一步分解, 实现了媒体网关控制实体和会话控制实体在功能上的分离, 使网络架构更为开放和灵活。IMS一方面解决了目前软交换技术还无法解决的问题, 如用户移动性支持, 标准开放的业务接口, 灵活的IP多媒体业务提供等;另一方面, 由于其接入无关性, 也使得IMS成为固定和移动网络融合演进的基础。

3.2 IMS的定位

IMS在3GPPRelease 5版本中被提出, 是对IP多媒体业务进行控制的网络核心层逻辑功能实体的总称。其定义的提出, 是为了在移动网上以最大的灵活性提供IP多媒体业务而设计一个业务体系框架。后来由于其良好的开放性和全分布式架构, 能做到控制与业务分离、与接入无关和支持移动性管理, 因而得到了ETSI、ITU-T等NGN相关标准化组织的认可, 并作为所研究的下一代网络的基础。

3.3 IMS中的网元

IMS是一个以SIP协议为中心的分布式网络架构。SIP协议是IMS网络的核心协议, SIP协议中定义了多种对象, 而IMS网络中也有多种网元, SIP协议中的各种对象跟IMS网络中的各种网元没有严格意义上的一一对应关系, 但是SIP协议中定义的各种对象都在IMS网络中的各种网元中得到了融合、改进。IMS的体系结构如图2所示。

UE (用户终端) :这个比较显而易见, 我们用的手机就是一个UE。IMS中UE可以大概理解为SIP中的UA。

CSCF (Call Session Control Function, 呼叫会话控制功能) :正如其名字, CSCF是IMS中的会话控制功能体。CSCF在IMS中实现了多媒体呼叫中主要的软交换控制功能, 可以看作SIP中的各种基本Server的集合。CSCF又分为三类:P-CSCF、S-CSCF、I-CSCF, 我们一般分别称之为:P, S, I。

P-CSCF (Proxy CSCF) :P是用户接入核心网的节点, 在IMS的CSCF中离用户最近。P对外转发着UE的消息并且将从外面收到的SIP消息返回给UE。P可以看作SIP中的Proxy。

S-CSCF (Serving CSCF) :S是IMS中核心中的核心, 处于IMS的核心控制地位, 基本上任何SIP消息都要经过它的处理, 包括路由、AS业务触发、重定向等主要控制功能。S可以看作SIP中的Registrar、Proxy以及Redirect Server。

I-CSCF (Interrogating-CSCF) :I是一个网络的边界节点, 主要对外来呼叫中的被叫的S进行定位, 从而隐藏该网络的拓扑结构, 因为若所有外来呼叫都要经过该网络的I, 则外面的用户无从知道该网络内部S以及P等网元的分布情况。I是可选的, 也就是说可以不需要这样一个网元, 如果你不想刻意隐藏自己的网络结构。因为进入的呼叫都要经过I, 虽然I的功能较为单一, 但负担比较重, 因此一个网络一旦使用了I, 一般就不止一个, 以便进行负载均衡。I可以看作SIP中的Proxy、Redirect Server。

HSS (Home Subscriber Server, 归属签约用户服务器) :是用于集中存放用户数据 (认证信息、业务信息、漫游信息、原始计费信息等) 的地方, 用户数据总是存放在其归属域 (开户地) 的HSS中, 可以跟HSS打叫道的有I, S和AS等, UE不会跟HSS有直接接触。

AS (Application Server, 应用服务器) :用于实现具体业务的服务器。通常AS由S根据用户请求以及触发条件进行触发, 它是作为SIP中的B2BUA实现的。IMS中的这种触发机制正是其支持业务与承载分离的基础。

各种网关 (MGCF、BGCF等) :用户实现SIP与其他信令 (PSTN、ISDN等) 的互联互通。

其他网元:实现媒体资源控制、QoS、计费等功能的网元, 如PDF、MRFC等。

4 软交换与IMS的分析比较

从现有的技术来看, 软交换技术和IMS技术是电信运营商在下一代交换组网中会采用的两种比较合适的网络技术。

软交换技术用于NGN的初级阶段, IMS技术是实现固定和移动融合的技术。从采用的基础技术上看, 软交换技术和IMS技术有很大的相似性:两者都是以IP分组网为基础, 两者都实现了承载与控制的分离, 大部分的协议都是相似的, 许多网关设备和终端设备甚至是可以通用的。由于IMS只是NGN的一个子系统, 因此目前基于IMS研究的NGN都注重网络功能实体, 而软交换更加注重物理实体的具体实现, 是NGN最现实的实现方式之一。

软交换和IMS是固网向NGN演进的不同阶段, 但实现的目标是一致的, 都是构建一个基于分组、层次分明、控制与承载分离、开放的下一代交换网络。

软交换网络和IMS网络最大的区别在于以下几个方面:

(1) 定位上的区别:软交换网络主要解决的是固网的IP化问题, 侧重点是语音类业务。IMS网络重点考虑的是IP多媒体业务, 包括网络、视频、文本、消息等综合业务。

(2) 网络架构上的区别:IMS网络和软交换网络的区别主要是在网络构架上。软交换网络的核心网为IP架构, 而IMS网络为端到端的IP架构。

(3) 呼叫控制协议的区别:软交换网络的呼叫控制协议是SS7协议和SIP协议, 而IMS网络的呼叫控制协议是SIP协议。

5 软交换向IMS演进

IMS技术从本质上仍旧属于软交换技术范畴, 但是IMS网络更加分布化, 更符合NGN网络的下一步发展方向。软交换网络和IMS网络是固网向NGN网络发展的不同阶段。由于软交换网络对运营商传统固网继承的无缝性, 所以在传统固网向智能化、分组化和宽带化演进的过程中, 软交换网络成为其中不可或缺的一个阶段。但是与此同时IMS网络在支持固网方面仍存在不少问题, 所以IMS网络与软交换网络将会在一段时期内共存。但是由于IMS技术自身存在很多优点及其技术不断的成熟, 软交换网络会逐渐向IMS网络过渡并实现网络的最终融合。

6 结语

如果对于电信运营商来说模拟交换网是第一代固网技术, 数字交换网是第二代固网技术的话, 那么软交换技术就是向IMS技术过渡的一个重要的阶段。PSTN技术是网络发展的基础, 软交换技术则是一个不可或缺的重要阶段, 而IMS技术是最终的目标架构, 三种技术将先后出现在网络中, 长期共存, 最终在IMS网络上形成统一。

摘要：软交换 (Softswitch) 与IP多媒体子系统 (IMS) 是下一代网络 (NGN) 发展进程中深受瞩目的两项技术, IMS本质上仍属于软交换技术范畴, 继承了软交换的主要特点。文章对此两项技术进行简略的对比分析, 并对软交换与IMS的关系进行了简单阐述。

软交换技术综述及 篇6

音像、多媒体以及数据传输等业务融合起来形成下一代网络体系结构, 这种新的网络体系结构的主要特征有以下几点: (1) 业务开放。随着部件化的逐步发展, 在三大传统网络的基础之上, 将各个功能业务逐步开放, 根据具体的业务需求将功能部件自由组合起来, 从而建设所需要的网络, 这样可以很大程度上缩减成本。这种开放式的体系结构可以达到异构网之间通信的目的[1]。 (2) 业务开放。将业务、承载、呼叫等相互分离开来, 可以使网络中的各个业务独立出来, 从而满足不同的功能需求, 提供灵活的服务。 (3) 协议统一。三大传统网络不可能独自作为网络基础的平台, 将三大网络相互融合势在必行, 加上IP的快速发展, 肯定是IP的统一网络。将传统的网络结构升级为新的三网融合的网络体系结构工作量巨大, 并不是一蹴而就的事情。在传统网络体系结构的基础上, 需要按照功能需求进行分层设计, 从而形成下一代网络体系。分层设计: (1) 传输和接入层:用户接入网络所使用的手段。 (2) 传媒层:数据信息从传输接入层接收到后, 转换为与网络兼容的无差别数据信息。 (3) 处理层:控制处理低层的业务流。 (4) 应用和业务层:提供面向应用的业务和服务。

软交换技术要求尽量简单的应用和控制需求, 它能够提供各个业务的呼叫基本控制功能, 将应用设计在业务和应用层。

二、相关协议

一个网络体系结构的生存规则指的就是协议, 当前现有的网络协议主要有:非对等协议—H.248/MEGACO网关媒体控制协议, 对等协议—BICC、H.323、SIP等, 其中SIP凭借易拓展、通用、简单等优势, 成为发展的主流协议。

(1) H.248/MEGACO。/MEGACO和H.248属于网关媒体控制协议, 它的一端针对软交换同, 另一端是媒体终端和网关。H.248来自于ITU—T, 而MEGACO则来源于I-ETF, 它是完善和改进了MGCP得来的。IETF和ITU—T的网关媒体控制协议的设计过程是大致相同的。 (2) SIP。SIP也来源于IETF, 与H.248/MEGACO的设计思想不同, 它主要是吸收WEB的相关经验, 尽量减少网络系统中设备的复杂性。SIP协议是基于文本格式的C/S模式, 用文本来体现编码、语义以及语法等, 服务器对于终端发出的请求只做响应, 而没有其他的处理。SIP协议的应用主要是针对终端、软交换以及服务器等。

三、安全性

软交换的安全性问题并没有得到很好地解决, 寻找与SIP协议匹配的安全策略, 供大部分用户使用是必须的。SIP的安全性问题主要体现在以下几点: (1) 恶意注册。注册一个新用户需要SIP消息中包含的头字段来完成, 入侵者将注册信息进行修改, 用涉及记录地址的内容替代授权信息, 就会构成恶意注册, 这样就会严重损害合法注册人的利益。 (2) 服务器欺骗。处理业务在客户端进行时, 需要连接相应的服务器, 从而发出请求信息。但是客户端和服务器只知道请求信息的地址, 这样就会产生漏洞, 入侵者冒充服务器, 拦截客户端传来的信息。 (3) 会话切断。用户之间相互对话, 其中任何一方都能够发送终止对话的请求信息。当双方进行正常通话时, 恶意的第三方就会截获相关的会话参数, 破解信息内容, 在双方正常会话时, 插入一条终止会话的请求, 某一方受到请求信息, 以为来自于正常对话的另一方, 则就会终止会话。

SIP中数据的安全保护主要依靠以下3种加密方式[2]: (1) 在消息头及消息体的两个端口加密, 这样入侵者没法根据发送的请求追踪路由地址。 (2) SIP划分为多区域加密, 主要是因为消息头的实现方式是代理, 因此不能加密头域, 将请求划分为多个区域, 就会使入侵者很难辨析出消息的发送者和响应者。中间部分的代理则可以知道谁是发送者谁是响应者, 如果攻击网络流量, 就可以辨析出消息的请求与相应, 所以并不完善。

四、小结

本文将下一代网络体系结构和软交换的特点结合起来分析, 并且分析了相关的协议, 并且分析了软交换技术协议中存在的不安全因素, 进而提出了应对措施。

基于软交换技术的网络体系结构的发展正处在进行阶段, 所以对于软交换技术的在穿越私网、移动性以及收费等方面的研究也随之取得一定的进展。

参考文献

[1]夏海涛.新一代网络管理技术.北京邮电大学出版社, 2002

对软交换与电路交换技术的分析 篇7

呼叫控制和管理软件实现现代网路控制的基础, 这是实现一个通信网络技术的数据交换, 而软交换技术作为一种新应用的技术是实现代替硬控制实现软控制的技术保障。而软交换的基本含义就是将呼叫控制功能从媒体网关 (传输层) 中分离出来, 通过软件实现基本呼叫控制功能, 从而实现呼叫传输与呼叫控制的分离, 为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面。软交换主要提供连接控制、翻译和选路、网关管理、呼叫控制、带宽管理、信令、安全性和呼叫详细记录等功能。

2 软交换具有的先进性

2.1 在运行方面的特点。

未使用软交换技术前同一交换网的一个用户终端或两个用户发起呼叫时, 网络端的通信建立了一条物理线路, 便于专用于释放物理线路进行通信的终端到终端的通信。这也就得出了拥有专用通道, 解决连接操作, 利用率较低, 保证质量等电路交换的特点。这种交换被常被PSTN使用。

使用基于IP的网络的软交换是根据每个数据包的分组交换技术。已发送的用户数据被划分为预定的长度, 各部分被称为一个数据包, 每个数据包接收的地址如果是加载的地址发送识别的信息和发送的数据包在同一时间开关, 地址标志线会被单独分配, 它们被转发到目的地, 通过使用动态复用的技术, 送到目的地, 恢复原来的数据。受益于共享信道动态分配, 解决统计复用, 连接操作, 信道利用率, 尽力策略业务, 语音, 数据, 图像, 多媒体通信是分组交换的主要功能。

2.2 系统架构方面的特点。

电路交换网络在从前专注于硬件交换系统, 软件和业务合作的制衡和呼叫控制, 呼叫控制, 交换矩阵和提供服务, 根据呼叫控制功能不同而垂直整合, 接口和互连之间的不开放的业务需求在各种标准是封闭的系统的一个制造商和一个单一的结构。传统转换的缺点:是专用软件升级成本高, 发展新业务, 以及专门的设备, 整个网络交换机, 升级难, 周期长, 市场和用户提供一个快速变化的环境这是不可能的, 不能适应各种各样的要求。

相应的软交换就具有了其优势, 开放的交换结构, 与传统的组合模式完全不同的侧面, 拥有介质访问层, 传输层, 控制层和配置相结合的系统, 使该服务的应用更广泛。这比传统的电路交换结构有了用于切换电路交换的数据包, 而不是软交换网络中的介质层, 以实现相分离操作中涉及的传输与控制, 选择该呼叫控制操作是分开的, 在同一时间, 通过开放式服务交换协议控制, 以及访问, 构成多厂商的开放式系统结构, 分布式应用的可扩展性。进行常规运行的接入层和支持电路交换网络适用于最终用户接入和多媒体服务的传统的媒体网关, 接入层, 传输层的IP网络使用分组交换技术, 软切换的移动设备为主, 端部集中负荷控制信息传输的媒体访问控制层的层和业务数据, 控制层是由软控制的开关系统的核心。为了提供开放的业务接口, 不仅要完成业务控制功能和呼叫服务层, 并调用操作和控制相分离, 从而为记录业务应用设备的用户提供各种服务以及建立相应的服务设备。

软交换网络体系结构, 可以克服了开关电路的现有网络问题。这是一个开放的网络体系结构, 可以在PSTN中提供发送数据服务。但同时, 为了提高某些语音在分组网络传输质量, 克服异构网络环境的问题, 进行业务交流, 平滑过渡上交流服务, 解决困难的问题, 可以通过使用开放的接口层的标准协议是各单位之间沟通, 承载服务代相分离和控制。使用网络设备之间的互操作性得到集成, 克服容量不足等问题。

3 在不同领域的应用

3.1 技术优势。

(1) 新的网络, 语音, 数据和视频传输业务的整合, 集成的业务功能使得软交换技术在集语音, 数据, 传真, 视频真正意义上的融合成为可能, 从而建立综合服务。 (2) 软交换技术可以使一个网络设备的基础上建立多个被应用到的网络体系结构的分层公开的交换, 分离的业务功能和路由的重大升级和网络成为可能, 从而降低成本。 (3) 为了提供一个开放的服务和控制功能, 基本的网络管理, 新业务, 这些由第三方提供的增值服务, 原来的网络要提供新的业务很困难的。

3.2 应用领域以及作用。软开关应用领域以及作用可以概括为:

(1) 提供GW接入服务。这是在它已经完成连接各种媒体网关的GW控制协议, 从而被视为具有自适应功能, 也可以直接连接用于SIP客户终端和H.323终端业务。 (2) 应答以及信息消化应用。应答并释放控制功能, 其中包括呼叫建立基本的维护, 呼叫处理, 连接控制, 是完成资源控制的软开关的重要功能之一。它还可以是可能的来电或控制的两方, 被用来支持多控制功能, 建立一个特殊的联系, 多方通话之间实现软交换, 控制混合的过程中使得所有成员参加通话。 (3) 提供更强大的拓展服务。这在网络发展的过程中起着非常重要的作用, 从电路交换网络到IP网络, 软件开关必须能够提供所有的PSTN/ISDN交换机提供的服务。此外, 补充业务, 包括基本服务, 同时应该能够使用智能网络服务, 现有的智能网络。此外, 网络的发展的根本目的, 是方便客户, 并提供业务和升级到一个新的业务, 为客户提供各种单纯的智能网络新兴程序控制。一个最明显的特征软交换可以通过编程逻辑控制在API的开放式协议, 这就能与外部应用程序的平台, 实现互联互通。 (4) 实现互连。NGN软交换和多协议支持, 以及软交换核心的开放式架构, 使得不同网络之间的互通成为可能。 (5) 系统自维护。软交换设备的维护和系统的管理和操作的部分用户, 系统可以通过自身维护和操作配置, 实现管理, 监控。 (6) 其他方面。接入, 认证和授权, 带宽管理功能和地址解析, 计费功能。

4 对未来的一些展望

通信网络和传统的呼叫控制和业务结构相比有了巨大的提升, 从而为承载分离的软交换和呼叫控制, 数据和语音集成提供了可能, 继而催生了大量的新业务。

通过软交换的应用, IP网络和现有的电信成为互补的一体化。分组交换和电路交换了这两种技术被传递到业务的语音和数据网络的下一代通信网络业务将继续向前发展。语音和数据交换业务得以整合, 以增加商业价值。在数据服务中所提供的IP网络等方面都会得到体现。智能网络的PSTN/ISDN都会应运而生, 这不仅仅再是语音服务, 而会为客户提供新的业务, 这是除了提供了一些基本的业务的新的智能业务和补充业务, 具有增值服务的特性, 比如IP电话就是利用软开关技术, 造福大众的体现。

结束语:总之, 运用软交换技术后, 为网络运营商提供了比传统电路交换时代竞争性强, 更具实用性的平台。通过它来完成并迁移到IP网络, 为企业的可持续发展创造出良好的前景。继而进入语音市场, 和网络建设融合, 减少运营和维护的成本, 同时保护了现有的网络投资企业。这就为整个电信业以及既有的优质网络运营商的相融合, 让全行业又好又快的发展提供了良好的基础与平台。

参考文献

[1]路峰.从与电路交换的比较看软交换技术[Z].2007 (1) .[1]路峰.从与电路交换的比较看软交换技术[Z].2007 (1) .

对软交换与电路交换技术的分析 篇8

软交换技术区别于传统的电路“硬”交换, 是基于分组交换网络, 以软件来实现交换与呼叫控制管理的一门新的电信网络技术。我国信息产业部电信传输研究所对软交换的定义是:“软交换是网络演进及下一代分组网络的核心设备之一, 它独立于传输网络, 主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能, 同时还可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务, 并向第3方提供可编程能力。”

2 软交换与传统电路交换的比较

2.1 交换方式

电路交换是同一交换网络中, 任意2个或多个用户终端之间建立电路暂时连接的交换方式。当用户发起呼叫时, 网络为通信双方建立1条端到端的物理电路, 供通信双方专用, 直到本次通信结束, 网络才将该物理电路释放。电路交换的特点是:通道独占, 确定复用, 有连接操作寻址;通道利用率低;质量有保证。PSTN就是采用这种交换方式。

软交换基于IP网, 采用的是分组交换技术, 将用户传送的数据划分成一定的长度, 每个部分叫做1个分组, 每个分组信息都加载了接收地址和发送地址的标识, 交换机根据每个分组的地址标志, 在1条线路上采用动态复用的技术, 同时传送多个数据分组, 将他们分别转发至目的地。在目的地经重新整理后, 还原成原始数据。分组交换的特点是:通道共用, 动态分配, 统计复用, 无连接操作寻址;通道利用率高;按照尽力而为策略提供业务;益于实现语音、数据、图像及多媒体通信。

2.2 体系结构

在传统电路交换网络中, 呼叫控制、业务提供以及交换矩阵都集中在一个交换系统中, 软、硬件互相牵制;呼叫控制和业务提供结合在一起, 不同的业务需要不同的呼叫控制功能, 之间没有开放的互连标准和接口, 是一种垂直集成的、封闭的和单厂家的系统结构。缺点是新业务的开发、提供以专用设备和专用软件为载体, 需要对全网的交换机进行改造和升级, 实现难度大, 周期长, 成本高, 无法适应快速变化的市场环境和多样的用户要求。

软交换打破了传统的封闭交换结构, 采用完全不同的横向组合模式, 将体系结构分为媒体接人层、传输层、控制层和业务应用层, 如图1所示。

与传统电路交换的体系结构相比, 软交换网络用分组交换代替电路交换;将呼叫控制与业务提供从媒体层中分离出来, 实现业务与控制及传送与接人相分离;同时, 通过开放业务、控制、接人和交换间的协议, 构成一个开放的、分布的和多厂家应用的系统结构, 可扩展性强。接人层支持多媒体业务和用户的接人, 传统的电路交换网通过媒体网关应用于边缘接入层, 依然可以正常运行;传输层采用分组交换技术的IP网, 完成业务数据和控制层与媒体接人层间控制信息的集中承载传输;控制层主要由软交换设备组成, 是软交换系统的控制核心。完成呼叫和业务的控制等功能, 向业务层提供开放的业务接口, 将呼叫控制和业务相分离;业务应用屡主要指面向用户提供各种业务和服务的设备, 同时具有相应的业务生成和维护环境。

软交换网络体系结构可以克服现有电路交换网络存在的以下问题:它是一个开放的网络体系结构, 既能在PSTN中传送数据业务。又能在分组网中以一定的质量传送语音, 克服了异构网络环境下进行业务交换的难题;将承载、呼叫控制和业务生成相分离, 解决了上层服务交替时难以平滑过渡的问题;在各层与各单元之间采用标准协议和开放接口进行通信。有利用不同网络设备之间的互通和集成;通过利用基于分组交换的网络进行承载传送, 如IP、ATM等, 克服了基于TDM的传统网络容量不足的缺点。

3 软交换的特点与功能

3.1 软交换技术的特点

一般来说。软交换技术有以下主要特点:

(1) 软交换技术具有综合业务提供能力, 可以构建集语音、数据、传真与视频等综合业务于一体的全新网络, 真正意义上实现语音、数据与视频在传输与业务上的融合与统一。

(2) 软交换技术可以应用于分层的全开放的网络体系架构, 使得网络设备基于公共计算平台, 且交换、路由与业务功能的分离, 可大幅度降低网络建设与升级更新成本。

(3) 软交换机技术提供了开放的业务 (基于AP1支持新业务二次开发) ;软交换机提供基本网络管理与控制功能, 新的业务尤其是增值业务由第三方提供, 这样可以快速加载原有网络难以提供的新业务。

3.2 软交换的主要功能

软交换的主要功能如下:

(1) 网关接人功能。该功能可以认为是一种适配功能, 它可以连接各种媒体网关, 完成网关控制协议的功能;同时还可以直接与H.323终端和SIP客户端终端进行连接, 提供相应业务。

(2) 呼叫控制和处理功能。呼叫控制功能是软交换的重要功能之一, 它完成基本呼叫的建立、维持和释放提供控制功能, 包括呼叫处理、连接控制和资源控制等。另外, 软交换还可以支持两方呼叫控制和多方控制功能, 如多方呼叫的特殊关系、呼叫成员的加入/退出/隔离/旁听以及混音过程的控制等。

(3) 业务提供功能。由于软交换在网络从电路交换网向IP网演进的过程中起着十分重要的作用, 因此软交换应能够提供PSTN/ISDN交换机提供的全部业务。包括基本业务和补充业务;同时还应该可以与现有智能网配合提供现有智能网提供的业务。除此之外, 由于网络发展的根本目的是提供业务, 而方便的新业务升级恰是软交换最明显的特点之一, 这就决定了其可以提供程控交换机与智能网难以提供的各种新兴业务。软交换是可编程的、逻辑化控制的、开放的API协议, 可以实现与外部应用平台的互通。

(4) 互通功能。软交换的多协议支持功能和以软交换为核心的NGN开放式结构。满足了不同网络之间的互通功能。

(5) 操作维护功能。操作维护系统是软交换设备中负责系统的管理和操作维护的部分, 是用户使用、配置、管理、监视软交换设备的工具集合。

(6) 其他功能:接入认证与授权、地址解析和带宽管理功能以及计费功能等。

4 软交换的应用前景

实现业务与呼叫控制分离以及呼叫控制与承载分离的软交换打破了传统的电信网络结构, 为数据和话音的融合、催生大量新业务做好了充足准备。

软交换将使现有电信网与IP网不断融合, 实现电路交换与分组交换两种技术的优势互补, 产生可以传递语音和数据等综合业务的下一代由业务驱动的网络。通过语音与数据的融合, 实现业务增值。例如, 在IP网络上提供数据业务的同时。能够提供语音业务以及其他更多更新的业务, 这些业务包括PSTN/ISDN以及传统智能网中提供的各种基本业务、补充业务和智能业务, 以及具有IP特色的各种已各和未知的增值业务。目前广泛使用的IP电话就是软交换技术带给我们的实惠。

结语

软交换技术良好的应用前景可以为新运营商将进入语音市场提供一个良好的平台和较强的竞争力, 而传统的电路交换网运营商也可通过它完成向IP网的过渡, 共同建设一个以业务为核心的、可持续发展的、能展示未来发展前景可盈利的网络, 同时保护运营商已有的网络投资, 那样既能够降低网络建设和运营维护的成本, 又能够增加业务收入和开发新业务的途径。使公司得到更好和长远的发展, 同时也提高了公司与其他公司的竞争力量。

摘要：随着科技不断的发展, 社会信息化程度逐渐加深。生活中人们对电信业务的需求也逐渐提高, 简单的语音通信显然不能满足人们的需求, 而是呈现出宽带化、多样化和个性化的新需求。因此今后的通信网将主要以传送数据和多媒体业务为主, 而传统电路交换技术肯定是不能适应的。本文将阐述应运而生的软交换技术特点及应用前景。

关键词：软交换技术,电路交换,分组变换,PSTN

参考文献

[1]路峰.从与电路交换的比较看软交换技术2007 (01) .

软交换技术综述及 篇9

关键词：通讯工程；应用；软交换技术；探讨

软交换技术的概念一经提出，便迅速蹿红，得到了市场以及业界的广泛认可和重视，其凭借着强大的功能、低成本的优势，赢得了各大运营商的追捧，成为下一代通信工程的核心技术。

一、软交换技术网络结构

分层化和构件化是软交换网络的基本特点。对于分层化，其在纵向上的分层从低到高依次是接入层、承载层、控制层、业务/应用层。接入层的功能是为用户提供各种接入手段，并将其所接受的信息格式进行转化，使信息能够顺利在IP承载网上进行传输。承载层的任务为负责将软交换网络的信息流传输至目的地。控制层的作用是提供呼叫控制、承载控制。（交换技术便是它的核心）业务/应用层功能是提供各项业务、应用。对于构件化，软交换技术的基本构件主要由软交换、接入设备、中继网关、信令网关、媒体资源服务器、业务服务器、组承载网等组成。

二、软交换技术特点及其优势

1.软交换特点。软交换技术最大的亮点就是它独立于底层硬件与上层操作系统，因此软交换技术拥有良好的伸缩性和开放性，可以为通信系统提供多种所需的同步通信协议。软交换技术的主要技术特点表现在三个方面：（1）可以兼顾多种通信系统需求并保证其通信质量使通信宽带得到有效利用。（2）网络结构清晰层次感强。软交换技术设备可以被部署于中心机房，更有利于建立新业务和引入。（3）网络结构简单，语言承载面平面化，淘汰了汇接局机制。

2.软交换优势。基于软交换的特点，其优势主要表现在：（1）由于集中控制核心结构与开放通用的接口协议，使网络组建成本得到极大降低，新业务部署速度得到提高，从而使网络制式实现平滑迁移。（2）由于软交换使用的设备功能齐全、功耗低、处理能力强大，因此网络运营和维护成本易于控制。（3）软交换技术拥有多节点间相互备份的功能，因此对于网络的安全性和可靠性更加突出。

三、软交换技术在通讯工程的应用

1.在前期的应用。在软交换网络建设的开始阶段，因为其业务量相对较小、网络规模有限，因此软交换首先应该独立设点，然后随着软交换网路业务量的不断增加，一步步由点及面进行扩展。此外，可以尝试将软交换设备植入信息工程系统中，与综合接入设备（IAD)、媒体接入网关（AMG)、智能终端等相配合实现本地用户覆盖，为本地用户土工多媒体业务、话音等。另外，可以通过一套通用媒体网关（UMG)，使软交换网络与汇接中心、公网相连接，从而达到与电话交换网络互通的目的。

2.在中期的应用。随着前期软交换网络业务的不断拓展，网络规模不断扩大，软交换节点数目不断增加，由软交换主导的包交换网的用户量达到或超过电话交换网的用户量时，电话交换网便会边缘化，而软交换控制的数据网便会在网络应用中占据主导地位。与此同时，为顺势进一步扩大规模、开拓业务、抢占市场，可以在网络中进行通用媒体网关（UMG)设置，其不仅可以起到中继媒体网关的作用，更重要的是，它可以实现运营商对电力电话交换网络的连接，汇接覆盖电力电话交换专网，从而使VOIP长途业务得到顺利开展。在网络用户数量和网络容量达到一定规模时，可以适时加入一套软交换设备，从而使网络的可靠性得到提高，容量得到加大，业务层系统得到增加，业务更加丰富，网络运营管理功能更加完善。

3.在后期的应用。在软交换网络成熟以后，软交换设备可以通过SIP-T与BICC协议实现整体网络互联互通，从而借助于IP承载网，使各区域、地区的业务互联互通。用户的媒体网关功能主要由通用媒体网关实现，使用户处于主体地位，而中继网关的功能相应弱化，其主要功能转化为对各省各地区运营商以及电话交换网络的连接。

四、软交换在通讯工程的应用前景

软交换技术的应用前景十分广泛，最主要的应用有三方面：第一，使计算机网络与电力通信网中的电话网实现互通。软交换技术凭借其对多种信令、协议的支持，可以有效地解决计算机网络与电话网络信令不通等问题，实现不同网络之间的互操作。第二，对增值业务进行补充，软交换技术不仅能实现传统的语音、数据、视频等业务，而且可以充分利用软交换技术的开放式应用程序接口，开展更多的新业务。第三，使整个网络可以实现信息交换，现存的网络传输介质有载波、光纤、微波等，其设备系统等都相互独立，软技术交换的应用有望在一台机器上实现对多种介质的信息进行交换。

五、结语

网络技术的发展一日千里，网络系统的更新换代已经是大势所趋。而软交换技术作为下一代通讯工程的关键性技术，其在公用通信网、各类专网甚至电力专用通信网中都有着非常广阔的前景。但是，目前软交换技术并非尽善尽美，在应用方面仍然有一些难关需要攻克。因此，我们应该以积极进取的精神不断开拓创新，在实际应用中完善、发展。

参考文献：

[1]陈玉喜.浅析通信工程中如何应用软交换技术[A].OFweek光电新闻网.OFweek宽带通信与物联网前沿技术研讨会论文集[C].OFweek光电新闻网，2013.

[2]李营.软交换技术在通信工程中的应用研究[J].数字化用户，2013（8）：58.

软交换组网技术的研究探讨 篇10

1 软交换技术特点和目标

软交换的技术特点主要有以下几个方面[1]:(1)支持公共电话交换网(PSTN),异步传输模式(ATM)和网络协议(IP)协议等各种网络的可编程呼叫处理系统,提供认证与授权,防止非法用户或设备接入;(2)可运行在各种计算机和操作系统上,支持相应标准协议;(3)具有高效灵活性,可通过各种网关实现设备间的互通;(4)具有开放性,通过一个开放的和灵活的号码簿接口,便可以再利用智能网(IN)业务;(5)为第三方开发者创建下一代业务提供开放的应用编程接口(API);(6)具有先进的基于策略服务器的管理所有软件组件的特性。

根据国际转交换论坛(ISC)的定义,软交换是基于分组网利用程控软件提供呼叫控制功能和媒体处理相分离的设备和系统。因此,软交换的技术目标就是将呼叫控制功能从媒体网关(传输层)中分离出来,通过软件实现基本呼叫控制功能,从而实现呼叫传输与呼叫控制的分离,为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面。

2 软交换组网的网络结构

软交换网络主要包括的设备有:软交换设备(SS)、中继媒体网关(TG)、信令网关(SG)、综合接入媒体网关(AG)、综合接入设备(IAD)、媒体服务器(MS)、边缘接入控制设备(BAC)等。这些设备一般基于专用网络部署,用来实现软交换设备之间的相互通信以及软交换设备和非软交换设备间的消息隔离。软交换网络中的用户数据和路由数据分离存放,集中存放在集中用户数据库(HLR)及集中路由服务器(RS)之中,而软交换机(SS)只保留与网关资源相关的信息。软交换组网的一般网络结构[2]如图1所示。

对于部署在专网上的TG及AG部分IAD设备,当用户发起业务请求时,网关设备将根据预设的SS IP地址将呼叫送至相应的SS。主叫SS首先会去HLR查询用户的业务相关信息,判别用户该业务是否有权,是否符合预设的业务触发条件,然后根据查询结果去访问RS获得本次呼叫的路由信息,将呼叫接续至下一跳SS或业务平台。被叫SS收到呼叫请求将去查询HLR,获得用户指定终端的IP地址,接至终端。

3 软交换组网时关注的技术要点

3.1 设备配置和容量

在软交换设备的组网中,所有网元设备都存在着设备容量测算的问题,而其中最重要的几类设备是软交换、信令网关和媒体网关。设备容量测算的最终目标是实现软交换网络资源的合理组织和利用,使其便于管理和维护。软交换接入层设备之间的数据主要是相关设备的寻路、语音媒体链路的建立以及语音和多媒体数据的传送,不仅对传输的安全可靠性、低时延要求较高,而且对于传输带宽的要求也很高。只有分组网提供必要的带宽与服务质量(Qo S)保证,才能实现基于软交换的语音业务及多媒体业务。分组网除了引入新的Qo S机制外,合理的网络资源配置是基础,这些配置包括分组网节点设备处理能力、端口资源分配和中继电路带宽分配等。网络资源配置的定量依据便是接入层设备间的媒体流端到端带宽需求。媒体流带宽的测算与软交换的业务特性、网络承载特性和业务实施策略都紧密相关。

3.2 Qo S问题

对任何网络来说,Qo S的保证都是一个非常重要的问题。目前各软交换设备供应商均声称所提供软交换系统支持对Qo S服务质量的保证,但如果承载在IP网上的软交换网业务是基于“尽力(besteffort)”服务策略的,则IP网难以很好地贯彻软交换机的Qo S策略。为保证软交换网的业务服务质量,必须要求软交换的IP承载网支持“区分服务(Diffserv)”等必要的服务质量保证策略。如即使采用了一定的服务质量保证策略仍然不能满足在公共IP网络上为软交换网络提供大规模的有Qo S保障的承载服务,则可采用专用网络+BAC的信令媒体全代理功能对Qo S问题进行一定程度的解决。专用网络组网可以采用专线、专用IP网、多协议标签交换/虚拟专用网(MPLS/VPN)等方式。MPLS/VPN方式要提供Qo S保障,仍然需要全IP网络设备的支持。专线和专用IP网方式可以通过网络流量预测和规划,按软交换业务需求组织网络。

3.3 异地容灾

软交换设备的异地容灾即系统在某个软交换节点故障的情况下还可以继续提供服务。从组网的角度来说,需要媒体网关能够归属2个软交换设备的管理,这2个软交换设备采用主/从工作机制。在正常情况下,媒体网关仅受主软交换设备的控制,从软交换设备则定时地查询主软交换设备的当前运行状况。一旦主软交换设备出现故障,媒体网关就根据预先配置的地址信息向从软交换设备注册,从软交换设备就接替主软交换设备进行控制,从而保证系统工作不中断,此种工作方式即为“双归属”。为提高双归属的工作效率,可以依据一定的策略设定其他域的软交换设备作为本域的备份软交换设备。信令网关的异地容灾可通过信令转接点对的方式来解决。此时,信令网关必须支持信令转接点的组网方式。

3.4 会话启动协议(SIP)的网络地址转换(NAT)穿越

在软交换网络结构中引入了SIP用户终端,因此需通过NAT进行公私有地址之间的转换。NAT穿越的解决方案有以下4种[3]。

(1)应用层网关(ALG)方案。该方案采用支持SIP的ALG防火墙,NAT可分析SIP,在转换时可以像处理IP包头那样转换协议中内嵌的相应地址信息字段。ALG功能主要驻留在一些NAT防火墙设备中,每增加一种新的应用都要对NAT防火墙进行升级。ALG不能识别加密后的报文内容,报文在公网中的传送存在很大的安全隐患。由于网络实际上已经部署了大量的不支持下一代网络(NGN)业务应用的NAT防火墙设备,因此不推荐使用该方式。

(2)网络地址转换的用户数据包协议简单穿越方案(STUN)。该方案需升级SIP终端以支持STUN协议,要求终端以及网络侧的SIP服务器支持会话启动协议/会话描述协议(SIP/SDP)NAT扩展,且在运营商网络侧需部署STUN服务器。这种方案的优点是不用对NAT进行升级就可实现通信,具有可实施性;缺点是需要对SIP终端和SIP服务器进行扩展,运行时需要根据需求,对协议作标准化定义,以避免SIP终端和SIP服务器不兼容。

(3)采用网络地址转换中继方式的穿越(TUR-N)方案。该方案与STUN相似,也是基于私网接入用户通过某种机制预先得到其私有地址对应在公网的地址(STUN得到的地址为出口NAT上的地址,TURN方式得到的地址为TURN服务器上的地址)。TURN应用时通过分配TURN服务器的地址和端口作为客户端对外的接收地址和端口,这种方式解决了STUN应用无法穿透对称NAT及类似Firewall设备的缺陷。TURN的局限性在于它需要终端支持TURN Client,并且所有报文都必须经过TURN服务器转发,增加了包延迟和丢包的可能性。

(4)全代理(Full Proxy)方案。该方案是通过对报文进行Relay的设备对呼叫协议解析和处理,改写携带的实时传输协议/实时传输控制协议(RTP RTCP)地址信息后转发信令报文,同时根据改写的RTP/RTCP地址信息对媒体报文进行地址变换后Relay转发。由于Full Proxy方式会对呼叫协议进行解析,因此还可完成对每次呼叫带宽等Qo S信息的解析和处理,从接入层保证Qo S的安全问题。此外,通过对呼叫状态的把握,Full Proxy方式还可实现媒体流的动态防火墙,保证网络安全和防止带宽盗用,作为NGN终端接入层的NAT,Qo S和安全保障的统一处理平台。

3.5 安全问题

安全问题涉及网络安全和用户数据安全2个方面。其中,网络安全是指软交换网络本身的安全,能对终端用户屏蔽软交换设备、中继媒体网关、综合接入媒体网关、媒体服务器等设备的地址,保护重要网元设备,保证设备不会受到非法攻击。软交换设备可基于专用网络部署,网络可以是专网或采用MPLS/VPN等技术的虚拟专网,能通过各种手段来实现软交换设备间的相互通信及软交换设备和非软交换设备间的消息隔离,大大减小了受互联网用户攻击的可能。用户数据安全是指用户的签约信息和通信信息的安全,即不会被非法的第三方窃取和监听。软交换网络需采用必需的安全认证策略保证用户签约信息的安全,同时,无论是用户的签约信息还是用户的通信信息安全,均需要IP网的安全策略作为保证。

4 软交换技术的应用前景

窄带域的组网技术相对成熟,宽带域可与窄带域互通;对于宽带组网方案,从技术和运营的角度分析,特别是基于SIP终端的宽带组网方案离组建可运营、可管理的电信级网络的目标还有一段距离,技术上还有待于进一步发展和完善[4]。目前电力行业的软交换网络建设刚刚开始,还没有大规模的组网应用,尚处于不断探索实践的阶段。已投入使用的软交换设备主要局限在语音应用方面,数据和多媒体方面的应用还有待进一步的拓展。随着近几年来数据和多媒体业务的迅速发展,通信网络的接入能力、带宽、交换能力等方面急需得到进一步的提升,相信软交换技术作为未来通信技术的发展方向必将会对宽带业务提供较好的支撑,进一步提升电网信息通信技术的发展。

参考文献

[1]桂海源,张碧玲.软交换与NGN[M].北京:人民邮电出版社,2009.

[2]童晓渝.软交换技术与实现[M].成都:西南交通大学出版社,2004.

[3]糜正琨.软交换组网与业务[M].北京:人民邮电出版社,2007.