浅谈软交换技术及应用

浅谈软交换技术及应用

作者：王学志

来源：《中国新技术新产品》2011年第17期

摘要：文章简要的介绍了软交换技术，包括软交换产生的背景及其概念、特点、功能、支持的协议，最后结合实际探索了其在网络中的应用。

关键词：软交换；NGN；协议

中图分类号:TP393. 08 文献标识码:A

一、软交换技术产生的背景

软交换的概念最早起源于美国。当时在企业网络环境下，用户采用基于以太网的电话，通过一套基于PC服务器的呼叫控制软件（CallManager、CallServer），实现PBX功能（IPPBX）。对于这样一套设备，系统不需单独铺设网络，而只通过与局域网共享就可实现管理与维护的统一，综合成本远低于传统的PBX。由于企业网环境对设备的可靠性、计费和管理要求不高，主要用于满足通信需求，设备门槛低，许多设备商都可提供此类解决方案，因此IP PBX应用获得了巨大成功。受到IP PBX成功的启发，为了提高网络综合运营效益，网络的发展更加趋于合理、开放，更好的服务于用户。业界提出了这样一种思想：将传统的交换设备部件化，分为呼叫控制与媒体处理，二者之间采用标准协议（MGCP、H248）且主要使用纯软件进行处理，于是，SoftSwitch（软交换）技术应运而生。

二、软交换技术的概念

软交换是下一代网络的控制功能实体，为下一代网络(NGN)具有实时性要求的业务的提供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。

从广义上看，软交换是一种体系结构，利用该体系结构可以建立NGN的网络框架，其功能涵盖了NGN的层次结构中的接入和传输层、媒体层、控制层、业务和应用层，主要由服务器、软交换设备、媒体网关、信令网关、综合接入设备等组成。

从狭义上看，软交换可以理解为是定义在控制层而上的软交换设备，一般根据应用也可称为呼叫代理、呼叫服务器、媒体网关控制器等。在传统的交换节点中，业务提供、呼叫控制和交换矩阵都集中在一起，而软交换基于"网络就是交换"的理念，将呼叫控制从网络中分离出来，以分组网代替交换矩阵的功能，开放业务、控制、接入间的协议，可以更方便地引入新生业务。

三、软交换技术的特点及功能

1．软交换的主要特点有：

⑴高效灵活软交换体系结构的最大优势在于将应用层和控制层与核心网络完全分开，有利于以最快的速度、最有效的方式引入各种新业务。

⑵开放性由于软交换体系架构中的所有网络部件之间采用标准协议，因此各个部件之间既能独立发展，又能有机地组成一个整体，实现互联互通。

⑶多用户模拟用户、数字用户、移动用户、ADSL 用户、ISDN 用户、IP 窄带网络用户、IP 宽带网络用户都可以享用软交换提供的业务。

⑷强大的业务功能软交换可以提供包括语音、数据、多媒体等各种业务，这也是软交换被越来越多的运营商接受和利用的主要原因。

2.软交换的主要功能

(1)媒体网关接入功能

媒体网关功能是接入到IP网络的一个端点/网络中继或几个端点的集合，它是分组网络和外部网络之间的接口设备，提供媒体流映射或代码转换的功能。例如，PSTN/ISDNIP中继媒体网关、ATM媒体网关、用户媒体网关和综合接入网关等，支持MGCP协议和

H.248/MEGACO协议来实现资源控制、媒体处理控制、信号与事件处理、连接管理、维护管理、传输和安全等多种复杂的功能。

(2)呼叫控制和处理功能

呼叫控制和处理功能是软交换的重要功能之一，可以说是整个网络的灵魂。它可以为基本业务/多媒体业务呼叫的建立、保持和释放提供控制功能，包括呼叫处理、连接控制、智能呼叫触发检出和资源控制等。支持基本的双方呼叫控制功能和多方呼叫控制功能，多方呼叫控制功能包括多方呼叫的特殊逻辑关系、呼叫成员的加入/退出/隔离/旁听等。

(3)业务提供功能

在网络从电路交换向分组交换的演进过程中，软交换技术必须能够实现PSTN/ISDN交换机所提供的全部业务，包括基本业务和补充业务，还应该与现有的智能网配合提供智能网业务，也可以与第三方合作，提供多种增值业务和智能业务。

(4)互连互通功能

下一代网络并不是一个孤立的网络，尤其是在现有网络向下一代网络的发展演进中，不可避免地要实现与现有网络的协同工作、互连互通、平滑演进。例如，可以通过信令网关实现分

组网与现有7号信令網的互通;可以通过信令网关与现有智能网互通，为用户提供多种智能业务;可以采用H.323协议实现与现有H.323体系的IP电话网的互通;可以采用SIP协议实现与未来SIP网络体系的互通;可以采用SIP或BICC协议与其他软交换技术互联;还可以提供IP网内H.248终端、SIP终端和MGCP终端之间的互通。

(5)协议功能

软交换是一个开放的、多协议的实体，因此必须采用各种标准协议与各种媒体网关、应用服务器、终端和网络进行通信，最大限度地保护用户投资并充分发挥现有通信网络的作用。这些协议包括H.323、SIP、H.248、MGCP、SIGTRAN、RTP、INAP等。

(6)资源管理功能

软交换应提供资源管理功能，对系统中的各种资源进行集中管理，如资源的分配、释放、配置和控制，资源状态的检测，资源使用情况统计，设置资源的使用门限等。

(7)计费功能

软交换应具有采集详细话单及复式计次功能，并能够按照运营商的需求将话单传送到相应的计费中心。

(8)认证与授权功能

软交换应支持本地认证功能，可以对所管辖区域内的用户、媒体网关进行认证与授权，以防止非法用户/设备的接入。同时，它应能够与认证中心连接，并可以将所管辖区域内的用户、媒体网关信息送往认证中心进行接入认证与授权，以防止非法用户，设备的接入。

(9)地址解析功能

软交换设备应可以完成E.164地址至IP地址、别名地址至IP地址的转换功能，同时也可以完成重定向的功能。对于号码分析和存储功能，要求软交换技术支持存储主叫号码20位，被叫号码24位，而且具有分析10位号码然后选取路由的能力，具有在任意位置增、删号码的能力。

(10)话音处理功能

软交换设备应可以控制媒体网关是否采用语音信号压缩，并提供可以选择的话音压缩算法，算法应至少包括G.729、G.723.1算法，可选G.726算法。同时，可以控制媒体网关是否采用回声抵消技术，并可对话音包缓存区的大小进行设置，以减少抖动对话音质量带来的影响。

四、软交换支持的协议