软交换的基本知识及其功能应用

软交换的基本知识及其功能应用

摘要随着电信市场的日益发展和向下一代网络(NGN)的逐步演进，软交换技术正扮演着关键角色，日益成为电路交换和分组交换网络进行融合的技术纽带。因此，软交换技术在电信网中的应用越来越引起电信界的高度重视，此文主要论述了软交换技术的一些基本知识及其功能和应用。

关键词硬件设备软件系统协议功能应用

一、软交换基本知识

（一）、软交换基本概念

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。简单地看，软交换是实现传统程控交换机的“呼叫控制”功能的实体，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。

软交换技术概念的最早演进

现阶段的软交换至少应具备以下三个基本特点：

* 集成分组网世界和电路交换网世界；

* 具备汇接局和端局能力；

* 呼叫控制与媒体层和业务层分离。

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。

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。与此同时，软交换还将网络资源、网络能力封装起来，通过标准开放的业务接口和业务应用层相连，可方便地在网络上快速提供新的业务。

软交换技术的承载控制

（二）、软交换体系的基本要素

软交换功能结构图

软交换技术区别于其它技术的最显著特征，也是其核心思想的三个基本要素是：

1、开放的业务生成接口

2、综合的设备接入能力

3、基于策略的运行支持系统

（三）、体系架构

软交换控制设备（Soft switch Control Device）这是网络中的核心控制设备（也就是我们通常所说的软交换）。它完成呼叫处理控制功能、接入协议适配功能、业务接口提供功能、互连互通功能、应用支持系统功能等。

1、业务平台（Service Platform）

完成新业务生成和提供功能，主要包括SCP和应用服务器。

2、信令网关（Signaling Gateway）

目前主要指七号信令网关设备。传统的七号信令系统是基于电路交换的，所有应用部分都是由MTP承载的，在软交换体系中则需要由IP来承载。

3、媒体网关（Media Gateway）

完成媒体流的转换处理功能。按照其所在位置和所处理媒体流的不同可分为：中继网关（Trucking Gateway）、接入网关（Access Gateway）、多媒体网关（Multimedia Service Access Gateway）、无线网关（Wireless Access Gateway）等。

4、IP终端（IP Terminal）

目前主要指H.323终端和SIP终端两种，如IP PBX、IP Phone、PC等。

5、其它支撑设备。

如AAA服务器、大容量分布式数据库、策略服务器（Policy Server）等，它们为软交换系统的运行提供必要的支持。

（四）、软交换技术的设计原理及其实现目标

软交换技术是一个分布式的软件系统，可以在基于各种不同技术、协议和设备的网络之间提供无缝的互操作性，其基本设计原理是设法创建一个具有很好的伸缩性、接口标准性、业务开放性等特点的分布式软件系统，它独立于特定的底层硬件／操作系统，并能够很好地处理各种业务所需要的同步通信协议，在一个理想的位置上把该架构推向摩尔曲线轨道。并且它应该有能力支持下列基本要求：（１）独立于协议和设备的呼叫设备的呼叫处理和／同步会晤管理应用的开发。

（２）在其软交换网络中能够安全地执行多个第三方应用而不存在由恶意或错误行为的应用所引起的任何有害影响。

（３）第三方硬件销售商能增加支持新设备和协议的能力。

（４）业务和应用提供者能增加支持全系统范围的策略能力而不会危害其性能和安全。

（５）有能力进行同步通信控制，以支持包括帐单、网络管理和其他运行支持系统的各种各样的后营业室系统。

（６）支持运行时间捆绑或有助于结构改善的同步通信控制网络的动态拓扑。

（７）从小到大的网络可伸缩性和支持彻底的故障恢复能力。

软交换的实现目标是在媒体设备和媒体网关的配合下，通过计算机软件编程的方式来实现对各种媒体流进行协议转换，并基于分组网络（IP／ATM）的架构实现IP网、ATM网、PSTN网等的互连，以提供和电路交换机具有相同功能并便于业务增值和灵活伸缩的设备。

分组网中的网络框架

软交换位于端局或局域网时与PSTN/ISDN互通示意图

（五）、软交换的协议

软交换所使用的主要协议软交换体系涉及协议非常众多，包括H.248、SCTP、ISUP、TUP、INAP、H.323、RADIUS、SNMP、SIP、M3UA、MGCP、BICC、PRI、BRI等。国际上，IETF、ITU－T、Soft Switch Org等组织对软交换及协议的研究工作一直起着积极的主导作用，许多关键协议都已制定完成，或趋于完成。下面对几个主要协议做一简单介绍。

1、H.248/MEGACO

Ｈ．２４８和ＭＥＧＡＣＯ协议均称为媒体网关控制协议，应用在媒体网关和Ｈ．２４８／ＭＥＧＡＣＯ与软交换设备之间。两个协议的内容基本相同，只是Ｈ．２４８是由ＩＴＵ提出来的，而ＭＥＧＡＣＯ是由ＩＥＦＴ提出来的，且是双方共同推荐的协议。它们引入了Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ（终端）和Ｃｏｎｔｅｘｔ（关联）两个抽象概念。在Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ（终端）中，封装了媒体流的参数、ＭＯＤＥＭ和承载能力参数，而Ｃｏｎｔｅｘｔ（关联）则表明了在一些Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ（终端）之间的相互连接关系。Ｈ．２４８／ＭＥＧＡＣＯ通过Ａｄｄ、Ｍｏｄｉｆｙ、Ｓｕｂｔｒａｃｔ、Ｍｏｖｅ等８个命令完成对Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ（终端）和Ｃｏｎｔｅｘｔ（关联）之间的操作，从而完成了呼叫的建立和释放。

2、媒体网关控制协议（ＭＧＣＰ）

媒体网关控制协议（ＭＧＣＰ）是由ＩＥＦＴ提出来的，是简单网关控制协议（ＳＧＣＰ）和ＩＰ设备控制协议（ＩＰＤＣ）相结合的产物。ＭＥＧＡＣＯ协议是对ＭＧＣＰ协议的进一步改进、完善和提高，ＭＧＣＰ协议可以说是一个比较成熟的协议，协议的内容与ＭＥＧＡＣＯ协议比较相似。目前软交换系统设备大都支持该协议，其不足也慢慢表现出来，将来可能要被Ｈ．２４８／ＭＥＧＡＣＯ协议所取代。

在软交换系统中，ＭＧＣＰ协议与Ｈ．２４８／ＭＥＧＡＣＯ协议一样，应用在媒体网关和ＭＧＣＰ终端与软交换设备之间，通过此协议来控制媒体网关和ＭＧＣＰ终端上的媒体／控制流的连接、建立和释放。

3、会话初始协议（ＳＩＰ）

会话初始协议（ＳＩＰ）是ＩＥＴＦ提出的在ＩＰ网上进行多媒体通信的应用层控制协议。以Ｉｎｔｅｒｎｅｔ协议（ＨＴＴＰ）为基础，遵循Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的设计原则，基于对等工作模式。利用ＳＩＰ可实现会话的连接、建立和释放，并支持单播、组播和可移动性。此外，ＳＩＰ如果与ＳＤＰ配合使用，可以动态地调整和修改会话属性，如通话带宽、所传输的媒体类型及编解码格式。

在软交换系统中，ＳＩＰ协议主要应用于软交换与ＳＩＰ终端之间，也有的厂家将ＳＩＰ协议应用于软交换与应用服务器之间，提供基于ＳＩＰ协议实现的增值业务。总的来说，ＳＩＰ协议主要应用于语音和数据相结合的业务，以及多媒体业务之间的呼叫建立与释放。

（六）、多媒体软交换系统

多媒体软交换是为提供以下类型的业务和应用而设计的：

· 会话式多媒体－－在两方或更多方之间同时使用多种媒体进行的实时、延迟敏感的多向通信，如可视电话或视频会议。视频会议可以轻松处理媒体，在会话过程中添加或删除媒体；

· 组合业务－－会话业务结合信息相关应用，如目录信息或基于位置的业务（例如业务和白板的存在调用）；