2020年版软交换关键技术和协议

2020年版软交换关键技术和协议

众望所归—于基于IP软交换的关键技术与协议北京邮电大学战晓苏软交换技术结合了传统的语音网络的可靠性和新兴的IP技术的灵敏性与有效性优点，能使现有公共交换电话网的能力发挥得淋漓尽致，并使公共交换电话网稳步地实现向IP数据网的转移。

基于IP软交换的技术特点软交换技术的产生主要基于以下三方面技术的发展:一是IP技术应用于通信领域，胜利地研究出基于VoIP技术的IP电话。

二是将电信网络中的互联设备——网关功能分解为两部分:一部分只负责例外网络的媒体格式的适配转换，称之为媒体网关（MGW）；另一部分是网关的所有控制功能单独设置，称之为媒体网关控制器（MGC）。

三是智能网技术。

智能网将业务控制和呼叫控制分离，提出了独立于交换网络的业务控制架构。

上述三方面技术为软交换技术的产生奠定了技术基础。

软交换技术的主要特点如下:·呼叫控制与承载分离。

软交换技术的基本思想是把呼叫控制功能从媒体网关（传输层）中分离出来，通过服务器上的软件实现基本呼叫控制功能，使得呼叫控制功能与承载网络之间无过多的依存关系，这在目前多网并存的情况下，为实现承载层网络融合提供了有利条件。软交换实现的呼叫控制功能包括呼叫选路、管理控制、连接控制（建立/拆除会话）和信令互通（）等。

·业务控制与呼叫控制分离。

它使业务真正地从网络中独立出来，为缩短新业务开发周期提供了优良的条件。

业务控制与呼叫控制分离使软交换具备了灵敏的业务提供方式，用户可以自行配置和定义自己的业务特征，不必关心承载业务的网络形式以及终端类型，真正实现“业务由用户编程实现”的设想。

·采用开放式业务接口（API）及标准协议。

软交换把网络资源、网络能力封装起来，通过标准开放的业务接口与业务应用层相连。

各功能实体（控制层设备和传输层设备）之间通过标准的协议进行连接与通信，使业务提供者解放地将传输业务与控制协议相结合，实现业务转移。

这样，下一代网络中的功能部件就可以独立发展、扩容和升级，也使各运营商可以根据自己的需要，全部或部分地利用软交换体系的产品，采用适合自己的网络解决方案。

软交换技术参考模型图1为ISC（国际软交换协会）推荐的软交换技术参考模型，这一参考模型涉及到传输平面、控制平面、应用平面、数据平面和管理平面等五个平面。传输平面处于最底层，负责语音视频等详尽承载数据的传送，包括交换功能、逻辑端口功能、适配功能和物理信令功能等，与传输平面相关的参考点有A、B、C。

其中:A为信令信道，采用IETF IPS7协议；Ｂ参考点处于逻辑端口功能和设备控制功能之间，采用MGCP、MeGaCo、IPDC、；C参考点采用VSI、GSMP等协议。

传输平面与外部的接口1采用TDM话路或分组链路，包括带内信令。

控制平面处于第二层，提供控制功能，如信令处理、承载连接控制、设备控制、呼叫腿（Leg）控制、网守（Gatekeeper）和代理信令等功能。

其中:参考点D位于信令处理功能和数据库功能之间，采用TCAP信令；参考点Ｅ在信令处理功能和会话控制功能之间，采用TCAP信令，用于IN请求等传送，业务逻辑对呼叫的控制等消息传送；参考点F

1、F2分别采用呼叫控制API和承载连接控制API，如TAPI、JTAPI等。

（）、SIP、TCAP（TCAP/SCCP/M3UA/SCTP/IP）等协议和信令。

第三层应用平面提供业务和应用控制功能，包括会话控制、业务逻辑、翻译、路由及策略等功能。其中:H参考点介于会话控制功能和业务逻辑功能之

间，采用JAIN、Parlay等公共API；G参考点和I参考点采用TCAP、LDAP等协议；J参考点尚未定义。

（）、SIP、JCAT等协议。

数据平面提供数据库功能，如计费服务，其详尽功能、参考点和接口另文讨论。

管理平面提供管理功能，包括对网络操作/控制、网络鉴权、网络维护和网络实体等管理，管理接口采用SNMP v

2、CMIP等协议。

基于软交换技术网络的体系结构基于软交换的网络体系结构分成媒体接入层、传输服务层、控制层和业务应用层，软交换的核心位于控制层。

·媒体接入层:设有各种网关，用于实现异构网络到核心传输网以及异构网络之间的互连互通。

媒体网关负责管理PSTN与分组数据网络之间的互通，以及例外媒体、信令的相互转换（协议分析、语音编解码、回声消除、数字检测和传真转发等）。

信令网关负责提供SS7信令网络（SS7链路）和分组数据网络之间的交换（包括协议ISUP、TCAP等的转换）。

无线网关负责移动通信网到分组数据网络的交换。软交换通过提供基本的呼叫控制和信令处理功能，对网络中的传输和交换资源进行分配和管理，在这些网关之间建立呼叫或进行已定义的其它繁复处理，并生成本次处理的详细记录。

·传输服务层:提供各种信令和媒体流传输的通道。

基于软交换技术的混合网络的传输网可以是IP、ATM或其它任何类型的分组网络，但是更倾向使用IP分组网。

·控制层:提供呼叫控制、连接控制和协议处理能力，并为业务应用层提供访问底层各种网络资源的开放式接口。

IP网络用于传统数据业务时没有呼叫连接的概念，但是用于电信业务时，通信双方还是需要先建立某种联系（如确定对方端口地址）。

这种联系控制机制在IP网络中被称为会话控制，类似于电信中的呼叫控制。

控制层组成主要是软交换设备。

软交换通过与各种媒体网关的交互作用，实现例外网络之间的业务层融合。

·业务应用层:决定提供和生成哪些业务，并通知控制层做出相应的处理。

该层有多种业务生成服务器，提供各种业务控制逻辑，完成增值业务处理。

应用服务器提供执行、管理、生成业务的平台，负责处理与控制层中软交换的信令接口；驻留在应用服务器内的应用程序接口（API），为下面的业务和交换功能提供接入和生成的手段；应用服务器也可单独生成和提供各种各样增强的业务。

媒体服务器用于提供专用媒体资源（IVR、会议、传真）的平台，并负责处理与媒体网关的承载接口。

基于软交换技术的混合网络采用分层、开放的体系结构，使上层业务与底层的异构网络无关，体现了业务驱动的理念，为实现多网融合和灵敏的业务提供创造了条件。

与软交换技术密切相关的协议软件交换技术的目标是建设一个可以提供话音、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，满足解放通信的分组融合网络。

为了实现这一目标，IETF、ITU-T、ISC、IPCC制定并不断完善系列标准协议，、SIP、BICC、SIGTRAN、。

1.主要协议