软交换技术的网络结构设计介绍
第六章 软交换技术
信令网关（SG）
实现SCN网络与IP网络的信令互通，提供SS7信令点和IP 网内呼叫控制实体（软交换/呼叫服务器/媒体网关控制器） 双向的信令接口，实现SCN信令的中继、转换或终结处理。 信令网关的协议包含两部分： SCN侧信令协议：信令网关必须发送、接收标准的 SCN信令消息，如标准的七号信令协议。 IP网络侧协议：采用IETF的SIGTRAN协议，完成7号 信令在IP网络层的封装，解决7号信令网与IP网实体相 互跨界访问的需要。
4.软交换的主要功能
AAA 服务器 Radius SS7/IP 业务提供 SG 网络管理 应用服务器 待定
网管系统
SNMP
H.323
H.323 网络 SIP 网络
软交换
No.7 网络
SIP 计费 SSF 呼叫控制 互 通
SIP/BICC 软交换
INAP/IP SG 现有 IN
H.248 媒体网关
SIP SIP 终端
FRAMEWORK
End User
1
2
软交换系统原理
软交换概念 软交换系统组成 软交换系统协议栈 软交换系统网关和接入技术 软交换系统业务技术 软交换控制器原理
3
1.软交换概念
传统电路交换机体系结构
软交换体系结构
应用服务器
网络管理与计费
业务控制层
管理/业务控制 开放的接口协议
信令/呼叫控制 电路交换矩阵
计费功能
5.软交换网关和接入技术
H.323 电话网 核心分组网 SIP电 话网 Ethernet Switch IAD
SG
No.7 信令网 PSTN /PLMN
TG
POTS V5
AG
DSLA网关 SG
下一代网络与软交换软交换
典型企业案例介绍
案例二
中国移动软交换网络改造
背景介绍
中国移动作为国内最大的移动通信运营商之一，其网络规模和用户数 量庞大，对通信网络的质量和稳定性要求极高。
解决方案特点
中国移动采用了先进的软交换技术对现有通信网络进行改造，实现了 网络的平滑演进和升级，提高了网络的智能化和自适应性。
物联网业务需求
随着物联网技术的不断发展，物联网业务已成为未来发展 的重要方向之一，NGN能够提供可靠的物联网连接和数 据传输服务。
02
CATALOGUE
软交换技术原理及架构
软交换技术原理
基于分组交换
软交换技术采用分组交换原理，以IP网 络为基础构建通信网络，实现语音、数 据、视频等多媒体业务的融合传输。
络的发展。
产业链协同发展机遇挖掘
设备制造商与运营商合作
设备制造商和运营商可以共同研发和推广新技术、新设备 ，提升网络性能和用户体验，实现互利共赢。
跨行业合作
下一代网络将与各行业深度融合，为智能制造、智慧城市 、智慧医疗等领域提供强大支持，推动数字化转型。
创新业务拓展
基于下一代网络技术，运营商可以开发更多创新业务和应 用场景，如超高清视频、VR/AR、自动驾驶等，拓展收入 来源。
通信融合。
数据通信领域应用
基于软交换的数据通信
利用软交换技术实现数据通信的控制和管理，提供高速、稳定的 数据传输服务。
数据增值业务
通过软交换提供的开放接口和协议，实现数据增值业务的快速开发 和部署，如短信、彩信等。
多网融合数据通信
软交换
软交换1.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。
软交换技术独立于传送网络，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，并向第三方提供可编程能力。
分层组网是建设低成本融合网络的核心理念2.基本要素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：生成接口，接入能力，支持系统。
（1）生成接口软交换提供业务的主要方式是通过API与“应用服务器”配合以提供新的综合网络业务。
与此同时，为了更好地兼顾现有通信网络，它还能够通过INAP与IN中已有的SCP配合以提供传统的智能业务。
（2）接入能力软交换可以支持众多的协议，以便对各种各样的接入设备进行控制，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。
（3）支持系统软交换采用了一种与传统OAM系统完全不同的、基于策略（Policy－based）的实现方式来完成运行支持系统的功能，按照一定的策略对网络特性进行实时、智能、集中式的调整和干预，以保证整个系统的稳定性和可靠性。
作为分组交换网络与传统PSTN网络融合的全新解决方案，软交换将PSTN的可靠性和数据网的灵活性很好地结合起来，是新兴运营商进入话音市场的新的技术手段，也是传统话音网络向分组话音演进的方式。
在国际上，软交换作为下一代网络（NGN）的核心组件，已经被越来越多的运营商所接受和采用。
3. 体系结构软交换控制设备（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）。
软交换(2软交换网络的体系结构)
第14页 14页
现代通换网络中， 在软交换网络中 ， 业务提供与用户接入属于 两个独立的层面， 业务可以与接入介质完全分离。 两个独立的层面 ， 业务可以与接入介质完全分离 。 用户可以自行配置和定义自己的业务特征， 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及终端类型， 关心承载业务的网络形式及终端类型 ， 使得业务 和应用的提供有较大的灵活性。 和应用的提供有较大的灵活性。 直接的例子就是现在的PSTN PSTN上实现的服务很 直接的例子就是现在的 PSTN 上实现的服务很 难同时放在宽带网上， 而在软交换的概念下， 难同时放在宽带网上 ， 而在软交换的概念下 ， 无 论用户用什么方式接入， 得到的业务是一样的。 论用户用什么方式接入 ， 得到的业务是一样的 。 电话系统里的特殊业务同宽带网络或无线网络的 业务相同。 业务相同。
传送层
接入层
第 3页
现代通信网实验室
（1）接入层 接入层的主要作用是利用各种接入设备实现 不同用户的接入， 不同用户的接入 ， 并实现不同信息格式之间的转 接入层的设备没有呼叫控制功能， 换 。 接入层的设备没有呼叫控制功能 ， 它们必需 和控制层设备相配合，才能完成规定任务。 和控制层设备相配合，才能完成规定任务。 信令网关（ SG， Gateway） 信令网关 （ SG ， Singnaling Gateway ） ， 它 的作用是与No 信令网相连， 将窄带的No No. No. 的作用是与 No.7 信令网相连 ， 将窄带的 No.7 信令 转换为可以在分组网上传送的信令， 或反之， 转换为可以在分组网上传送的信令 ， 或反之 ， 并 与控制层设备交互。 与控制层设备交互。 中继网关（ TG， Gateway） 中继网关 （ TG ， Rrunking Gateway ） ， 它一 侧与传统电话网相连， 一侧与分组网相连， 侧与传统电话网相连 ， 一侧与分组网相连 ， 与控 制层设备配合，在分组网上实现语音汇接业务。 制层设备配合，在分组网上实现语音汇接业务。
软交换技术原理
信令协议介绍及作用
01
SIP（Session Initiation Protocol）：一种基于文本的协议，用 于建立、修改和终止多媒体会话。它支持语音、视频和数据等多 种业务，并具有灵活、可扩展和易于实现的特点。
02
H.323：一种ITU-T推荐的多媒体通信协议栈，包括H.225呼 叫信令协议、H.245控制协议和RTP/RTCP媒体传输协议等。 H.323协议栈支持在分组网络上提供音频、视频和数据通信 服务。
软交换网络架构支持多种协议和接口 标准，可以与各种异构网络进行互联 互通。
模块化结构
软交换网络架构采用模块化设计，各 功能模块相互独立，便于灵活配置和 扩展。
关键网元功能描述
软交换机（Softswitch）
负责呼叫控制、资源管理、协议转换等功能，是软交换网络的核心网 元。
媒体网关（Media Gateway）
开放接口与标准协议
采用开放接口和标准协议，便于与各种业务和应用 进行集成。
分布式架构
采用分布式架构，提高了系统的可靠性和处理能 力。
多业务支持
支持语音、数据、视频等多种业务，满足了用户多样化 的通信需求。
应用领域与市场需求
应用领域
软交换技术广泛应用于固定电话网、移动电话网、宽带接入 网等领域，为企业和个人用户提供丰富的通信服务。
1 2
开放API接口的重要性
通过开放API接口，第三方开发者可以基于软交 换平台开发丰富的业务应用，提升平台的业务提 供能力。
API接口设计原则
包括接口的统一性、易用性、安全性等方面的设 计原则。
3
典型API接口介绍
如呼叫控制API、媒体处理API、用户管理API等 典型API接口的功能和使用方法。
论述软交换网络的层次结构及功能
论述软交换网络的层次结构及功能软交换技术是基于传统的电路交换机技术，逐渐走向开放的新型体系架构，以分组交换技术为基础，主要的思想是分离传统交换机中的3个功能层，并且从传统交换机的软件层和硬件层，实现对业务层的剥离，形成4个相互独立的功能层。
在电力通信中应用软交换技术，可以实现分离呼叫和控制业务的功能，还可以实现对媒体传送和媒体接入功能的分离。
1 软交换网络的层次结构及主要功能软交换技术的网络层次结构，主要是应用分层体系结构，主要包括4个相互独立的层面。
例如，网络层次结构包括业务层、接入层、控制层和传送层。
业务层应用的接口主要是开放的API接口，可以实现对业务和呼叫控制的分离，呼叫控制和承载的分离。
在电力通信的应用过程中，软交换网络的不同层次承担着不同的功能，发挥了不同的作用。
接入层的功能，主要是连接不同的用户终端和外部网络到核心网络，通过核心网络实现对用户业务的集中，并传送到目的地。
接入层的主要网络部件，包括中继网关、无线接入网关、用户接入网关和信令网关等；传送层主要的功能是为不同的媒体，提供宽带传输通道，并且将不同的信息选路送至目的地。
传送层的网络元件，主要是指标准的IP路由器或者ATM交换机；控制层的功能，主要是实现呼叫控制的功能，分配和管理网络中的交换资源，可以为软交换网络层次中的业务层设备提供一定的业务能力或者特殊资源。
控制层的网络部件，主要是软交换设备；业务层的功能，主要是实现对电力通信中软交换网络的不同业务，例如软交换网络的创建、执行和管理等，包括增值业务、第三方业务和多媒体业务等。
业务层主要的网络部件，包括应用服务器、策略服务器、AAA服务器和网管服务器等。
软交换的主要功能，包括媒体网关接入功能、呼叫控制功能、业务提供功能和互联交通功能。
在电力通信中，软交换的不同功能，发挥了不同的作用，在电力通信中有着十分重要的应用。
媒体网关功能主要是集合在IP网络中接入的一个或者几个端点，可以直接连接SIP客户终端和H.323终端，提供相应的电力通信业务。
软交换网络的总体结构
软交换网络的总体结构软交换技术采用了电话交换机的先进体系结构，并采用IP网中的IP包来承载话音、数据以及多媒体流等多种信息。
一部程控电话交换机可以划分为业务接入、路由选择(交换)和业务控制3个功能模块，各功能模块通过交换机的内部交换网络连接成一个整体。
软交换技术是将上述3个功能模块独立出来，分别由不同的物理实体实现，同时进行了一定的功能扩展，并通过统一的IP网络将各物理实体连接起来，构成了软交换网络。
电话交换机的业务接入功能模块对应于软交换网络的边缘接入层；路由选择(交换)功能模块对应于软交换网络的控制层；业务控制模块对应于软交换网络的业务应用层；IP网络构成了软交换网的核心传送层。
边缘接入层软交换技术将电话交换机的业务接入模块独立成为一个物理实体，称为媒体网关(MG)，MG功能是采用各种手段将各种用户及业务接入到软交换网络中，MG完成数据格式和协议的转换，将接入的所有媒体信息流均转换为采用IP协议的数据包在软交换网络中传送。
根据MG接入的用户及业务不同，MG可以细分为以下几类。
中继媒体网关(TG)：用于完成与PSTN/PLMN电话交换机的中继连接，将电话交换机PCM中继中的64kbit/s的语音信号转换为IP包。
信令网关(SG)：用于完成与PSTN/PLMN电话交换机的信令连接，将电话交换机采用的基于TDM电路的七号信令信息转换为IP包。
G和SG共同完成了软交换网与采用TDMA电路交换的PSTN/PLMN电话网的连接，将PSTN/PLMN网中的普通电话用户及其业务接入到了软交换网中。
接入网关(AG)：提供模拟用户线接口，用于直接将普通电话用户接入到软交换网中，可为用户提供PSTN提供的所有业务，如电话业务、拨号上网业务等，它直接将用户数据及用户线信令封装在IP包中。
综合接入设备(IAD，Integrated Access Device)：一类IAD同时提供模拟用户线和以太网接口，分别用于普通电话机的接入和计算机设备的接入，适用于分别利用电话机使用电话业务、利用计算机使用数据业务的用户；另一类IAD仅提供以太网接口，用于计算机设备的接入，适用于利用计算机同时使用电话业务和数据业务的用户，此时需在用户计算机设备中安装专用的"软电话软件"。
软交换技术
2020/3/23
12
软交换网络可以克服现有电信网络
存在的以下问题
软交换网络是开放型的，可以在PSTN及分组网
中传送业务，克服了异构网络环境下进行业务 交换的难题；
软交换将网络的媒体传输部分、呼叫控制部分
及业务生成部分相分离，解决了上层服务交替 时难以平滑过渡的问题；
软交换网络在各层与各单元之间采用标准协议
和开放接口进行通信，有利于不同网络设备之 间的互通和集成；
Байду номын сангаас
软交换网络通过利用基于分组交换的网络进行
承载传送，克服了基于TDM的传统网络容量不
2020/3足/23 的缺点。
13
新的网络结构固然有其优势所在，但原 有网络近期不会消失，就产生了新、旧 网络融合、互通的问题。如何灵活、有 效地使现有的PSTN网络与分组网络实现 互通，将PSTN逐步地向IP网络演进，其 关键的技术就是软交换 。
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23
（3）业务提供功能 相对于传统网络中业务由设备水平决定，下一 代网络是以软交换设备和应用服务器为核心， 以业务驱动网络。网络运营为业务运营商提供 开放式接口，引入独立于网络运营商的业务运 营商。业务运营商将利用不同的技术为用户提 供个性化的服务。
（4）业务交换功能 识别智能网呼叫并把它上报给业务控制功能， 最终由SCF控制整个呼叫从而保证软交换网络 内的用户享用现有智能业务。
务的方式，在制订交换机规范时就已确定该交
换机应提供的功能，因此，在增加新的业务时，
必须要对交换机和相关的信令流程作相应的修
改。
2020/3/23
10
软交换网络与传统电信网络的比较
为了满足快速修改和生成业务的需要，缩短提 供业务的时间，出现了公共的业务平台，即智 能网。智能网的设计思想是把呼叫控制和业务 提供分离开。交换机完成呼叫控制，智能网完 成业务提供。智能网的出现大大增强了传统电 信网络提供业务的能力，缩短了业务提供的时 间。但是这种分离仅仅是第一步，随着承载的 多样化还必须将呼叫和承载连接进一步分离， 这就是软交换技术的核心思想。
软交换技术课件PPT课件
信令传输适配协议简称SIGTRAN协议，是将在传统的 电路交换网中传送的信令消息转换成在IP网络上传 送的信令消息时所用的适配协议的总称。它支持标 准的原语接口，不需要对现有的电路交换网络中信 令的应用部分进行任何修改，从而保证已有的电路 交换网络的信令应用可以不必修改而直接使用。主 要的SIGTRAN协议包括NO.7信令的传输层协议SCTP及 适配协议：M2PA、M2UA、M3UA、SUA/IUA/V5UA等。
实体：
◦ 接入网关、中继网关、信令网关、综合接入设备、边界网 关、智能软终端等
功能：
◦ 传送层（承载/传输层）的作用和功能就是将接入层中的 各种媒体网关、控制层中的软交换设备、业务应用层中的 各种服务器平台等各个软交换网络的网元连接起来。
实体：
◦ 传输
SDH网络；ASON网络；
◦ 承载
1、 软交换的引入
引入智能网 引入H.323网络 程控交换机功能分离
业务网络（SCP）
信令模块
业务 接入 模块
呼叫 处理 模块
中继 模块
中心局电路交换机
SS7信令传输网络 （STP）
TDM传输网络
信令模块
中继 模块
呼叫 处理 模块
业务 接入 模块
中心局电路交换机
PSTN 用户
程控 交换机
媒体网关控制协议用在软交换设备与各种媒体接入设 备之间，提供软交换设备对媒体接入设备的控制，是 一种主/从控制协议体系。主要有IETF制定的MGCP、 MEGACO 和ITU-T制定的H.248等。
呼叫控制协议用于建立呼叫，是一种对等方式的通信 协议，与媒体网关控制协议的主从方式完全不同。主 要有：BICC、SIP-T、SIP-I等协议。
软交换方案
引言软交换（Softswitch）是一种基于软件的交换机系统，它采用集中式架构来实现电话交换。
相较于传统的硬交换（Hardswitch）系统，软交换具有更高的扩展性、灵活性和成本效益。
本文将介绍软交换的基本原理、主要组成部分以及其在通信网络中的应用。
软交换的基本原理软交换基于计算机和网络技术，通过软件实现电话信号的交换与路由。
其基本原理包括以下几个方面：1.信号传输与转换：软交换通过计算机和网络设备实现语音信号的传输和转换。
它可以将传统的模拟信号转换成数字信号，并利用网络协议进行传输。
2.信号路由与交换：软交换根据通话双方的号码信息，通过路由算法来选择最佳的通话路径。
它可以将通话切换到不同的网络节点上，实现通话的路由与交换。
3.呼叫控制与管理：软交换通过呼叫控制协议实现电话呼叫的建立、保持和释放。
它可以实现呼叫转接、转移、保持等电话功能，并提供呼叫管理功能。
软交换的主要组成部分软交换系统主要由以下几个组成部分构成：1.基于服务器的交换核心：软交换的核心是一台或多台高性能服务器，用于处理呼叫控制和信号路由。
它可以运行专门的软交换软件，如Asterisk、FreeSWITCH等。
2.软交换网关：软交换网关用于与传统的电话网络进行连接，实现语音信号的传输和转换。
它通常支持多种接口，如模拟接口、数字接口和IP接口等。
3.用户终端设备：用户终端设备包括IP电话、软电话、传统电话和门户装置等。
它们与软交换系统进行通信，实现电话呼叫和电话功能。
4.管理和监控系统：管理和监控系统用于对软交换系统进行配置、管理和监控。
它可以监控呼叫质量、实时呼叫状态以及系统性能等。
软交换在通信网络中的应用软交换在通信网络中具有广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1.VoIP业务提供商：软交换可以用于提供VoIP（Voice over IP）业务，如语音通话、视频通话和电话会议等。
它可以实现跨网络的语音通信，降低通信成本。
2.企业电话系统：软交换可以作为企业电话系统的核心，实现企业内部的语音通信和电话功能。
现代网络交换技术-NGN与软交换技术
8.3.3 信令网关
• 在下一代网络中，信令网关（SG， Signaling Gateway）是在IP传送网和No.7信 令网的边界设备。
• 它可向/从IP设备发送/接收No.7信令信息， 并可管理多个网络之间的交互和互连，以便 实现无缝集成。
• 其实质就是为了实现PSTN端局与软交换 设备之间的No.7信令互通，实现信令承载 层电路交换与IP分组交换的转换功能。
• 通过各种接入手段将用户连接至网关，由 网关接入传送层，实现不同用户的接入，并 实现不同信息格式之间的转换。
• 接入层设备不具有呼叫控制功能，必须和 控制层设备相配合，才能完成所需要的操作。
（1）媒体网关 （2）信令网关 （3）综合接入设备
2．传送层
• 传送层对各种不同业务和媒体流提供传送 的公共平台，一般采用基于分组的传送方式。
• 在网络侧，IAD的接口类型可以是数字用 户线路（DSL，Digital Subscriber Line）、 10/100M以太网接口、1 000M以太网（GE） 接口等。
• 在用户侧，IAD的接口主要是Z接口（模 拟用户接口）、10/100M以太网接口。
• IAD的优势在于数据业务在网络中具有很 好的通过性，而为了满足话音业务的质量 要求，IAD必须具有下列功能。
• ETSI、3GPP提出的NGN分层结构包括传 送层、会话控制层和应用层，如图8-1所示。
图8-1 ETSI和3GPP提出的NGN分层结构
• ITU以ETSI和3GPP提出的NGN分层结构 为基础，进一步明确区分各层的功能，提 出了各层的细化模型，如图8-2所示。
图8-2 ITU提出的NGN功能分层的模型
• 以软交换为核心的交换系统如图8-5所示。
软交换技术原理全解
语音处理技术（4）
分组丢失的帧侧和补偿
• 如果网络中的分组丢失过多，会影响到通话的质量， 会出现断话等现象。
• 对于分组丢失的处理包括预防和补偿两步：预防就 是要将语音等业务打上高的优先级，当网络出现拥 塞时，优先传送这类业务；补偿就是媒体网关设备 必须能够实现对丢失分组的再生功能。
信 令 网 关
软
网管功能
交
换
计费功能
设
备
SSF功能
互
SIP
SIP 系统
通
功 能
SIP/BICC
Softswitch
NO.7
H.248
呼叫控制功能
INAP/IP 信 令
IN
SIP
H.248
MGCP
网 关
各种
SIP
H.248 MGCP
媒体网关 终端
终端
终端
软交换机提供业务的方式
基本业务和补充业务都是在 Softswitch 中直接完成的 新业务提供方式有三种
软交换可继承原有PSTN/ISDN网络的业务特性，因此 采用软交换技术实现传统的TDM交换演进到NGN已成 为业界的共识。
软交换设备的功能要求
SS7/IP(SIGTRAN)
AAA服务器
Radius
应用服务 器（APIS)
SIP/INAP
业务提供功能
网管服务器
SNMP
H.323
H.323 IP 电话网
• 增加RTP头、UDP头、IP头后，成为VOIP分组包。
语音编码种类
• G.711:64Kb/s（无压缩） • G.729a:8Kb/s • G.723.1:5.3kbit/s或6.3kbit/s（可跟据网络情况自动调整速
软交换技术
3）受控操作功能
4）管理和统计功能
13
二、网关技术
2、信令网关
其主要功能是完成信令消息的转换，根据其处理信令内容分为：
1）No.7信令网关 2）用户信令网关
14
三、软交换呼叫控制原理
软交换通过软件实现对各种呼叫建立的控制，完成呼叫的 交换过程；将呼叫控制能力与交换机硬件分离，且呼叫控制 与业务“无关”。因此，软交换将传输、交换（控制）、接 入、服务（业务）分离，可接入多种网络，支持开展新业务 （对各种网络业务开放）。 例9.1 开放业务支撑环境： 应用编程接口：
– 地址解析/翻译
外围接入层
SG
MG
AG
IAD
7号信令 网络
PSTN
各类接入 网
其它VoIP 系统
6
NGN网络模型
7
软交换系统统一接入各种终端
媒体控制器MGC 网守GateKeeper SIP 终端 MGCP 终端 H.323 终端
软交换
传输网（IP网 ） 集成接 入设备 传真
8
电话
下一代网络中软交换系统的作用
15
NMC
运行支 撑系统
应用服务器
提供业务执行，管理，开发环境
系统管理中心
－提供系统管理功能 －连接运行支撑系统 其它软交 换系统
会话控制层
MS
SSC
媒体服务器 软交换控制设备（软交换机） 中继媒体网关 －提供特殊媒体资源 – 呼叫控制 综合接入设备 接入网关 信令网关 －连接PSTN 与IP 网络 －提供 IVR 功能 核心传送层 – 资源管理 －连接 SS7和 IP 网络 －用于终端用户 －实现媒体传输格式转换 －用于传统用户终端设备的接入 /PBX/ 无线基站的接入 – 路由控制 －主要用于中继（ SS7）接入 －实现SS7信令传输格式转换 －完成媒体流转换和非 SS7信令处理等功能 －完成用户端数据、语音等的接入功能
软交换技术的体系结构、相关技术和设备以及和PSTN的区别
4、业务应用层 业务应用层向最终用户提供各种增值业 务，完成业务提供和网络管理等功能，包括 存储用户签约信息、确定用户的业务权限等； 采用开放、综合的业务提供平台，利用AS灵 活地为用户提供各种增值业务和特色业务， 同时还具有相应的业务生成和维护环境；软 交换设备数量增加时，为软交换设备提供路 由信息，以减轻其他软交换设备必须增加的 相应局数据负荷等。
软交换技术
• • • •
软交换体系结构 软交换相关技术 软交换的相关设备 软交换技术与PSTN的区别
软交换体系结构
软交换的体系结构包括四层，分别为： 边缘接入层 核心传送层 控制层 业务应用层。
体系结构图
1、边缘接入层 该层的主要功能是利用网关设备负责将各种不同网 络和终端设备接入软交换网络，集中各种业务力量，利 用公共的分组传送平台进行信息传送。接入层设备包括 各种网关设备、各种不同的网络以及终端设备。网关设 备有信令网关（SG）、中继网关（TG）、接入网关 （AG）、综合接入设备（IAD）、无线接入网关 （WAG）、H.323等；各种不同的网络如PSTN/ISDN、 No.7信令网、无线接入网（RAN）等；终端设备包括 现有各种不同的传统终端设备和支持SIP/H.248/MGCP 协议的标准软交换终端，这些标准软交换终端不需要经 过MG即可直接接入IP分组核心网。
ห้องสมุดไป่ตู้
传统PSTN存在很多的弊端： （1）、用户数据封闭在端局设备中，是 的被叫类业务很难开展； （2）、业务提供受制于端局设备的能 力，新业务很难大规模推广； （3）、大多数短剧不具备SSP功能，只 能采用叠加SSP来处罚智能业务，电路 迂回严重； （4）、短剧数量过多，机型庞杂，业 务提供差异大，所以网络结构复杂，资 源利用率及网络运行效率低，管理困难。
软交换技术
2）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。
背景介绍
随着通信网络技术的飞速发展，人们对于宽带及业务的要求也在迅速增长，为了向用户提供更加灵活、多样 的现有业务和新增业务，提供给用户更加个性化的服务，提出了下一代网络的概念，且目前各大电信运营商已开 始着手进行下一代通信网络的实验。软交换技术又是下一代通信网络解决方案中的焦点之一，已成为近年来业界 讨论的热点话题。我国网络与交换标准研究组已经完成了有关软交换体系的总体技术要求框架，863计划也对有 关软交换系统在多媒体和移动通信和有线通信系统方面的研究课题进行了立项。
（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。详细解释1 Nhomakorabea思想基本要素
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架构组成
3
技术定义
4
与NGN关系
5
驱动优势
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：
软交换网组网技术
软交换位于网络的控制层，提供各种业务的呼叫控制、 连接以及部分业务提供。
Ih接口：软交换和接入网关之间的接口，主要完成媒体网 关控制、资源控制和管理功能。该接口协议为H.248或MGCP。
Ii接口：应用服务器/应用网关和媒体服务器之间的接口， 具体可采用的协议为SIP、H.248或MGCP。 Ij接口：应用服务器/应用网关和信令网关之间的接口，具 体采用INAP，应用服务器/应用网关通过信令网关与现有的智能 网的SSP/IP等设备互通，通过INAP分别向软交换用户提供智能 网业务。 Ik接口：其他运营商基于NGN的网络和NBP之间的接口，和 此部分NBP相关的功能以及采用的协议待定。 Il接口：软交换和IAD 之间的接口，具体可采用的协议为 H.248和MGCP。
软交换的技术定义可以进一步描述为： 它是一种提供了呼叫控制功能的软件实体； 它支持所有现有的电话功能及新型会话式多媒体 业务； 它采用标准协议（如SIP、H.323、MGCP、 MEGACO/H.248、Sigtran等协议）； 它提供了不同厂商的设备之间的互操作能力。
10.1.2 软交换网层次结构
Im接口：软交换和位置服务器/转接软交换之间的接口， 当软交换网络采用分级方式进行组网时，可以有两种选择，即 位置服务器方式和转接软交换方式，当采用位置服务器分级方 式时，Im接口指软交换和位置服务器之间的接口和位置服务器 之间的接口，此时Im的接口协议待定。当采用转接软交换的分 级方式时，Im接口指软交换和转接软交换之间的接口和转接软 交换之间的接口，软交换和转接软交换之间的接口协议以及转 接软交换之间的接口协议要求同Id接口要求。
第3章 软交换网络的主要设备 (《软交换技术与NGN》课件)
2.综合媒体网关的功能
• 综合媒体网关可以完成中继媒体网关和接入网关 的功能，也可以包含信令网关的功能。 • 综合媒体网关主要功能是完成语音信号的编解码 功能，保证IP语音的服务质量QoS，根据网关控 制器/软交换设备的命令对它所连接的呼叫进行 控制、完成资源状态管理和分配。 • IP综合媒体网关在电路交换网侧的接口有E1接口 和SDH光接口 ；在用户侧有模拟Z用户接口、 ISDN BRI接口、V5.2接口、LAN接口和ADSL 接口；在IP网络侧采用LAN接口、SDH接口和 串行同步接口。
• 用户数据
– 包括各类用户的电话号码，设备安装位置（用户所在 的媒体网关的地址和用户的终端标识号），处理该用 户的呼叫控制板的模块号，用户对应的呼叫源码，计 费源码，呼入呼出权限（国际长途有权、国内长途有 权、本地网有权等）用户可使用的补充业务数据（如 无条件前转业务、来电显示等）。 – 对于多媒体用户，还包括设备标识、协议类型、设备 类型、认证方式和认证密码等。
• 维护管理子系统（又称“后台” ）
– 主要完成操作维护、话单管理等功能。 – 由维护管理模块BAM、应急工作站、操作维护终端、计 费网关和连接设备构成。
• 计费网关
– 与计费中心通信。
• 网络接口
– 提供经过IP网络与各类网关设备的外部接口。 – 主要由IP网络接口板和IP转发模块板组成。
5.软交换设备的软件结构
• 软交换设备的运行软件是指存放在软交换设备 的处理机系统中，对软交换设备的各种业务进 行处理的程序和数据的集合。 • 软交换设备的运行软件由程序和数据两大部份 组成。
软交换设备的程序
• 运行支撑子系统：在实时操作系统的支持下，完成进程调 度、定时、系统控制、文件管理和通信功能。 • 协议适配层：处理外部（信令网关或媒体网关）通过各种 标准协议发来的信令消息，并将这些信令消息转化为统一 的内部消息送给呼叫服务器进行处理，或相反。
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[导读] 1、引言近几年，软交换技术得到了业界的广泛重视，国际4大标准组织ITU-T、ETSI、3GPP和IETF都在不同的范畴对软交换技术进行了研究和标准的制定。
中国标准化组织也做了不少工作，总体来看，标准化工作处于世界的前列。
国内几大运营商也加入到软交换网络建设中，从引入角度看，无非有两种方式，一种从长途引入
1、引言
近几年，软交换技术得到了业界的广泛重视，国际4大标准组织IT U-T、ETSI、3GPP 和IE TF都在不同的范畴对软交换技术进行了研究和标准的制定。
中国标准化组织也做了不少工作，总体来看，标准化工作处于世界的前列。
国内几大运营商也加入到软交换网络建设中，从引入角度看，无非有两种方式，一种从长途引入，优化和分流现有VoIP业务，如中国移动和中国卫通。
一种从本地引入，快速提供业务，抢占市场，主要代表是两大传统固定运营商，由于南北拆分，各自在对方领地进行博弈，软交换恰好提供了技术手段。
在全程全网上部署软交换近期是不成熟的，也是不可行的。
因为这已经不单纯是技术问题，它涉及到现行的运营体制、管制等方面。
本文主要对软交换组网的若干问题进行探讨，着重分析软交换网络组织、IP承载网组织、安全性设计和编号等四个方面，并给出近期可实施的解决方案。
2、软交换的网络组织
软交换组网包括两个方面：软交换间路由设计和话路网设计。
路由设计主要是指软交换之间信令组织，一般采用SIP-I协议；话路网设计主要是指各种媒体网关的话路互通。
2.1软交换间路由设计
定义一个软交换机所辖的区域叫一个控制域。
在路由设计中，要进行控制域的划分，多个软交换不论采取何种控制域划分方式，都涉及到对网关设备的寻址，即路由组织问题。
路由组织方式可以分为3种：全平面方式、分级方式和定位服务器方式。
全平面方式用于软交换初期规模较小时。
分级方式沿袭了PSTN成熟的多级路由体系，使每个软交换机的路由数据相对简单，并使软交换组网的结构比较清晰。
定位服务器方式改变了上两种信令组织逐跳转发的方式，直接利用IP的可达性，直接定位到对端的软交换机，信令转接简单明了。
由于目前现行软交换厂家设备间互通性较差，上述三种路由组织方式在近期都是不可行的，尤其是定位服务器方式本身还处于发展之中。
在实际组网时，尽量不要全程全网引入软交换，可从本地引入或从长途引入，具体根据运营商引入软交换的初衷来决定。
信令组网还是考虑软交换和传统TDM混合组网的方式，等到各厂家互联互通的问题解决后可以逐步引入软交换分级或者全平面的路由组织方式。
2.2话路网络设计
由于采用IP快速转发的技术，软交换话路组织呈平面化、无话路汇接，在话路网络设计时主要应考虑QoS和安全性。
目前在IP承载网主要是采用MPLSVPN的技术来实现。
由于TG(中继网关)、AG(接入网关)、IAD(integratedaccessdevice，综合接入设备)和智能终端要实现话路互通，必须采用全网状连接的方式。
MPLS逻辑链路LSP(标记交换路径)全网状的连接给承载网带来了很大挑战，业界虽然可以采用VPN路由反射器技术来解决，但大规模MPLS VPN在IP承载网实施，以及跨自治系统(autonomous system，AS)的MPLS VPN的实现在实际中还缺乏支撑的案例。
在近期，建议话路组织还是采用与TDM混合组网方式，把软交换域限制在本地或者长途。
在本地引入时，由于在驻地网会大规模部署IAD 和智能终端，要求驻地网支持MPLS VPN的功能是不现实的，建议在城域网P OP点或者汇接点部署业务接入控制设备(service access control，SAC)，快速收敛IAD和智能终端的话务，对实时业务流进行过滤转发。
3、IP承载网的组织
3.1IP承载网的技术要求
软交换的承载网可以分为3个层面：全国骨干网、城域网和驻地网。
软交换对IP承载网的要求是轻载、安全和有QoS保证。
由于软交换网承载的实时会话型业务有别于传统的Internet业务，建议最好能单独建设1张全国IP骨干专网，要支持MPLSVPN的功能。
城域网比较复杂，根据目前运营商的思路，城域网是合一的，这就需要城域网具备业务分流的能力。
城域网技术主要可以分为4种：
大型城域IP网：要求城域核心、汇聚层支持P/PE功能，可直接构建MPLSVPN；城域内AG、SAC设备直接接入PE路由器，也可以通过传输网络或二层VLAN链路接入PE 设备；SS(软交换机)、SG(信令网关)和TG设备通过跨AS域实现MPLSVPN互通。
小型城域IP网：原则上要求城域内设备支持MPLSVPN。
对于不能支持的，至少边缘层能够支持分布式PE的功能。
纯二层以太城域网：AG、SAC接入的二层交换机设备必须支持VLAN的隔离，对于不同的用户、业务流，通过划分不同的VLAN来隔离；城域网与骨干网PE设备之间通过VLANtrunk方式互通，完成不同VLAN到不同VPN的VRF(VPN路由转发表)之间的关联，实现到不同VPN的接入。
MSTP城域网：AG、SAC直接通过MSTP接入骨干网的PE设备，在PE设备上通过不同的MSTP接入端口关联到不同VPNVRF上，实现VPN的接入。
对于采用IAD接入的驻地网用户，要求其IAD设备能够支持软交换业务流量与普通Internet上网业务流量的不同标记；城域内的SAC设备要求能够识别其所控区域的IAD设备的标记，进行业务的分流，将软交换业务流与Internet业务流导入不同的网络。
3.2IP承载网的QoS
IP承载网的QoS问题是业界研究的热点，从目前的技术看，用IP网承载软交换实时业务，在QoS上的办法不多。
从可实施的角度看，也就是采取MPLSEXP的字段来实现业务优先级的QoS保证。
在IP承载网的QoS问题上，IPTN提出加入一层承载控制层的办法，来实现MPLSLSP的建立。
采用这种方法面临着新的问题，从现行技术看，实现动态的LSP 的建立是不可能的，MPLSLSP的通道可以通过静态的方式建立，而未来软交换话务疏通要求MPLS LSP全网状的连接，会严重制约着MPLS流量工程的实现。
如何在IP网实现更好的QoS，还需要进一步研究和探讨。
3.3IP承载网的拓扑结构设计
为了适应软交换业务承载，IP网的拓扑设计要求更倾向于可靠性。
在实际设计时，应考虑以下几点：
对于链路考虑冗余，单节点采用双链路上联，一主一备，设置成不等值的。
当主链路坏了，可以采用链路倒换功能，快速切换到备份链路上来。
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在节点内，考虑双路由设备设计，负载分担，当某一个设备宕机了，可以快速切换到另一设备上。
骨干网核心层设计，采用双平面设计思路，链路采用全网状连接。
边缘层还是采用双归属方式。