陶勝

摘要：隨著通信技術(shù)的發(fā)展，軟交換技術(shù)得到了廣泛的使用。軟交換的應(yīng)用造就了網(wǎng)絡(luò)的融合。根據(jù)軟交換各種不同的功能使用特點，給用戶在開發(fā)和新業(yè)務(wù)的引進提供了極大的方便。該文對軟交換的概念、主要功能、軟交換的增強型業(yè)務(wù)框架及其接口協(xié)議以及軟交換出現(xiàn)的必然性進行了闡述和分析。

關(guān)鍵詞：軟交換；網(wǎng)絡(luò)；控制；程序；接口

中圖分類號：TP393文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2012)09-2015-02

從概念上講，傳統(tǒng)的交換機是電路交換，基于時隙的交換，軟交換的思路和傳統(tǒng)交換一樣，只是交換的方式改為包交換，或者說叫IP交換。從實際應(yīng)用來講，軟交換就是指軟交換設(shè)備。像概念所描述的，軟交換與一般交換機的區(qū)別也就在于外部的接口不一樣，內(nèi)部的交換的思路和方法也是不相同的，它的交換方式是建立在包交換上。軟交換來自于英文單詞Softswitch，它是移動通信領(lǐng)域的電路交換域主要信令和業(yè)務(wù)的處理單元。軟交換的結(jié)構(gòu)和使用的接口嚴(yán)格遵守3GPP R4規(guī)范，所以也稱R4軟交換。它主要有MSC Server（移動交換中心服務(wù)器）和MGW（媒體網(wǎng)關(guān)）組成。移動交換中心服務(wù)器包括MSC Server和VAL兩部分，其主要特點為：提供呼叫控制、移動性管理、用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和CAMEL相關(guān)數(shù)據(jù)的管理（VAL功能）等信令處理。媒體網(wǎng)關(guān)包括MGW和SG兩部分，其主要特點為：與MSC Server配合完成核心網(wǎng)絡(luò)資源的配置和信令轉(zhuǎn)接。同時完成回聲消除多媒體數(shù)字信號的編解碼以及通知音的播放等。因此說軟交換是傳統(tǒng)TDM交換方式PBX到IMS的過渡產(chǎn)品，軟交換基于IP的交換，其業(yè)務(wù)形式比傳統(tǒng)PBX更豐富，更易開發(fā)。

1軟交換出現(xiàn)的必然性

軟交換技術(shù)是在IP電話基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，基本思路來源于業(yè)務(wù)可編程、分解網(wǎng)關(guān)功能等概念。在軟交換體系中，將IP網(wǎng)關(guān)分解成媒體網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)和媒體網(wǎng)關(guān)控制器，隨著標(biāo)準(zhǔn)化進展，軟交換逐漸替代了媒體網(wǎng)關(guān)控制器，從而為各種業(yè)務(wù)應(yīng)用提供了第三方可編程環(huán)境。滿足了用戶對新業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，為軟交換的出現(xiàn)和未來發(fā)展前景奠定了堅實良好的基礎(chǔ)。軟交換的特點是與傳統(tǒng)交換相比效率更高、靈活性更大，能與多種設(shè)備接口，業(yè)務(wù)范圍廣，具有多用戶性和開放性。因此它為用戶任意購買網(wǎng)絡(luò)的每一部分理想的產(chǎn)品提供了極大的方便。

2軟交換技術(shù)

2.1軟交換的概念

軟交換它是一種提供了呼叫控制功能的軟件實體，實質(zhì)上就是把呼叫控制功能從傳輸層的媒體網(wǎng)關(guān)設(shè)備中分離出來，然后通過服務(wù)器（或網(wǎng)元）上的軟件程序?qū)崿F(xiàn)基本的呼叫控制、路由的選擇、通信鏈路的建立、實施管理控制、建立和拆出會話的連接控制、以及從SS7到IP的信令互通功能。其目的就是把傳統(tǒng)的呼叫控制及呼叫傳輸分別獨立開來，其結(jié)果就是讓軟件可編程功能、鏈路交換功能和控制功能各自獨立出來，其作用是為了實現(xiàn)用戶業(yè)務(wù)的控制協(xié)議與傳輸業(yè)務(wù)能自由結(jié)合從而達到業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移。軟交換采用了API這種開放式的應(yīng)用程序接口尤為關(guān)鍵，使得新的業(yè)務(wù)很靈活的引入到交換的機制中，而傳統(tǒng)的交換機仍然可以通過SS7鏈路得到保留，并且支持現(xiàn)有的新型會話式多媒體業(yè)務(wù)，支持現(xiàn)有的電話功能等。由于它采了用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，因而提供了不同廠商的設(shè)備之間的互操作能力。

2.2軟交換的主要功能

軟交換的功能包括呼叫控制和處理、移動性管理、用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和CAMEL相關(guān)數(shù)據(jù)的管理、協(xié)議處理功能、SSF功能、操作維護功能、計費功能、用戶承載面功能、媒體轉(zhuǎn)換功能、承載控制及業(yè)務(wù)交換功能、資源受控功能、支持電路域業(yè)務(wù)在多種媒介中傳輸、地址解析功能、語音處理功能。所以說軟交換是新舊網(wǎng)絡(luò)融合和關(guān)鍵設(shè)備。

2.2.1媒體網(wǎng)關(guān)接入功能

媒體網(wǎng)關(guān)接入功能是一種連接到各種媒體網(wǎng)關(guān)的適配功能和完成H.248協(xié)議功能。其主要功能通過媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議（H.248）與MGCF通信；媒體處理，如媒體編碼轉(zhuǎn)換、分組打包、回聲抑制、抖動緩沖管理、分組丟失補償?shù)?；媒體插入功能，如提示音、證實音及話音檢測；處理信令和媒體時間檢測，如DTMF檢測、語音動作檢測；系統(tǒng)資源管理和分配；以及數(shù)字分析功能。

2.2.2呼叫控制功能

軟交換的重要功能之一是呼叫控制功能。它為呼叫處理的建立以及智能呼叫，鏈路連接的保持和控制，通信鏈路的釋放，觸發(fā)檢出和資源控制實現(xiàn)成為可能。接收來自業(yè)務(wù)交換功能的監(jiān)視請求和呼叫控制相關(guān)信息并對其中與呼叫相關(guān)的信息進行處理以及支持呼叫的建立及監(jiān)視。實現(xiàn)雙方和多方呼叫控制功能。識別媒體網(wǎng)關(guān)報告的相關(guān)事件，控制其向用戶發(fā)送各種音信號。當(dāng)其內(nèi)部不包含信令網(wǎng)關(guān)時，采用SS7/IP協(xié)議與其他信令網(wǎng)關(guān)互通，完成基本鏈路建立、鏈路保持和鏈路釋放過程。與外置終端設(shè)備進行連接，提供相應(yīng)業(yè)務(wù)。

2.2.3業(yè)務(wù)提供功能

軟交換不但能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)意義上的交換機提供的所有基本業(yè)務(wù)和補充的業(yè)務(wù)外，還能夠提供其他各種增值業(yè)務(wù)。如軟交換設(shè)備與智能網(wǎng)設(shè)備配合提供現(xiàn)有的智能網(wǎng)的智能業(yè)務(wù)以及與第三方應(yīng)用服務(wù)器共同配合向用戶提供多種增值業(yè)務(wù)。

2.2.4互聯(lián)互通功能

在當(dāng)前分組網(wǎng)內(nèi)兩大重要協(xié)議分別是H.323和SIP協(xié)議，其中由ITU-T采用ISDN的設(shè)計思想制定了H.323協(xié)議，采用Q.931協(xié)議完成呼叫建立和釋放，很明顯具有通信網(wǎng)可管理性和集中的特征。IETF通過IP網(wǎng)絡(luò)上進行多媒體通信的應(yīng)用層控制協(xié)議來制定了SIP協(xié)議，它們都同樣完成呼叫的建立、鏈路釋放、補充業(yè)務(wù)和能力交換等功能。SIP協(xié)議具有擴展性好、簡單以及和現(xiàn)有的因特網(wǎng)應(yīng)用緊密的特點，同時SIP在第三代移動通信業(yè)務(wù)中得到普遍使用。軟交換的主要特點是能夠兼容多種協(xié)議，因此軟交換同時可以支持H.323和SIP這兩種協(xié)議從而實現(xiàn)互聯(lián)互通功能。

2.3軟交換的意義

軟交換提供現(xiàn)有的交換機業(yè)務(wù)與補充業(yè)務(wù)外，它與現(xiàn)有的智能網(wǎng)配合，提供現(xiàn)有的智能網(wǎng)的智能業(yè)務(wù)，與第三方配合提供增值業(yè)務(wù)。軟交換支持PSTN電話終端、MGCP分組終端、H.248分組終端、SIP分組終端、H.323分組終端相互之間的基本語音業(yè)務(wù)，本地網(wǎng)用戶相互之間的電話呼叫，國際國內(nèi)長途自動來去話業(yè)務(wù)，各種特服呼叫、查詢、申告、報警業(yè)務(wù)。補充業(yè)務(wù)如熱線服務(wù)、查找惡意呼叫，無應(yīng)答呼叫前轉(zhuǎn)、無條件呼叫前轉(zhuǎn)、遇忙呼叫前轉(zhuǎn)及回叫、主叫線識別限制，支持基于H.323協(xié)議、SIP協(xié)議的多媒體終端（包括軟終端）相互之間的多媒體通信，支持G.711、G.723、H.263、H.261等多種語音/視頻編碼格式，并可根據(jù)承載網(wǎng)絡(luò)的情況在主被叫之間協(xié)商網(wǎng)絡(luò)占用帶寬，并進行動態(tài)調(diào)整。它可以實現(xiàn)即時消息、文件傳輸、視頻通信、應(yīng)用共享、電子白板、內(nèi)容發(fā)布等業(yè)務(wù)。它可以融合多媒體、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)，從而更加方便的為廠礦、企業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、政府機關(guān)、公司機構(gòu)等集團用戶提供完善的一體化通信解決方案。軟交換可用作智能網(wǎng)的SSP，與SCP設(shè)備配合可向用戶提供豐富的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)。還可以提供UC業(yè)務(wù)，即統(tǒng)一通信業(yè)務(wù)，它是軟交換與SIP應(yīng)用服務(wù)器以及第三方應(yīng)用服務(wù)器共同配合向用戶提供的多種增值業(yè)務(wù)。因此說以軟交換為核心的軟交換網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)演進的方向。

3基于軟交換軟交換的增強型業(yè)務(wù)框架及其接口協(xié)議

3.1基于軟交換的增值業(yè)務(wù)框架結(jié)構(gòu)

軟交換的增值業(yè)務(wù)框架結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)中增加了兩個邏輯成分1、媒體服務(wù)器。媒體服務(wù)器用于提供特殊的媒體資源，并提供到媒體網(wǎng)關(guān)的承載接口。2、應(yīng)用服務(wù)器。應(yīng)用服務(wù)器負(fù)責(zé)各種增值業(yè)務(wù)的邏輯產(chǎn)生和管理，處理與軟交換間的接口信息，同時還提供各種開放的API，為第三方業(yè)務(wù)的開發(fā)提供平臺。

3.2軟交換體系結(jié)構(gòu)的接口和采用的通信協(xié)議

軟交換體系結(jié)構(gòu)有傳送平面、控制平面、應(yīng)用平面、數(shù)據(jù)平面、管理平面。分別對應(yīng)軟交換體系結(jié)構(gòu)的接口分組網(wǎng)與TDM之間的接口。接口二是采用H.323協(xié)議、SS7、Q.931、SIP等協(xié)議。接口三是采用H.323、SIP、Q.931、BICC、ISUP等協(xié)議。數(shù)據(jù)平面接口有待研究。接口五采用SNMPv2、CMIP等協(xié)議，具體功能和接口有待研究。

軟交換協(xié)議功能有呼叫控制協(xié)議、傳輸控制協(xié)議、媒體控制協(xié)議、維護管理協(xié)議。具體采用的通信協(xié)議主要有：MGCP協(xié)議、H.248協(xié)議、SIP協(xié)議、SIP-T協(xié)議、H.323/協(xié)議、SIGTRAN協(xié)議、七號信令協(xié)議、V5協(xié)議、ENUM協(xié)議、TRIP協(xié)議、MIDCOM協(xié)議、STUN協(xié)議、IPSee協(xié)議、RADIUS協(xié)議、SNMP協(xié)議、FTP協(xié)議、FTAM協(xié)議。

4總結(jié)

軟交換設(shè)備將是未來通信網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備，未來通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展趨勢是軟交換技術(shù)。因為軟交換技術(shù)實現(xiàn)了把業(yè)務(wù)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)分離開來以及把傳送系統(tǒng)和接入系統(tǒng)分離開來，是未來網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的核心技術(shù)。把硬件軟件化是它的主導(dǎo)意圖的體現(xiàn)，使用軟件方法來實現(xiàn)傳統(tǒng)交換機的呼叫控制功能、電路連接功能和各種業(yè)務(wù)處理等功能。各種應(yīng)用設(shè)備之間是按照不同的通信協(xié)議進行接續(xù)和通信的，以便在未來通信網(wǎng)絡(luò)里，更方便更容易的實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)和不同的協(xié)議。在當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)十分開放時代和可編程方面軟交換技術(shù)的出現(xiàn)為通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展奠定了堅實良好的基礎(chǔ)。它指明了未來通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢。但是軟交換只是當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的開始，在技術(shù)層面上還有很多技術(shù)問題值得大家研究和探討。

參考文獻：

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