軟交換技術(shù)及其應(yīng)用
摘要：通過對軟交換的基本原理的認真分析，論述了軟交換的主要特點和功能，簡要介紹了軟交換在VoIP中的應(yīng)用，并對軟交換發(fā)展中需要繼續(xù)研究的問題進行了探討。隨著通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對于寬帶及業(yè)務(wù)的要求也在迅速增長，為了向用戶提供更加靈活、多樣的現(xiàn)有業(yè)務(wù)和新增業(yè)務(wù)，提供給用戶更加個性化的服務(wù)，提出了下一代網(wǎng)絡(luò)的概念，且目前各大電信運營商已開始著手進行下一代通信網(wǎng)絡(luò)的實驗。軟交換技術(shù)又是下一代通信網(wǎng)絡(luò)解決方案中的焦點之一，已成為近年來業(yè)界討論的熱點話題。我國網(wǎng)絡(luò)與交換標(biāo)準(zhǔn)研究組已經(jīng)完成了有關(guān)軟交換體系的總體技術(shù)要求框架，８６３計劃也對有關(guān)軟交換系統(tǒng)在多媒體和移動通信系統(tǒng)方面的研究課題進行了立項。
１ 軟交換概念的提出及定義
軟交換的概念最早起源于美國。當(dāng)時在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，用戶采用基于以太網(wǎng)的電話，通過一套基于ＰＣ服務(wù)器的呼叫控制軟件（Ｃａｌｌ Ｍａｎａｇｅｒ、Ｃａｌｌ Ｓｅｒｖｅｒ），實現(xiàn)ＰＢＸ功能（ＩＰ ＰＢＸ）。對于這樣一套設(shè)備，系統(tǒng)不需單獨鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)，而只通過與局域網(wǎng)共享就可實現(xiàn)管理與維護的統(tǒng)一，綜合成本遠低于傳統(tǒng)的ＰＢＸ。由于企業(yè)網(wǎng)環(huán)境對設(shè)備的可靠性、計費和管理要求不高，主要用于滿足通信需求，設(shè)備門檻低，許多設(shè)備商都可提供此類解決方案，因此ＩＰ ＰＢＸ應(yīng)用獲得了巨大成功。受到ＩＰ ＰＢＸ成功的啟發(fā)，為了提高網(wǎng)絡(luò)綜合運營效益，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展更加趨于合理、開放，更好的服務(wù)于用戶。業(yè)界提出了這樣一種思想：將傳統(tǒng)的交換設(shè)備部件化，分為呼叫控制與媒體處理，二者之間采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議（ＭＧＣＰ、Ｈ２４８）且主要使用純軟件進行處理，于是，ＳｏｆｔＳｗｉｔｃｈ（軟交換）技術(shù)應(yīng)運而生。
軟交換概念一經(jīng)提出，很快便得到了業(yè)界的廣泛認同和重視，ＩＳＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＳｏｆｔＳｗｉｔｃｈ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）的成立更加快了軟交換技術(shù)的發(fā)展步伐，軟交換相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議得到了ＩＥＴＦ、ＩＴＵ－Ｔ等國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的重視。
根據(jù)國際Ｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈ論壇ＩＳＣ的定義，Ｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈ是基于分組網(wǎng)利用程控軟件提供呼叫控制功能和媒體處理相分離的設(shè)備和系統(tǒng)。因此，軟交換的基本含義就是將呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)（傳輸層）中分離出來，通過軟件實現(xiàn)基本呼叫控制功能，從而實現(xiàn)呼叫傳輸與呼叫控制的分離，為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面。軟交換主要提供連接控制、翻譯和選路、網(wǎng)關(guān)管理、呼叫控制、帶寬管理、信令、安全性和呼叫詳細記錄等功能。與此同時，軟交換還將網(wǎng)絡(luò)資源、網(wǎng)絡(luò)能力封裝起來，通過標(biāo)準(zhǔn)開放的業(yè)務(wù)接口和業(yè)務(wù)應(yīng)用層相連，可方便地在網(wǎng)絡(luò)上快速提供新的業(yè)務(wù)。
２ 基于軟交換技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
軟交換是下一代網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備之一，各運營商在組建基于軟交換技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時，必須考慮到與其它各種網(wǎng)絡(luò)的互通。在下一代網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)有一個較統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。基于軟交換技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖１所示。
由圖中可以看出，軟交換位于網(wǎng)絡(luò)控制層，較好地實現(xiàn)了基于分組網(wǎng)利用程控軟件提供呼叫控制功能和媒體處理相分離的功能。
軟交換與應(yīng)用／業(yè)務(wù)層之間的接口提供訪問各種數(shù)據(jù)庫、三方應(yīng)用平臺、功能服務(wù)器等接口，實現(xiàn)對增值業(yè)務(wù)、管理業(yè)務(wù)和三方應(yīng)用的支持。其中：軟交換與應(yīng)用服務(wù)器間的接口可采用ＳＩＰ、ＡＰＩ，如Ｐａｒｌａｙ，提供對三方應(yīng)用和增值業(yè)務(wù)的支持；軟交換與策略服務(wù)器間的接口對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作進行動態(tài)干預(yù)，可采用ＣＯＰＳ協(xié)議；軟交換與網(wǎng)關(guān)中心間的接口實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理，采用ＳＮＭＰ；軟交換與智能網(wǎng)ＳＣＰ之間的接口實現(xiàn)對現(xiàn)有智能網(wǎng)業(yè)務(wù)的支持，采用ＩＮＡＰ協(xié)議。
通過核心分組網(wǎng)與媒體層網(wǎng)關(guān)的交互，接收處理中的呼叫相關(guān)信息，指示網(wǎng)關(guān)完成呼叫。其主要任務(wù)是在各點之間建立關(guān)系，這些關(guān)系可以是簡單的呼叫，也可以是一個較為復(fù)雜的處理。軟交換技術(shù)主要用于處理實時業(yè)務(wù)，如話音業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)等。
軟交換之間的接口實現(xiàn)不同與軟交換之間的交互，可采用ＳＩＰ－Ｔ、Ｈ．３２３或ＢＩＣＣ協(xié)議。
３ 軟交換技術(shù)的設(shè)計原理及其實現(xiàn)目標(biāo)
軟交換技術(shù)是一個分布式的軟件系統(tǒng)，可以在基于各種不同技術(shù)、協(xié)議和設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)之間提供無縫的互操作性，其基本設(shè)計原理是設(shè)法創(chuàng)建一個具有很好的伸縮性、接口標(biāo)準(zhǔn)性、業(yè)務(wù)開放性等特點的分布式軟件系統(tǒng)，它獨立于特定的底層硬件／操作系統(tǒng)，并能夠很好地處理各種業(yè)務(wù)所需要的同步通信協(xié)議，在一個理想的位置上把該架構(gòu)推向摩爾曲線軌道。并且它應(yīng)該有能力支持下列基本要求：
（１）獨立于協(xié)議和設(shè)備的呼叫?熏設(shè)備的呼叫處理和／同步會晤管理應(yīng)用的開發(fā)。
（２）在其軟交換網(wǎng)絡(luò)中能夠安全地執(zhí)行多個第三方應(yīng)用而不存在由惡意或錯誤行為的應(yīng)用所引起的任何有害影響。
（３）第三方硬件銷售商能增加支持新設(shè)備和協(xié)議的能力。
（４）業(yè)務(wù)和應(yīng)用提供者能增加支持全系統(tǒng)范圍的策略能力而不會危害其性能和安全。
（５）有能力進行同步通信控制，以支持包括帳單、網(wǎng)絡(luò)管理和其他運行支持系統(tǒng)的各種各樣的后營業(yè)室系統(tǒng)。
（６）支持運行時間捆綁或有助于結(jié)構(gòu)改善的同步通信控制網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)拓撲。
（７）從小到大的網(wǎng)絡(luò)可伸縮性和支持徹底的故障恢復(fù)能力。
軟交換的實現(xiàn)目標(biāo)是在媒體設(shè)備和媒體網(wǎng)關(guān)的配合下，通過計算機軟件編程的方式來實現(xiàn)對各種媒體流進行協(xié)議轉(zhuǎn)換，并基于分組網(wǎng)絡(luò)（ＩＰ／ＡＴＭ）的架構(gòu)實現(xiàn)ＩＰ網(wǎng)、ＡＴＭ網(wǎng)、ＰＳＴＮ網(wǎng)等的互連，以提供和電路交換機具有相同功能并便于業(yè)務(wù)增值和靈活伸縮的設(shè)備。
軟交換系統(tǒng)的參考模型如圖２。
４ 軟交換所使用的主要協(xié)議
軟交換體系涉及協(xié)議非常眾多，包括Ｈ．２４８、ＳＣＴＰ、ＩＳＵＰ、ＴＵＰ、ＩＮＡＰ、Ｈ．３２３、ＲＡＤＩＵＳ、
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