淺析“軟交換－Ｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈ”

史　藝

摘 要：本文簡要介紹了軟交換的由來，分析了軟交換的基本概念和基于軟交換的下一代網(wǎng)絡(luò)NGN的體系結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：NGN；軟交換-Softswitch；PSTN；IP；呼叫控制；資源分配；協(xié)議處理。

隨著通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和IP技術(shù)的飛速發(fā)展，IP網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)量呈爆炸式增長，極大地推動了信息業(yè)的發(fā)展。在一個公共的分組網(wǎng)絡(luò)中承載話音、數(shù)據(jù)、圖象已被運營商和設(shè)備制造商們所認同。在業(yè)務(wù)驅(qū)動和網(wǎng)絡(luò)融合的趨勢下，下一代網(wǎng)絡(luò)NGN誕生了。電信網(wǎng)就此步入了數(shù)字化、智能化、綜合化和個人化時代?！败浗粨Q”則是下一代網(wǎng)絡(luò)NGN的核心技術(shù)之一，它以分組為基礎(chǔ)建設(shè)下一代公眾網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了從PSTN網(wǎng)到IP網(wǎng)的平滑過渡。NGN使用IP網(wǎng)的優(yōu)勢節(jié)約投資和運營成本，開發(fā)新業(yè)務(wù)，在繼承的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了目前各個業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)間的互通。

1 軟交換的基本概念

“軟交換”可以說是從外語“Softswitch”一詞翻譯而來，該詞的原意是“軟交換機”，然而目前國內(nèi)大多稱之為“軟交換”。軟交換是一種針對與傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)和新型多媒體業(yè)務(wù)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)問題的解決方案。軟交換也稱為呼叫代理、呼叫服務(wù)器或媒體網(wǎng)關(guān)控制器，是一種基于軟件實現(xiàn)傳統(tǒng)程控交換機“呼叫控制”的功能實體。它將“呼叫控制”功能從媒體網(wǎng)關(guān)中分離出來，通過服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)上的軟件來實現(xiàn)呼叫選路、連接控制、管理控制和信令互通。

目前，對軟交換的具體定義大致可分為以下四種：

1.1 國際論壇ISC對軟交換的定義是：“Softswitch是基于分組網(wǎng)利用程控軟件提供呼叫控制功能的軟件實體”。

1.2 我國信息產(chǎn)業(yè)部電信傳輸研究所對軟交換的定義是：“軟交換是網(wǎng)絡(luò)演進以及下一代分組網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備之一，它獨立于傳送網(wǎng)絡(luò)，主要完成呼叫控制、資源分配、協(xié)議處理、路由、認證、計費等主要功能，同時可以向用戶提供現(xiàn)有電路交換機所能提供的所有業(yè)務(wù)，并向第三方提供可編程能力?！?/p>

1.3 從業(yè)務(wù)角度來看，可以給出一個更形象的定義：“軟交換是一種針對與傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)和新型多媒體業(yè)務(wù)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)問題的解決方案。它能夠減少資本和運營支出，提高收入?！?/p>

1.4 從技術(shù)角度，軟交換的定義可以描述為以下幾個方面：

①它是一種提供了呼叫控制功能的軟件實體；

②它支持所有現(xiàn)有的電話功能及新型會話式多媒體業(yè)務(wù)；

③它采用標準協(xié)議（如SIP、H.323、MGCP、MEGACO/H.248、SIGTRAN以及各種其它的數(shù)據(jù)及ITU協(xié)議）；

④它提供了不同廠商的設(shè)備之間的互操作能力；

⑤它與下列一種或多種組件配套使用：

· 媒體網(wǎng)關(guān)

· 信令網(wǎng)關(guān)

· 特性服務(wù)器（例如提供CLASS業(yè)務(wù)）

· 應(yīng)用服務(wù)器（例如提供多媒體業(yè)務(wù)）

· 媒體服務(wù)器（如提供數(shù)據(jù)流媒體、會議和廣告等業(yè)務(wù)）

· 管理、供應(yīng)和收費/計費接口。

2 基于軟交換的下一代網(wǎng)絡(luò)NGN

基于軟交換的下一代網(wǎng)絡(luò)NGN采用分層的、開放的體系結(jié)構(gòu)，將傳統(tǒng)的交換機的功能模塊分離成獨立的實體，即將業(yè)務(wù)、控制、傳輸與接入相分離，整個網(wǎng)絡(luò)分為四個層面：接入層、傳輸層、控制層和業(yè)務(wù)層。各實體可以各自獨立發(fā)展，彼此間通過標準的協(xié)議來進行連接和通信，使得網(wǎng)絡(luò)更開放，可以根據(jù)業(yè)務(wù)的需求自由組合各部件功能來組網(wǎng)，各實體間協(xié)議的標準化有利于異構(gòu)網(wǎng)的互聯(lián)互通。

2.1 接入層

接入層采用各種方式和接入手段將用戶連接至核心網(wǎng)絡(luò)；集中用戶業(yè)務(wù)并將它們傳遞至目的地，并提供可靠的傳送方式。它包括信令網(wǎng)關(guān)、媒體網(wǎng)關(guān)、接入網(wǎng)關(guān)等多種接入設(shè)備。

信令網(wǎng)關(guān)是用于連接7號信令網(wǎng)與IP網(wǎng)的設(shè)備，主要完成PSTN/ISDN側(cè)的七號信令與IP網(wǎng)側(cè)信令的轉(zhuǎn)換功能。中繼媒體網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)，用于電路交換網(wǎng)和IP分組網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)，提供媒體映射和代碼轉(zhuǎn)換功能。綜合接入媒體網(wǎng)關(guān)，直接連接用戶終端和V5接入網(wǎng)設(shè)備。綜合接入設(shè)備(IAD)位于軟交換網(wǎng)絡(luò)的用戶接入層，將用戶的語音、數(shù)據(jù)及視頻等應(yīng)用接入到分組交換網(wǎng)絡(luò)中，在分組交換網(wǎng)絡(luò)中完成相應(yīng)的功能。無線接入網(wǎng)關(guān)完成移動用戶的接入。

2.2 傳輸層

傳輸層是基于IP/ATM的分組交換網(wǎng)絡(luò)，負責提供各種信令和媒體流傳輸通道。它將信息格式轉(zhuǎn)換成能夠在核心網(wǎng)上傳送的形式，如將語音或數(shù)據(jù)信號打包成ATM信元(如果核心網(wǎng)是ATM網(wǎng))或IP包(如果核心網(wǎng)是IP網(wǎng))。同時利用IP路由或ATM交換機等骨干傳輸設(shè)備，將信息選路到目的地。

2.3 控制層

控制層是整個網(wǎng)絡(luò)的核心，其主要組成部分是軟交換設(shè)備。軟交換為網(wǎng)絡(luò)提供具有實時性要求業(yè)務(wù)的呼叫控制、連接控制、協(xié)議處理等功能，并為業(yè)務(wù)層提供訪問底層各種網(wǎng)絡(luò)資源的開放接口。在傳統(tǒng)的電話交換結(jié)點中，業(yè)務(wù)提供、呼叫控制和交換矩陣都集中在一起，而軟交換基于“網(wǎng)絡(luò)就是交換”的理念，將呼叫控制從網(wǎng)關(guān)中分離出來，以分組網(wǎng)代替控制底層網(wǎng)絡(luò)元素對業(yè)務(wù)流的處理，提供呼叫控制。建立、維持和釋放呼叫，為業(yè)務(wù)層提供最基本地普通呼叫，相當于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中提供信令和業(yè)務(wù)控制的節(jié)點。

2.4 業(yè)務(wù)層

業(yè)務(wù)層利用底層的各種網(wǎng)絡(luò)資源，在呼叫建立的基礎(chǔ)上為用戶提供獨立于網(wǎng)絡(luò)的智能服務(wù)，主要負責業(yè)務(wù)邏輯功能的相關(guān)處理，以及業(yè)務(wù)相關(guān)的管理功能，它需要相應(yīng)的業(yè)務(wù)生成和維護環(huán)境。業(yè)務(wù)層主要包括應(yīng)用服務(wù)器、媒體服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、計費營帳系統(tǒng)、策略服務(wù)器、位置服務(wù)器和IAKMS等。其中最主要的功能實體是應(yīng)用服務(wù)器，它是軟交換網(wǎng)絡(luò)體系中的業(yè)務(wù)執(zhí)行環(huán)境。

應(yīng)用服務(wù)器提供業(yè)務(wù)執(zhí)行環(huán)境，負責為接入軟交換網(wǎng)絡(luò)的用戶提供增值的智能業(yè)務(wù)和各種個性化的業(yè)務(wù)。媒體服務(wù)器是軟交換網(wǎng)絡(luò)中提供專用媒體資源功能的獨立設(shè)備，在軟交換或應(yīng)用服務(wù)器的控制下，提供各種業(yè)務(wù)所需的媒體資源，包括DTMF信號的采集與解碼、信號音的產(chǎn)生與發(fā)送、錄音通知的發(fā)送、會議、不同編；解碼算法間的轉(zhuǎn)換等各種資源功能以及通信功能和管理維護功能。網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)提供所有軟交換框架體系下設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)管理功能。計費營帳系統(tǒng)提供軟交換框架體系下所有終端用戶開戶、業(yè)務(wù)的計費處理、帳單生成與用戶交互。策略服務(wù)器通過COPS協(xié)議與軟交換系統(tǒng)的各個組件進行通信實施策略管理，根據(jù)業(yè)務(wù)需求以及特性分配標簽、控制接納等，能夠為不同業(yè)務(wù)流保證QoS，滿足用戶日益?zhèn)€性化的業(yè)務(wù)需求。位置服務(wù)器則記錄所有軟交換網(wǎng)絡(luò)用戶的用戶信息，包括用戶位置、屬性等，供軟交換網(wǎng)絡(luò)中的其它設(shè)備如軟交換、應(yīng)用服務(wù)器等查詢用戶信息。IADMS作為網(wǎng)管系統(tǒng)與綜合接入設(shè)備之間的代理，為軟交換網(wǎng)絡(luò)中大量的IAD設(shè)備提供網(wǎng)管功能。

綜上所述，軟交換體現(xiàn)的是通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與IP技術(shù)兩者的結(jié)合， 軟交換是NGN的核心技術(shù)之一。從廣義上看，軟交換泛指一種體系結(jié)構(gòu)，即基于軟交換的下一代網(wǎng)絡(luò)NGN框架。從狹義上看，軟交換是指軟交換設(shè)備，它獨立于傳輸網(wǎng)絡(luò)，是一個基于軟件的分布式交換/控制平臺為NGN具有實時性要求的業(yè)務(wù)提供呼叫控制和連接控制功能，并向第三方提供可編程能力。

參考文獻

[1]《通信網(wǎng)絡(luò)世界》.

[2]《現(xiàn)代通信技術(shù)基礎(chǔ)》，嚴曉華編著 清華大學出版社.