軟交換技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用

魏興菊

（武警部隊(duì)作戰(zhàn)勤務(wù)保障大隊(duì)通信站，北京 100089）

0 引 言

軟交換是通信系統(tǒng)中的功能實(shí)體之一，主要用于語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、移動(dòng)業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)的綜合呼叫控制系統(tǒng)。在傳統(tǒng)電路交換背景下，通信系統(tǒng)中的呼叫控制功能是與業(yè)務(wù)結(jié)合在一起的，不同業(yè)務(wù)通常對(duì)應(yīng)不同的呼叫控制功能。而在軟交換背景下，呼叫控制功能與業(yè)務(wù)功能實(shí)現(xiàn)了分離，進(jìn)而優(yōu)化了通信工程中接口與業(yè)務(wù)層間的銜接，使通信工程網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)內(nèi)容及其開展更加便捷、靈活和高效。隨著基于5G技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用的深入，如何有效促進(jìn)軟交換技術(shù)在通信工程中的深度滲透，逐漸成為交換技術(shù)乃至網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域重點(diǎn)關(guān)注的問題，也促使軟交換技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用研究成為熱點(diǎn)課題。

1 軟交換技術(shù)概述

軟交換技術(shù)的本質(zhì)是一種具有呼叫管理功能的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。對(duì)于通信工程的開發(fā)而言，順利應(yīng)用軟交換技術(shù)的前提和基礎(chǔ)是把握該技術(shù)的概念、特點(diǎn)和基本屬性，對(duì)其在網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中所發(fā)揮的功能進(jìn)行總體性把握。

1.1 軟交換技術(shù)的概念

軟交換技術(shù)是在傳統(tǒng)交換設(shè)備技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上衍生出來的技術(shù)類型，主要產(chǎn)生于將傳統(tǒng)交換設(shè)備部件化，分為呼叫控制與媒體處理兩項(xiàng)內(nèi)容，二者之間通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和純軟件進(jìn)行處理。其中，軟交換技術(shù)充當(dāng)了銜接呼叫控制和媒體處理的中間技術(shù)。因此，可以將軟交換技術(shù)的概念界定為提供呼叫控制與業(yè)務(wù)處理功能相分離的網(wǎng)路技術(shù)。

軟交換技術(shù)的應(yīng)用功能總體上包括網(wǎng)關(guān)控制、呼叫及連接管控、翻譯、記錄等。以電話信息系統(tǒng)為例，在該系統(tǒng)中，軟交換技術(shù)主要發(fā)揮的是連接接入、中繼、控制3個(gè)板塊，確保每個(gè)板塊都可以與系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行有效的連接。雖然傳統(tǒng)的電路交換技術(shù)也能發(fā)揮連接不同板塊的功能，但是該技術(shù)的應(yīng)用是基于系統(tǒng)中的軟硬件捆綁為一個(gè)整體的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，其連接系統(tǒng)板塊的功能往往存在偏差，進(jìn)而造成整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)較多的誤差，難以適應(yīng)分布式的網(wǎng)絡(luò)通信需求。而在軟交換技術(shù)的支持下，系統(tǒng)的各個(gè)板塊實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立運(yùn)行和彼此銜接，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)形成了功能關(guān)聯(lián)、獨(dú)立運(yùn)行的龐大系統(tǒng)，使系統(tǒng)的通信資源變得更加豐富。

1.2 軟交換技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)

就整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而言，軟交換技術(shù)位于網(wǎng)絡(luò)的控制層，主要承擔(dān)著基于分組網(wǎng)的利用程控軟件為用戶提供呼叫控制功能和媒體處理相分離的功能。從軟交換角度來看，軟交換技術(shù)主要分為連接層、承載層、管理層和使用層，各層的主要功能屬性如表1所示。

表1 軟交換技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)及功能

1.3 軟交換技術(shù)的基本特征

總體來看，軟交換技術(shù)的特征主要可以歸納為以下幾方面。

（1）支持多種處理系統(tǒng)：軟交換技術(shù)支持包括IP協(xié)議、PSTN、ATM等在內(nèi)的多種不同的網(wǎng)絡(luò)呼叫處理系統(tǒng)。

（2）適應(yīng)性強(qiáng)：軟交換技術(shù)可以在不同操作系統(tǒng)上運(yùn)行，并且具有極高的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。

（3）功能豐富：軟交換技術(shù)組網(wǎng)配置靈活，具備包括呼叫控制和處理、協(xié)議處理、提供業(yè)務(wù)應(yīng)用、業(yè)務(wù)交換、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通、資源管理、地址解析、認(rèn)證與授權(quán)以及語(yǔ)音處理等多種功能，能滿足不同用戶差異化的功能需求；同時(shí)，軟交換技術(shù)可以為第三方業(yè)務(wù)開發(fā)主體提供更多的API接口，為網(wǎng)絡(luò)后期業(yè)務(wù)的改進(jìn)和拓展提供基礎(chǔ)性的技術(shù)支持[1]。

（4）開放性強(qiáng)：軟交換技術(shù)擁有開放式的標(biāo)準(zhǔn)借口，能基于統(tǒng)一性的服務(wù)平臺(tái)向用戶提供開放業(yè)務(wù)，并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的無(wú)縫互操作，賦予網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的開放性。

（5）安全管理：軟交換技術(shù)擁有先進(jìn)的軟件組成特性，可以對(duì)系統(tǒng)中軟件的安全措施進(jìn)行管理，確保網(wǎng)絡(luò)環(huán)境安全。

2 軟交換技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

軟交換技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用經(jīng)歷了一定的過程，并且隨著通信工程建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，軟交換技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用隨之拓展和豐富。就目前來看，軟交換技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1 軟交換技術(shù)在固定網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

固定網(wǎng)絡(luò)是企業(yè)辦公、家庭網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、網(wǎng)吧經(jīng)營(yíng)中普遍使用的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，網(wǎng)絡(luò)功能相對(duì)穩(wěn)定。從通信工程的視角來看，軟交換技術(shù)在此類網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在2個(gè)方面。

2.1.1 實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)信息交換

在固定網(wǎng)絡(luò)中，交換技術(shù)通過對(duì)固定網(wǎng)絡(luò)端局進(jìn)行改造，可以為網(wǎng)絡(luò)開放多個(gè)服務(wù)端口，使各類業(yè)務(wù)信息能實(shí)現(xiàn)有效的交換。軟交換技術(shù)可以通過調(diào)整運(yùn)行策略來控制信息交換，從而保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性，避免交換信息丟失或者泄露。

2.1.2 控制網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行成本

雖然軟交換技術(shù)可以為各類服務(wù)接口的接入提供支持，但是對(duì)網(wǎng)絡(luò)的接入方式有一定的要求。這樣一方面保證了用戶終端接收的信息與原始傳輸信息的一致性，另一方面確保了本地網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，降低了網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行成本，從而提高了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益[2]。

2.2 軟交換技術(shù)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是基于手機(jī)、iPad等移動(dòng)終端應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)類型。相較于固定網(wǎng)絡(luò)而言，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)以其所具有的移動(dòng)性、實(shí)時(shí)性、便捷性等特點(diǎn)而成為主流的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)。隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的推廣和普及，基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用基礎(chǔ)上的軟交換技術(shù)的研究與應(yīng)用愈加多樣化。從目前來看，軟交換技術(shù)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

2.2.1 移動(dòng)業(yè)務(wù)處理

在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用過程中，軟交換技術(shù)可以通過MSC服務(wù)器將各類服務(wù)進(jìn)行分門別類，并根據(jù)用戶的命令或者服務(wù)器的指令進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理，最終滿足用戶的各類網(wǎng)絡(luò)需求[3]。

2.2.2 長(zhǎng)途信息傳輸

在長(zhǎng)途移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中，軟交換技術(shù)通過TMSC Server設(shè)備在不同區(qū)域的分布來實(shí)現(xiàn)區(qū)域中的網(wǎng)絡(luò)信息傳輸。在傳輸過程中，軟交換技術(shù)可以通過區(qū)域間的中間交換站來連接長(zhǎng)途移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與本地網(wǎng)絡(luò)，從容實(shí)現(xiàn)信息的長(zhǎng)途傳輸。

2.3 軟交換技術(shù)在下一代通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

下一代通信網(wǎng)絡(luò)是在傳統(tǒng)以電路交換為主的PSTN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的基礎(chǔ)上提出的新的網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)方向，該網(wǎng)絡(luò)的突出特點(diǎn)之一便是以軟交換為核心。軟交換技術(shù)在下一代通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)為功能應(yīng)用和技術(shù)應(yīng)用兩個(gè)方面。

從功能方面來看，軟交換技術(shù)主要用于保證媒體網(wǎng)關(guān)連接的穩(wěn)定性和可靠性。在軟交換技術(shù)的支持下，各種網(wǎng)管協(xié)議的連接更加便捷、順暢，從而保證了網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)挠行院桶踩訹4]。

從技術(shù)方面來看，軟交換技術(shù)具有新型通信技術(shù)的開放性和創(chuàng)新性，并且在性能上摒棄了傳統(tǒng)電路交換技術(shù)的軟件硬件障礙，保證了網(wǎng)絡(luò)組間的個(gè)性化配置功能，使網(wǎng)絡(luò)用戶的功能需求更加開放、自由。

3 軟交換技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用趨勢(shì)

軟交換技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用受通信工程建設(shè)需求的影響，而通信工程建設(shè)需求的持續(xù)變化使得軟交換技術(shù)的應(yīng)用表現(xiàn)出了明顯的階段性和發(fā)展性。結(jié)合應(yīng)用現(xiàn)狀來看，軟交換技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用方向可能會(huì)體現(xiàn)為以下兩個(gè)方面。

3.1 軟交換技術(shù)在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)中的應(yīng)用進(jìn)一步深入

隨著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的普及以及5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的逐步構(gòu)建，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將成為通信工程中的關(guān)鍵性內(nèi)容?；?G技術(shù)在移動(dòng)通信領(lǐng)域中的應(yīng)用，軟交換技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用也將重點(diǎn)向5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)接，越來越多的軟交換設(shè)備和技術(shù)會(huì)被安裝到移動(dòng)長(zhǎng)途網(wǎng)絡(luò)中，用來提升通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍，并確保網(wǎng)絡(luò)通信的順暢性[5]。同時(shí)，隨著5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)功能的開發(fā)，基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、媒體網(wǎng)關(guān)及通信工程基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的整合，軟交換技術(shù)的應(yīng)用可能向優(yōu)化各類網(wǎng)絡(luò)融合的方向發(fā)展，并成為網(wǎng)絡(luò)融合中的基礎(chǔ)性支撐基礎(chǔ)。

3.2 軟交換技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用方面的深化

隨著通信工程建設(shè)的深入，軟交換技術(shù)的應(yīng)用將呈現(xiàn)出明顯的分離趨勢(shì)，即業(yè)務(wù)層與控制層的分離更加明顯。一方面，在分離技術(shù)的支持下，大部分業(yè)務(wù)內(nèi)容會(huì)在網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)層、應(yīng)用層得以實(shí)現(xiàn)，而控制層則主要負(fù)責(zé)對(duì)信息交互行為的控制與調(diào)節(jié)；另一方面，在控制層中，軟交換技術(shù)的應(yīng)用會(huì)更加深入，成為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行中的重要保證。以網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)處理為例，網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)層、應(yīng)用層將越來越關(guān)注業(yè)務(wù)信息的傳送與接收，而軟件技術(shù)應(yīng)用的控制層則主要聚焦于數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)度和傳輸狀態(tài)的檢測(cè)、控制與調(diào)節(jié)。在這種模式下，軟交換技術(shù)的應(yīng)用方向和范圍更加明確，并且整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的功能體系和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加明晰[6]。

4 結(jié) 論

軟交換技術(shù)作為通信工程中的一項(xiàng)重要技術(shù)內(nèi)容，在拓展通信工程建設(shè)內(nèi)容、優(yōu)化通信工程建設(shè)方式等方面發(fā)揮著基礎(chǔ)性作用。軟交換技術(shù)具有支持多種處理系統(tǒng)、適應(yīng)性強(qiáng)、功能豐富、開放性強(qiáng)、安全管理等特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，為其在通信工程建設(shè)中的廣泛、深度應(yīng)用創(chuàng)造了良好的條件。在當(dāng)前積極構(gòu)建基于5G技術(shù)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)背景下，軟交換技術(shù)的應(yīng)用范圍和應(yīng)用深度也正在不斷地深化拓展，關(guān)于軟交換技術(shù)的功能開發(fā)和應(yīng)用拓展也將持續(xù)性發(fā)展和深化。