软交换的基本知识及其功能应用

软交换的基本知识及其功能应用摘要随着电信市场的日益发展和向下一代网络(NGN)的逐步演进，软交换技术正扮演着关键角色，日益成为电路交换和分组交换网络进行融合的技术纽带。因此，软交换技术在电信网中的应用越来越引起电信界的高度重视,此文主要论述了软交换技术的一些基本知识及其功能和应用。关键词硬件设备软件系统协议功能应用一、软交换基本知识、软交换基本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。软交换技术概念的最早演进现阶段的软交换至少应具备以下三个基本特点：*集成分组网世界和电路交换网世界；*具备汇接局和端局能力；*呼叫控制与媒体层和业务层分离。软交换设备位于控制层，提供多种业务的连接控制、路由、网络资源管理、计费、认证等功能。软交换设备与各种媒体网关、终端、应用服务器、其他软交换设备间采用标准协议相互通信。软交换主要提供连接控制、翻译和选路、网关管理、呼叫控制、带宽管理、信令、安全性和呼叫详细记录等功能。与此同时，软交换还将网络资源、网络能力封装起来，通过标准开放的业务接口和业务应用层相连，可方便地在网络上快速提供新的业务。软交换技术的承载控制业刎丄磁软交换技术的承载控制业刎丄磁、软交换体系的基本要素5HMP业”和”API*1EZJZ3M3±31P1”】网土也址.WlfirJl??112观吐J』5HMP业”和”API*1EZJZ3M3±31P1”】网土也址.WlfirJl??112观吐J』r软交按识备M APuTn(Siu■何耒软交换功能结构图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：1、 开放的业务生成接口2、 综合的设备接入能力3、 基于策略的运行支持系统、体系架构软交换控制设备(SoftswitchControlDevice)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)。它完成呼叫处理控制功能、接入协议适配功能、业务接口提供功能、互连互通功能、应用支持系统功能等。1、 业务平台(ServicePlatform)完成新业务生成和提供功能，主要包括SCP和应用服务器。2、 信令网关(SignalingGateway)目前主要指七号信令网关设备。传统的七号信令系统是基于电路交换的，所有应用部分都是由MTP承载的，在软交换体系中则需要由IP来承载。3、 媒体网关(MediaGateway)

完成媒体流的转换处理功能。按照其所在位置和所处理媒体流的不同可分为：中继网关(TruckingGateway)、接入网关(AccessGateway)、多媒体网关(MultimediaServiceAccessGateway)、无线网关(WirelessAccessGateway)等。4、 IP终端(IPTerminal)目前主要指H.323终端和SIP终端两种，如IPPBX、IPPhone、PC等。5、 其它支撑设备。如AAA服务器、大容量分布式数据库、策略服务器(PolicyServer)等，它们为软交换系统的运行提供必要的支持。、软交换技术的设计原理及其实现目标软交换技术是一个分布式的软件系统，可以在基于各种不同技术、协议和设备的网络之间提供无缝的互操作性，其基本设计原理是设法创建一个具有很好的伸缩性、接口标准性、业务开放性等特点的分布式软件系统，它独立于特定的底层硬件/操作系统，并能够很好地处理各种业务所需要的同步通信协议，在一个理想的位置上把该架构推向摩尔曲线轨道。并且它应该有能力支持下列基本要求：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。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。第三方硬件销售商能增加支持新设备和协议的能力。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。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。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。从小到大的网络可伸缩性和支持彻底的故障恢复能力。软交换的实现目标是在媒体设备和媒体网关的配合下，通过计算机软件编程的方式来实现对各种媒体流进行协议转换，并基于分组网络(IP/ATM)的架构实现IP网、ATM网、PSTN网等的互连，以提供和电路交换机具有相同功能并便于业务增值和灵活伸缩的设备。（五） 、软交换的协议软交换所使用的主要协议软交换体系涉及协议非常众多，包括H.248、SCTP、ISUP、TUP、INAP、H.323、RADIUS、SNMP、SIP、M3UA、MGCP、BICC、PRI、BRI等。国际上，IETF、ITU-T.SoftSwitchOrg等组织对软交换及协议的研究工作一直起着积极的主导作用，许多关键协议都已制定完成，或趋于完成。下面对几个主要协议做一简单介绍。1、 H.248/MEGACOH.248和MEGACO协议均称为媒体网关控制协议，应用在媒体网关和H.248/MEGACO与软交换设备之间。两个协议的内容基本相同，只是H.248是由ITU提出来的，而MEGACO是由IEFT提出来的，且是双方共同推荐的协议。它们引入了Termination（终端）和Context（关联）两个抽象概念。在Termination（终端）中，封装了媒体流的参数、MODEM和承载能力参数，而Context（关联）则表明了在一些Termination（终端）之间的相互连接关系。H.248/MEGAC0通过Add、Modify、Subtract、Move等8个命令完成对Termination（终端）和Context（关联）之间的操作，从而完成了呼叫的建立和释放。2、 媒体网关控制协议（MGCP）媒体网关控制协议（MGCP）是由IEFT提出来的，是简单网关控制协议（SGCP）和1卩设备控制协议（IPDC）相结合的产物°MEGACO协议是对MGCP协议的进一步改进、完善和提高，MGCP协议可以说是一个比较成熟的协议，协议的内容与MEGACO协议比较相似。目前软交换系统设备大都支持该协议，其不足也慢慢表现出来，将来可能要被H.248/MEGACO协议所取代。在软交换系统中，MGCP协议与H.248/MEGACO协议一样，应用在媒体网关和MGCP终端与软交换设备之间，通过此协议来控制媒体网关和MGCP终端上的媒体/控制流的连接、建立和释放。3、 会话初始协议（SIP）会话初始协议（SIP）是IETF提出的在IP网上进行多媒体通信的应用层控制协议。以Internet协议（HTTP）为基础，遵循Internet的设计原则，基于对等工作模式。利用SIP可实现会话的连接、建立和释放，并支持单播、组播和可移动性。此外，SIP如果与SDP配合使用，可以动态地调整和修改会话属性，如通话带宽、所传输的媒体类型及编解码格式。在软交换系统中，SIP协议主要应用于软交换与SIP终端之间，也有的厂家将SIP协议应用于软交换与应用服务器之间，提供基于SIP协议实现的增值业务。总的来说，SIP协议主要应用于语音和数据相结合的业务，以及多媒体业务之间的呼叫建立与释放。（六） 、多媒体软交换系统多媒体软交换是为提供以下类型的业务和应用而设计的：・会话式多媒体一一在两方或更多方之间同时使用多种媒体进行的实时、延迟敏感的多向通信，如可视电话或视频会议。视频会议可以轻松处理媒体，在会话过程中添加或删除媒体；・组合业务一一会话业务结合信息相关应用，如目录信息或基于位置的业务（例如业务和白板的存在调用）；

・会话业务与其它多媒体业务组合一一如在线游戏结合可视电话或3D电话会议，组成包含社交活动的有趣而丰富多彩的业务。支持这些类型的业务需要开放体系结构、API和协议。系统必须能够处理多媒体，包括实时视频、视频数据流、三维环绕立体声、数据（包括文本）、图像（如相片和图片）、以及传统但现在可以选择质量等级的话音。多媒体软交换系统构建在与3GPP（第3代移动网络标准）相同的体系结构之上，并使用会话始发协议（SIP）。SIP是一种新兴的互联网标准，能够灵活地集成消息传递、存在业务、多媒体会议和实时通信（如电话）。它经过精心设计，采用模块化结构，以创新方法集成应用，可以扩展，从而支持新的技术。二、软交换功能应用软交换独立于传送网络，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。”软交换具有十大功能：一）、媒体网关接入功能媒体网关功能是接入到IP网络的一个端点/网络中继或几个端点的集合，它是分组网络和外部网络之间的接口设备，提供媒体流映射或代码转换的功能。例如，PSTN/ISDNIP中继媒体网关、ATM媒体网关、用户媒体网关和综合接入网关等，支持MGCP协议和H.1248/MEGAC0协议来实现资源控制、媒体处理控制、信号与事件处理、连接管理、维护管理、传输和安全等多种复杂的功能。（二） 、呼叫控制和处理功能呼叫控制和处理功能是软交换的重要功能之一，可以说是整个网络的灵魂。它可以为基本业务/多媒体业务呼叫的建立、保持和释放提供控制功能，包括呼叫处理、连接控制、智能呼叫触发检出和资源控制等。支持基本的双方呼叫控制功能和多方呼叫控制功能，多方呼叫控制功能包括多方呼叫的特殊逻辑关系、呼叫成员的加入/退出/隔离/旁听等。（三） 、业务提供功能在网络从电路交换向分组交换的演进过程中，软交换技术必须能够实现PSTN/ISDN交换机所提供的全部业务，包括基本业务和补充业务，还应该与现有的智能网配合提供智能网业务，也可以与第三方合作，提供多种增值业务和智能业务。四） 、互连互通功能下一代网络并不是一个孤立的网络，尤其是在现有网络向下一代网络的发展演进中，不可避免地要实现与现有网络的协同工作、互连互通、平滑演进。例如，可以通过信令网关实现分组网与现有7号信令网的互通;可以通过信令网关与现有智能网互通,为用户提供多种智能业务;可以采用H.323协议实现与现有H.323体系的IP电话网的互通;可以采用SIP协议实现与未来SIP网络体系的互通;可以采用SIP或BICC协议与其他软交换技术互联;还可以提供IP网内H.248终端、SIP终端和MGCP终端之间的互通。五） 、协议功能软交换是一个开放的、多协议的实体，因此必须采用各种标准协议与各种媒体网关、应用服务器、终端和网络进行通信，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。这些协议包括H.323、SIP、H.248、MGCP、SIGTRAN、RTP、INAP等。六） 、资源管理功能软交换应提供资源管理功能，对系统中的各种资源进行集中管理，如资源的分配、释放、配置和控制，资源状态的检测，资源使用情况统计，设置资源的使用门限等。七）、计费功能软交换应具有采集详细话单及复式计次功能，并能够按照运营商的需求将话单传送到相应的计费中心。八）、认证与授权功能软交换应支持本地认证功能，可以对所管辖区域内的用户、媒体网关进行认证与授权，以防止非法用户/设备的接入。同时，它应能够与认证中心连接，并可以将所管辖区域内的用户、媒体网关信息送往认证中心进行接入认证与授权，以防止非法用户，设备的接入。九）、地址解析功能软交换设备应可以完成E.164地址至IP地址、别名地址至IP地址的转换功能，同时也可以完成重定向的功能。对于号码分析和存储功能，要求软交换技术支持存储主叫号码2