導語：淺談軟交換網(wǎng)絡(luò)及發(fā)展前景一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要本文介紹了軟交換技術(shù)的功能和軟交換網(wǎng)絡(luò)的基本概念，研究了軟交換網(wǎng)絡(luò)的框架結(jié)構(gòu)、相關(guān)協(xié)議、特點，探討了軟交換網(wǎng)絡(luò)發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞軟交換；H.248協(xié)議；發(fā)展前景；IMS

1引言

隨著因特網(wǎng)的迅猛發(fā)展，用戶對新業(yè)務的需求不斷增加，傳統(tǒng)交換網(wǎng)絡(luò)采用依靠交換機和信令提供業(yè)務的方式，通常在制定交換機規(guī)范的時候要確定該交換機應提供什么業(yè)務，在增加新的業(yè)務時必須要對每一個交換機或信令做相應的改造，因此新業(yè)務提供時間較長。利用軟交換技術(shù)，構(gòu)建一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺，即軟交換網(wǎng)絡(luò)。通過這個平臺同時承載話音、視頻和數(shù)據(jù)等各項綜合業(yè)務，并提供開放式的業(yè)務層標準接口，引入新業(yè)務。軟交換網(wǎng)絡(luò)可以最大限度地保護現(xiàn)有電信網(wǎng)絡(luò)的投資，能降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運行維護成本；能快速提供業(yè)務，涉足新領(lǐng)域，以創(chuàng)造新的運營利潤增長點；能適應技術(shù)發(fā)展趨勢，滿足不同用戶需求。

2軟交換網(wǎng)絡(luò)

軟交換的主要設(shè)計思想是業(yè)務與控制分離、承載與接入分離的思想，把傳統(tǒng)交換機功能實體離散分布在網(wǎng)絡(luò)之中（如圖1）。軟交換技術(shù)是一種功能實體，為軟交換網(wǎng)絡(luò)提供具有實時性要求的業(yè)務的呼叫控制和連接控制功能。

軟交換網(wǎng)絡(luò)是基于分組交換的網(wǎng)絡(luò)，在原有電路交換機的基礎(chǔ)上，將業(yè)務功能（業(yè)務提供）、控制功能（呼叫和信令控制）和接入功能（中繼和用戶接入）相分離，形成軟交換網(wǎng)絡(luò)的應用服務器、控制設(shè)備、信令網(wǎng)關(guān)和各種接入媒體網(wǎng)關(guān)。

軟交換網(wǎng)絡(luò)是一個可以同時向用戶提供語音、數(shù)據(jù)、視頻等業(yè)務的開放網(wǎng)絡(luò)。它采用一種分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得組網(wǎng)更加靈活和方便。整個網(wǎng)絡(luò)被分成接入層、傳送層、控制層和業(yè)務層（如圖2），即把控制和業(yè)務的提供從媒體層中分離出來。

⑴業(yè)務應用層：主要由各類業(yè)務應用平臺構(gòu)成，包括應用服務器、數(shù)據(jù)庫、策略服務器、SCP、AAA服務器等。軟交換技術(shù)將電話交換機的業(yè)務控制模塊獨立成為一個物理實體，稱為應用服務器(AS)，主要功能是完成業(yè)務的實現(xiàn)，向用戶提供各種增值業(yè)務。存放業(yè)務邏輯和業(yè)務數(shù)據(jù)，并可以通過應用服務器提供API接口。

⑵控制層：主要由軟交換機設(shè)備構(gòu)成。軟交換技術(shù)將電話交換機的交換模塊獨立成為一個物理實體，稱為軟交換機(SS：SoftSwitch)，SS主要功能是完成對邊緣接入層中的所有媒體網(wǎng)關(guān)的各種業(yè)務呼叫控制，并負責各媒體網(wǎng)關(guān)之間通信的控制。

⑶核心傳送層：核心傳送層實際上就是軟交換網(wǎng)的承載網(wǎng)絡(luò)，為業(yè)務媒體流和控制信息流提供統(tǒng)一的、保證QoS的高速分組傳送平臺，其作用和功能就是將邊緣接入層中的各種媒體網(wǎng)關(guān)、控制層中的軟交換機、業(yè)務應用層中的各種服務器平臺等各個軟交換網(wǎng)網(wǎng)元連接起來。軟交換網(wǎng)中各網(wǎng)元之間均是將各種控制信息和業(yè)務數(shù)據(jù)信息封裝在IP數(shù)據(jù)包中，通過核心傳送層的IP網(wǎng)進行通信。

鑒于IP網(wǎng)能夠同時承載語音、數(shù)據(jù)、視頻等多種媒體信息，同時具有協(xié)議簡單、終端設(shè)備對協(xié)議的支持性好且價格低廉的優(yōu)勢，因此軟交換網(wǎng)選擇了IP網(wǎng)作為承載網(wǎng)絡(luò)。目前主要包括IP網(wǎng)和ATM網(wǎng)。

⑷邊緣接入層：主要包括各類媒體網(wǎng)關(guān)設(shè)備、綜合接入設(shè)備(IAD)及各種終端設(shè)備。軟交換技術(shù)將電話交換機的業(yè)務接入模塊獨立成為一個物理實體，稱為媒體網(wǎng)關(guān)(MG)，MG功能是采用各種手段將各種用戶及業(yè)務接入到軟交換網(wǎng)絡(luò)中，MG完成數(shù)據(jù)格式和協(xié)議的轉(zhuǎn)換，將接入的所有媒體信息流均轉(zhuǎn)換為采用IP協(xié)議的數(shù)據(jù)包在軟交換網(wǎng)絡(luò)中傳送。

中繼媒體網(wǎng)關(guān)（TG）和信令網(wǎng)關(guān)（SG）共同完成了電話交換機的業(yè)務接入功能模塊的功能，實現(xiàn)了普通PSTN／PLMN電話用戶的語音業(yè)務的接入，并將語音信息適配為適合在軟交換網(wǎng)內(nèi)傳送的IP包。同時軟交換技術(shù)還對業(yè)務接入功能進行了擴展，體現(xiàn)在AG、IAD、MSAG、H.323GW、WAG等幾類媒體網(wǎng)關(guān)。通過各類MG，軟交換網(wǎng)實現(xiàn)了將PSTN／PLMN用戶、H.323IP電話網(wǎng)用戶、無線接入用戶的語音、數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務的綜合接入。

軟交換網(wǎng)絡(luò)各層之間采用標準的協(xié)議和接口。各層之間相互獨立，獨自發(fā)展，每層之內(nèi)的技術(shù)革新不影響其他層，并且軟交換網(wǎng)絡(luò)能夠提供靈活多樣的接入方式。通過開放的API接口可以支持運營商、第三方業(yè)務提供商開發(fā)新業(yè)務。

3軟交換網(wǎng)絡(luò)的特點

⑴由于采用開放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系，部件間的協(xié)議接口基于相應的標準，能方便各種異構(gòu)網(wǎng)的互通。

⑵由于功能的分離，各種接入媒體網(wǎng)關(guān)的設(shè)置可以更加靈活，軟交換機的控制能力和管理范圍可以很大。通過呼叫控制與承載的分離，便于在承載層采用新的網(wǎng)絡(luò)傳送技術(shù)；通過承載與接入的分離，便于充分利用各種現(xiàn)有的以及新興的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)；通過業(yè)務與呼叫控制的分離，業(yè)務的提供可以更加豐富、快捷。

⑶由于是基于分組的網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)帶寬是共享的，因此，語音和控制媒體流的承載可以是端到端的。

⑷由于網(wǎng)絡(luò)層采用統(tǒng)一IP協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)資源可以共享，實現(xiàn)了業(yè)務的融合。

4軟交換網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)議及標準

⑴軟交換機與應用服務器之間的協(xié)議

軟交換和應用服務器之間采用SIP協(xié)議。為了實現(xiàn)軟交換網(wǎng)業(yè)務與軟交換設(shè)備廠商的分離，即軟交換網(wǎng)業(yè)務的開放不依賴于軟交換設(shè)備供應商，允許第三方基于應用服務器獨立開發(fā)軟交換網(wǎng)業(yè)務應用軟件，因此，定義了軟交換機與應用服務器之間的開放的Parlay接口。軟交換機與智能網(wǎng)SCP之間通過標準的智能網(wǎng)應用層協(xié)議(INAP、CAP)通信。

⑵軟交換機之間的協(xié)議

當需要由不同的軟交換機控制的媒體網(wǎng)關(guān)進行通信時，相關(guān)的軟交換機之間需要通信，軟交換機與軟交換機之間的協(xié)議有BICC協(xié)議和SIP-T協(xié)議兩種。

BICC協(xié)議是ITU-T推薦的標準協(xié)議，它主要是將原七號信令中的ISUP協(xié)議進行封裝，對多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務的支持存在一定不足。SIP-T是IETF推薦的標準協(xié)議，它主要是對原SIP協(xié)議進行擴展，屬于一種應用層協(xié)議，采用Client-Serve結(jié)構(gòu)，對多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務的支持較好，便于增加新業(yè)務。目前BICC和SIP協(xié)議在國際上均有較多的應用。

⑶媒體網(wǎng)關(guān)與軟交換機之間的協(xié)議

除SG外的各媒體網(wǎng)關(guān)與軟交換機之間的協(xié)議有MGCP協(xié)議或MEGACO／H.248協(xié)議兩種媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議。MEGACO／H.248實際上是同一個協(xié)議的名字，由IETF和ITU-T聯(lián)合開發(fā)，IETF稱為MEGACO，ITU-T稱為H.248。

信令網(wǎng)關(guān)（SG）與軟交換機之間采用信令傳送協(xié)議（SIGTRAN），在IP網(wǎng)上傳送No.7信令的高層信令信息（TUP/ISUP/SCCP）。SIGTRAN的低層采用流控制傳送協(xié)議（SCTP）。SIGTRAN／SCTP協(xié)議的根本功能在于將PSTN中基于TDM的七號信令通過SG以IP網(wǎng)作為承載透明傳至軟交換機，由軟交換機完成對七號信令的處理。

⑷媒體網(wǎng)關(guān)之間的協(xié)議

除SG外，各媒體網(wǎng)關(guān)之間通過數(shù)據(jù)傳送協(xié)議RTP(Real-timeTransport

Protoco1)傳送用戶之間的語音、數(shù)據(jù)、視頻等各種信息流。RTP協(xié)議是IETF提出的適用于一般多媒體通信的通用技術(shù)，RTP協(xié)議包括兩個相關(guān)協(xié)議：RTP協(xié)議[RFC1889]和RTCP[RFC1890]，前者用于傳送實時數(shù)據(jù)，后者用于RTP數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的反饋。目前，基于H.323和基于SIP的兩大IP電話系統(tǒng)均是采用RTP作為IP電話網(wǎng)關(guān)之間的通信協(xié)議。

⑸總結(jié)

MGCP、MEGACO／H.248、SIGTRAN、BICC、STP-T、Parlay協(xié)議傳送的均是控制類信息，不包含任何用戶之間的有用通信信息。SCTP協(xié)議可以在IP網(wǎng)上承載No.7、H.248、ISDN、SIP、BICC等控制協(xié)議。RTP傳送的是用戶之間的有用通信信息。同時，媒體網(wǎng)關(guān)與連接的非軟交換網(wǎng)設(shè)備之間需采用相應的協(xié)議通信。值得一提的是，軟交換網(wǎng)與H．323網(wǎng)互通，H.323GW與H.323網(wǎng)的IP電話網(wǎng)關(guān)采用RTP通信，同時軟交換機需與H.323網(wǎng)的網(wǎng)守之間采用H.323協(xié)議通信。

5H.248協(xié)議

H.248協(xié)議使語音、傳真和多媒體信號在PSTN與IP網(wǎng)之間進行交換成為可能。H.248協(xié)議連接模型主要用于描述媒體網(wǎng)關(guān)中的邏輯實體，這些邏輯實體由MGC控制。連接模型中的主要抽象概念是終結(jié)點（Termination）和關(guān)聯(lián)（Context）。終結(jié)點是MG上的邏輯實體，它發(fā)送或接收一個或多個數(shù)據(jù)流。關(guān)聯(lián)表明了某些終結(jié)點之間的連接關(guān)系。

H.248協(xié)議定義了32種類型的包（Package）。

H.248中共有8個命令，分別為：(1)僅由MGC端發(fā)起的命令：Add為MGC指示MG向指定的關(guān)聯(lián)域中加入終端；Subtract為MGC指示MG從關(guān)聯(lián)域中去除終端；Move為MGC指示MG把終端從一個關(guān)聯(lián)域移到另一個關(guān)聯(lián)域；Modify為MGC指示MG修改終端的屬性、事件或信號等；AuditValue為MGC請求MG返回終端的屬性、事件、信號和統(tǒng)計特性的當前值；AuditCapabilities為MGC請求MG返回反映網(wǎng)關(guān)處理能力的終端的屬性、事件、信號和統(tǒng)計特性的所有可能值。(2)僅由MG端發(fā)起的命令有：Notify為MG向MGC報告其檢測或發(fā)生的事件。(3)MGC端和MG端都可發(fā)起的命令有：ServiceChange為MG向MGC通知終端將要退出服務或恢復正常的服務，MGC也可用此命令向MG指示相關(guān)終端退出服務或恢復正常的服務。

H.248協(xié)議中有12類描述符，最主要的描述符有：（1）Media描述符：此描述符中的參數(shù)與媒體流有關(guān)，具體分為TerminationState描述符和Stream描述符兩大類，其中TerminationState描述符中的參數(shù)與媒體流類型無關(guān)，Stream描述符中的參數(shù)則與媒體流類型有關(guān)；（2）Event描述符：軟交換要求媒體網(wǎng)關(guān)報告的事件；（3）ObservedEvent描述符：媒體網(wǎng)關(guān)報告檢測到的事件；（4）Signal描述符：軟交換要求媒體網(wǎng)關(guān)在終結(jié)點上應用的信號；（5）Audit描述符：審計媒體網(wǎng)關(guān)當前的能力。

當在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸本協(xié)議時，使用IPSec[RFC2401]到[RFC2422]對H.248協(xié)議的傳輸進行保護。

6軟交換網(wǎng)絡(luò)發(fā)展前景

當前的軟交換網(wǎng)絡(luò)具有以下特點，而這些特點也正是軟交換網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢：

⑴更加徹底的分離

IMS(IPMultimediaSubsystem)是IP多媒體系統(tǒng)，是一種全新的多媒體業(yè)務形式，它能夠滿足現(xiàn)在的終端客戶更新穎、更多樣化多媒體業(yè)務的需求。IMS可以看作是一種新的軟交換技術(shù)。目前，IMS被認為是下一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，也是解決移動與固網(wǎng)融合，引入語音、數(shù)據(jù)、視頻三重融合等差異化業(yè)務的重要方式。但是，目前全球IMS網(wǎng)絡(luò)多數(shù)處于初級階段，應用方式也處于業(yè)界探討當中。

軟交換本身就是一種分離思想，而IMS比軟交換更加徹底的分離。（如圖3）。徹底的分離體現(xiàn)在以下幾點：

呼叫控制和業(yè)務的分離。傳統(tǒng)軟交換雖然已經(jīng)將大部分增值業(yè)務分離出來放到了業(yè)務層，但是自身仍然保留了一些補充業(yè)務。IMS將這些保留的業(yè)務統(tǒng)統(tǒng)拿出來放在了業(yè)務層的應用服務器中，這顯然是呼叫控制和業(yè)務徹底的分離。

呼叫控制與媒體網(wǎng)關(guān)控制的分離。傳統(tǒng)軟交換同時提供了基于SIP的會話呼叫控制和基于H.248／MEGACO／MGCP的媒體網(wǎng)關(guān)控制器的功能，在IMS中將這兩者分離出來。隨著傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的逐漸淡出，SIP網(wǎng)絡(luò)的逐漸主導，將上述兩者功能分離更能使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，呼叫路由的高效。

用戶數(shù)據(jù)從軟交換中的分離。軟交換一般將用戶數(shù)據(jù)放置在軟交換設(shè)備自身之中，IMS將這些用戶數(shù)據(jù)從軟交換中分離出來，并將用戶數(shù)據(jù)與其相關(guān)聯(lián)的業(yè)務數(shù)據(jù)集中到稱為HSS（HomeSubscriberServer）的設(shè)備之中。這種用戶數(shù)據(jù)的分離集中更加有利于業(yè)務的實現(xiàn)和提供。⑵呼叫協(xié)議統(tǒng)一

SIP協(xié)議一統(tǒng)天下。采用SIP協(xié)議，信令信息是基于文本的，較H.323協(xié)議簡單靈活、擴展性好，且基于Internet標準，在語音、數(shù)據(jù)業(yè)務結(jié)合和互通方面具有優(yōu)勢，網(wǎng)絡(luò)兼容性也強，能跨越媒體和設(shè)備實現(xiàn)呼叫控制，支持媒體格式，可動態(tài)增刪媒體流，容易實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間的互連互通以及實現(xiàn)更加豐富的業(yè)務特性。

⑶與接入方式兼容

對多種接入方式的兼容是軟交換網(wǎng)絡(luò)的一個特點，IMS將該特點更加進一步發(fā)展。在傳統(tǒng)軟交換網(wǎng)絡(luò)中由于媒體網(wǎng)關(guān)控制功能沒有分離出來以及媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議的多樣性導致了并沒有實現(xiàn)對多種接入方式的兼容，而在IMS中由于對接入網(wǎng)絡(luò)的徹底分離和SIP協(xié)議的應用使其真正意義上實現(xiàn)了對多接入方式的兼容。

⑷一致的歸屬業(yè)務能力

目前的軟交換網(wǎng)絡(luò)沒有充分考慮對用戶終端的漫游支持，而IMS中P-CSCI（-CSCI）功能實體的引入，使終端無論是漫游到外地還是其他運營商的網(wǎng)絡(luò)都能夠通過拜訪地或拜訪網(wǎng)絡(luò)的P-CSCF接入到IMS中，從而建立用戶終端與其歸屬HSS及S-CSCF（服務-CSCF）的信令通路，由歸屬地的S-CSCF控制用戶業(yè)務。

⑸更好服務質(zhì)量和安全保證

在IMS中存在多種CSCF功能實體，這些實體具有不同的功能任務，這與傳統(tǒng)軟交換網(wǎng)絡(luò)中軟交換設(shè)備的統(tǒng)一功能是不同的。通過這些功能實體，IMS提供了更好的服務質(zhì)量和安全保證。在這些IMS功能實體中，P-CSCF完成了用戶終端及接入網(wǎng)絡(luò)和IMS核心網(wǎng)絡(luò)的隔離，I-CSCF（詢問-CSCF）完成了不同運營商之間IMS網(wǎng)絡(luò)的隔離，從而保證了網(wǎng)絡(luò)的安全。

7結(jié)束語

軟交換網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展將使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加清晰合理，網(wǎng)絡(luò)成本更加節(jié)約，使用戶數(shù)據(jù)更為集中，新業(yè)務提供更加容易；同時這種發(fā)展了的軟交換網(wǎng)絡(luò)也保證了與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的兼容。中國通信標準協(xié)會網(wǎng)絡(luò)與軟交換技術(shù)工作委員會主席趙惠玲指出，雖然軟交換設(shè)備功能及其穩(wěn)定性能夠滿足商用要求，但與之配套的運營支撐及維護管理體制要進行相應的變革；在網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃上應遵循“大容量、小節(jié)點、廣覆蓋、全功能、扁平化”的原則。

參考文獻

[1]軟交換設(shè)備總體技術(shù)要求．中華人民共和國信息產(chǎn)業(yè)部，2003

[2]ITU-TRecommedationH.248.MediaGatewayControlProtocol.2000.6

[3]趙慧玲，葉華等．以軟交換為核心的下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[M]．北京：人民郵電出版社，2002

[4]H.248媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議中國電信集團.2003.12

[5]邢燕霞，趙慧玲．基于IMS的網(wǎng)絡(luò)融合研究進展．中國電信網(wǎng)站，2004

[6]葉華，強磊．軟交換網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢的研究．“十一五”規(guī)劃征文選登2006年P(guān)96-99

[7]IMS業(yè)務架構(gòu)研究