首頁 > 基于IP軟交換的技術(shù)特點
軟交換技術(shù)的產(chǎn)生主要基于以下三方面技術(shù)的發(fā)展：
一是IP技術(shù)應(yīng)用于通信領(lǐng)域，成功地研究出基于VoIP技術(shù)的IP電話。
二是將電信網(wǎng)絡(luò)中的互聯(lián)設(shè)備——網(wǎng)關(guān)功能分解為兩部分：一部分只負責(zé)不同網(wǎng)絡(luò)的媒體格式的適配轉(zhuǎn)換，稱之為媒體網(wǎng)關(guān)（MGW）；另一部分是網(wǎng)關(guān)的所有控制功能單獨設(shè)置，稱之為媒體網(wǎng)關(guān)控制器（MGC）。
三是智能網(wǎng)技術(shù)。智能網(wǎng)將業(yè)務(wù)控制和呼叫控制分離，提出了獨立于交換網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)控制架構(gòu)。
上述三方面技術(shù)為軟交換技術(shù)的產(chǎn)生奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
軟交換技術(shù)的主要特點如下：
·呼叫控制與承載分離。軟交換技術(shù)的基本思想是把呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)（傳輸層）中分離出來，通過服務(wù)器上的軟件實現(xiàn)基本呼叫控制功能，使得呼叫控制功能與承載網(wǎng)絡(luò)之間無過多的依存關(guān)系，這在當前多網(wǎng)并存的情況下，為實現(xiàn)承載層網(wǎng)絡(luò)融合提供了有利條件。
軟交換實現(xiàn)的呼叫控制功能包括呼叫選路、管理控制、連接控制（建立/拆除會話）和信令互通（如從No.7到IP）等。
·業(yè)務(wù)控制與呼叫控制分離。它使業(yè)務(wù)真正地從網(wǎng)絡(luò)中獨立出來，為縮短新業(yè)務(wù)開發(fā)周期提供了良好的條件。業(yè)務(wù)控制與呼叫控制分離使軟交換具備了靈活的業(yè)務(wù)提供方式，用戶可以自行配置和定義自己的業(yè)務(wù)特征，不必關(guān)心承載業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)形式以及終端類型，真正實現(xiàn)“業(yè)務(wù)由用戶編程實現(xiàn)”的設(shè)想。
·采用開放式業(yè)務(wù)接口（API）及標準協(xié)議。軟交換把網(wǎng)絡(luò)資源、網(wǎng)絡(luò)能力封裝起來，通過標準開放的業(yè)務(wù)接口與業(yè)務(wù)應(yīng)用層相連。各功能實體（控制層設(shè)備和傳輸層設(shè)備）之間通過標準的協(xié)議進行連接與通信，使業(yè)務(wù)提供者自由地將傳輸業(yè)務(wù)與控制協(xié)議相結(jié)合，實現(xiàn)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移。這樣，下一代網(wǎng)絡(luò)中的功能部件就可以獨立發(fā)展、擴容和升級，也使各運營商可以根據(jù)自己的需要，全部或部分地利用軟交換體系的產(chǎn)品，采用適合自己的網(wǎng)絡(luò)解決方案。
軟交換技術(shù)參考模型
圖1為ISC（國際軟交換協(xié)會）推薦的軟交換技術(shù)參考模型，這一參考模型涉及到傳輸平面、控制平面、應(yīng)用平面、數(shù)據(jù)平面和管理平面等五個平面。
傳輸平面處于最底層，負責(zé)語音視頻等具體承載數(shù)據(jù)的傳送，包括交換功能、邏輯端口功能、適配功能和物理信令功能等，與傳輸平面相關(guān)的參考點有A、B、C。其中：A為信令信道，采用IETF IPS7協(xié)議；Ｂ參考點處于邏輯端口功能和設(shè)備控制功能之間，采用MGCP、MeGaCo、IPDC、Q.931等協(xié)議；C參考點采用VSI、GSMP等協(xié)議。傳輸平面與外部的接口1采用TDM話路或分組鏈路，包括帶內(nèi)信令。
控制平面處于第二層，提供控制功能，如信令處理、承載連接控制、設(shè)備控制、呼叫腿（Leg）控制、網(wǎng)守（Gatekeeper）和代理信令等功能。其中：參考點D位于信令處理功能和數(shù)據(jù)庫功能之間，采用TCAP信令；參考點Ｅ在信令處理功能和會話控制功能之間，采用TCAP信令，用于IN請求等傳送，業(yè)務(wù)邏輯對呼叫的控制等消息傳送；參考點F1、F2分別采用呼叫控制API和承載連接控制API，如TAPI、JTAPI等。控制平面與外界的接口2采用H.323（H.225/H.245）、SIP、TCAP（TCAP/SCCP/M3UA/SCTP/IP）等協(xié)議和信令。
第三層應(yīng)用平面提供業(yè)務(wù)和應(yīng)用控制功能，包括會話控制、業(yè)務(wù)邏輯、翻譯、路由及策略等功能。其中：H參考點介于會話控制功能和業(yè)務(wù)邏輯功能之間，采用JAIN、Parlay等公共API；G參考點和I參考點采用TCAP、LDAP等協(xié)議；J參考點尚未定義。應(yīng)用平面與外界的接口3采用H.323（H.225）、SIP、JCAT等協(xié)議。
數(shù)據(jù)平面提供數(shù)據(jù)庫功能，如計費服務(wù)，其具體功能、參考點和接口另文討論。
管理平面提供管理功能，包括對網(wǎng)絡(luò)操作/控制、網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)、網(wǎng)絡(luò)維護和網(wǎng)絡(luò)實體等管理，管理接口采用SNMP v2、CMIP等協(xié)議。
基于軟交換技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)
基于軟交換的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分成媒體接入層、傳輸服務(wù)層、控制層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層，軟交換的核心位于控制層。
·媒體接入層：設(shè)有各種網(wǎng)關(guān)，用于實現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)到核心傳輸網(wǎng)以及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的互連互通。
媒體網(wǎng)關(guān)負責(zé)管理PSTN與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間的互通，以及不同媒體、信令的相互轉(zhuǎn)換（協(xié)議分析、語音編解碼、回聲消除、數(shù)字檢測和傳真轉(zhuǎn)發(fā)等）。
信令網(wǎng)關(guān)負責(zé)提供SS7信令網(wǎng)絡(luò)（SS7鏈路）和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間的交換（包括協(xié)議ISUP、TCAP等的轉(zhuǎn)換）。
無線網(wǎng)關(guān)負責(zé)移動通信網(wǎng)到分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的交換。
軟交換通過提供基本的呼叫控制和信令處理功能，對網(wǎng)絡(luò)中的傳輸和交換資源進行分配和管理，在這些網(wǎng)關(guān)之間建立呼叫或進行已定義的其他復(fù)雜處理，并生成本次處理的詳細記錄。
·傳輸服務(wù)層：提供各種信令和媒體流傳輸?shù)耐ǖ馈；谲浗粨Q技術(shù)的混合網(wǎng)絡(luò)的傳輸網(wǎng)可以是IP、ATM或其他任何類型的分組網(wǎng)絡(luò)，但是更傾向使用IP分組網(wǎng)。
·控制層：提供呼叫控制、連接控制和協(xié)議處理能力，并為業(yè)務(wù)應(yīng)用層提供訪問底層各種網(wǎng)絡(luò)資源的開放式接口。IP網(wǎng)絡(luò)用于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時沒有呼叫連接的概念，但是用于電信業(yè)務(wù)時，通信雙方還是需要先建立某種聯(lián)系（如確定對方端口地址）。這種聯(lián)系控制機制在IP網(wǎng)絡(luò)中被稱為會話控制，類似于電信中的呼叫控制。
控制層組成主要是軟交換設(shè)備。軟交換通過與各種媒體網(wǎng)關(guān)的交互作用，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的業(yè)務(wù)層融合。
·業(yè)務(wù)應(yīng)用層：決定提供和生成哪些業(yè)務(wù)，并通知控制層做出相應(yīng)的處理。該層有多種業(yè)務(wù)生成服務(wù)器，提供各種業(yè)務(wù)控制邏輯，完成增值業(yè)務(wù)處理。
應(yīng)用服務(wù)器提供執(zhí)行、管理、生成業(yè)務(wù)的平臺，負責(zé)處理與控制層中軟交換的信令接口；駐留在應(yīng)用服務(wù)器內(nèi)的應(yīng)用程序接口（API），為下面的業(yè)務(wù)和交換功能提供接入和生成的手段；應(yīng)用服務(wù)器也可單獨生成和提供各種各樣增強的業(yè)務(wù)。
媒體服務(wù)器用于提供專用媒體資源（IVR、會議、傳真）的平臺，并負責(zé)處理與媒體網(wǎng)關(guān)的承載接口。
基于軟交換技術(shù)的混合網(wǎng)絡(luò)采用分層、開放的體系結(jié)構(gòu)，使上層業(yè)務(wù)與底層的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)無關(guān)，體現(xiàn)了業(yè)務(wù)驅(qū)動的理念，為實現(xiàn)多網(wǎng)融合和靈活的業(yè)務(wù)提供創(chuàng)造了條件。
與軟交換技術(shù)密切相關(guān)的協(xié)議
軟件交換技術(shù)的目標是建設(shè)一個能夠提供話音、數(shù)據(jù)、多媒體等多種業(yè)務(wù)的，集通信、信息、電子商務(wù)、娛樂于一體，滿足自由通信的分組融合網(wǎng)絡(luò)。為了實現(xiàn)這一目標，IETF、ITU-T、ISC、IPCC制定并不斷完善系列標準協(xié)議，如H.248/Megaco、SIP、BICC、SIGTRAN、H.323等。
1. 主要協(xié)議
�。�1）SIP協(xié)議（Session Initiation Protocol，會話初始協(xié)議） IETF制定的多媒體通信系統(tǒng)框架協(xié)議之一，它是一個基于文本的應(yīng)用層控制協(xié)議，獨立于底層協(xié)議，用于建立、修改和終止IP網(wǎng)上的雙方或多方多媒體通信，即多媒體業(yè)務(wù)域間采用SIP協(xié)議。SIP是在SMTP（簡單郵件傳送協(xié)議）和HTTP（超文本傳送協(xié)議）基礎(chǔ)之上建立起來的。SIP用來生成、修改和終結(jié)一個或多個參與者之間的會話。這些會話包括因特網(wǎng)多媒體會議，因特網(wǎng)（或任何IP網(wǎng)絡(luò)）電話呼叫和多媒體發(fā)布。為了提供電話業(yè)務(wù)，SIP還需要不同標準和協(xié)議的配合，例如，實時傳輸協(xié)議（RTP）、能夠確保語音質(zhì)量的RSVP、能夠提供目錄服務(wù)的LDAP、能夠鑒權(quán)用戶的RADIUS，并實現(xiàn)與當前電話網(wǎng)絡(luò)的信令互聯(lián)等。
SIP協(xié)議借鑒了HTTP、SMTP等協(xié)議，還與RTCP、SDP、RTSP、DNS等協(xié)議配合，支持代理、重定向、登記定位用戶等功能，支持用戶移動。
（2）BICC協(xié)議（Bearer Independent Call Control protocol, BICC協(xié)議） 解決了呼叫控制和承載控制分離的問題，使呼叫控制信令在各種網(wǎng)絡(luò)上承載，包括MTP SS7網(wǎng)絡(luò)、ATM網(wǎng)絡(luò)、IP網(wǎng)絡(luò)。BICC協(xié)議由ISUP演變而來，是傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)向綜合多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)演進的重要支撐工具，即電話業(yè)務(wù)域和多媒體業(yè)務(wù)域間采用BICC協(xié)議。
BICC協(xié)議由CS1（能力集1）逐步向CS2、CS3發(fā)展。CS1支持呼叫控制信令在MTP SS7、ATM上的承載，CS2增加了在IP網(wǎng)上的承載，CS3則關(guān)注MPLS、IP QoS等承載應(yīng)用質(zhì)量以及與SIP的互通問題。
�。�3）H.248/Megaco（Media Gataway Control Protocal） IETF、ITU-T制定的媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議，用于媒體網(wǎng)關(guān)控制器和媒體網(wǎng)關(guān)之間的通信。H.248協(xié)議又稱為MeGaCo/H.248。
H.248/Megaco協(xié)議是網(wǎng)關(guān)分離概念的產(chǎn)物。網(wǎng)關(guān)分離的核心是業(yè)務(wù)和控制分離，控制和承載分離。這樣使業(yè)務(wù)、控制和承載可獨立發(fā)展，運營商在充分利用新技術(shù)的同時，還可提供豐富多彩的業(yè)務(wù)，通過不斷創(chuàng)新的業(yè)務(wù)提升網(wǎng)絡(luò)價值。
H.248/Megaco是在MGCP協(xié)議（RFC2705定義）的基礎(chǔ)上，結(jié)合其他媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議特點發(fā)展而成的一種協(xié)議，它提供控制媒體的建立、修改和釋放機制，同時也可攜帶某些隨路呼叫信令，支持傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)終端的呼叫。該協(xié)議在構(gòu)建開放和多網(wǎng)融合的NGN中，發(fā)揮著重要作用。
�。�4）SIGTRAN IETF的一個工作組，其任務(wù)是建立一套在IP網(wǎng)絡(luò)上傳送PSTN/ISDN信令的協(xié)議，SIGTRAN協(xié)議包括SCTP、M2UA、M3UA，提供了和SS7 MTP同樣的功能，SIGTRAN協(xié)議棧如圖2所示。
·SCTP：流控制傳送協(xié)議，用于在IP網(wǎng)絡(luò)上可靠地傳輸PSTN信令，可替代TCP、UDP協(xié)議；SCTP在實時性和信息傳輸方面更可靠、更安全；TCP為單向流，且不提供多個IP連接，安全方面也受到限制；UDP不可靠，不提供順序控制和連接確認。
·M2UA：MTP2用戶適配，支持MTP3互通和鏈路狀態(tài)維護，提供與MTP2同樣的功能。
·M3UA： MTP3用戶適配，支持MTP3用戶部分互通，提供信令間編碼和IP地址的轉(zhuǎn)換。
·SUA：信令用戶適配，支持SCCP用戶互通，相當于TCAP Over IP。
·M2PA：MTP2用戶對等適配層協(xié)議，支持MTP3互通，支持本地MTP3功能，支持M2PA SG（信令網(wǎng)關(guān)），可以作為STP。
（5）H.323 一套在分組網(wǎng)上提供實時音頻、視頻和數(shù)據(jù)通信的標準，提供VoIP和多媒體應(yīng)用，是具有電信網(wǎng)可管理性的IP電話體系。H.323是ITU-T制定的在各種網(wǎng)絡(luò)上提供多媒體通信的系列協(xié)議H.32x的一部分。
總之，基于IP軟交換的網(wǎng)絡(luò)是一個融合網(wǎng)絡(luò)，包括PSTN/ISDN、H.323、ATM/IP等各種網(wǎng)絡(luò)。SIP協(xié)議是NGN多媒體通信協(xié)議，用于軟交換、SIP服務(wù)器和SIP終端之間的通信控制和信息交互，擴展的SIP-T可使SIP消息攜帶ISUP信令；在需要媒體轉(zhuǎn)換的地方可設(shè)置媒體網(wǎng)關(guān)，H.248/Megaco為媒體網(wǎng)關(guān)控制器（MGC），用于控制媒體網(wǎng)關(guān)，完成媒體轉(zhuǎn)換功能，它并不負責(zé)呼叫控制功能；H.323也是多媒體通信協(xié)議，它比SIP、H.248/Megaco的發(fā)展歷史更長，是一項復(fù)雜的協(xié)議，升級和擴展性不是很好，SIP+H.248/Megaco可取代H.323，為了與H.323網(wǎng)絡(luò)互通，NGN必須支持該項協(xié)議;SIGTRAN用于解決IP網(wǎng)絡(luò)承載七號信令的問題，它允許七號信令穿過IP網(wǎng)絡(luò)到達目的地；BICC可使ISUP協(xié)議在不同承載網(wǎng)絡(luò)（ATM、IP、PSTN）上傳送。
2．協(xié)議分類
上述協(xié)議包含非對等和對等兩類協(xié)議。非對等協(xié)議主要指媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議H.248/Megaco；對等協(xié)議包括SIP、H.323、BICC等，SIGTRAN為信令傳送協(xié)議。由于歷史原因，這些協(xié)議有些相互補充，有些則相互競爭。H.248/Megaco是一個非對等主從協(xié)議，與其他協(xié)議配合可完成各種NGN業(yè)務(wù)。SIP、H.323均為對等協(xié)議，存在競爭關(guān)系，由于SIP具有簡單、通用、易于擴展等特性，逐漸發(fā)展成為主流協(xié)議。圖3和圖4分別為各協(xié)議之間的關(guān)系/分布與其體系結(jié)構(gòu)。
軟交換與媒體網(wǎng)關(guān)之間的接口用于軟交換對媒體網(wǎng)關(guān)的承載控制、資源控制/管理，可使用媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議（MGCP）、Internet設(shè)備控制協(xié)議（IPDC）、SIP協(xié)議、H.323和H.248協(xié)議。
軟交換與信令網(wǎng)關(guān)間的接口用于傳遞軟交換和信令網(wǎng)關(guān)間的信令信息，可采用信令控制傳輸協(xié)議（SCTP）或其他類似協(xié)議。
軟交換之間的接口實現(xiàn)不同軟交換之間的交互，可采用SIP-T、H.323或BICC協(xié)議。
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。
·觀點·
軟交換今后要重點研究與解決的問題
我國從上個世紀90年代后期開始啟動軟交換技術(shù)的研究，正式參加了ITU-T SG 13組的研究工作。同時，在軟交換論壇（ISC，又稱國際軟交換協(xié)會）成立之初就參加到其中進行工作。ISC后又改名為IPCC（國際分組通信論壇）。在軟交換技術(shù)的研究方面，我國基本上與國際保持同步。
今后幾年，軟交換技術(shù)需要從以下幾個方面進行深入研究：
（1）基于軟交換技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)控制體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議
考慮到基于軟交換技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中控制功能日趨分布的特性，需要研究以下內(nèi)容：網(wǎng)絡(luò)接入側(cè)及核心網(wǎng)內(nèi)部的資源與QoS、媒體處理、編碼轉(zhuǎn)換和信息傳送、呼叫/會話控制、業(yè)務(wù)控制。在這個結(jié)構(gòu)中，應(yīng)該包括：一是媒體訪問關(guān)口(在網(wǎng)絡(luò)邊界)管理，具有防火墻、NATP、傳送策略執(zhí)行等功能；二是具有資源控制管理，包括接納控制、接入請求處理功能；三是接入會話控制管理，包括地址分配、用戶定位、用戶訪問剖面(profile)管理功能；四是業(yè)務(wù)控制管理，包括用戶注冊、用戶業(yè)務(wù)剖面處理、業(yè)務(wù)請求處理、業(yè)務(wù)交互管理功能。
（2）協(xié)議的兼容性和互操作性
考慮軟交換技術(shù)在服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)層面上將涉及大量的協(xié)議，因此必須保證系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)間的互操作性。該研究領(lǐng)域主要研究內(nèi)容包括：一是復(fù)雜系統(tǒng)互操作剖面規(guī)范，二是標準一致性認證規(guī)范，三是相關(guān)程序和文檔(包括開發(fā)工具)的研發(fā)。
各設(shè)備供應(yīng)商的軟交換技術(shù)與產(chǎn)品在技術(shù)標準及協(xié)議方面還難以做到相互兼容。有些協(xié)議如BICC協(xié)議、STP-T協(xié)議、H.248協(xié)議還在不斷發(fā)展，協(xié)議的選擇要由運營商根據(jù)業(yè)務(wù)的需求進一步確定。
（3）服務(wù)能力和服務(wù)體系結(jié)構(gòu)
考慮到現(xiàn)在的趨勢和將來用戶需求的變化，業(yè)務(wù)應(yīng)當包括實時和非實時、有線和無線、人與人、人與機器以及機器與機器間的通信。主要研究問題包括：具體規(guī)定應(yīng)用業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò)分離；建立適當?shù)臉I(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu)，著重解決在接口處支持不同的商用模型和不同環(huán)境下的無縫通信；應(yīng)考慮后向兼容性，即現(xiàn)有的業(yè)務(wù)和系統(tǒng)的演進。
（4）網(wǎng)絡(luò)QoS和安全問題的解決方案
（5）大型網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)和運營經(jīng)驗的積累，建立一個實用的商業(yè)模型
如何建立基于軟交換技術(shù)的商業(yè)模型是軟交換應(yīng)用面臨的一個實際問題，其中包換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、用戶標識、終端管理、QoS保證和運營策略等各方面的問題。
