软交换在下一代网络中的应用

南京邮电学院 王国华 刘华东

　　在传统交换网络中，给用户提供的功能或业务都直接与交换机有关，如果要给用户提供新的功能都需要在每个节点上增加相应的功能。智能网的出现初步满足了业务的需要，提供了一个公共的业务平台。但随着新业务的增加和数据业务量的猛增，需要网络能够迅速有效地提供新的服务。在未来基于IP的数据通信网中，提出了传统电信交换网如何与数据通信网互通的问题，出现了软交换的概念。

　　软交换的概念
　　软交换要求把呼叫控制功能从媒体网关（传输层）中分离出来，通过软件实现连接控制、翻译和选路、网关管理、呼叫控制、带宽管理、信令、安全性和生成呼叫详细记录等功能，把控制和业务提供分开。软交换提供了在包交换网中与电路交换相同的功能，因此，软交换也称为呼叫代理或呼叫服务器。

　　软交换是与业务无关的，它是在基于IP的网络上提供电信业务的技术。在电路交换网中，呼叫控制、业务提供以及交换矩阵均集中在一个系统中；而软交换的主要设计思想是业务、控制与传送、接入分开，各实体间通过标准协议进行连接和通信，能够更灵活地提供业务。即软交换是基于软件的分布式交换/控制平台，它将呼叫控制功能从网关中分离出来，从而可以方便地在网上引入多种业务。

　　软交换的网络结构及实现

　　软交换主要处理实时性业务，包括语音、视频和多媒体等业务，它可用于IP网、ATM网等数据通信网，也可用于电路交换网络。软交换用在IP网上是很自然的，因为IP网的呼叫控制与承载连接是分开的。从应用来说，软交换主要是应用在IP网上的。

　　软交换的实现是通过网关发出信令，控制语音和数据业务的互通。信令网关（SG）将SSN7信令转换成IP信令或根据通信要求发出IP信令控制媒体网关的数据通信，媒体网关（MG）负责电话交换网的PCM流与IP网络的数据包的转换。SG和MG都要受到媒体网关控制器/呼叫代理（MGC/CA）的控制，这里，SG、MGC/CA及其附属的数据库和完成的功能就是软交换。

　　媒体网关用来处理电路交换网和IP网的媒体信息互通。在H.248协议中，MG实体完成不同网络间不同媒体信息的转换。H.323协议中相似的功能实体是MM（Media Mana-ger），它在MG或其他网关中负责将电路交换网媒体（PCM流等）转换成H.323媒体（RTP/RTCP）。

　　信令网关负责将电路交换网的信令转换成IP网的信令，根据相应的信令生成IP网的控制信令，在IP网中传输。

　　媒体网关控制器/呼叫代理负责控制IP网络的连接（包括呼叫控制功能）。MGC/CA是软交换的重要组成部分和功能实现部分。MGC是H.248协议关于MG媒体通道中呼叫连接状态的控制部分。MGC可以通过H.248协议或媒体网关控制协议（MGCP）、媒体设备控制协议（MDCP）对MG进行控制，MGC/CA之间通过H.323或者SIP协议连接。
本地交换网（LS）包括本地电路交换网和SSN7网等。

　　由于软交换要实现各种信令间的协议转换，因此，它需要支持SSN7、ISUP、SIP、H.323和MGCP等协议。

　　软交换与下一代网络

　　随着技术的进步和需求的不断提升，能够提供集话音、数据、图像为一体的多媒体综合业务的、开放的下一代网络（NGN）体系结构逐步问世，成为网络发展的热点。NGN是可以提供包括话音、数据和多媒体等综合业务的开放式网络构架。其三大特征如下。

　　＊NGN体系采用开放式网络构架，将传统交换机的功能分离成独立的网络构件，各构件可按相应的功能划分，各自独立发展。构件间的协议接口基于相应的标准，使得原有的网络逐步走向开放系统，根据业务需要可以自由组合各功能来组建网络，实现各种异构网的互通。构件化的结构更具有弹性，便于各个构件的独立发展、扩容和升级。

　　＊NGN是业务驱动的网络，通过业务与呼叫控制分离以及呼叫控制与承载业务分离实现相对独立的业务体系，使业务真正独立于网络，灵活有效地实现业务的提供。用户可以自行配置和定义自己的业务特征，不必关心承载业务的网络形式以及终端类型，使业务和应用的提供有较大的灵活性，从而满足用户不断发展、更新业务的需求。也使得网络具有可持续发展的能力和竞争力。

　　＊下一代网络是基于统一协议的分组式网络。现有的通信网络，无论是电信网、计算机网还是有线电视网，都不可能单独作为信息基础设施，但近几年IP的发展使人们开始认识到：各种网络都将最终汇合到统一的IP网络，即三网融合。各种以IP为基础的业务能在不同的网上实现互通，IP协议成为各个通信网都能够接受的通信协议，从技术上为NGN奠定了坚实的基础。

　　软交换是下一代网络的控制功能实体，为下一代网络提供具有实时性要求的业务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。软交换技术，是NGN体系结构中的关键技术，其核心思想是硬件软件化，通过软件来实现原来交换机的控制、接续和业务处理等功能，各实体间通过标准化协议进行连接和通信，便于在NGN中更快地实现各类复杂的协议，更方便地提供业务。软交换设备是多种逻辑功能实体的集合，提供综合业务的呼叫控制、连接以及部分业务功能，是NGN中语音/数据/视频业务呼叫、控制、业务提供的核心设备。

　　软交换的功能

* 提供支持多种信令协议（包括H.248、H.323、SIP、SCTP、ISUP+、INAP+、RADIUS、SNMP等）的接口，实现PSTN网和IP/ATM网间的信令互通和不同网关之间的互通。

* 从当前应用的角度来看，软交换首先应能支持语音业务，其次是提供各种增值业务和补充业务。

* 提供可编程的、逻辑化控制的、开放的API协议，实现与外部应用平台的互通。

* 提供关口功能，包括接入认证、地址解析和带宽管理等功能，并具有计费功能。

　　软交换的竞争力主要在软件上，它既可以作为独立的NGN网络部件分布在网络的各处，为所有媒体提供基本业务和补充业务，也可以与其它的增强业务节点结合，形成新的产品形态。

* 在电路交换网上，软交换和媒体网关以及信令网关结合，完成控制转换和媒体接入转换，可作为汇接局和长途局的接入，提供现有的PSTN网中的基本业务和补充业务。

* 在电路/分组网上，软交换可与分组终端进行互通，实现分组网与电路交换网的互通。

* 在智能网上，软交换与媒体网关结合完成SSP功能，与智能网的SCP结合提供各种智能业务。

　　经过几年的发展，软交换技术的标准化和产业化的工作也取得了长足进展，一些老协议，如H.323、MGCP等不断完善成熟，BICC、SIP/SIP-T等新协议也不断推出，基于软交换技术的产品已逐步进入实用化阶段，软交换成为NGN中最活跃和热门的话题。

　　目前许多公司和厂商都已经推出了软交换设备，软交换将在下一代网络的话音、数据、图像通信中扮演重要的控制角色，显然它将成为NGN的关键技术，并成为技术研究的热点，具有广阔的发展前景。

摘自《通讯世界》2002.1