软件交换技术：下一代网络的核心

一、软交换技术的概念

软交换又称为呼叫代理、呼叫服务器或媒体网关控制器。软交换技术的基本概念是把呼叫控制功能从传输层(媒体网关)中分离出来。通过服务器上的软件实现基本呼叫控制功能，如呼叫选路、信令互通、管理控制(建立会话、拆除会话)等。由于把呼叫控制和呼叫传输分离开来，为控制、交换和软件可编程功能建立了分离的平面，使业务提供者可以方便地将传输业务与控制协议结合起来，实现基本业务和补充业务的转移。软交换技术将使语音网与数据网完美融合，集语音、数据、视频等所有形式的信息为一体，形成综合性网络，促进各项增值业务的快速发展，成为下一代网络的技术核心。

二、软交换技术的功能

1.业务提供功能。软交换技术负责完成向业务平台提供开放的标准接口，可以提供公共交换电话网(PSTN)与综合业务数字网(ISDN)交换机的全部业务。包括基本业务和补充业务，并可与现有智能网配合提供智能网所提供的业务。世界电信发达国家通过ISDN的实践，总结出发展综合业务数字网最重要的一条经验就是要开发ISDN的应用，并让用户了解这些应用。例如，法国电信为用户开放了60种ISDN的应用；美国在全国ISDN联网活动中向用户提供185种ISDN的应用。ISDN应用范围非常广泛，主要的应用领域有局域网、多点屏幕共享、视频、话音、数据综合、文件交换、远端通信、图像、多媒体文件的存取、基于计算机的主叫用户号码标识等。智能网是在现有电话网的基础上发展起来的，指带有智能的电话网或者综合业务数字网。它的网络智能配置于分布在全网中的若干个业务控制点中的计算机上，而由软件实现网络智能的控制，以提供更为灵活的智能控制功能。智能网在增加新业务时不用改造端局和交换机，由电信公司工作人员甚至用户自己修改软件就能达到随时提供新业务的目的。

2.呼叫控制功能。负责完成基本和增强的呼叫处理过程，完成基本呼叫的建立、维持和释放的控制功能，例如呼叫处理、连接控制、智能呼叫触发和资源控制等。业务控制点存储用户数据和服务逻辑，是网络的关键部分。它的主要功能是接收业务交换点送来的信息，并查询数据库，经过验证后进行地址翻译，最后向相应的业务交换点发出呼叫处理指令。用户利用呼叫转移业务可以将已经建立(即通信进行中)的呼叫转移到第三方，这个用户可能是原呼叫中的主叫用户或者是被叫用户。呼叫保持业务允许用户中断所建立的呼叫(即已存在的通信)。随后，可以根据该用户的要求重新建立这个通信。在中断通信以后，用户可选择对方用户的信道保留，或者不保留而让其他通信使用。网络系统处理呼叫的能力是服务质量的一个重要指标，因此控制层是整个网络架构的核心。

3.媒体网关接入功能。负责完成各种接入协议(信令)的适配处理过程，向业务平台提供开放的标准接口，可以连接各种媒体网关。例如PSTN/ISDN网关、因特网协议(IP)中继媒体网关、异步传送模式(ATM)网关、用户媒体网关、数据媒体网关、无线媒体网关等。媒体网关可完成国际电信联盟(ITU-T)H.248协议功能，直接与H.323终端和会议起始协议(SIP)客户端的端头连接，提供许多相应业务。

从网络角度看，通过软交换机结合媒体网关和信令网关跨接和互联电路交换网和分组化网后，尽管两个网仍然基本独立，但应用层已实现基本融合，可以统一提供管理并且加快扩展部署业务。等到数据业务逐渐成为网络的主要业务后再考虑将电路交换网上的业务逐渐转移到分组化网上来，最终形成一个统一的融合的网。这种网络演进思路允许不同的网按照各自的最佳方向独立演进，不受限于节点结构，是最适合中国这样的传统运营商的网络演进策略。当然，软交换还处于发展完善过程之中，会有这样或那样的问题，但作为发展方向已经获得业界的认同。

4.互连互通功能。负责完成与其他对等实体互连互通，这个功能具有支持各种协议的特点，可以同时支持H.323以及SIP协议。

H.323协议是国际电信联盟制订的标准，该协议采用ISDN的设计思想，使用Q.931协议完成呼叫的建立、释放，具有电信网络可管理和可集中的特征，这个协议较成熟，使用也较广泛。SIP协议是因特网工程任务组制订的标准，具有简单、可扩展以及适于现有因特网应用的特点。以上两种标准都可以完成呼叫建立与释放，补充业务及能力交换等功能。软交换不仅能支持这两种协议，而且在技术上支持多种信令协议(如H.248，SCTP，ISUP+，以及INAP+，RADIUS，SNMP等)，实现PSTN和IP/ATM网间的信令和不同网关的互操作。

软交换支持多种协议和应用，利用开放式体系结构实现分布式通信与管理，具有良好的结构扩展性，设备占地面积小和机房空间利用效率高。采用软交换后可以卸载或旁路IP拨号业务，减轻电路交换网的压力，代替传统电路交换网的汇接局和端局。其运营成本将大幅度降低，投资回报期明显缩短，对业务量变化的敏感性较低，因此抗风险能力比较强。如果语音网和数据网融合，那么无论是初始成本还是运营成本都会大幅度降低，而且具有更丰富的呼叫特性和应用以及可扩展性。软交换采用了开放的体系结构，即采用标准接口和开放式应用编程接口，特别是其上面应用层和媒体控制层已经与媒体层硬件分离并纳入开放的标准的计算环境。这种独立于硬件的平台可以有利于网络运营商灵活选择网络各层最佳的设备，实现不同设备兼容与互通互操作，极大地加速新业务和新应用的开发、生成和部署，增强网络运营者和业务提供者的竞争地位和竞争能力。

三、软交换技术的应用与发展

随着数据业务特别是IP业务的日益增长，下一代网络日益为人们所关注。

下一代网络将具有提供话音、数据、视频和多媒体等各种业务的综合性质网络体系的结构，将传统的交换机功能模块分离为独立的网络部件。网络是分层架构，具有先进的高速物理层、高速链路层和高速网络层。比如从接入层提供无缝的多种速率灵活的接入手段，从传送层提供可靠的保证服务质量大容量的统一综合传送平台。从控制层面，能建立起相应的呼叫连接，在业务层面上能够提供丰富多彩的各种业务。链路层趋向采用电信级分组节点，即高性能的核心路由器加边缘路由器和ATM交换机。传送层趋向于实现光联网，可以提供巨大而且廉价的网络带宽和网络成本，可持续发展的网络结构，能够透明支持任何业务。具有开放式的体系架构与标准接口，采用多元化的宽带无缝接入技术，使得原来封闭网络有一个相对比较开放的环境，相对的功能区域扩散。也就是说下一代网络是业务驱动的网络，是基于统一协议的分组的网络，业务与呼叫控制分离，呼叫与承载分离，使业务真正独立于网络，能灵活方便地实现业务的提供。软交换技术将广泛应用其中，并成为下一代网络的核心。