软交换技术综述及探讨

摘要：随着通信技术的发展，软交换技术得到了广泛的使用。软交换的应用造就了网络的融合。根据软交换各种不同的功能使用特点，给用户在开发和新业务的引进提供了极大的方便。该文对软交换的概念、主要功能、软交换的增强型业务框架及其接口协议以及软交换出现的必然性进行了阐述和分析。

关键词：软交换；网络；控制；程序；接口

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)09-2015-02

从概念上讲，传统的交换机是电路交换，基于时隙的交换，软交换的思路和传统交换一样，只是交换的方式改为包交换，或者说叫IP交换。从实际应用来讲，软交换就是指软交换设备。像概念所描述的，软交换与一般交换机的区别也就在于外部的接口不一样，内部的交换的思路和方法也是不相同的，它的交换方式是建立在包交换上。软交换来自于英文单词Softswitch，它是移动通信领域的电路交换域主要信令和业务的处理单元。软交换的结构和使用的接口严格遵守3GPP R4规范，所以也称R4软交换。它主要有MSC Server（移动交换中心服务器）和MGW（媒体网关）组成。移动交换中心服务器包括MSC Server和VAL两部分，其主要特点为：提供呼叫控制、移动性管理、用户业务数据和CAMEL相关数据的管理（VAL功能）等信令处理。媒体网关包括MGW和SG两部分，其主要特点为：与MSC Server配合完成核心网络资源的配置和信令转接。同时完成回声消除多媒体数字信号的编解码以及通知音的播放等。因此说软交换是传统TDM交换方式PBX到IMS的过渡产品，软交换基于IP的交换，其业务形式比传统PBX更丰富，更易开发。

1软交换出现的必然性

软交换技术是在IP电话基础上产生的，基本思路来源于业务可编程、分解网关功能等概念。在软交换体系中，将IP网关分解成媒体网关、信令网关和媒体网关控制器，随着标准化进展，软交换逐渐替代了媒体网关控制器，从而为各种业务应用提供了第三方可编程环境。满足了用户对新业务发展的需求，为软交换的出现和未来发展前景奠定了坚实良好的基础。软交换的特点是与传统交换相比效率更高、灵活性更大，能与多种设备接口，业务范围广，具有多用户性和开放性。因此它为用户任意购买网络的每一部分理想的产品提供了极大的方便。

2软交换技术

2.1软交换的概念

软交换它是一种提供了呼叫控制功能的软件实体，实质上就是把呼叫控制功能从传输层的媒体网关设备中分离出来，然后通过服务器（或网元）上的软件程序实现基本的呼叫控制、路由的选择、通信链路的建立、实施管理控制、建立和拆出会话的连接控制、以及从SS7到IP的信令互通功能。其目的就是把传统的呼叫控制及呼叫传输分别独立开来，其结果就是让软件可编程功能、链路交换功能和控制功能各自独立出来，其作用是为了实现用户业务的控制协议与传输业务能自由结合从而达到业务转移。软交换采用了API这种开放式的应用程序接口尤为关键，使得新的业务很灵活的引入到交换的机制中，而传统的交换机仍然可以通过SS7链路得到保留，并且支持现有的新型会话式多媒体业务，支持现有的电话功能等。由于它采了用标准协议，因而提供了不同厂商的设备之间的互操作能力。

2.2软交换的主要功能

软交换的功能包括呼叫控制和处理、移动性管理、用户业务数据和CAMEL相关数据的管理、协议处理功能、SSF功能、操作维护功能、计费功能、用户承载面功能、媒体转换功能、承载控制及业务交换功能、资源受控功能、支持电路域业务在多种媒介中传输、地址解析功能、语音处理功能。所以说软交换是新旧网络融合和关键设备。

2.2.1媒体网关接入功能

媒体网关接入功能是一种连接到各种媒体网关的适配功能和完成H.248协议功能。其主要功能通过媒体网关控制协议（H.248）与MGCF通信；媒体处理，如媒体编码转换、分组打包、回声抑制、抖动缓冲管理、分组丢失补偿等；媒体插入功能，如提示音、证实音及话音检测；处理信令和媒体时间检测，如DTMF检测、语音动作检测；系统资源管理和分配；以及数字分析功能。

2.2.2呼叫控制功能

软交换的重要功能之一是呼叫控制功能。它为呼叫处理的建立以及智能呼叫，链路连接的保持和控制，通信链路的释放，触发 检出和资源控制实现成为可能。接收来自业务交换功能的监视请求和呼叫控制相关信息并对其中与呼叫相关的信息进行处理以及支持呼叫的建立及监视。实现双方和多方呼叫控制功能。识别媒体网关报告的相关事件，控制其向用户发送各种音信号。当其内部不包含信令网关时，采用SS7/IP协议与其他信令网关互通，完成基本链路建立、链路保持和链路释放过程。与外置终端设备进行连接，提供相应业务。

2.2.3业务提供功能

软交换不但能够实现传统意义上的交换机提供的所有基本业务和补充的业务外，还能够提供其他各种增值业务。如软交换设备与智能网设备配合提供现有的智能网的智能业务以及与第三方应用服务器共同配合向用户提供多种增值业务。

2.2.4互联互通功能

在当前分组网内两大重要协议分别是H.323和SIP协议，其中由ITU-T采用ISDN的设计思想制定了H.323协议，采用Q.931协议完成呼叫建立和释放，很明显具有通信网可管理性和集中的特征。IETF通过IP网络上进行多媒体通信的应用层控制协议来制定了SIP协议，它们都同样完成呼叫的建立、链路释放、补充业务和能力交换等功能。SIP协议具有扩展性好、简单以及和现有的因特网应用紧密的特点，同时SIP在第三代移动通信业务中得到普遍使用。软交换的主要特点是能够兼容多种协议，因此软交换同时可以支持H.323和SIP这两种协议从而实现互联互通功能。

2.3软交换的意义

软交换提供现有的交换机业务与补充业务外，它与现有的智能网配合，提供现有的智能网的智能业务，与第三方配合提供增值业务。软交换支持PSTN电话终端、MGCP分组终端、H.248分组终端、SIP分组终端、H.323分组终端相互之间的基本语音业务，本地网用户相互之间的电话呼叫，国际国内长途自动来去话业务，各种特服呼叫、查询、申告、报警业务。补充业务如热线服务、查找恶意呼叫，无应答呼叫前转、无条件呼叫前转、遇忙呼叫前转及回叫、主叫线识别限制，支持基于H.323协议、SIP协议的多媒体终端（包括软终端）相互之间的多媒体通信，支持G.711、G.723、H.263、H.261等多种语音/视频编码格式，并可根据承载网络的情况在主被叫之间协商网络占用带宽，并进行动态调整。它可以实现即时消息、文件传输、视频通信、应用共享、电子白板、内容等业务。它可以融合多媒体、数据等业务，从而更加方便的为厂矿、企业、学校、医院、政府机关、公司机构等集团用户提供完善的一体化通信解决方案。软交换可用作智能网的SSP，与SCP设备配合可向用户提供丰富的智能网业务。还可以提供UC业务，即统一通信业务，它是软交换与SIP应用服务器以及第三方应用服务器共同配合向用户提供的多种增值业务。因此说以软交换为核心的软交换网络是网络演进的方向。

3基于软交换软交换的增强型业务框架及其接口协议

3.1基于软交换的增值业务框架结构

软交换的增值业务框架结构的体系结构中增加了两个逻辑成分1、媒体服务器。媒体服务器用于提供特殊的媒体资源，并提供到媒体网关的承载接口。2、应用服务器。应用服务器负责各种增值业务的逻辑产生和管理，处理与软交换间的接口信息，同时还提供各种开放的API，为第三方业务的开发提供平台。

3.2软交换体系结构的接口和采用的通信协议

软交换体系结构有传送平面、控制平面、应用平面、数据平面、管理平面。分别对应软交换体系结构的接口分组网与TDM之间的接口。接口二是采用H.323协议、SS7、Q.931、SIP等协议。接口三是采用H.323、SIP、Q.931、BICC、ISUP等协议。数据平面接口有待研究。接口五采用SNMPv2、CMIP等协议，具体功能和接口有待研究。

软交换协议功能有呼叫控制协议、传输控制协议、媒体控制协议、维护管理协议。具体采用的通信协议主要有：MGCP协议、H.248协议、SIP协议、SIP-T协议、H.323/协议、SIGTRAN协议、七号信令协议、V5协议、ENUM协议、TRIP协议、MIDCOM协议、STUN协议、IPSee协议、RADIUS协议、SNMP协议、FTP协议、FTAM协议。

4总结

软交换设备将是未来通信网络的核心设备，未来通信网络技术发展趋势是软交换技术。因为软交换技术实现了把业务系统和控制系统分离开来以及把传送系统和接入系统分离开来，是未来网络体系结构中的核心技术。把硬件软件化是它的主导意图的体现，使用软件方法来实现传统交换机的呼叫控制功能、电路连接功能和各种业务处理等功能。各种应用设备之间是按照不同的通信协议进行接续和通信的，以便在未来通信网络里，更方便更容易的实现不同业务和不同的协议。在当今网络十分开放时代和可编程方面软交换技术的出现为通信网络的发展奠定了坚实良好的基础。它指明了未来通信网络发展趋势。但是软交换只是当前通信网络发展的开始，在技术层面上还有很多技术问题值得大家研究和探讨。

参考文献：

[1]邓永红.软交换技术综述[J].有线电视技术,2005(8).

[2]卢美莲,程时端.软交换技术[J].中兴通讯技术,2002(4) .