软交换

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软交换(Softswitching)

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什么是软交换

  软交换是指从广义上讲以软交换设备为控制核心的软交换网络。从狭义上讲,软交换特指位于控制层的软交换设备。我国信息产业部对软交换的定义为:“软交换是网络演进以及下一代分组网络的核心设备之一,它独立于传送网络,主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能,同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务,并向第三方提供可编程能力。”

软交换的内容

  软交换的概念最早起源于美国。当时在企业网络环境下,用户采用基于以太网电话,通过一套基于PC服务器的呼叫控制软件(Call Manager、Call Server),实现PBX(Private Branch eXchange,用户级交换机)功能(IP PBX)。软交换是指网络用户通过以以太网为基础的电话,运用以个人计算机的服务器为基础的软件,实现转换机的操作功能。软交换技术是NGN网络的核心技术,为下一代网络(NGN)具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接控制功能。软交换技术独立于传送网络,主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能,同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务,并向第三方提供可编程能力。技术人员受到这种新兴概念的影响,提出了将传统的通话设备功能分离化,将呼叫控制功能和呼叫处理功能分离开,而且这两个功能的实现主要是依靠软件,这就是软交换技术。对于这样一套设备,系统不需单独铺设网络,而只通过与局域网共享就可实现管理与维护的统一,综合成本远低于传统的PBX。由于企业网环境对设备的可靠性、计费和管理要求不高,主要用于满足通信需求,设备门槛低,许多设备商都可提供此类解决方案,因此IP PBX应用获得了巨大成功。受到IP PBX成功的启发,为了提高网络综合运营效益,网络的发展更加趋于合理、开放,更好的服务于用户。业界提出了这样一种思想:将传统的交换设备部件化,分为呼叫控制与媒体处理,二者之间采用标准协议(MGCP、H248)且主要使用纯软件进行处理,于是,Soft Switch(软交换)技术应运而生。

  软交换技术的基本构想就是要创建一个性能良好、业务齐全的软件系统,这个软件系统和通信设备的硬件系统是相分离的,两者没有关联,这样可以独立处理通信业务。基于计算机网络的软交换技术,是由四个独立地部分组成的。它们分别是总体控制部分、信号传输部分、业务支持部分和媒体连接控制部分。着四个部分虽然相互之间是独立的,而且每个部分的标准和性能都不一致,但是四个部分相互融合就形成了基于计算机网络的软交换技术系统。对软交换技术的架构进行分解,分为四个层次。其中,应用层和业务应用层通过两者之间的接口相连接,实现了软交换技术可以在网络层面上开展新的业务;控制层则利用控制软件将呼叫控制功能和呼叫处理功能分开,实现功能的相互独立;传输层主要作用是准确无误地将网络信息传送到客户端,实现信息的转移;接人层基于多媒体技术,可以让用户用任何方式接入会话。

软交换的功能[1]

  根据软交换网络体系的构成,不难分析得出:位于控制层的软交换,通过传输服务层中的核心传输网,与处于媒体接入层中的媒体网关交互作用,接受正在处理的相关信息。根据业务应用层已定义好的相关设定。指示媒体网关完成呼叫,这可以说是软交换网络体系的基本处理框架,为了流畅的完成以上这一系列基本数据处理流程,成熟的软交换体系必须具有以下几项主要功能:

  1)呼叫控制和处理功能。呼叫控制和处理功能是软交换最基本的功能,它可以为基本业务、多媒体业务呼叫的建立、维持和释放提供控制功能,包括呼叫请求的处理、连接控制、智能呼叫功能和资源控制等,可以说是整个网络的基石。

  2)业务提供功能。在网络从电路交换向分组交换的演变过程中.软交换网络必须能够提供PSTNISDN交换机所提供的全部业务 同时.还应该与现有的智能网或第三方配合.提供多种增值业务和智能业务。

  3)协议功能。软交换网络体系是一个开放的、多协议的实体。它应能够使用各种现有标准协议与各种媒体网关、应用服务器、终端和网络进行通信,最大限度的保护用户投资并充分发挥现有通信网络的作用。

  4)互联互通功能。软交换网络并不是一个孤立的网络,尤其是在现有网络向软交换网络的发展演进过程中。不可避免的要实现与现有网络的协同工作、互联互通、平滑演进 例如.通过信令网关实现分组数据网络与现有7号信令网的互通:通过信令网关与现有智能网互通,为用户提供多种智能业务:采用SIP协议实现与未来SIP网络体系的互通:通过采用SIPBICC协议与其他软交换网络的互联。

  5)操作维护与计费功能。软交换网络主要包括业务统计、业务量测量与记录警告和安全管理功能,同时,软交换设备应具有采集详细话单及复式计次的功能并能按要求将话单传送到相应的计费中心。

软交换的应用功能[2]

  软交换设备主要是呼叫控制功能,具体的工作内容有与业务呼叫建立连接,保持业务呼叫的正常运行,以及为用户提供业务相关信息。呼叫控制功能实现的基础是它不依赖与特定的操作系统,并能处理好同步通信协议,构建摩尔曲线轨道。比如在识别接入层媒体网关报告的用户状况时,还要使媒体网关和智能终端能够向用户发送信号

  另外,软交换还有一个语音控制功能,就是对媒体网关和智能终端进行语音方面的处理,如回声抵消技术软交换能够为合作方提供很多业务,其中包括语音业务、移动业务和多媒体业务,甚至可以根据合作商不同的要求,为其用户创建不同的业务内容和等级,这在当今的通信业务上有很大的影响。

  软交换不仅可以与其他软交换互通,还可以实现和a.323网络、SIP网络以及PSTN的互通,不过这两种情况的实现基础不一样,前者需要SIP—I或者BICC作为媒介,而后者则需要软交换内部的互通模块或外部的信令网关作为媒介。软交换也应于3GPP系统网络结构中的电路域(CS),也就是我们常说的移动软交换技术。其次针对不同的网络状况和业务需求,目前软交换的应用主要在以下四个方面:虚拟中继(Virtual Trunking):提供电信级、7号信令端到端的大规模VolP/ATM呼叫。Softswitch与MG之间通过MGcP/H.248通信,Softswitch可面向其他网络提供SS7,INAP,H.323,SIP等多种协议,实现NGN和PSTN,IN,n.323,SIP等网络的通信。

  多媒体应用(Multi—media applications):通过应用服务器向第三方提供API,支持第三方的应用开发。

  电信级拨号接入(Carrier Class Dial—in):其MG同时具备VoIP网关和RAS两种功能,在Softswifch控制下,使得全网MG能被统一治理,并能进行拨号上网用户数据旁路,利用L2TP支持多ISP方案。

  下一代本地交换系统(Next Generation LocalSwitch):提供数据终端与PSTN网电信级互联互通。支持对个人用户(IP Phone/PC)、企业用户(IP PBX)以及不同网络(H.323/SIP)的接入。

软交换的功能特征[3]

  软交换定位于下一代网络(NGN)的控制层,演化自呼叫服务器或媒体网关控制器。信息产业部电信传输研究所对软交换的定义是:“软交换是网络演进以及下一代分组网络的核心设备之一,它独立于传送网络,主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能,同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务, 并向第三方提供可编程能力。”软交换是NGN 的核心,是电路交换网与IP 网的协调中心.通过对各种媒体网关的控制实现不同网络之间的业务层融合软交换并不是指的某一套具体的设备.而是定义了一种通信控制方式,并采用多种控制协议进行支持。

  1.便捷性。

  从软交换技术体系的框架结构看,该体系具有强大的承载能力,在承载原有PSTN业务的基础上支持多类业务的同时进行,适应了当今社会信息技术全球化的整体趋势,为第三方提供了方便、快捷的业务服务。

  2.灵活性。

  软交换技术体系在进行信息等内容的分组交换的过程中是以统一标准为基础从而进一步衍生出其他新的业务的。也就是说,在新业务、新领域的开拓和发展方面,软交换技术具有灵活性的特点。

  3.开放性和兼容性。

  从框架结构上进行分析,软交换技术体系具有开放性的特征,即作为一个独立的平台对于网络信息等内容进行分离、重组和传输。与此同时,在整个信息传输的过程中,又彻底解决了多网并存的局面,在软交换技术体系平台中传统通讯方式和现代网络传播模式得以融合,不同的硬件平台和操作系统以及服务协议得以相互融合,减少了对网络资源的浪费,降低网络运营商运营成本,是第三方有效的市场竞争力的表现。

软交换在通信工程的应用[4]

  在通信工程中应用软交换技术不是一蹴而就的,而是分阶段进行的,这里将其分为建设初、中、后期三个阶段。

  (1)在通信网络工程建设初期,软交换业务量相对来说还比较少,网络规模也较小,软交换应先独立设点,然后从点到面逐步进行网络容量的扩展。可先将一套软交换设备设置在通信工程系统中,并配合IAD、AMG或智能终端等,覆盖本地用户,向用户提供通话、语音、多媒体等业务;也可将UMG设置在信息工程系统中,使其与汇接中心、公网连接,从而实现与电话交换网络的互通。

  (2)在通信网络工程建设中期,软交换业务量会随着人们需求的增加而不断增加,网络规模也会逐渐扩大,在此过程中,通信网络中软交换节点数也会上升。对于由软交换控制的包交换网,当其所占用户界面与电路交换网非常接近甚至优于电路交换网时,传统的电路交换网会逐渐退到边缘,而使用数据网的用户会不断增加,此时,设置UMC设备,可将其作为中继媒体网关(TMG)使用,通过UMC设备与运营商、电力电话交换网络的连接,实现电力电话交换专网的汇接覆盖。随着网络用户量和容量的增加,在每个大区的中心城市设置若干对软交换设备,每对软交换设备配置要相同,且互为备份,然后在省会城市设置TMG,并将其设置在省内交换机的直达电路上,从而便于实现基于移动的软交换长途与基于传统的移动通信网的连接,在本省软交换设备和TMG之间设置过桥线路,提高网络容量和可靠性,有效避免因承载网和传输终端对业务带来的影响,为用户提供更加丰富的业务。

  (3)在通信网络工程建设后期,设置软交换设备通过SIP.T、BICC协议互连互通,只要通过IP承载网,不同区域之间的业务就能够实现互连互通。

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参考文献

  1. 梁腾飞,戚秀君.浅析软交换技术及其发展趋势[J].科技视界.2014年2期
  2. 仇力.软交换技术的应用与发展[J].消费电子.2014年10期
  3. 王元源.软交换技术与应用[J].消费电子.2014年14期
  4. 胡英杰.软交换技术的特点及其在通信工程中的应用[J].信息通信.2014年2期
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