軟交換
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軟交換（Softswitching）
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軟交換是指從廣義上講以軟交換設備為控制核心的軟交換網路。從狹義上講，軟交換特指位於控制層的軟交換設備。我國信息產業部對軟交換的定義為：“軟交換是網路演進以及下一代分組網路的核心設備之一，它獨立於傳送網路，主要完成呼叫控制、資源分配、協議處理、路由、認證、計費等主要功能，同時可以向用戶提供現有電路交換機所能提供的所有業務，並向第三方提供可編程能力。”
軟交換的概念最早起源於美國。當時在企業網路環境下，用戶採用基於乙太網的電話，通過一套基於PC伺服器的呼叫控制軟體（Call Manager、Call Server），實現PBX（Private Branch eXchange，用戶級交換機）功能（IP PBX）。軟交換是指網路用戶通過以乙太網為基礎的電話，運用以個人電腦的伺服器為基礎的軟體，實現轉換機的操作功能。軟交換技術是NGN網路的核心技術，為下一代網路(NGN)具有實時性要求的業務提供呼叫控制和連接控制功能。軟交換技術獨立於傳送網路，主要完成呼叫控制、資源分配、協議處理、路由、認證、計費等主要功能，同時可以向用戶提供現有電路交換機所能提供的所有業務，並向第三方提供可編程能力。技術人員受到這種新興概念的影響，提出了將傳統的通話設備功能分離化，將呼叫控制功能和呼叫處理功能分離開，而且這兩個功能的實現主要是依靠軟體，這就是軟交換技術。對於這樣一套設備，系統不需單獨鋪設網路，而只通過與區域網共用就可實現管理與維護的統一，綜合成本遠低於傳統的PBX。由於企業網環境對設備的可靠性、計費和管理要求不高，主要用於滿足通信需求，設備門檻低，許多設備商都可提供此類解決方案，因此IP PBX應用獲得了巨大成功。受到IP PBX成功的啟發，為了提高網路綜合運營效益，網路的發展更加趨於合理、開放，更好的服務於用戶。業界提出了這樣一種思想：將傳統的交換設備部件化，分為呼叫控制與媒體處理，二者之間採用標準協議（MGCP、H248）且主要使用純軟體進行處理，於是，Soft Switch（軟交換）技術應運而生。
軟交換技術的基本構想就是要創建一個性能良好、業務齊全的軟體系統，這個軟體系統和通信設備的硬體系統是相分離的，兩者沒有關聯，這樣可以獨立處理通信業務。基於電腦網路的軟交換技術，是由四個獨立地部分組成的。它們分別是總體控制部分、信號傳輸部分、業務支持部分和媒體連接控制部分。著四個部分雖然相互之間是獨立的，而且每個部分的標準和性能都不一致，但是四個部分相互融合就形成了基於電腦網路的軟交換技術系統。對軟交換技術的架構進行分解，分為四個層次。其中，應用層和業務應用層通過兩者之間的介面相連接，實現了軟交換技術可以在網路層面上開展新的業務；控制層則利用控制軟體將呼叫控制功能和呼叫處理功能分開，實現功能的相互獨立；傳輸層主要作用是準確無誤地將網路信息傳送到客戶端，實現信息的轉移；接人層基於多媒體技術，可以讓用戶用任何方式接入會話。
軟交換的功能[1]
根據軟交換網路體系的構成，不難分析得出：位於控制層的軟交換，通過傳輸服務層中的核心傳輸網，與處於媒體接入層中的媒體網關交互作用，接受正在處理的相關信息。根據業務應用層已定義好的相關設定。指示媒體網關完成呼叫，這可以說是軟交換網路體系的基本處理框架，為了流暢的完成以上這一系列基本數據處理流程，成熟的軟交換體系必須具有以下幾項主要功能：
1)呼叫控制和處理功能。呼叫控制和處理功能是軟交換最基本的功能，它可以為基本業務、多媒體業務呼叫的建立、維持和釋放提供控制功能，包括呼叫請求的處理、連接控制、智能呼叫功能和資源控制等，可以說是整個網路的基石。
2)業務提供功能。在網路從電路交換向分組交換的演變過程中．軟交換網路必須能夠提供PSTN／ISDN交換機所提供的全部業務 同時．還應該與現有的智能網或第三方配合．提供多種增值業務和智能業務。
3)協議功能。軟交換網路體系是一個開放的、多協議的實體。它應能夠使用各種現有標準協議與各種媒體網關、應用伺服器、終端和網路進行通信，最大限度的保護用戶投資並充分發揮現有通信網路的作用。
4)互聯互通功能。軟交換網路並不是一個孤立的網路，尤其是在現有網路向軟交換網路的發展演進過程中。不可避免的要實現與現有網路的協同工作、互聯互通、平滑演進 例如．通過信令網關實現分組數據網路與現有7號信令網的互通：通過信令網關與現有智能網互通，為用戶提供多種智能業務：採用SIP協議實現與未來SIP網路體系的互通：通過採用SIP或BICC協議與其他軟交換網路的互聯。
5)操作維護與計費功能。軟交換網路主要包括業務統計、業務量測量與記錄警告和安全管理功能，同時，軟交換設備應具有採集詳細話單及複式計次的功能並能按要求將話單傳送到相應的計費中心。
軟交換的應用功能[2]
軟交換設備主要是呼叫控制功能，具體的工作內容有與業務呼叫建立連接，保持業務呼叫的正常運行，以及為用戶提供業務相關信息。呼叫控制功能實現的基礎是它不依賴與特定的操作系統，並能處理好同步通信協議，構建摩爾曲線軌道。比如在識別接入層媒體網關報告的用戶狀況時，還要使媒體網關和智能終端能夠向用戶發送信號。
另外，軟交換還有一個語音控制功能，就是對媒體網關和智能終端進行語音方面的處理，如回聲抵消技術軟交換能夠為合作方提供很多業務，其中包括語音業務、移動業務和多媒體業務，甚至可以根據合作商不同的要求，為其用戶創建不同的業務內容和等級，這在當今的通信業務上有很大的影響。
軟交換不僅可以與其他軟交換互通，還可以實現和a．323網路、SIP網路以及PSTN的互通，不過這兩種情況的實現基礎不一樣，前者需要SIP—I或者BICC作為媒介，而後者則需要軟交換內部的互通模塊或外部的信令網關作為媒介。軟交換也應於3GPP系統網路結構中的電路域(CS)，也就是我們常說的移動軟交換技術。其次針對不同的網路狀況和業務需求，目前軟交換的應用主要在以下四個方面：虛擬中繼(Virtual Trunking)：提供電信級、7號信令端到端的大規模VolP／ATM呼叫。Softswitch與MG之間通過MGcP／H．248通信，Softswitch可面向其他網路提供SS7，INAP，H．323，SIP等多種協議，實現NGN和PSTN，IN，n．323，SIP等網路的通信。
多媒體應用(Multi—media applications)：通過應用伺服器向第三方提供API，支持第三方的應用開發。
電信級撥號接入(Carrier Class Dial—in)：其MG同時具備VoIP網關和RAS兩種功能，在Softswifch控制下，使得全網MG能被統一治理，並能進行撥號上網用戶數據旁路，利用L2TP支持多ISP方案。
下一代本地交換系統(Next Generation LocalSwitch)：提供數據終端與PSTN網電信級互聯互通。支持對個人用戶(IP Phone／PC)、企業用戶(IP PBX)以及不同網路(H．323／SIP)的接入。
軟交換的功能特征[3]
軟交換定位於下一代網路(NGN)的控制層，演化自呼叫伺服器或媒體網關控制器。信息產業部電信傳輸研究所對軟交換的定義是：“軟交換是網路演進以及下一代分組網路的核心設備之一，它獨立於傳送網路，主要完成呼叫控制、資源分配、協議處理、路由、認證、計費等主要功能，同時可以向用戶提供現有電路交換機所能提供的所有業務， 並向第三方提供可編程能力。”軟交換是NGN 的核心，是電路交換網與IP 網的協調中心．通過對各種媒體網關的控制實現不同網路之間的業務層融合軟交換並不是指的某一套具體的設備．而是定義了一種通信控制方式，並採用多種控制協議進行支持。
1．便捷性。
從軟交換技術體系的框架結構看，該體系具有強大的承載能力，在承載原有PSTN業務的基礎上支持多類業務的同時進行，適應了當今社會信息技術全球化的整體趨勢，為第三方提供了方便、快捷的業務服務。
2．靈活性。
軟交換技術體系在進行信息等內容的分組交換的過程中是以統一標準為基礎從而進一步衍生出其他新的業務的。也就是說，在新業務、新領域的開拓和發展方面，軟交換技術具有靈活性的特點。
3．開放性和兼容性。
從框架結構上進行分析，軟交換技術體系具有開放性的特征，即作為一個獨立的平臺對於網路信息等內容進行分離、重組和傳輸。與此同時，在整個信息傳輸的過程中，又徹底解決了多網並存的局面，在軟交換技術體系平臺中傳統通訊方式和現代網路傳播模式得以融合，不同的硬體平臺和操作系統以及服務協議得以相互融合，減少了對網路資源的浪費，降低網路運營商的運營成本，是第三方有效的市場競爭力的表現。
軟交換在通信工程的應用[4]
在通信工程中應用軟交換技術不是一蹴而就的，而是分階段進行的，這裡將其分為建設初、中、後期三個階段。
(1)在通信網路工程建設初期，軟交換業務量相對來說還比較少，網路規模也較小，軟交換應先獨立設點，然後從點到面逐步進行網路容量的擴展。可先將一套軟交換設備設置在通信工程系統中，並配合IAD、AMG或智能終端等，覆蓋本地用戶，向用戶提供通話、語音、多媒體等業務；也可將UMG設置在信息工程系統中，使其與匯接中心、公網連接，從而實現與電話交換網路的互通。
(2)在通信網路工程建設中期，軟交換業務量會隨著人們需求的增加而不斷增加，網路規模也會逐漸擴大，在此過程中，通信網路中軟交換節點數也會上升。對於由軟交換控制的包交換網，當其所占用戶界面與電路交換網非常接近甚至優於電路交換網時，傳統的電路交換網會逐漸退到邊緣，而使用數據網的用戶會不斷增加，此時，設置UMC設備，可將其作為中繼媒體網關(TMG)使用，通過UMC設備與運營商、電力電話交換網路的連接，實現電力電話交換專網的匯接覆蓋。隨著網路用戶量和容量的增加，在每個大區的中心城市設置若幹對軟交換設備，每對軟交換設備配置要相同，且互為備份，然後在省會城市設置TMG，並將其設置在省內交換機的直達電路上，從而便於實現基於移動的軟交換長途與基於傳統的移動通信網的連接，在本省軟交換設備和TMG之間設置過橋線路，提高網路容量和可靠性，有效避免因承載網和傳輸終端對業務帶來的影響，為用戶提供更加豐富的業務。
(3)在通信網路工程建設後期，設置軟交換設備通過SIP．T、BICC協議互連互通，只要通過IP承載網，不同區域之間的業務就能夠實現互連互通。
