浅析“软交换－Ｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈ”

史　艺

摘 要：本文简要介绍了软交换的由来，分析了软交换的基本概念和基于软交换的下一代网络NGN的体系结构。

关键词：NGN；软交换-Softswitch；PSTN；IP；呼叫控制；资源分配；协议处理。

随着通信网络技术和IP技术的飞速发展，IP网络通信业务量呈爆炸式增长，极大地推动了信息业的发展。在一个公共的分组网络中承载话音、数据、图象已被运营商和设备制造商们所认同。在业务驱动和网络融合的趋势下，下一代网络NGN诞生了。电信网就此步入了数字化、智能化、综合化和个人化时代。“软交换”则是下一代网络NGN的核心技术之一，它以分组为基础建设下一代公众网络，实现了从PSTN网到IP网的平滑过渡。NGN使用IP网的优势节约投资和运营成本，开发新业务，在继承的基础上实现了目前各个业务网络间的互通。

1 软交换的基本概念

“软交换”可以说是从外语“Softswitch”一词翻译而来，该词的原意是“软交换机”，然而目前国内大多称之为“软交换”。软交换是一种针对与传统电话业务和新型多媒体业务相关的网络和业务问题的解决方案。软交换也称为呼叫代理、呼叫服务器或媒体网关控制器，是一种基于软件实现传统程控交换机“呼叫控制”的功能实体。它将“呼叫控制”功能从媒体网关中分离出来，通过服务器或网络上的软件来实现呼叫选路、连接控制、管理控制和信令互通。

目前，对软交换的具体定义大致可分为以下四种：

1.1 国际论坛ISC对软交换的定义是：“Softswitch是基于分组网利用程控软件提供呼叫控制功能的软件实体”。

1.2 我国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。”

1.3 从业务角度来看，可以给出一个更形象的定义：“软交换是一种针对与传统电话业务和新型多媒体业务相关的网络和业务问题的解决方案。它能够减少资本和运营支出，提高收入。”

1.4 从技术角度，软交换的定义可以描述为以下几个方面：

①它是一种提供了呼叫控制功能的软件实体；

②它支持所有现有的电话功能及新型会话式多媒体业务；

③它采用标准协议（如SIP、H.323、MGCP、MEGACO/H.248、SIGTRAN以及各种其它的数据及ITU协议）；

④它提供了不同厂商的设备之间的互操作能力；

⑤它与下列一种或多种组件配套使用：

· 媒体网关

· 信令网关

· 特性服务器（例如提供CLASS业务）

· 应用服务器（例如提供多媒体业务）

· 媒体服务器（如提供数据流媒体、会议和广告等业务）

· 管理、供应和收费/计费接口。

2 基于软交换的下一代网络NGN

基于软交换的下一代网络NGN采用分层的、开放的体系结构，将传统的交换机的功能模块分离成独立的实体，即将业务、控制、传输与接入相分离，整个网络分为四个层面：接入层、传输层、控制层和业务层。各实体可以各自独立发展，彼此间通过标准的协议来进行连接和通信，使得网络更开放，可以根据业务的需求自由组合各部件功能来组网，各实体间协议的标准化有利于异构网的互联互通。

2.1 接入层

接入层采用各种方式和接入手段将用户连接至核心网络；集中用户业务并将它们传递至目的地，并提供可靠的传送方式。它包括信令网关、媒体网关、接入网关等多种接入设备。

信令网关是用于连接7号信令网与IP网的设备，主要完成PSTN/ISDN侧的七号信令与IP网侧信令的转换功能。中继媒体网关网关，用于电路交换网和IP分组网之间的网关，提供媒体映射和代码转换功能。综合接入媒体网关，直接连接用户终端和V5接入网设备。综合接入设备(IAD)位于软交换网络的用户接入层，将用户的语音、数据及视频等应用接入到分组交换网络中，在分组交换网络中完成相应的功能。无线接入网关完成移动用户的接入。

2.2 传输层

传输层是基于IP/ATM的分组交换网络，负责提供各种信令和媒体流传输通道。它将信息格式转换成能够在核心网上传送的形式，如将语音或数据信号打包成ATM信元(如果核心网是ATM网)或IP包(如果核心网是IP网)。同时利用IP路由或ATM交换机等骨干传输设备，将信息选路到目的地。

2.3 控制层

控制层是整个网络的核心，其主要组成部分是软交换设备。软交换为网络提供具有实时性要求业务的呼叫控制、连接控制、协议处理等功能，并为业务层提供访问底层各种网络资源的开放接口。在传统的电话交换结点中，业务提供、呼叫控制和交换矩阵都集中在一起，而软交换基于“网络就是交换”的理念，将呼叫控制从网关中分离出来，以分组网代替控制底层网络元素对业务流的处理，提供呼叫控制。建立、维持和释放呼叫，为业务层提供最基本地普通呼叫，相当于传统网络中提供信令和业务控制的节点。

2.4 业务层

业务层利用底层的各种网络资源，在呼叫建立的基础上为用户提供独立于网络的智能服务，主要负责业务逻辑功能的相关处理，以及业务相关的管理功能，它需要相应的业务生成和维护环境。业务层主要包括应用服务器、媒体服务器、网络管理系统、计费营帐系统、策略服务器、位置服务器和IAKMS等。其中最主要的功能实体是应用服务器，它是软交换网络体系中的业务执行环境。

应用服务器提供业务执行环境，负责为接入软交换网络的用户提供增值的智能业务和各种个性化的业务。媒体服务器是软交换网络中提供专用媒体资源功能的独立设备，在软交换或应用服务器的控制下，提供各种业务所需的媒体资源，包括DTMF信号的采集与解码、信号音的产生与发送、录音通知的发送、会议、不同编；解碼算法间的转换等各种资源功能以及通信功能和管理维护功能。网络管理系统提供所有软交换框架体系下设备的网络管理功能。计费营帐系统提供软交换框架体系下所有终端用户开户、业务的计费处理、帐单生成与用户交互。策略服务器通过COPS协议与软交换系统的各个组件进行通信实施策略管理，根据业务需求以及特性分配标签、控制接纳等，能够为不同业务流保证QoS，满足用户日益个性化的业务需求。位置服务器则记录所有软交换网络用户的用户信息，包括用户位置、属性等，供软交换网络中的其它设备如软交换、应用服务器等查询用户信息。IADMS作为网管系统与综合接入设备之间的代理，为软交换网络中大量的IAD设备提供网管功能。

综上所述，软交换体现的是通信网络技术与IP技术两者的结合， 软交换是NGN的核心技术之一。从广义上看，软交换泛指一种体系结构，即基于软交换的下一代网络NGN框架。从狭义上看，软交换是指软交换设备，它独立于传输网络，是一个基于软件的分布式交换/控制平台为NGN具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接控制功能，并向第三方提供可编程能力。

参考文献

[1]《通信网络世界》.

[2]《现代通信技术基础》，严晓华编著 清华大学出版社.