软交换系统在军用自动电话网中的组网研究

张碧慧

（中国人民解放军92145部队 上海市 200083）

1 软交换系统概述

软交换技术建立在业务分组交换技术的基础上，将所有业务与呼叫控制相互分离、呼叫控制与承载控制相互分离，由四个功能体系相互独立的平面组合构成，业务系统体系独立相互分离，目标客户能够根据自身的需求，自助配置和确定所选业务的特点，无需承载任何所选业务的各种网络格式和终端类型，在业务服务上更方便灵活。软交换系统结构包括以下四个功能层（其体系结构如图1）：

（1）业务应用层：整个系统可以采用开放式的各种业务应用接口，完成新的各种业务设备服务诸如维修、管理、认证、鉴权、计费等多种业务应用功能。

（2）控制层：不仅可用来实现业务呼叫信息处理、业务信息交换等多种功能，并且还可用来控制更高层次的业务网络单元，可用来同时处理不同业务中的信息。其中最重要的设备是软交换机。

（3）核心传送层：可提供多样化的媒介（如语音、数据、视频等）。最主要的设备是以太网络路由器或交换机。

（4）边缘接入层：将各类内部用户网络终端与外部无线网络相互接入链接至软交换网。主要的网络设备类别有网络中继网关（TG）、用户网络接入网关（AG）、信令网关（SG）。

2 电路交换和软交换技术对比

2.1 电路交换技术

电路交换是一种面向连接的交换方式，由程控交换设备在两个用户间进行选择性接续，建立专用的物理电路，达到通信目的。而且，在通信工作结束之后，电路也可被进行实时地拆除，更方便其他用户对该电路的使用，从而减少资源的浪费。

2.2 软交换技术

软交换技术的主要特点表现如下：

（1）IP组网，组网更加便捷，有网络的地方就可以使用语音，方便快捷。

（2）接入方式多样。软交换上行提供多种接入方式，可通过中继网关、数字电路(E1)、IP等接口接入，传统的电路交换网络可暂时保留原有线路进行过渡。

（3）软交换作为当前国内运营商语音业务的主要承载技术，其技术及设备都已经非常成熟，各厂家版本固化、协议完善，能够满足军队信息化通信保障任务的需要。

（4）扩容方便、维修成本低。传统的程控交换机是通过增加多个功能单板来进行扩容，拓宽达到一定的数量后便不再能够添加板卡，而软交换机则只是根据其扩容的规模和数量来增加自己相应的多个语音网关或者IP电话机。软交换既可通过本地管理页面进行设备维护和配置，又可基于局域网环境进行远程操作。

2.3 电路交换技术和软交换技术对比

表1将电路交换和软交换技术进行对比，可以看出，软交换技术比电路交换技术更能推动信息通信部队现代化建设的发展，更有利于信息通信部队新型战斗力的生成。

3 软交换系统组网方案研究

图1：软交换网络体系结构

图2：程控交换网结构图

图3：软交换网络组网方案图

3.1 程控交换设备组网方式

现有的程控交换设备组网方式是程控交换机之间采用中继接口进行连接，用户电话经由接口电路接入程控交换机，完成了语音通话的功能。程控交换网结构图如图2所示。

表1：电路交换和软交换技术对比

3.2 软交换系统组网问题研究

3.2.1 软交换网络对边缘接入层的要求

（1）与电路交换网的兼容。考虑到成本及规划等原因，现有自动电话交换网络的改造需分阶段进行。升级和改造后的软交换网络既要能保证与其他软交换网络的连通，还要能兼容已存在的一个程控交换网络，这两个网络的连通，需要通过设置中继网关装置(TG)以达到实现目的。中继网关和软交换设备的IP地址必须设置在同一网段，一侧是通过以太网接口将软交换网络连接，而另一侧则是通过E1接口将已经存在的程控交换设备相互连接，从而可以实现已有的程控网和软交换网络的连通。

（2）接入现有自动电话网。当前，用户接入现有自动电话网全部采用的是市话电缆，从成本控制的角度看，并且为了防止交换网络改造时业务的中断，计划的软交换网络的改造还是考虑保留原有的市话电缆。

3.2.2 软交换网络对核心传送层的要求

软交换系统的承载网络应是基于分组交换技术，对IP承载网的要求是：丢包率小于等于0.1%，传输时延小于等于100ms，网络抖动小于等于10ms。可以配备专用的光传输设备，专门为软交换网络的承载网络提供独立的、专用的以太网路由。网络的带宽不仅要考虑到话务模型、数据，同时还要注意用户容量以及单位用户带宽后再取值，而且还要留出一定的余量。

3.2.3 软交换网络对控制层的要求

控制层的主要设备之一是软交换机，主要特点有：

（1）程控呼叫和监视器控制；

（2）资源分配；

（3）协议信号处理；

（4）网络路由；

（5）确认；

（6）电话和计费等。

目前军用自动电话交换网仅仅需要向用户传送一个话音信号，建议选择采用固定宽带软交换设备，固定宽带软交换网络既能够有效地保证其现有窄带宽的话音服务不会受到影响，还可为固定宽带需求用户提供接口。

3.2.4 网络安全问题

软交换协议网络的信息传输传送承载方式主要是IP网，通信协议和多种主流媒体网络信息包的传送承载方式最主要的还是数据网络包。对比之前封闭的、使用专用系统的传统电路交换网发现，由于用户接入方式和接入地点的灵活和网络的开放性、自由性等原因，架构于IP网上的软交换网络更容易面临非法终端接入、网络攻击和病毒感染等安全威胁。

（1）网络设备的安全。软交换设备能够支持双归属，即两台软交换设备工作在互为备份的状态下，中继网关、信令网关和接入网关等设备在主软交换设备的控制下运行，从软交换设备可定时检查主软交换设备目前工作状态。主软交换设备出现任何故障，从软交换设备检测到故障即承担起主软交换设备所负责业务，各类网关会根据预先配置的地址信息向软交换机发起注册，完成主备用切换，也可通过网管手工切换。

（2）网络的安全。软交换应用软件系统作为一个专门且完全封闭的网络功能平台，其中接续管理控制的部分系统软件本身都具有良好的封闭性，和其他网络上的各种功能软件相互阻断和隔离，能够有效地防止病毒感染，与此同时，还能在服务器和客户端上安装防病毒软件，使网络免遭病毒的入侵和危害。

（3）终端的安全。为防止非法终端的接入，软交换控制中心对终端设备进行鉴权和认证。只有与自身数据库中保存的MAC地址信息一致的合法终端才能连接到该软交换网络中。

3.3 软交换网络组网方案

以市话汇接局A通信站为例。

在市话汇接局A通信站内采用两台软交换设备进行组网，实现热备份，A通信站与上级局（长途局或长市合一局）通过软交换设备组网。A通信站既可以通过中继网关（TG）与其他下级端局程控交换设备相接入组网，也可直接通过软交换接入网关（AG）组网，AG设备能够为客户点提供一个模拟的用户线接口，端局自动电话用户点也能够直接通过设置在端局的 AG 交换设备接入软交换网络。A通信站局内不对终端自动电话进行改造，利用现有市话电缆将自动电话通过接入网关（AG）接入软交换网络。组网方案如图3所示。

4 结论

本文通过对电路交换自动电话网系统的研究分析，结合电路交换自动电话网现状，对在军用自动电话网中采用软交换设备进行组网的技术可行性问题做深入研究探讨，期望能够为军用自动电话网未来改造和应用提供科学的理论依据。