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[摘 要]笔者详细阐述了软交换的四层网络结构，对接八层、传输层、控制层和应用层进行了详细分析，同时通过软交换的系统功能、软交换的增强型业务框架以及其各层间的协议等方面对软交换技术进行了阐述。
[关键词]软交换技术 网络结构 现状分析
前言
随着通信业务的迅速发展，通信网络从承载单一业务的独立网络向承载多种业务的统一的下一代网络(NGN)的方向发展。下一代网络要求能承载多种业务、采用开放的体系结构、网络结构灵活并易于扩充。软交换技术作为业务，控制与传送，接入分离思想的体现，是下一代网络体系结构中的关键技术，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。
除此以外，软交换机与PSTN的“硬”交换机也有许多共同的属性。比如说，它们都是相对集中控制和管理的系统设备，其系统中保存了所有面向用户的数据及其呼叫状态信息，只有这样才能满足电信运营要求对IP分组网的端点接人和与PSTN互通互连实施有效的呼叫业务控制和运维管理。下面就软交换的网络架构和功能等进行说明。
一、软交换分析
基于IP的传输基础结构，可以将呼叫控制设备(软交换机为主)，配合其它的IP技术和数据应用技术构造一个系统来支持多媒体和其他智能业务。将这样的系统称为软交换机系统。广义来讲，软交换机系统是呼叫、媒体和业务控制多种逻辑功能实体的集合。它提供包括电话终端、智能终端、多媒体终端业务的呼叫控制、连接以及部分其它业务功能。这样的软交换机系统可以用于NGN控制、管理业务接入和PSTN网络边缘的局端设备。通过这种方式，多种与呼叫控制相关的业务可以统一集成在这个系统中管理、运营。软交换机系统内部仍将采用多个分布式的子系统模式以便在集成的系统中灵活地提供包括语音在内的智能和多媒体业务的应用。
二、软交换的网络结构
软交换系统的逻辑结构包括软交换设备、应用服务器(还可能包括其他类型的服务器)、计费和帐务系统、操作维护管理系统、认证系统、各种网关设备及各种终端设备。基于它的网络系统结构如下图所示：
在该体系结构中，网络从纵向划分成4层：接入层、传输层、网络控制层、业务，应用层，各层之间采用标准化接口。
(1)媒体/接入层
媒体，接人层负责将各种不同的网络和终端设备接入软交换体系结构，将各种业务量进行集中，并利用公共的传送平台传送到目的地。接入层的设备包括各种不同的网络、终端设备以及各种网关设备。这些网络或终端设备可以是公众交换电话网、ATM网络、帧中继网络、移动网络、各种IP电话终端及模拟终端等，它们通过不同的阿关或接入设备接人核心网络。
信令网关(sG)提供信令网关则对No.7信令的底层承载协议进行转换，以便能在分组网内继续传送No.7信令，但高层协议保持不动，送到软交换设备中进行处理。
各类接人设备包括分组接人设备和综合接入设备。分组接人设备(PAD】用于采用H.323/SIP协议等的IP电话终端设备的接人。综合接人设备(IAD)为用户提供多种类型的业务接入，如模拟用户接入、不对称数字用户线接人、局域网接人、v5接人等。
各类终端设备包括SIP终端、H.248终端、MGCP终端或H.323终端。不同的终端可通过相应的协议，在统一的软交换控制下，实现互通。
(2)传输层
传输层对各种不同的业务和媒体流提供公共的传送平台。多采用基于分组的传送方式，目前比较公认的核心传送网为IP网或ATM骨干网。
(3)网络控制层
网络控制层完成呼叫控制、路由、认证、资源管理等功能。其主要实体为软交换设备。
(4)业务/应用层
业务，应用层在呼叫控制的基础上向最终用户提供各种增值业务，同时提供业务和网络的管理功能。该层的主要功能实体包括应用服务器、策略服务器、各种功能服务器、SCP等。
应用服务器(Application Serve)负责各种增值业务的逻辑产生和管理，并提供开放的应用编程接口(APT)，为第三方业务的开发提供统一公共的创作平台。
策略服务器(Policy Server)完成策略管理功能，定义各种资源接入和使用的标准。
各种功能服务器包括认证、授权和计费服务器提供接人认证和计费功能，及操作维护系统，对软交换系统的设备进行配置和管理。
三、软交换系统的功能
从上面的网络系统结构中，很容易看出，软交换系统应具有如下的主要功能：
(1)呼叫控制和处理功能
软交换设备处于网络体系结构的控制层，最主要的功能就是处理网络中和呼叫有关的业务，为基本呼叫的建立、维持和释放提供控制，包括呼叫处理、连接控制、智能呼叫触发检出和资源控制等。
接收来自业务交换功能的监视请求，并对与呼叫相关的事件进行处理，接收来自业务交换的呼叫控制相关信息，支持呼叫的建立和监视；
支持两方或多方呼叫控制功能，提供多方呼叫控制功能，包括多方呼叫特殊逻辑关系、呼叫成员的加入、退出、隔离、旁听和混音控制等；
识别媒体网关报告的用户摘机、拨号和挂机等事件，控制媒体网关向用户发送音信号，如拨号音、振铃音、回铃音等，满足运营商的拨号计划。
(2)能够实现各种异构网的互联互通
软交换体系结构，是一个开放性的体系结构，具有丰富的协议功能。体系架构中的所有网络部件之间相互独立，采用标准的接口协议。从而使各个部件既能独立发展、互不干涉，又能有机组合成一个整体，实现互联互通。
例如，在软交换体系中，传统的PSTN网被推向网络的边缘。通过媒体网关接入到软交换系统中，利用软交换进行呼叫中继或将呼叫终结在分组网内。信令网关则对No.7信令的底层承载协议进行转换，以便能在分组网内继续传送No.7信令，但高层协议保持不动，送到软交换设备中进行处理。通过媒体网关和信令网关这两个网元，实现了传统PSTN网与分组交换网的互通。
(3)具有强大的业务功能
在软交换体系结构中，业务的提供和呼叫控制相分离，软交换设备仅负责基本的呼叫控制，而将各种业务放到应用服务器上提供。
首先，软交换自身能够提供PSTN/ISDN交换机业务，包括基本业务和补充业务；还可以与现有智能网配合提供现有智能网所能提供的业务。
再者，应用服务器提供标准的、开放的API可编程接口。可以与第三方合作，提供各种增值业务和智能业务，从而使业务的提供更加灵活，使网络对各种业务的适应能力更强。
(4)与各种功能服务器交互，提供资源管理功能，认证，授权、计费功能以及地址解析、语音处理等功能。
四、基于软交换的增强的业务框架及其接口协议
(1)基于软交换的增值业务框架结构
软交换的引入形成了增强的业务框架，其中应用服务器完成增值业务的执行和管理，提供增值业务的开发平台，并处理与软交换间的接口信令；媒体服务器(Media Server)提供特殊业务(如IVR、会议和传真)的资源平台，处理与媒体网关间的承载接口。
(2)软交换体系结构的接口和采用的通信协议
软交换作为一个开放的实体，与外部的接口必须采用开放的协议。各种接口及其使用的协议如下：
1)媒体网关和软交换间的接口。用于传递软交换和媒体网关间的信令信息。此接口可使用信令控制传输协议(sCTP)或其他类似的协议。
2)软交换间的接口。实现不同软交换间的交互。此接口可以使用会话发起协议SIP-T或BICC(承载无关的呼叫控制)协议。
3)软交换与应用，业务之间的接口协议。提供访问各种数据库、三方应用平台、各种功能服务器等的接口，实现对增值业务、管理业务和三方应用的支持。如：
A、软交换与应用服务器间的接口，可以使用SIP协议或API(如Parlay)，提供对三方应用和各种增值业务的支持功能；
B、软交换与策略服务器间的接口，可使用COPS协议，实现对网络设备的工作进行动态干预；
c、软交换与网管中心问的接口，可使用SNMP协议，实现网络管理；
D、软交换与智能网SCP间的接口，可使用INAP协议，实现对现有智能网业务的支持。
五、结语
软交换技术结合了传统电话网的可靠性和IP技术的灵活性及有效性的优点，是传统电路交换网向分组网过渡的重要设备，其优势是传统电话网无法比拟的，它将是下一代网络的关键性技术，可以对PSTN向分组网络的过渡提供无缝连接，代表了网络发展的方向。
[关键词]软交换技术 网络结构 现状分析
前言
随着通信业务的迅速发展，通信网络从承载单一业务的独立网络向承载多种业务的统一的下一代网络(NGN)的方向发展。下一代网络要求能承载多种业务、采用开放的体系结构、网络结构灵活并易于扩充。软交换技术作为业务，控制与传送，接入分离思想的体现，是下一代网络体系结构中的关键技术，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。
除此以外，软交换机与PSTN的“硬”交换机也有许多共同的属性。比如说，它们都是相对集中控制和管理的系统设备，其系统中保存了所有面向用户的数据及其呼叫状态信息，只有这样才能满足电信运营要求对IP分组网的端点接人和与PSTN互通互连实施有效的呼叫业务控制和运维管理。下面就软交换的网络架构和功能等进行说明。
一、软交换分析
基于IP的传输基础结构，可以将呼叫控制设备(软交换机为主)，配合其它的IP技术和数据应用技术构造一个系统来支持多媒体和其他智能业务。将这样的系统称为软交换机系统。广义来讲，软交换机系统是呼叫、媒体和业务控制多种逻辑功能实体的集合。它提供包括电话终端、智能终端、多媒体终端业务的呼叫控制、连接以及部分其它业务功能。这样的软交换机系统可以用于NGN控制、管理业务接入和PSTN网络边缘的局端设备。通过这种方式，多种与呼叫控制相关的业务可以统一集成在这个系统中管理、运营。软交换机系统内部仍将采用多个分布式的子系统模式以便在集成的系统中灵活地提供包括语音在内的智能和多媒体业务的应用。
二、软交换的网络结构
软交换系统的逻辑结构包括软交换设备、应用服务器(还可能包括其他类型的服务器)、计费和帐务系统、操作维护管理系统、认证系统、各种网关设备及各种终端设备。基于它的网络系统结构如下图所示：
在该体系结构中，网络从纵向划分成4层：接入层、传输层、网络控制层、业务，应用层，各层之间采用标准化接口。
(1)媒体/接入层
媒体，接人层负责将各种不同的网络和终端设备接入软交换体系结构，将各种业务量进行集中，并利用公共的传送平台传送到目的地。接入层的设备包括各种不同的网络、终端设备以及各种网关设备。这些网络或终端设备可以是公众交换电话网、ATM网络、帧中继网络、移动网络、各种IP电话终端及模拟终端等，它们通过不同的阿关或接入设备接人核心网络。
信令网关(sG)提供信令网关则对No.7信令的底层承载协议进行转换，以便能在分组网内继续传送No.7信令，但高层协议保持不动，送到软交换设备中进行处理。
各类接人设备包括分组接人设备和综合接入设备。分组接人设备(PAD】用于采用H.323/SIP协议等的IP电话终端设备的接人。综合接人设备(IAD)为用户提供多种类型的业务接入，如模拟用户接入、不对称数字用户线接人、局域网接人、v5接人等。
各类终端设备包括SIP终端、H.248终端、MGCP终端或H.323终端。不同的终端可通过相应的协议，在统一的软交换控制下，实现互通。
(2)传输层
传输层对各种不同的业务和媒体流提供公共的传送平台。多采用基于分组的传送方式，目前比较公认的核心传送网为IP网或ATM骨干网。
(3)网络控制层
网络控制层完成呼叫控制、路由、认证、资源管理等功能。其主要实体为软交换设备。
(4)业务/应用层
业务，应用层在呼叫控制的基础上向最终用户提供各种增值业务，同时提供业务和网络的管理功能。该层的主要功能实体包括应用服务器、策略服务器、各种功能服务器、SCP等。
应用服务器(Application Serve)负责各种增值业务的逻辑产生和管理，并提供开放的应用编程接口(APT)，为第三方业务的开发提供统一公共的创作平台。
策略服务器(Policy Server)完成策略管理功能，定义各种资源接入和使用的标准。
各种功能服务器包括认证、授权和计费服务器提供接人认证和计费功能，及操作维护系统，对软交换系统的设备进行配置和管理。
三、软交换系统的功能
从上面的网络系统结构中，很容易看出，软交换系统应具有如下的主要功能：
(1)呼叫控制和处理功能
软交换设备处于网络体系结构的控制层，最主要的功能就是处理网络中和呼叫有关的业务，为基本呼叫的建立、维持和释放提供控制，包括呼叫处理、连接控制、智能呼叫触发检出和资源控制等。
接收来自业务交换功能的监视请求，并对与呼叫相关的事件进行处理，接收来自业务交换的呼叫控制相关信息，支持呼叫的建立和监视；
支持两方或多方呼叫控制功能，提供多方呼叫控制功能，包括多方呼叫特殊逻辑关系、呼叫成员的加入、退出、隔离、旁听和混音控制等；
识别媒体网关报告的用户摘机、拨号和挂机等事件，控制媒体网关向用户发送音信号，如拨号音、振铃音、回铃音等，满足运营商的拨号计划。
(2)能够实现各种异构网的互联互通
软交换体系结构，是一个开放性的体系结构，具有丰富的协议功能。体系架构中的所有网络部件之间相互独立，采用标准的接口协议。从而使各个部件既能独立发展、互不干涉，又能有机组合成一个整体，实现互联互通。
例如，在软交换体系中，传统的PSTN网被推向网络的边缘。通过媒体网关接入到软交换系统中，利用软交换进行呼叫中继或将呼叫终结在分组网内。信令网关则对No.7信令的底层承载协议进行转换，以便能在分组网内继续传送No.7信令，但高层协议保持不动，送到软交换设备中进行处理。通过媒体网关和信令网关这两个网元，实现了传统PSTN网与分组交换网的互通。
(3)具有强大的业务功能
在软交换体系结构中，业务的提供和呼叫控制相分离，软交换设备仅负责基本的呼叫控制，而将各种业务放到应用服务器上提供。
首先，软交换自身能够提供PSTN/ISDN交换机业务，包括基本业务和补充业务；还可以与现有智能网配合提供现有智能网所能提供的业务。
再者，应用服务器提供标准的、开放的API可编程接口。可以与第三方合作，提供各种增值业务和智能业务，从而使业务的提供更加灵活，使网络对各种业务的适应能力更强。
(4)与各种功能服务器交互，提供资源管理功能，认证，授权、计费功能以及地址解析、语音处理等功能。
四、基于软交换的增强的业务框架及其接口协议
(1)基于软交换的增值业务框架结构
软交换的引入形成了增强的业务框架，其中应用服务器完成增值业务的执行和管理，提供增值业务的开发平台，并处理与软交换间的接口信令；媒体服务器(Media Server)提供特殊业务(如IVR、会议和传真)的资源平台，处理与媒体网关间的承载接口。
(2)软交换体系结构的接口和采用的通信协议
软交换作为一个开放的实体，与外部的接口必须采用开放的协议。各种接口及其使用的协议如下：
1)媒体网关和软交换间的接口。用于传递软交换和媒体网关间的信令信息。此接口可使用信令控制传输协议(sCTP)或其他类似的协议。
2)软交换间的接口。实现不同软交换间的交互。此接口可以使用会话发起协议SIP-T或BICC(承载无关的呼叫控制)协议。
3)软交换与应用，业务之间的接口协议。提供访问各种数据库、三方应用平台、各种功能服务器等的接口，实现对增值业务、管理业务和三方应用的支持。如：
A、软交换与应用服务器间的接口，可以使用SIP协议或API(如Parlay)，提供对三方应用和各种增值业务的支持功能；
B、软交换与策略服务器间的接口，可使用COPS协议，实现对网络设备的工作进行动态干预；
c、软交换与网管中心问的接口，可使用SNMP协议，实现网络管理；
D、软交换与智能网SCP间的接口，可使用INAP协议，实现对现有智能网业务的支持。
五、结语
软交换技术结合了传统电话网的可靠性和IP技术的灵活性及有效性的优点，是传统电路交换网向分组网过渡的重要设备，其优势是传统电话网无法比拟的，它将是下一代网络的关键性技术，可以对PSTN向分组网络的过渡提供无缝连接，代表了网络发展的方向。