： Ｃｈｉｎａ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ 信息技术 浅谈软交换技术及应用 王学志 （中国铁通集团有限公司邯郸分公司） 摘要：文章简要的介绍了软交换技术，包括软交换产生的背景及其概念、特点、功能、支持的协议，最后结合实际探索了其在网络中 的应用。 关键词：软交换；ＮＧＮ；协议 中图分类号：ＴＰ３９３．０８ 文献标识码：Ａ 软交换技术产生的背景 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的电 一、优势在于将应用层和控制层与核心网络完全 分开，有利于以最快的速度、最有效的方式引 入各种新业务。 可以采用ＳＩＰ协议实现与未来ＳＩＰ网络体系 的互通；可以采用ＳＩＰ或ＢＩＣＣ协议与其他软 交换技术互联；还可以提供ＩＰ网内Ｈ．２４８终 话，通过一套基于ＰＣ服务器的呼叫控制软件 （ＣａｌｌＭａｎａｇｅｒ、ＣａｌｌＳｅｒｖｅｒ），实现ＰＢＸ功能 （ＩＰＰＢＸ）。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， ＳｏｆｔＳｗｉｔｃｈ（软交换）技术应运而生。 二、软交换技术的概念 软交换是下一代网络的控制功能实体， 为下一代网络（ＮＧＮ）具有实时性要求的业务 的提供呼叫控制和连接控制功能，是下一代 网络呼叫与控制的核心。 从广义上看，软交换是一种体系结构，利 用该体系结构可以建立ＮＧＮ的网络框架，其 功能涵盖了ＮＧＮ的层次结构中的接入和传 输层、媒体层、控制层、业务和应用层，主要由 服务器、软交换设备、媒体网关、信令网关、综 合接人设备等组成。 从狭义上看，软交换可以理解为是定义 在控制层而上的软交换设备，一般根据应用 也可称为呼叫代理、呼叫服务器、媒体网关控 制器等。在传统的交换节点中，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 从网络中分离出来，以分组网代替交换矩阵 的功能，开放业务、控制、接人间的协议，可以 更方便地引入新生业务。 务，应用 ［互 ’ ［ ［ 驷 ．Ｉ ／ ｇ圈…．．圆 传辅屉＜二————— —喜 二— 嫌体／蔷＾层ｌ ｔｔ夸嘲篾｛ ｆ媒体脚＿蔗Ｉ １誊奖接＾阀蔗 网１软交换系统的结构 三、软交换技术的特点及功能 １．软交换的主要特点有： （１）高效灵活软交换体系结构的最大 一４８一 中国新技术新产品 （２）开放性 由于软交换体系架构中的 所有网络部件之间采用标准协议，因此各个 部件之间既能独立发展，又能有机地组成一 个整体，实现互联互通。 （３）多用户 模拟用户、数字用户、移动 用户、ＡＤＳＬ用户、ＩＳＤＮ用户、ＩＰ窄带网络 用户、ＩＰ宽带网络用户都可以享用软交换提 供的业务。 （４）强大的业务功能软交换可以提供 包括语音、数据、多媒体等各种业务，这也是 软交换被越来越多的运营商接受和利用的主 要原因。 ２揿交换的主要功能 （１）媒体网关接入功能 媒体网关功能是接入到ＩＰ网络的一个 端点／网络中继或几个端点的集合，它是分 组网络和外部网络之间的接口设备，提供媒 体流映射或代码转换的功能。例如， ＰＳＴＮ／ＩＳＤＮＩＰ中继媒体网关、ＡＴＭ媒体网关、 用户媒体网关和综合接入网关等，支持 ＭＧＣＰ协议和Ｈ．２４８／ＭＥＧＡＣＯ协议来实现资 源控制、媒体处理控制、信号与事件处理、连 接管理、维护管理、传输和安全等多种复杂的 功能。 （２）呼叫控制和处理功能 呼叫控制和处理功能是软交换的重要功 能之一，可以说是整个网络的灵魂。它可以为 基本业务／多媒体业务呼叫的建立、保持和 释放提供控制功能，包括呼叫处理、连接控 制、智能呼叫触发检出和资源控制等。支持基 本的双方呼叫控制功能和多方呼叫控制功 能，多方呼叫控制功能包括多方呼叫的特殊 逻辑关系、呼叫成员的加入／退出／隔离／旁 听等。 （３）业务提供功能 在网络从电路交换向分组交换的演进过 程中，软交换技术必须能够实现ＰＳＴＮ／ＩＳＤＮ 交换机所提供的全部业务，包括基本业务和 补充业务，还应该与现有的智能网配合提供 智能网业务，也可以与第三方合作，提供多种 增值业务和智能业务。 （４）互连互通功能 下一代网络并不是一个孤立的网络，尤 其是在现有网络向下一代网络的发展演进 中，不可避免地要实现与现有网络的协同工 作、互连互通、平滑演进。例如，可以通过信令 网关实现分组网与现有７号信令网的互通； 可以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；可以采用Ｈ．３２３协议 实现与现有Ｈ．３２３体系的ＩＰ电话网的互通； 端、ＳＩＰ终端和ＭＧＣＰ终端之间的互通。 ｆ５）协议功能 软交换是一个开放的、多协议的实体，因 此必须采用各种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 地保护用户投资并充分发挥现有通信网络的 作用。这些协议包括Ｈ．３２３、ＳＩＰ、Ｈ．２４８、 ＭＧＣＰ、ＳＩＧＴＲＡＮ、ＲＴＰ、ＩＮＡＰ等。 ｆ６）资源管理功能 软交换应提供资源管理功能，对系统中 的各种资源进行集中管理，如资源的分配、释 放、配置和控制，资源状态的检测，资源使用 情况统计，设置资源的使用门限等。 ｆ７）计费功能 软交换应具有采集详细话单及复式计次 功能，并能够按照运营商的需求将话单传送 到相应的计费中心。 ｆ８）认证与授权功能 软交换应支持本地认证功能，可以对所 管辖区域内的用户、媒体网关进行认证与授 权，以防止非法用户，设备的接入。同时，它 应能够与认证中心连接，并可以将所管辖区 域内的用户、媒体网关信息送往认证中心进 行接人认证与授权，以防止非法用户，设备的 接人。 （９）地址解析功能 软交换设备应可以完成Ｅ．１６４地址至ＩＰ 地址、别名地址至ＩＰ地址的转换功能，同时 也可以完成重定向的功能。对于号码分析和 存储功能，要求软交换技术支持存储主叫号 码２０位，被叫号码２４位，而且具有分析１０ 位号码然后选取路由的能力，具有在任意位 置增、删号码的能力。 ｆ１Ｏ）话音处理功能 软交换设备应可以控制媒体网关是否采 用语音信号压缩，并提供可以选择的话音压 缩算法，算法应至少包括Ｇ．７２９、Ｇ．７２３．１算 法，可选Ｇ．７２６算法。同时，可以控制媒体网 关是否采用回声抵消技术，并可对话音包缓 存区的大小进行设置，以减少抖动对话音质 量带来的影响。 四、软交换支持的协议 １．Ｈ．２４８、ＭＧＣＰ协议 Ｈ＿２４８是由ＩＴＵ—Ｔ提出的，相应ＩＥＴＦ（ｉｎ— ｔｅｒｎｅｔ ｅｎｇｉ—ｎｅｅｒｉｎｇ ｔａｓｋ ｆｏｒｃｅ）提出的标准为 ＭＥＧＡＣＯ（ｍｅｄｉａ ｇａｔｅｗａｙ ｃｏｎｔｒｏ１），两者基本一 致，成为ＩＴＵ—Ｔ和ＩＥＴＦ联合批准的信令协 议。这标志着电信界与因特网界为推进下一 代网建设而作出的一次重大努力。该协议引 入了终结点和关联两个概念，通过８个命令 信息技术 Ｃｈｉｎａ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃ： ｔｓ 完成终结点和关联之间的操作，从而完成呼 ＣＯＰＳ（ｃｏｍｍｏｎ ｏｐｅｎ ｐｏｌｉｃｙ ｓｅｒｖｅｒ）是一个问答 音长途网的改造和扩容中获得了广泛的应 叫的建立和释放。ＭＧＣＰ也是由ＩＥＴＦ提出 式协议用来在策略服务器与ｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈ之间 用。 但比ＭＥＧＡＣＯ提出的时间早，没有ＭＥＧＡＣＯ 交换策略信息。 ２．软交换在网络智能化改造中的应用 完善。 ＲＡＤＩＵＳ ｒｅｍｏｔｅ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｄｉａｌ—ｉｎ 在ＰＳＴＮ网络智能化改造过程中使用软 ２．Ｈ．３２３、ＳＩＰ协议 ｕｓｅｒ ｓｅｒｖｉｃｅ）是当前流行的ＡＡＡ（ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ、 交换机也是软交换应用的一个方向。在这种 Ｈ．３２３协议是ＩＴＵ—Ｔ制订的分组通信网 ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ、ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ），授权、验证和计费 应用中，软交换机主要用于替代ＰＳＴＮ汇接 上多媒体通信的协议集，主要包含ＲＡＳ（ｒｅｇ— 协议，采用客户机／服务器结构、请求／响应 局交换机。 ｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｄｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｓｔａｔｕｓ）协议、Ｈ．２２５．０ 的操作模式，集中管理用户验证、口令加密、 用软交换替代传统汇接局交换机，可以 协议、Ｈ．２４５协议。其中ＲＡＳ协议用于完成终 服务选择过滤和呼叫计费。ＲＡＤＩＵＳ采用 为网络带来更低的维护成本。另外得益于软 端与关守之间的登记注册、授权许可、带宽改 ＵＤＰ（ｕｓｅｔ ｄａｔａｇｒａｍ ｐｒｏｔｏ—ｃｏ１）作为传输协议， 交换网络容量大、扩容方便的优势，在今后本 变、脱离解除等过程；Ｈ．２２５．０协议用于建立媒 使用１８１２端口作为验证端口、１８１３端口作 地网规模不断扩大的情况下，在承载资源充 体控制信道（Ｈ．２４５逻辑信道），采用类似 为计费端口。 足的前提下，只需在端局层面放置更多接入 Ｎ—ＩＳＤＮ中Ｏ．９３１协议的呼叫建立流程建立 ６．ＳＣＴＰ协议 网关（ＡＧ）或中继网关 Ｇ），在软交换设备中相 ｔｔ．３２３设备之问媒体控制信道；Ｈ．２４５协议负 责终端之间的能力交换、打开关闭媒体流逻 辑信道。目前Ｈ．３２３协议在ＩＰ电话中得到广 泛应用。 ＳＩＰ协议是ＩＥＴＦ提出的在ＩＰ网络上进 行多媒体通信的应用层控制协议：会话初始 协议。其设计思想与Ｈ．３２３完全不同，采用基 于文本格式的客户机、服务器方式，以文本的 形式表示消息的语法、语义和编码。ＳＩＰ协议 具有简单灵活、易扩展的特点，成为Ｈ．３２３协 议的强大竞争对手。 ３．ＢＩＣＣ协议 ＢＩＣＣ（ｂｅａｒ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｃａｌｌ ｃｏｎｔｒｏ１）协议 是ＩＴＵ—Ｔ提出的用于建立、修改、终结呼叫的 应用层控制协议，基于ＩＳＵＰ形式，采用呼叫 信令和承载功能分离的思路，使得异种承载 网络之间的业务互通变得十分简单，ＢＩＣＣ是 可用于ｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈ设备之间的信令协议。在 ｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈ之间可采用ＢＩＣＣ或ＳＩＰ，具体采用 哪一中尚未有定论。 ４．Ｐａｒｌａｙ技术 应用服务器通过ＰａｒｌａｙＡＰＩ与ｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈ 通信，提供各种新业务。ＰａｒｌａｙＡＰＩ是一组开 放的、技术独立、可扩展的ＡＰＩ，目前提供两 大类接口：业务接口（提供给高层应用访问网 络资源和信息的能力）和框架接口（为业务接 口提供相应的支持功能，如安全、管理等）。第 ３方业务开发商、独立软件提供商通过ＡＰＩ 接口可大大降低新业务的开放周期，彻底突 破了现有智能网业务开发的封闭性。Ｐａｒ— ｌａｙＡＰＩ采用面向对象的方法，使用ＵＭＬ（ｕｎｉ— ｌｆｅｄ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｌａｎｇｕａｇｅ）进行描述。在具体实 现过程中可采用具体的网络技术，如ＣＯＲ— ＢＡ、Ｊａｖａ，使用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ＩＤＬ、ＣＯＲＢＡ ＩＤＬ语 言。ＰａｒｌａｙＡＰＩ具有以下特征：面向对象，支持 多媒体，可管理性，安全性，简单，可扩充，支 持定位功能，网络独立性。 Ｐａｒｌａｙ技术目前还处于发展阶段，可以 预料当Ｐａｒｌｙａ技术成熟并市场化后，必将给 网络业务带来巨大的发展。与Ｐａｒｌａｙ技术处 于竞争地位的是ＪＡＩＮ（ｊａｖａ ａｄｖａｎｃｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｎｅｔｗｏｒｋ）技术。 ５．ＬＤＡＰ、ＣＯＰＳ、ＲＡＤＩＵＳ协议 ＬＤＡＰ（１ｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ ｄｉｒｅｃｔｏｒｙ ａｃｃｅｓｓ ｐｒｏｔｏ－ ｃｏ１）是简易的目录访问协议，定义了客户和服 务器之间如何通信来得到目录信息。ＬＤＡＰ 服务器持有一个包含用户．晴况、应用与相应 网络策略的目录簿，通过它，网络运营商能针 对特定的用户需求给出服务水平协议（ＳＬＡ） 和分层次的带宽服务，ｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈ通过对目录 服务器的访问对应用进行优先化处理以及对 服务需求进行管理。 ＳＣＴＰ（ｓｉｍｐｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｐｒｏｔｏ— ｃｏ１）是为了在ＩＰ网上传输信令消息而设计的 通用信令传输协议，它为命令报文的传输提 供可靠、有序的传输服务。ＳＣＴＰ与ＴＣＰ一样 是面向连接的可靠传输协议，但相对ＴＣＰ又 具有一些改进和特色，使ＳＣＴＰ更加适合于 提供信令消息的传输服务，如它克服了ＴＣＰ 不能及时知道连接中断的缺点；它是面向报 文的连接协议，而ＴＣＰ是面向流的连接等。 ＳＣＴＰ可以在ＩＰ网上承载七号信令，实 现ＩＰ网和现有七号信令网、智能网的互通。 同时ＳＣＴＰ还可以承载Ｈ．２４８、ＳＩＰ、ＢＩＣＣ等信 令协议，预计ｓｃＴＰ将成为ＩＰ网上控制协议 的主要承载者。 五、软交换技术的应用 伴随着软交换多年的发展，现网上已经 出现了很多的软交换应用。在这些应用中，有 两类应用非常符合软交换以分组交换为基础 提供传统话音业务的定位。这两类应用分别 是：软交换在语音长途网中的应用以及软交 换在固网智能化改造中的应用。 事实上还有一类应用，就是３ＧＰＰ系统 网络结构中的电路域（ｃｓ）应用。因为３ＧＰＰ Ｒ４和Ｒ５等版本系统网络结构中的ｃｓ控制 实体一移动交换中心服务器（ＭＳＣ Ｓｅｖｒｅｒ）， 采用的就是移动软交换技术。 １．软交换在语音长途网中的应用 软交换在语音长途网中的应用，最能够 体现出软交换的技术优势。 首先，软交换应用于语音长途网相比于 传统电路交换具有如下优势：ｆ１）更大的系统 容量使得网络结构更简单。（２）资源调配效率 更高。软交换设备的呼叫处理能力大于传统 交换机，因此在部署语音长途网时，可以设置 更少的交换节点。交换节点的减少所带来的 优势是非常明显的，最直接的好处是网络结 构变得简单，路由的配置和维护也更为容易。 间接的好处还有减少了机房的占用面积，降 低了传输资源配置的难度等等。由于软交换 网络是基于分组交换的，并且实现了控制与 承载分离，因此相对于电路交换来说对资源 进行重新调配更为简单，效率也更高。在调整 承载资源时，网络结构以及信令路由等都不 需要做相应的变化。 其次，软交换应用于语音长途网，回避了 这种技术在其他场景应用所遇到的问题。第 一，长途网软交换不携带终端用户，避免了安 全攻击、用户资源控制等问题；第二，长途网 不涉及城域网或接入网，而骨干ＩＰ传输网的 带宽又比较容易保障，因此也不存在ＱｏＳ保 障问题。 正是基于上述原因，软交换在ＰＳＴＮ语 应地增加处理板，对网络的架构没有任何影 响。 另一方面，软交换对智能网的支持也使 得其足以胜任这一角色。对智能网应用协议 （ＩＮＡＰ）的支持已经成为软交换设备的一种必 备能力，无论采用ＩＰ承载ＩＮＡＰ（ＩＮＡＰ ｏｖｅｒ ＩＰ）的方式，还是通过信令网关（ｓＧ）进行信令 转接的方式，软交换都可以很容易地实现与 传统智能网设备的对接，同时软交换本身还 可以具备业务交换点（ｓＳＰ）的功能。 当然，正如前面讨论软交换网络架构部 分中提及的，软交换在应用于网络智能化改 造时，可能需要支持外置的用户签约属性集 中数据库，因为使用外置的签约属性数据库 是实现网络智能化业务触发的主流方式。 结束语 在未来的发展中，软交换应该主要定位 于继承传统的话音业务，同时可以适当地发 展一些基本的ＩＰ多媒体业务。在此定位的基 础上，软交换仍然可以在ＰＳＴＮ长途网、网络 智能化改造等方面获得大量的应用。同时，基 于业务发展及服务质量提高的需求，软交换 网络架构也将不断向前发展。总之，只要人们 理性地看待软交换，并以实用为原则，即使在 ＩＭＳ已经大行其道的今天，软交换仍然能够 获得足够的发展空间。 参考文献 ［１］洪钧，李爱军，李明基．基于软交换的多 媒体应用方案『Ｊ１．中兴通讯技术，２００２。８（２）： １—５． ［２］刘继明．软交换技术［Ｊ］．中兴通讯技术， ２００１，７（２）：１０－１５． 『３１倪明，朱越。雷海强．软交换在ＰＳＴＮ网络 演进中的应用策略ｆＪ１．中兴通讯技术，２００２，８ （５）：２７－３０． ［４］赵慧玲．ＮＧＮ和软交换［Ｊ］．中兴通讯技术， ２００５，１ １（３）：３０－３３． 【５】雷震洲．关注ＮＧＮ的两大走向：网络融合 和机对机应用『Ｊ１．中兴通讯技术，２０ｏ５，ｌ１ｆ４）： ６—１０． 中国新技术新产品 一４９—