要 本文首先分析了軟交換技術(shù)的產(chǎn)生原因，然后對(duì)軟交換技術(shù)做了簡(jiǎn)要介紹，并針對(duì)目前軟交換設(shè)備所能夠提供的業(yè)務(wù)，提出了軟交換網(wǎng)的應(yīng)用，最后，對(duì)采用軟交換技術(shù)組網(wǎng)中應(yīng)注意的問題進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞 軟交換 TG SG AG IAD IP

軟交換技術(shù)產(chǎn)生的背景

人類的通信包括話音、數(shù)據(jù)、視頻與音頻組合的多媒體三大內(nèi)容。一直以來，上述三類通信業(yè)務(wù)均是分別由不同的通信網(wǎng)來承載和疏通。電話網(wǎng)承載和疏通語音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)網(wǎng)承載和疏通數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，多媒體網(wǎng)承載和疏通多媒體業(yè)務(wù)。

隨著社會(huì)信息化程度的進(jìn)一步加深，通信已經(jīng)成為人們生活和工作中不可缺少的工具，人們對(duì)通信要求也不再僅僅是基本的語音通信業(yè)務(wù)和簡(jiǎn)單的WWW瀏覽和收發(fā)E-mail，人們需要的是能夠隨時(shí)、隨地、靈活地獲取所需要的信息。因此要求電信運(yùn)營(yíng)商能夠靈活地為用戶提供豐富的電信業(yè)務(wù)，而基于由不同通信網(wǎng)絡(luò)提供不同業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)模式難以滿足用戶“靈活地獲取所需要的信息”的需求，只有構(gòu)建一個(gè)"全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)——即能夠同時(shí)承載和疏通語音、數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)”才能滿足用戶日益增長(zhǎng)的對(duì)通信業(yè)務(wù)的需求。

電話網(wǎng)的歷史最為悠久，其核心是電話交換機(jī)，電話交換機(jī)經(jīng)歷了磁石式、共用電池式、步進(jìn)制、縱橫制、程控制5個(gè)發(fā)展階段，其差別在于交換機(jī)的實(shí)現(xiàn)方式發(fā)生了改變。程控制電話交換機(jī)的出現(xiàn)是一個(gè)歷史性的變革，它采用了先進(jìn)的體系結(jié)構(gòu)，其功能可以分為呼叫業(yè)務(wù)接入、路由選擇(交換)和呼叫業(yè)務(wù)控制3部分，其中的交換和呼叫業(yè)務(wù)控制功能均主要是通過程序軟件來實(shí)現(xiàn)。但其采用的資源獨(dú)占的電路交換方式，以及為通信的雙方提供的對(duì)等的雙向64kbit/s固定帶寬通道不適于承載突發(fā)數(shù)據(jù)量大、上下行數(shù)據(jù)流量差異大的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

數(shù)據(jù)網(wǎng)的種類繁多，根據(jù)其采用的廣域網(wǎng)協(xié)議不同，可將其分為DDN、X.25、幀中繼和IP網(wǎng)，由于IP網(wǎng)具有協(xié)議簡(jiǎn)單、終端設(shè)備價(jià)格低廉、以及基于IP協(xié)議的WWW業(yè)務(wù)的開展，基于IP協(xié)議的Internet呈爆炸式發(fā)展，一度成為了數(shù)據(jù)網(wǎng)的代名詞。IP網(wǎng)要求用戶終端將用戶數(shù)據(jù)信息均封裝在IP包中，IP網(wǎng)的核心設(shè)備——路由器僅是完成“盡力而為”的IP包轉(zhuǎn)發(fā)的簡(jiǎn)單工作，它采用資源共享的包交換方式，根據(jù)業(yè)務(wù)量需要?jiǎng)討B(tài)地占用上下行傳輸通道，因此IP網(wǎng)實(shí)際上僅是一個(gè)數(shù)據(jù)傳送網(wǎng)，其本身并不提供任何高層業(yè)務(wù)控制功能，若在IP網(wǎng)上開放語音業(yè)務(wù)，必須額外增加電話業(yè)務(wù)的控制設(shè)備。值得一提的是，IP網(wǎng)中傳送的IP包能夠承載任何用戶數(shù)據(jù)信息，為實(shí)現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、多媒體流等多種信息在一個(gè)承載網(wǎng)中傳送創(chuàng)造了條件。

可見，電話網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)均存在一定的先天缺陷、無法通過簡(jiǎn)單地改造而成為一個(gè)“全業(yè)務(wù)網(wǎng)”，因此，為了能夠?qū)崿F(xiàn)在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上同時(shí)提供語音、數(shù)據(jù)以及多媒體業(yè)務(wù)，即通信業(yè)務(wù)的融合，產(chǎn)生了軟交換(softswitch)技術(shù)。

軟交換技術(shù)介紹

1. 軟交換網(wǎng)絡(luò)的總體結(jié)構(gòu)

軟交換技術(shù)采用了電話交換機(jī)的先進(jìn)體系結(jié)構(gòu)，并采用IP網(wǎng)中的IP包來承載話音、數(shù)據(jù)以及多媒體流等多種信息。

一部程控電話交換機(jī)可以劃分為業(yè)務(wù)接入、路由選擇(交換)和業(yè)務(wù)控制3個(gè)功能模塊，各功能模塊通過交換機(jī)的內(nèi)部交換網(wǎng)絡(luò)連接成一個(gè)整體。軟交換技術(shù)是將上述3個(gè)功能模塊獨(dú)立出來，分別由不同的物理實(shí)體實(shí)現(xiàn)，同時(shí)進(jìn)行了一定的功能擴(kuò)展，并通過統(tǒng)一的IP網(wǎng)絡(luò)將各物理實(shí)體連接起來，構(gòu)成了軟交換網(wǎng)絡(luò)。

電話交換機(jī)的業(yè)務(wù)接入功能模塊對(duì)應(yīng)于軟交換網(wǎng)絡(luò)的邊緣接入層；路由選擇(交換)功能模塊對(duì)應(yīng)于軟交換網(wǎng)絡(luò)的控制層；業(yè)務(wù)控制模塊對(duì)應(yīng)于軟交換網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)應(yīng)用層；IP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了軟交換網(wǎng)的核心傳送層。

2. 邊緣接入層

軟交換技術(shù)將電話交換機(jī)的業(yè)務(wù)接入模塊獨(dú)立成為一個(gè)物理實(shí)體，稱為媒體網(wǎng)關(guān)(MG)，MG功能是采用各種手段將各種用戶及業(yè)務(wù)接入到軟交換網(wǎng)絡(luò)中，MG完成數(shù)據(jù)格式和協(xié)議的轉(zhuǎn)換，將接入的所有媒體信息流均轉(zhuǎn)換為采用IP協(xié)議的數(shù)據(jù)包在軟交換網(wǎng)絡(luò)中傳送。

根據(jù)MG接入的用戶及業(yè)務(wù)不同，MG可以細(xì)分為以下幾類。

中繼媒體網(wǎng)關(guān)(TG)：用于完成與PSTN/PLMN電話交換機(jī)的中繼連接，將電話交換機(jī)PCM中繼中的64kbit/s的語音信號(hào)轉(zhuǎn)換為IP包。

信令網(wǎng)關(guān)(SG)：用于完成與PSTN/PLMN電話交換機(jī)的信令連接，將電話交換機(jī)采用的基于TDM電路的七號(hào)信令信息轉(zhuǎn)換為IP包。

TG和SG共同完成了軟交換網(wǎng)與采用TDMA電路交換的PSTN/PLMN電話網(wǎng)的連接，將PSTN/PLMN網(wǎng)中的普通電話用戶及其業(yè)務(wù)接入到了軟交換網(wǎng)中。接入網(wǎng)關(guān)(AG)：提供模擬用戶線接口，用于直接將普通電話用戶接入到軟交換網(wǎng)中，可為用戶提供PSTN提供的所有業(yè)務(wù)，如電話業(yè)務(wù)、撥號(hào)上網(wǎng)業(yè)務(wù)等，它直接將用戶數(shù)據(jù)及用戶線信令封裝在IP包中。

綜合接入設(shè)備(IAD，Integrated Access Device)：一類IAD同時(shí)提供模擬用戶線和以太網(wǎng)接口，分別用于普通電話機(jī)的接入和計(jì)算機(jī)設(shè)備的接入，適用于分別利用電話機(jī)使用電話業(yè)務(wù)、利用計(jì)算機(jī)使用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶；另一類IAD僅提供以太網(wǎng)接口，用于計(jì)算機(jī)設(shè)備的接入，適用于利用計(jì)算機(jī)同時(shí)使用電話業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶，此時(shí)需在用戶計(jì)算機(jī)設(shè)備中安裝專用的“軟電話軟件”。

多媒體業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)(MSAG，Media Servers Access Gateway)：用于完成各種多媒體數(shù)據(jù)源的信息，將視頻與音頻混合的多媒體流適配為IP包。 H.323網(wǎng)關(guān)：用于連接采用H.323協(xié)議的IP電話網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。

無線接入媒體網(wǎng)關(guān)(WAG，Wireless Access Gateway)：用于將無線接入用戶連接至軟交換網(wǎng)。

可見，AG、TG和SG共同完成了電話交換機(jī)的業(yè)務(wù)接入功能模塊的功能，實(shí)現(xiàn)了普通PSTN/PLMN電話用戶的語音業(yè)務(wù)的接入，并將語音信息適配為適合在軟交換網(wǎng)內(nèi)傳送的IP包。同時(shí)軟交換技術(shù)還對(duì)業(yè)務(wù)接入功能進(jìn)行了擴(kuò)展，體現(xiàn)在IAD、MSAG、H.323 GW、WAG等幾類媒體網(wǎng)關(guān)。通過各類MG，軟交換網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了將PSTN/PLMN用戶、H.323 IP電話網(wǎng)用戶、普通有線電話用戶、無線接入用戶的語音、數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)的綜合接入。

3. 控制層

軟交換技術(shù)將電話交換機(jī)的交換模塊獨(dú)立成為一個(gè)物理實(shí)體，稱為軟交換機(jī)(SS)，SS的主要功能是完成對(duì)邊緣接入層中的所有媒體網(wǎng)關(guān)的業(yè)務(wù)控制及媒體網(wǎng)關(guān)之間通信的控制，具體功能如下。

(1) 根據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用層相關(guān)服務(wù)器中登記的用戶屬性，確定用戶的業(yè)務(wù)使用權(quán)限，以確定是否接受用戶發(fā)起的業(yè)務(wù)請(qǐng)求。

(2) 對(duì)邊緣接入層的各種媒體網(wǎng)關(guān)的資源進(jìn)行控制，控制各個(gè)媒體網(wǎng)關(guān)資源的使用，并掌握各個(gè)媒體網(wǎng)關(guān)的資源占用情況，以確定是否有足夠的網(wǎng)絡(luò)通信資源以滿足用戶所申請(qǐng)的業(yè)務(wù)要求。

(3) 完成呼叫的路由選擇功能，根據(jù)用戶發(fā)起業(yè)務(wù)請(qǐng)求的相關(guān)信息，確定哪些媒體網(wǎng)關(guān)之間應(yīng)建立通信連接關(guān)系，并通知這些媒體網(wǎng)關(guān)之間建立通信連接關(guān)系并進(jìn)行通信，以及在通信過程中所采用的信息壓縮編碼方式、是否啟用回聲抑制等功能。

(4) 對(duì)媒體網(wǎng)關(guān)之間的通信連接狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和控制，在用戶業(yè)務(wù)使用完成后，指示相應(yīng)的媒體網(wǎng)關(guān)之間斷開通信連接關(guān)系。

(5) 計(jì)費(fèi)。由于軟交換機(jī)只是控制業(yè)務(wù)的接續(xù)，而用戶之間的數(shù)據(jù)流是不經(jīng)過軟交換機(jī)的，因此軟交換機(jī)只能實(shí)現(xiàn)按接續(xù)時(shí)長(zhǎng)計(jì)費(fèi)，而無法實(shí)現(xiàn)按信息量計(jì)費(fèi)。若要求軟交換機(jī)具備按信息量計(jì)費(fèi)的功能，則要求媒體網(wǎng)關(guān)具備針對(duì)每用戶的每次使用業(yè)務(wù)的信息量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的功能，并能夠?qū)⒔y(tǒng)計(jì)結(jié)果傳送給軟交換機(jī)。

(6) 與H.323網(wǎng)的關(guān)守(GK)交互路由等消息，以實(shí)現(xiàn)軟交換網(wǎng)與H.323 IP電話網(wǎng)的互通。

4. 業(yè)務(wù)應(yīng)用層

軟交換技術(shù)將電話交換機(jī)的業(yè)務(wù)控制模塊獨(dú)立成為一個(gè)物理實(shí)體，稱為應(yīng)用服務(wù)器(AS)，AS的主要功能是完成業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)，具體功能如下。 (1) 存儲(chǔ)用戶的簽約信息，確定用戶對(duì)業(yè)務(wù)的使用權(quán)限，一般采用專用的用戶數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器+AAA服務(wù)器或智能網(wǎng)SCP來實(shí)現(xiàn)。

(2) 采用專用的應(yīng)用服務(wù)器和智能網(wǎng)SCP(要求軟交換機(jī)具備SSP功能)來實(shí)現(xiàn)YDN 065-1997《郵電部電話交換設(shè)備總技術(shù)規(guī)范書》中定義的基本電話業(yè)務(wù)及其補(bǔ)充服務(wù)功能，以及智能網(wǎng)能夠提供的電話卡、被叫付費(fèi)等智能網(wǎng)業(yè)務(wù)。

(3) 采用專用的單個(gè)應(yīng)用服務(wù)器或多個(gè)應(yīng)用服務(wù)器實(shí)現(xiàn)融合語音、數(shù)據(jù)以及多媒體的業(yè)務(wù)，靈活地為用戶提供各種增值業(yè)務(wù)和特色業(yè)務(wù)。

(4) 軟交換網(wǎng)控制層中的軟交換機(jī)之間是不分級(jí)的，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中每增加一個(gè)軟交換機(jī)時(shí)，其它所有軟交換機(jī)必須增加相應(yīng)的局?jǐn)?shù)據(jù)；而這對(duì)于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)來說，將是極為麻煩的，其解決辦法是在業(yè)務(wù)應(yīng)用層中設(shè)置策略服務(wù)器來為軟交換機(jī)提供路由信息。當(dāng)然，策略服務(wù)器的設(shè)置方案將直接影響軟交換網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性。