软交换技能及其使用

摘要：经过对软交流的根本原理的仔细剖析，论说了软交流的首要特色和功用，扼要介绍了软交流在VoIP中的运用，并对软交流开展中需求持续研讨的问题进行了评论。

要害词：软交流 协议 网络 原理 运用

跟着通讯网络技能的飞速开展，人们关于宽带及事务的要求也在迅速增长，为了向用户供给愈加灵敏、多样的现有事务和新增事务，供给给用户愈加个性化的服务，提出了下一代网络的概念，且现在各大电信运营商已开端着手进行下一代通讯网络的试验。软交流技能又是下一代通讯网络处理方案中的焦点之一，已成为近年来业界评论的热点话题。我国网络与交流规范研讨组现已完结了有关软交流体系的整体技能要求结构，８６３方案也对有关软交流体系在多媒体和移动通讯体系方面的研讨课题进行了立项。

１ 软交流概念的提出及界说

软交流的概念最早起源于美国。其时在企业网络环境下，用户选用依据以太网的电话，经过一套依据ＰＣ服务器的呼叫操控软件（Ｃａｌｌ Ｍａｎａｇｅｒ、Ｃａｌｌ Ｓｅｒｖｅｒ），完结ＰＢＸ功用（ＩＰ ＰＢＸ）。关于这样一套设备，体系不需独自铺设网络，而只经过与局域网同享就可完结办理与保护的一致，归纳本钱远低于传统的ＰＢＸ。因为企业网环境对设备的牢靠性、计费和办理要求不高，首要用于满意通讯需求，设备门槛低，许多设备商都可供给此类处理方案，因而ＩＰ ＰＢＸ运用获得了巨大成功。遭到ＩＰ ＰＢＸ成功的启示，为了进步网络归纳运营效益，网络的开展愈加趋于合理、敞开，更好的服务于用户。业界提出了这样一种思维：将传统的交流设备部件化，分为呼叫操控与媒体处理，二者之间选用规范协议（ＭＧＣＰ、Ｈ２４８）且首要运用纯软件进行处理，所以，ＳｏｆｔＳｗｉｔｃｈ（软交流）技能应运而生。

软交流概念一经提出，很快便得到了业界的广泛认同和注重，ＩＳＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＳｏｆｔＳｗｉｔｃｈ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）的树立愈加快了软交流技能的开展脚步，软交流相关规范和协议得到了ＩＥＴＦ、ＩＴＵ－Ｔ等国际规范化安排的注重。

依据国际Ｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈ论坛ＩＳＣ的界说，Ｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈ是依据分组网运用程控软件供给呼叫操控功用和媒体处理相别离的设备和体系。因而，软交流的根本意义便是将呼叫操控功用从媒体网关（传输层）中别离出来，经过软件完结根本呼叫操控功用，然后完结呼叫传输与呼叫操控的别离，为操控、交流和软件可编程功用树立别离的平面。软交流首要供给衔接操控、翻译和选路、网关办理、呼叫操控、带宽办理、信令、安全性和呼叫具体记载等功用。与此一起，软交流还将网络资源、网络才干封装起来，经过规范敞开的事务接口和事务运用层相连，可方便地在网络上快速供给新的事务。

２ 依据软交流技能的网络结构

软交流是下一代网络的中心设备之一，各运营商在组成依据软交流技能的网络结构时，有必要考虑到与其它各种网络的互通。鄙人一代网络中，应有一个较一致的网络体系结构。依据软交流技能的网络结构如图１所示。

由图中能够看出，软交流坐落网络操控层，较好地完结了依据分组网运用程控软件供给呼叫操控功用和媒体处理相别离的功用。

软交流与运用／事务层之间的接口供给拜访各种数据库、三方运用渠道、功用服务器等接口，完结对增值事务、办理事务和三方运用的支撑。其间：软交流与运用服务器间的接口可选用ＳＩＰ、ＡＰＩ，如Ｐａｒｌａｙ，供给对三方运用和增值事务的支撑；软交流与战略服务器间的接口对网络设备作业进行动态干涉，可选用ＣＯＰＳ协议；软交流与网关中心间的接口完结网络办理，选用ＳＮＭＰ；软交流与智能网ＳＣＰ之间的接口完结对现有智能网事务的支撑，选用ＩＮＡＰ协议。

经过中心分组网与媒体层网关的交互，接纳处理中的呼叫相关信息，指示网关完结呼叫。其首要使命是在各点之间树立联系，这些联系能够是简略的呼叫，也能够是一个较为杂乱的处理。软交流技能首要用于处理实时事务，如话音事务、视频事务、多媒体事务等。

软交流之间的接口完结不同与软交流之间的交互，可选用ＳＩＰ－Ｔ、Ｈ．３２３或ＢＩＣＣ协议。

３ 软交流技能的规划原理及其完结方针

软交流技能是一个分布式的软件体系，能够在依据各种不同技能、协议和设备的网络之间供给无缝的互操作性，其根本规划原理是设法创立一个具有很好的弹性性、接口规范性、事务敞开性等特色的分布式软件体系，它独立于特定的底层硬件／操作体系，并能够很好地处理各种事务所需求的同步通讯协议，在一个抱负的方位上把该架构面向摩尔曲线轨迹。而且它应该有才干支撑下列根本要求：

（１）独立于协议和设备的呼叫?熏设备的呼叫处理和／同步接见会面办理运用的开发。

（２）在其软交流网络中能够安全地履行多个第三方运用而不存在由歹意或错误行为的运用所引起的任何有害影响。

（３）第三方硬件销售商能添加支撑新设备和协议的才干。

（４）事务和运用供给者能添加支撑全体系规模的战略才干而不会损害其功用和安全。

（５）有才干进行同步通讯操控，以支撑包含帐单、网络办理和其他运转支撑体系的各式各样的后营业室体系。

（６）支撑运转时刻绑缚或有助于结构改善的同步通讯操控网络的动态拓扑。

（７）从小到大的网络可弹性性和支撑完全的毛病恢复才干。

软交流的完结方针是在媒体设备和媒体网关的合作下，经过计算机软件编程的方法来完结对各种媒体流进行协议转化，并依据分组网络（ＩＰ／ＡＴＭ）的架构完结ＩＰ网、ＡＴＭ网、ＰＳＴＮ网等的互连，以供给和电路交流机具有相同功用并便于事务增值和灵敏弹性的设备。

软交流体系的参阅模型如图２。

４ 软交流所运用的首要协议

软交流体系触及协议十分很多，包含Ｈ．２４８、ＳＣＴＰ、ＩＳＵＰ、ＴＵＰ、ＩＮＡＰ、Ｈ．３２３、ＲＡＤＩＵＳ、ＳＮＭＰ、ＳＩＰ、Ｍ３ＵＡ、ＭＧＣＰ、ＢＩＣＣ、ＰＲＩ、ＢＲＩ等。国际上，ＩＥＴＦ、ＩＴＵ－Ｔ、ＳｏｆｔＳｗｉｔｃｈ Ｏｒｇ等安排对软交流及协议的研讨作业一向起着活跃的主导效果，许多要害协议都已拟定完结，或趋于完结。这些协议将规范整个软交流的研发作业，使产品从运用各厂家私有协议阶段进入运用业界一起规范协议阶段，各家之间产品互通成为或许，真实完结软交流发生的初衷——供给一个规范、敞开的体系结构，各网络部件可独立开展。在软交流的研讨进展方面，我国处于国际同步水平。信息产业部“网络与交流规范研讨组”在１９９９年下半年就启动了软交流项意图研讨，现在已完结了《软交流设备整体技能要求》。此外，“ＩＰ规范研讨组”正在研发有关中继媒体网关（ＴＧ）、信令网关?穴ＳＧ?雪、接入网关（ＡＧ）、归纳接入设备?穴ＩＡＤ?雪等设备技能规范。

下面临几个首要协议做一简略介绍。

１．Ｈ．２４８／ＭＥＧＡＣＯ

Ｈ．２４８和ＭＥＧＡＣＯ协议均称为媒体网关操控协议，运用在媒体网关和Ｈ．２４８／ＭＥＧＡＣＯ与软交流设备之间。两个协议的内容根本相同，仅仅Ｈ．２４８是由ＩＴＵ提出来的，而ＭＥＧＡＣＯ是由ＩＥＦＴ提出来的，且是两边一起引荐的协议。它们引入了Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ（终端）和Ｃｏｎｔｅｘｔ（相关）两个抽象概念。在Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ（终端）中，封装了媒体流的参数、ＭＯＤＥＭ和承载才干参数，而Ｃｏｎｔｅｘｔ（相关）则表明晰在一些Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ（终端）之间的相互衔接联系。Ｈ．２４８／ＭＥＧＡＣＯ经过Ａｄｄ、Ｍｏｄｉｆｙ、Ｓｕｂｔｒａｃｔ、Ｍｏｖｅ等８个指令完结对Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ（终端）和Ｃｏｎｔｅｘｔ（相关）之间的操作，然后完结了呼叫的树立和开释。

２．媒体网关操控协议（ＭＧＣＰ）

媒体网关操控协议（ＭＧＣＰ）是由ＩＥＦＴ提出来的，是简略网关操控协议（ＳＧＣＰ）和ＩＰ设备操控协议（ＩＰＤＣ）相结合的产品。ＭＥＧＡＣＯ协议是对ＭＧＣＰ协议的进一步改善、完善和进步，ＭＧＣＰ协议能够说是一个比较老练的协议，协议的内容与ＭＥＧＡＣＯ协议比较类似。现在软交流体系设备大都支撑该协议，其缺乏也渐渐表现出来，将来或许要被Ｈ．２４８／ＭＥＧＡＣＯ协议所代替。

在软交流体系中，ＭＧＣＰ协议与Ｈ．２４８／ＭＥＧＡＣＯ协议相同，运用在媒体网关和ＭＧＣＰ终端与软交流设备之间，经过此协议来操控媒体网关和ＭＧＣＰ终端上的媒体／操控流的衔接、树立和开释。

３．会话初始协议（ＳＩＰ）

会话初始协议（ＳＩＰ）是ＩＥＴＦ提出的在ＩＰ网上进行多媒体通讯的运用层操控协议。以Ｉｎｔｅｒｎｅｔ协议（ＨＴＴＰ）为根底，遵从Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的规划准则，依据对等作业形式。运用ＳＩＰ可完结会话的衔接、树立和开释，并支撑单播、组播和可移动性。此外，ＳＩＰ假如与ＳＤＰ合作运用，能够动态地调整和修正会话特色，如通话带宽、所传输的媒体类型及编解码格局。其具体内容可拜见ＩＥＴＦ ＲＦＣ ２５４３ｂｉｓ。

在软交流体系中，ＳＩＰ协议首要运用于软交流与ＳＩＰ终端之间，也有的厂家将ＳＩＰ协议运用于软交流与运用服务器之间，供给依据ＳＩＰ协议完结的增值事务。总的来说，ＳＩＰ协议首要运用于语音和数据相结合的事务，以及多媒体事务之间的呼叫树立与开释。特别是ＳＩＰ协议以其简略、灵敏的特色，使作为移动通讯规范化安排的３ＧＰＰ现已决议在其根底上树立第三代移动通讯的全ＩＰ网络，并要求未来的３Ｇ终端有必要支撑ＳＩＰ协议。

４．ＳＣＴＰ协议

ＳＣＴＰ协议是由ＩＥＴＦ提出的一种关于流操控传送协议。首要是在无衔接的网络上传送ＰＳＴＮ信令信息，该协议能够在ＩＰ网上供给牢靠的数据传输。ＳＣＴＰ能够在承认方法下，无差错、无重复地传送用户数据，并依据通路的ＭＴＵ的约束，进行用户数据的分段；在多个流上确保用户音讯的次序递送，把多个用户的音讯复制到ＳＣＴＰ的数据块中。运用ＳＣＴＰ偶连的机制来确保网络级的部分毛病自处理。ＳＣＴＰ还具有避免拥塞和避免遭受泛播及匿名进犯的特色。

ＳＣＴＰ协议在软交流中起着操控协议的首要承载者的效果。

５ 软交流技能的首要特色和功用

１．软交流技能的首要特色表现在以下几个方面：

（１）支撑各种不同的ＰＳＴＮ、ＡＴＭ和ＩＰ协议等各种网络的可编程呼叫处理体系。

（２）可方便地运转在各种商用计算机和操作体系上。

（３）高效灵敏性。例如：

·软交流加上一个中继网关便是一个远程／汇接交流机（Ｃ４交流机）的代替，在骨干网中具有ＶｏＩＰ或ＶＴＯＡ功用。

·软交流加上一个接入网关便是一个语音虚拟专用网（ＶＰＮ）／专用小交流机（ＰＢＸ）中继线的代替，在骨干网中具有ＶｏＩＰ功用。

·软交流加上一个ＲＡＳ，便可运用共用承载中继来供给受管的ＭＯＤＥＭ事务。

·软交流加上一个中继网关和一个本地功用服务器便是一个本地交流机（Ｃ５交流机）的代替，在骨干网中具有ＶｏＩＰ或ＶＴＯＡ功用。

（４）敞开性 经过一个敞开的和灵敏的号码簿接口便能够再运用ＩＮ（智能网）事务。例如，它供给一个具有接入到联系数据库办理体系、轻量级号码簿拜访协议和事务才干运用部分号簿的号码簿嵌入机制。

（５）为第三方开发者创立下一代事务供给敞开的运用编程接口（ＡＰＩ）。

（６）具有可编程的后营业室特性。例如：可编程的事情具体记载、具体呼叫事情写到一个事务供给者的搜集事情设备中。

（７）具有先进的依据战略服务器的办理一切软件组件的特性。包含展露给一切组件的简略网络办理协议接口、战略描绘语言和一个编写及履行客户战略的体系。

２．软交流是多种逻辑功用实体的调集，它供给归纳事务的呼叫操控、衔接和部分事务功用，是下一代电信网语音／数据／视频事务呼叫、操控、事务供给的中心设备。首要功用表现在以下几个方面：

（１）呼叫操控和处理 为根本呼叫的树立、保持和开释供给操控功用。

（２）协议功用 支撑相应规范协议，包含Ｈ．２４８、ＳＣＴＰ、Ｈ．３２３、ＳＮＭＰ、ＳＩＰ等。

（３）事务供给功用 可供给各种通用的或个性化的事务。

（４）事务交流功用

（５）互通功用 可经过各种网关完结与响应设备的互通。

（６）资源办理功用 对体系中的各种资源进行会集办理，如资源的分配、开释和操控。

（７）计费功用 依据运营需求将话单传送至计费中心。

（８）认证／授权功用 可进行认证与授权，避免不合法用户或设备接入。

（９）地址解析功用和语音处理功用。

６ 依据软交流的运用

跟着通讯网络技能的不断开展和软交流各种规范的拟定与弥补，不少厂家都推出了软交流的处理方案，各运营商也在活跃进行相关试验。现在，国内外许多电信设备制造商，如西门子、阿尔卡特、爱立信、北电、中兴等都在活跃开展新的交流机过渡渠道，提出了软交流鄙人一代网络中的处理方案。这儿扼要介绍一下软交流在ＶｏＩＰ中的运用，图３为依据软交流技能的ＶｏＩＰ网络结构。

从图中能够看出，它的功用十分类似于现行电路交流传送体系间的交流／远程网，Ｃ４交流机用软交流体系和一组中继网关的组合体所代替。中继网关自身是由软交流技能运用主／被叫协议操控，这个协议便是与来自某个具有指定源／意图的ＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰ流的电路交流机的一个指守时隙相关的ＭＧＣＰ／ＩＰＤＣ协议。

软交流技能作为呼叫处理的组成部分，其标识要被用来完结该呼叫的最有或许的出口网关，并运用这个信息来指令中继网关履行所指定的功用，亦即软交流技能能够经过挑选一个最小价值的路由来完结每次呼叫，以使所挑选的出口网关最接近意图电话。所以，就完结了原有经过电路交流网履行的呼叫操作功用。

接入网关既能够完结ＩＳＤＮ的ＰＲＩ，也能够完结来自企业ＰＢＸ的ＣＡＳ信令。这种接入网关能够被软交流以依据分组电话协议的多种方法进行操控；关于依据Ｈ．３２３协议的网关，软交流能够像一个Ｈ．３２３网关那样动作；假如接入网关地道ＰＲＩ（Ｑ．９３１）或ＣＡＳ信令返回到软交流，那么软交流还能够运用像ＭＧＣＰ／ＩＰＤＣ协议以更好的方法操控接入网关。这也表现了软交流技能处理接入网关的才干。

软交流技能经过ＳＩＰ协议接到电缆网络上，以支撑企业的 ＩＰ ＰＢＸ及ＩＰ电话。它还能够经过ＴＣＰ／ＩＰ协议接入ＳＣＰ，也可经过ＴＣＰ／ＳＣＣＰ协议接入到ＳＳ７网络上，使无缝互连成为或许。

７ 依据软交流的下一代网络中需求持续重视的首要问题

尽管依据软交流的下一代网络是一个比较完好的网络处理方案，能够运用在各种通讯范畴，但因为其技能新，现在的处理方案大多处于试验阶段，没有构成大规模运用，许多问题仍需求持续重视，如ＱＯＳ、网关、安全性、事务供给方法、与现有网络的有机结合等问题。

１．ＱＯＳ问题

对任何网络来说，ＱＯＳ的确保都是一个十分重要的问题。从根本上说，软交流自身并不能处理ＱＯＳ问题，而是靠其承载网络来确保服务质量的。承载网络现在有两种方法：ＡＴＭ和ＩＰ。关于ＡＴＭ的承载网络来说，其自身就有很强的ＱＯＳ机制。可是，关于ＩＰ的承载网络来说，怎么处理好ＱＯＳ问题。在依据软交流的下一代网络中是一个十分要害的问题，因为从现在厂家的设备开发状况和网络开展的总的趋势来看，以ＩＰ为承载网络应该是大势所趋。

２．软交流网络的办理

从软交流现在的完结状况来看，大部分都选用ＳＮＭＰ协议作为软交流体系的网管协议，但ＳＮＭＰ网管体系具有必定的局限性，ＳＮＭＰ网管以静态办理方法为主，无法针对各种不同事务的需求改变进行归纳办理。因为ＳＮＭＰ选用的是依据ＵＤＰ的承载方法，因而不能很好的确保网管信息的牢靠传输。一起，依据软交流的下一代网络供给的是实时事务，而要求网管体系有必要具有必定的ＱＯＳ办理才干。但现在依据软交流的网管体系处理这方面的才干比较差，还需进一步的改善、完善，才干满意用户对服务质量的要求

３．软交流触及的协议需要持续完善

软交流网络的各个网络接口之间选用敞开的协议进行通讯。可是，现在不论是从协议的拟定状况，仍是各个厂家的开发状况来看，接口的规范化还不完善，大多数协议还处于扩大完善阶段。因而，离终究的敞开网络还需求有一段时刻。

综上所述，软交流尽管具有很大的开展潜力，但现在仍处于开展的起步阶段。以软交流为中心的通讯体系将会供给事务敞开才干，契合三网合一的开展趋势，供给话音、数据、视频事务和多媒体交融事务，满意通讯个性化、移动化和随时随地获取信息的开展方针。