张晓晖1，张辉2
1.南京邮电学院 通信工程系，南京 210003；
2.山东公安专科 计算机教研室，济南 250014
摘 要：首先简要介绍了软交换的要领协议和功能，在此基础上探讨了软交换在下一代电信网中的位置，并根据目前情况，提出了一种基于软交换的从现代电信网向下一代电信网过渡的方案。
关键词：软交换；媒体网关；公用交换电话网；IP数据网；下一代电信网
1 引言
随着信息服务与应用的兴起和发展，电信网络逐步从承载单一语音业务的独立网络向承载多种业务的下一代网络演进，而运营商则必须在充分保护现有投资的前提下，设法改变其网络设计，以适应迅速增长的数据通信业务的需要。这种改变的核心就是利用分布式的体系结构，将语音和数据汇聚在同一个无缝网络之中，通过应用将接入、呼叫控制和电信应用程序分离开来，使运营商能利用现有的网络资源提供更灵活、适应性更强的业务，同时还要具备更强的管理功能等等。这种网络结构就是期待中的下一代网络的基本框架，而软交换正是下一代网络的核心技术。
2 软交换
在传统电路交换网中，呼叫控制、业务提供以及交换矩阵均集中在一个交换系统之中，而软交换的主要设计思想是业务/控制与传送/接入相分离，在各实体之间通过标准的协议进行连接和通信，以在网上更加灵活地提供业务。具体地讲，软交换是一个基于软件的分布式的交换/控制平台，可将呼叫控制功能从网关中分离出来，能够开放业务，控制、接入和交换间的协议，从而真正实现多厂家网络运营的环境和方便地在网上引入多种业务。软交换示意如图1所示。
采用软交换技术的设备称为软交换机，位于控制层，能提供多种业务的路由、连接控制、网络资源管理、计费和认证的功能。软交换机与各种媒体网关、终端、应用服务器及其它软交换机之间采用标准协议进行通信。
软交换的协议主要包括话路初始化协议（H.248、SIP）、视频会议协议（H.232）、媒体网关控制协议（MGCP）、流控制传输协议（SCTP）、简单网络管理协议（SNMP）以及智能网的应用规程（INAP）等。其中媒体网关与软交换间的接口可以使用MGCP或H.248(MEGACO)协议，不同软交换的交互可使用SIP或H.323协议，INAP用于与智能网的互通，SNMP用于网管，等等。
软交换的功能主要包括媒体网关（Media Gateway）接入功能、呼叫控制功能、业务提供功能、业务交换功能、资源管理功能、互联互通功能、SIP代理功能、信令网关（Signaling Gateway）功能和业务控制网关功能等。
3 软交换在下一代电信网中的位置
在传统交换网络中，给用户提供的功能或业务都直接与交换机有关，因此交换机所提供的服务就需在每个节点来完成。另外，传统的交换网络均采用领先交换机和信令的方式提供业务，在制定交换机的规范时通常要确定该交换机所提供的业务，并在增加新的业务时要对每一个交换机或信令做相应的改造，因此提供业务的时间较长。为此在传统的交换网络中注入了一个新的公共业务平台，即智能网平台来满足增加新业务的需要。其智能网的设计思想就是把呼叫连接和业务提供份割开来，由交换机完成呼叫连接，由智能网完成业务提供。这种把呼叫连接和业务提供分开来的方法叁大增强了业务提供的能力，缩短了业务提供的时间。当然，随着承载业务的多样化，还需要将传统交换网络的呼叫控制和承载连接分割开来，将网络分成媒体/接入层、传输层、控制层和业务层。这也就是含智能网的下一代网络的基本结构。其中：
（1）接入和传输层（Access and transpotr layer）
将用户连接至网络，将用户业务集中传递至目的地，包括各种接入手段。
（2）媒体层（Media layer）
将信息格式转换成能在网络上传递的信息格式。如将话音信号分割成ATM信元或IP包，及将信息选路至目的地等。
（3）控制层（Control layer）
此层包含呼叫控制并决定用户收到的业务，以及能控制底层网络元素对业务的处理。
（4）网络业务层（Net-work service layer）
在呼叫建立的基础上提供额外的服务。
软交换位于网络控制层，如图2所示。软交换的主要任务是在各点之间建立关系，这些关系可以是一个简单的呼叫，也可以是一个较复杂的处理过程。例如与媒体层网关的交互、就是接收正在处理的呼叫等相关信息和指示网关完成呼叫。其所处理的主要是实时业务，首先是语音业务，也可以包括视频业务和其他多媒体业务等。在软交换中也提供一些基本的补充业务，相当于传统交换机的呼叫控制和基本业务提供部门。
含较交换和智能网的下一代网络的拓扑结构有以下特点：一是一个开放端点的拓扑结构，可以使用基于包的承载传送，能较好地传关语音和数据业务；二是做到了网络承载部分与控制部分相分离，并允许分别演进，因而有效地打破了传统的单块集成交换的模式；三是在各单元之间使用了开放的接口，允许运营商为基网络的每一部分购买性价比最好的产品。
4 现代电信网向下一代电信网过渡的方案
从理论上讲，软交换可用于IP网、ATM网，当然也可以用于PSTN/ISDN网络。在用于IP网络时，其所需的呼叫控制与承载连接是分开的。而用于PSTN/ISDN网络代替传统的交换机时，就意味着要把传统交换机的控制部分和补充业务提供部分拿到外面去。特别是在用于传统的电路交换机时，只能完成承载业务的连接。这种想法目前并未实施，因为要把现有已技术成熟、价格便宜、在国内有雄厚生产能力的电路交换机都改造成软交换的方式显然是不合理的。
目前一些网络上正在用软交换去取代现有的电路交换机，这主要是基于将现有电路交换网络向IP网过渡的需要，例如用软交换来取代汇接局，就是想从汇接局进入IP网。所以，从应用的角度出发，应主要将软交换应用在IP网上。
软交换之所以能应用在IP网上，是因为IP网是基于包交换的非连接的网络，IP网络支持端到端的透明访问，而不再需要用任何电路交换单元来建立端到端的连接，也不需要用分段的信令系统和独立的信令网来控制呼叫、接续和智能业务等。另外，软交换所有的协议都是基于IP的，具有一切基于IP协议的开放性和灵活性。除了低成本的优势之外，软交换还具普通电话网目前不具有的许多新特性，如开放的电信业务平台和支持多样的接入技术，以及许多基于Internet的开放的高级智能业务和OSS业务等。
根据我国的国情和基于现实的考虑，利用软交换技术，可以保护现有的电信网络的投资，促进现代电信网络向下一代电信网络平滑地过渡。即在毫不影响现有网络所有业务的基础上，利用软交换技术和软交换产品，可以方便地完成传统的PSTN网络（包括IN网络）与Internet网络的互通。
图3即描缓了一种现阶段向下一代网络过渡的可行的方案（图的下方是面结构而不是分层结构）。
在这个过渡方案里，对比传统的电信网，显然需要分离出一个业务控制平面，而软交换设备所完成的正好是业务控制的功能。由于现有的IN网，是建立在SS7网上的，而SS7网是一个相对独立的信令网，所以运行IN网，传统的电路交换网依然能正常运行。而传统的PSTN要与IP数据网互通，就必须有一个语音帧一数据包转换的过程，所以IP数据网与PSTN之间必须有一个媒体网关。根据目前大多数IP电话系统的设计，媒体网关不仅承载了媒体的转换与传送，还承载了信令的翻译和转接。这样，尽管能实现PSTN与IP数据网语音的互通（即IP电话），但还是缺少了一些灵活性，PSTN网与IP数据网之间的很多智能业务还不能快速生成，甚至有些根本就无法实现。
现在，软交换技术已将媒体承载与信令分离开来，软交换设备根据软交换信令完成业务控制的功能，因而大大增强了网络的灵活性与智能性。在此方案里，软交换设备通过SIP、XML或H.232协议与IP网络互通，并通过H.248协议与媒体网关互通，以及通过SS7信令与SS7网络互通和通过H.225协议与接入网关（主要是连接H.232终端的接入网关）互通等等，进而建立了IP数据网、电路交换网、SS7信令网以及相关接入网信令的连接。另外，由于软交换设备的应用服务模块能提供开放灵活的编程接口，在基于软交换技术的电信网上，不仅能无缝地融合电路交换网与IP数据网，还能方便、迅速地生成智能新业务。
5 结束语
软交换技术实现了业务的融合，吸取了IP、ATM、IN和TDM等众家之长，形成了分层的全开放的体系结构，因而是一个革命性的突破，其组网方案对新老运营公司都十分有利。传统的运营公司利用它可实现PSTN网与IP数据网的融合,既保护了传统的投资又增加了新的能力;而新的运营公司则可利用它容易地进入通信业务市场,参与激烈的竞争,而不需要对传统的设备进行巨大的投资,没有有资金的压力。
软交换技术综合了传统语音网络的的性和新兴的IP网络的灵活性及有效性等优点，将现有公共交换电话网的能力发挥得淋淳尽致，并稳步地实现了向IP数据网的转移。
[参考文献]
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[2] World Softswitch Markets[Z].Frost & Ilivan,2001.
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[4] 庄振源,等.软交换技术及其标准[J].网络世界,2002,(6).
摘自 天津通信技术
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