淺析軟交換技術(shù)

任紅云

(蘭州鐵路技工學(xué)校，甘肅 蘭州 730050)

1 軟交換技術(shù)的產(chǎn)生

隨著社會(huì)信息化程度的進(jìn)一步加深，網(wǎng)絡(luò)通信已經(jīng)成為人們生活和工作中不可缺少的工具，人們需要的網(wǎng)絡(luò)信息由不同的網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)著，電話(huà)網(wǎng)提供著話(huà)音服務(wù)、數(shù)據(jù)網(wǎng)支持著各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，這樣很難做到自由靈活的獲得網(wǎng)絡(luò)信息，除非構(gòu)建一個(gè)能夠承載各種數(shù)據(jù)服務(wù)的“全業(yè)務(wù)網(wǎng)”，也就是說(shuō)建一個(gè)能夠同時(shí)承載語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、各種多媒體業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，才能滿(mǎn)足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的需求。

我們先看看電話(huà)網(wǎng)，電話(huà)網(wǎng)的核心是交換機(jī)，電話(huà)交換機(jī)經(jīng)歷5個(gè)發(fā)展階段，其主要差別在于交換機(jī)的實(shí)現(xiàn)方式發(fā)生了改變。當(dāng)程控制電話(huà)交換機(jī)出現(xiàn)時(shí)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、路由選擇和呼叫業(yè)務(wù)控制3部分，其中的路由選擇和呼叫業(yè)務(wù)控制功能均是通過(guò)程序軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)?？傊娫?huà)網(wǎng)在體系結(jié)構(gòu)上具有優(yōu)勢(shì)，但不適合不穩(wěn)定數(shù)據(jù)流量的上下傳輸，而數(shù)據(jù)網(wǎng)中的IP網(wǎng)卻具有此優(yōu)勢(shì)，IP網(wǎng)要求用戶(hù)終端將用戶(hù)數(shù)據(jù)信息均封裝在IP包中傳送，不管用戶(hù)的數(shù)據(jù)是什么它只負(fù)責(zé)傳送到位就可以了，但在體系結(jié)構(gòu)上不具備優(yōu)勢(shì)。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(yǔ)音、數(shù)據(jù)以及多媒體業(yè)務(wù)，吸取了電話(huà)網(wǎng)和IP數(shù)據(jù)網(wǎng)的各自?xún)?yōu)勢(shì)，軟件業(yè)對(duì)上述的復(fù)雜情況做出了必要反應(yīng)，推出了基于軟件的交換，它提供可靠性、可伸縮性和開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了軟交換(Soft switch)技術(shù)。

2 軟交換技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)

軟交換技術(shù)就是采用了電話(huà)網(wǎng)的先進(jìn)體系結(jié)構(gòu)，并使用IP網(wǎng)中的IP包來(lái)承載語(yǔ)音、數(shù)據(jù)以及多媒體等多種信息。軟交換技術(shù)采用程控電話(huà)交換機(jī)的3個(gè)功能模塊即呼叫業(yè)務(wù)接入、路由選擇和業(yè)務(wù)控制，在電話(huà)交換機(jī)體系結(jié)構(gòu)中各功能模塊通過(guò)交換機(jī)的內(nèi)部交換連接成一個(gè)整體，并不是獨(dú)立，但在軟交換技術(shù)中各種功能模塊分別由不同的物理實(shí)體實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)行功能擴(kuò)展，然后通過(guò)統(tǒng)一的IP網(wǎng)絡(luò)將這些物理實(shí)體連接，構(gòu)成軟交換網(wǎng)絡(luò)。

軟交換網(wǎng)絡(luò)的邊緣接入層與電話(huà)交換機(jī)的呼叫業(yè)務(wù)接入功能模塊相對(duì)應(yīng);軟交換網(wǎng)絡(luò)的控制層與電話(huà)交換機(jī)路由選擇功能模塊相應(yīng);軟交換網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)應(yīng)用層與電話(huà)交換機(jī)業(yè)務(wù)控制模塊相對(duì)應(yīng)。IP網(wǎng)絡(luò)是軟交換網(wǎng)的核心傳送層。邊緣接入層、控制層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層功能都分別由不同的獨(dú)立的物理實(shí)體實(shí)現(xiàn)。

2.1 邊緣接入層

實(shí)現(xiàn)邊緣接入層功能的物理實(shí)體稱(chēng)為媒體網(wǎng)關(guān)(MG)。媒體網(wǎng)關(guān)功能是采用各種手段將各種用戶(hù)的各種數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)接入到軟交換網(wǎng)絡(luò)中，它主要完成:①用戶(hù)與網(wǎng)絡(luò)之間的接入方式。②用戶(hù)數(shù)據(jù)格式和協(xié)議的轉(zhuǎn)換。③將接入的所有媒體信息數(shù)據(jù)流均轉(zhuǎn)換為采用IP協(xié)議的IP數(shù)據(jù)包。

媒體網(wǎng)關(guān)種類(lèi)很多，主要是為不同用戶(hù)及其業(yè)務(wù)提供服務(wù)。中繼媒體網(wǎng)關(guān)(TG)、信令網(wǎng)關(guān)(SG)和接入網(wǎng)關(guān)(AG)相互配合實(shí)現(xiàn)了普通的電話(huà)用戶(hù)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)接入到軟交換網(wǎng)絡(luò)中使語(yǔ)音信息適配為適合在軟交換網(wǎng)內(nèi)傳送的IP包。還有一些媒體網(wǎng)關(guān)是為了軟交換技術(shù)對(duì)業(yè)務(wù)接入功能進(jìn)行了擴(kuò)展而產(chǎn)生的，主要有綜合接入設(shè)備(IAD，Integrated Access Device)、多媒體業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)(MSAG，Media Servers Access Gateway)和無(wú)線(xiàn)接入媒體網(wǎng)關(guān)(WAG，Wireless Access Gateway)。

2.2 控制層

實(shí)現(xiàn)控制層功能的物理實(shí)體稱(chēng)為軟交換機(jī)(SS)。軟交換機(jī)是整個(gè)軟交換技術(shù)中網(wǎng)絡(luò)呼叫和控制的核心部件，主要是完成IP網(wǎng)中資源的管理、呼叫處理和協(xié)議的適配，它還負(fù)責(zé)著邊緣接入層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層的互連和互通，實(shí)現(xiàn)端到端的鏈接。它的主要完成: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(hù)資料信息，確定用戶(hù)的業(yè)務(wù)使用權(quán)限，以確定是否接受用戶(hù)發(fā)起的業(yè)務(wù)請(qǐng)求。②均衡網(wǎng)絡(luò)通信資源對(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(mǎn)足用戶(hù)所申請(qǐng)的業(yè)務(wù)要求。③路由選擇功能，根據(jù)用戶(hù)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，并通知這些媒體網(wǎng)關(guān)建立連接并進(jìn)行通信。④對(duì)媒體網(wǎng)關(guān)之間的通信連接狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。

2.3 業(yè)務(wù)應(yīng)用層

實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用層功能的物理實(shí)體是一系列應(yīng)用服務(wù)器，其中包括業(yè)務(wù)控制點(diǎn)(SCP)、應(yīng)用服務(wù)器(AS)、策略服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、特征服務(wù)器、目錄服務(wù)器和網(wǎng)管服務(wù)器等，它們的主要功能是在呼叫建立連接的基礎(chǔ)上提供各種業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)的管理功能。具體功能:①存儲(chǔ)用戶(hù)的簽約信息，確定用戶(hù)對(duì)業(yè)務(wù)的使用權(quán)限。②采用專(zhuān)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(lái)實(shí)現(xiàn)YDN 065－1997《郵電部電話(huà)交換設(shè)備總技術(shù)規(guī)范書(shū)》中定義的基本電話(huà)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(huà)卡、被叫付費(fèi)等智能網(wǎng)業(yè)務(wù)。③采用開(kāi)放綜合的業(yè)務(wù)平臺(tái)，利用各種應(yīng)用服務(wù)器實(shí)現(xiàn)融合語(yǔ)音、數(shù)據(jù)以及多媒體的業(yè)務(wù)，靈活地提供各種增值業(yè)務(wù)和特色業(yè)務(wù)。④策略服務(wù)器為軟交換機(jī)提供增加了軟交換設(shè)備后的路由信息。

3 軟交換技術(shù)的主要特點(diǎn)

軟交換技術(shù)的關(guān)鍵特點(diǎn)是采用開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)。邊緣接入層、控制層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層功能都分別由不同的獨(dú)立的物理實(shí)體實(shí)現(xiàn)，實(shí)質(zhì)就是將業(yè)務(wù)與呼叫控制分離，呼叫控制與承載分離，因而具有良好的結(jié)構(gòu)擴(kuò)展性。具體說(shuō)它有下面幾個(gè)特點(diǎn):①開(kāi)放性:開(kāi)放的體系結(jié)構(gòu)。②多網(wǎng)融合性:能夠同時(shí)承載語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和各種多媒體業(yè)務(wù)。③高效性和靈活性:多樣的媒體接入手段，強(qiáng)大的業(yè)務(wù)提供能力，組網(wǎng)設(shè)備布局靈活。④經(jīng)濟(jì)性:設(shè)備少占地少。⑤高安全性和可靠性:通過(guò)應(yīng)用防火墻、入侵檢測(cè)、流量控制、安全日志與審計(jì)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)軟交換核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全防護(hù)。對(duì)于一些對(duì)安全級(jí)別要求較高的用戶(hù)還可以采用加密技術(shù)對(duì)信令和數(shù)據(jù)進(jìn)行加密保護(hù)。⑥基于策略的網(wǎng)絡(luò)管理機(jī)制:網(wǎng)管系統(tǒng)對(duì)各網(wǎng)元設(shè)備設(shè)置不同級(jí)別的管理員權(quán)限，使用戶(hù)不能越級(jí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。⑦統(tǒng)一的分組交換技術(shù)。

綜上所述，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的需求也日益增長(zhǎng)，為了滿(mǎn)足人們隨時(shí)隨地能夠獲得網(wǎng)絡(luò)信息的需求，軟交換技術(shù)出現(xiàn)并成為了新一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)。以軟交換技術(shù)為基礎(chǔ)的軟交換網(wǎng)絡(luò)正在不斷完善和發(fā)展中，以其開(kāi)放的體系結(jié)構(gòu)、高效靈活的接入手段、高安全性和可靠性等特點(diǎn)，軟交換技術(shù)必將在通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中發(fā)揮更大的作用。