现代通信系统中软交换技术

实验报告现代通信系统中的软交换第一章：软交换概述：1.1 软交换发展史随着社会信息化程度的进一步加深，数据业务逐渐取代话音业务成为主要的收益来源，向以数据为主的分组网络演进不可避免。

由于话音仍是一种重要的业务，要求下一代网络必须根据不同业务的要求提供相应的QoS保证。

因此，形成了网络技术向NGN网络演进的主要推动力。

然而通信已经成为人们生活和工作中不可缺少的工具，人们需要的是能够随时、随地、灵活地获取所需要的信息。

因此要求电信运营商能够灵活地为用户提供丰富的电信业务，而基于由不同通信网络提供不同业务的运营模式难以满足用户要求。

人类的通信包括话音、数据、视频与音频组合的多媒体三大内容。

电话网承载和疏通语音业务，历史最为悠久，其核心是电话交换机，电话交换机经历了磁石式、共用电池式、步进制、纵横制、程控制5个发展阶段，其差别在于交换机的实现方式发生了改变。

软交换网络诞生于20世纪90年代，是IP技术带动电信业发展的产物，其自身的网络融合为电信运营商解决了目前多种网络，多种技术和多种系统共存的问题提供了良好的解决方案。

也为电信运营商的创新业务和节约成本创下了条件。

而在当今的信息社会，通信占有的领域无可估量，逐渐成为人类生活和工作不可或缺的组成部分。

通信是一个国家的国民经济的基础建设之一，而通信网络直接由用户终端设备.传输设备和交换机组成。

所以交换技术的掌控和发展直接关系到一个国家的经济水平以及发达程度。

基于IP的软交换而程控制电话交换机的出现是一个历史性的变革，它采用了先进的体系结构，其功能可以分为呼叫业务接入、路由选择和呼叫业务控制3部分，其中的交换和呼叫业务控制功能均主要是通过程序软件来实现。

但其采用的资源独占的电路交换方式，以及为通信的双方提供的对等的双向固定带宽通道不适于承载突发数据量大、上下行数据流量差异大的数据业务。

1.2 软交换运行知识介绍业务软交换是一个软件的实体，用于提供呼叫控制功能。

其基本定义为：软交换是一种支持开放标准的软件，能够基于开放的计算平台完成分布式的通信控制功能，并且具有传统的TDM电路交换机的业务功能。

基本含义就是将呼叫控制功能从媒体网关（传输层）中分离出来，通过软件实现基本呼叫控制功能，包括呼叫选路、管理控制、连接控制（建立、拆除会话）和信令互通，从而实现呼叫传输与呼叫控制的分离，为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面。

软交换是电信交换网络演进过程中实现承载与控制分离的一种技术，实现媒体网关和呼叫服务器在网络上的分层部署，相关实体间通过标准协议进行互联和通信，以便在网上更加灵活地提供业务。

狭义上看，软交换指软交换设备，在网络的控制层。

软交换内部图解1.3 软交换发展前景层在未来的发展中，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。

软交换是下一代网络的核心技术，其基本思想是呼叫和承载分离。

软交换最开始提出的出发点是基于将现有的电路交换网逐步地向IP网过渡，并替代传统的电路交换网。

同时，为IP电话提供更多的业务，使IP网获得与传统的电路交换网所能提供的相同的业务。

第二章：通信系统软交换技术介绍2.1 程控交换机的功能2.1-1呼叫控制和处理软交换为基本呼叫的建立、维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；接收来自业务交换功能的监视请求，并对与呼叫相关的事件进行处理，接收来自业务交换的呼叫控制相关信息，支持呼叫的建立和监视；支持两方或多方呼叫控制功能，提供多方呼叫控制功能，识别媒体网关报告的用户摘机、拨号和挂机等事件，控制媒体网关向用户发送音信号，满足运营商的拨号计划。

2.1-2 协议功能软交换是一种开放和多协议实体采用标准协议与各种媒体网关、终端和网络进行通信，包括　H.248、SCTP、ISUP、TUP、INAP、H.323、RADIUS、SNMP、SIP、M3UA、MGCP、BICC、PRI、BRI等。

2.1-3 计费功能具有采集详细话单和复式计次的功能，可根据运营需求将话单传送至计费中心。

对于记帐卡计费业务，具备实时断线功能。

2.1-4互通功能可通过信令网关实现分组网与现有七号信令网的互通；可通过信令网关与现有智能网互通，提供多种智能业务，允许　SCF控制　VoIP呼叫，并对呼叫信息进行操作（号码显示等）；可通过互通模块，实现与现有　H.323体系的　IP电话网的互通；可通过互通模块，采用　SIP协议实现与　SIP 网络体系的互通；可实现与其他软交换的互通互连，采用　SIP、BICC协议；可提供　IP网内　H.248终端、SIP终端和　MGCP终端之间的互通2.1-5 认证/授权和地址解析软交换与认证中心连接，可将辖区内的用户、媒体网关信息送往认证中心，进行认证与授权，完成　E.164地址至　IP地址、别名地址至　IP地址的转换，同时可完成重定向功能。

2.1-6、资源管理提供资源管理功能，对系统中的各种资源进行集中管理，如资源的分配、释放和控制2.1-7、业务交换业务交换与呼叫控制功能结合，可提供在呼叫控制功能和业务控制功能（SCF）之间进行通信所要求的一组功能。

2.1-8、语音处理软交换控制媒体网关可选择语音压缩算法，包括　G.729、G.723等；软交换向媒体网关提供语音包缓存区，减少抖动对语音质量的影响。

2.2 软交换体系2.2-1，呼叫控制层呼叫控制层完成各种呼叫控制，并负责相应业务处理信息的传送。

呼叫控制层中的物理实体是软交换机（SS：Soft　Switching），软交换机的主要功能如下：对接入层的各种媒体网关的控制，指示媒体网关应与哪个媒体网关建立连接关系，完成信息压缩编码方式的控制、回声抑制功能控制和业务流量控制；基本话音业务的呼叫处理和连接控制；数据业务的处理和连接控制；提供与更高层应用的接口；计费功能。

2.2-2、媒体网关层媒体网关层的功能是将用户/业务连接接入软交换网络。

边缘接入层中的物理实体是一系列媒体网关设备（MGW），各网关设备完成数据格式和协议的转换，将接入的所有媒体信息流均转换为采用　IP协议的数据包在软交换网络中传送。

2G移动交换网主要实现话音业务的时隙交换，最常用的有两种媒体网关：中继媒体网关（TMG）和信令网关（SG）。

第三章：软交换在现在通信中的应用3.1软交换组网3.1-1单平面结构所有SS（软交换机）均了解全网的路由设置数据，任一SS 的增加和减少，所有的SS 均需要做路由数据更改。

3.1-2多域平面结构（路由服务器方式）引入路由数据分层的概念，即SS 仅了解一定区域的路由设置数据，在SS 之上增加一层路由服务器用于对其他区域被叫用户的寻址，路由服务器接受主叫端SS 的寻址请求，通过数据查询或向其他路由向服务器发出寻址请求得到并向主叫端SS 返回被叫的SS 地址。

路由服务器不做呼叫控制信号的传递，呼叫控制信号的传递最多需要一跳。

路由服务器可以多级设置。

3.1-3分级结构在软交换控制设备之上增加一层代理服务器或高级软交换机。

代理服务器或高级软交换机接受下级软交换送来的呼叫控制信号，完成被叫用户的寻址,和呼叫的接续处理功能。

在这种情况下，呼叫信号的传递路径大于一跳。

3.2 软交换语音业务3.2-1语音转接业务 软交换网的虚拟中继业务提供语音转接业务，实际上就是利用软交换网转接PSTN端局之间的语音业务，而软交换网本身不直接接入语音终端用户，此时软交换网的功能类似于PSTN中的汇接局或长途局的功能。

提供虚拟中继业务，软交换网中必须配置TG、SG和软交换机设备，若仅提供与PSTN相同的语音转接业务，则不需要单独的应用服务器，此时呼叫控制和业务的实现均是由软交换机负责完成。

目前各软交换设备供应商提供的系统均已经能够提供虚拟中继业务。

3.2-2语音直接接入业务 语音直接接入业务，要求软交换网具备PSTN本地端局的功能，在我国信息产业部2001年5月25日发布的《电话交换设备总技术规范》以及补充件中规定了PSTN交换机应具备的各项功能，目前各软交换设备厂家均是利用软交换机来实现上述功能，而未采用专用的应用服务器。

对于用户信息和存储和鉴权认证也是由软交换机来实现，也支持由专用的应用服务器或智能网SCP来实现，因此，从某种意义上说，目前各厂商提供的软交换系统对于基本语音业务仍未采用“呼叫控制与业务应用的分离”的概念。

同时，软交换网中为直接接入用户还必须配置AG和/或IAD设备；与PSTN相连，则还需配置TG和SG设备。

目前各软交换设备供应商提供的系统均已经能够提供基本的语音直接接入业务，但不同厂商提供的系统对于《电话交换设备总技术规范》以及补充件中规定了PSTN交换机应具备的各项功能的支持情况仍各不相同。

同时，对于PSTN智能网实现的各种语音增值业务，各厂家提供的软交换系统也是通过智能网方式来实现的，此时，软交换机具备SSP功能，触发智能网业务，访问智能网的SCP。

近年来数据业务的增长较快，但业务应用主要集中在WWW浏览、E-mail、下载、网络游戏、网络视频流媒体在线观看、网上购物、ICQ及网上聊天等业务。

软交换设备供应商推出了一些数据与语音相融合的业务3.2 软交换应用总结目前，许多电话交换设备供应商和数据设备供应商均推出了自己的软交换设备，国内厂商包括中兴、华为和大唐；国外厂商包括阿尔卡特、北方电讯、西门子、朗讯、Cisco、Sonus、UT斯达康等公司。

各厂商提供的软交换设备均遵从软交换技术的总体架构，只是在具体实现方式上存在着一些差异。

软交换技术的产生是为了构件一个“全业务网”，即在同一个网上实现语音、数据、多媒体视频流业务的融合；并且为了实现这个目的，将呼叫控制和业务功能在功能实体上进行了分离。

但目前各厂家提供的软交换系统在业务提供上与上述目标还存在一定的差距，还需要经历一个不断发展和完善的过程。

目前，语音业务仍旧在通信业务中占据主导地位，也是各电信运营商盈利的主要来源，软交换网实现多业务的融合，应首先能够提供至少与PSTN 相同的语音业务。

因此，各设备厂商也将对语音业务的支持列为首要任务。

参考书籍《软交换的工程实现》作者: 罗国庆出版社：人民邮电出版社《软交换技术与实现》作者: 童晓渝出版社：西南交大出版社《现代交换原理与通信网技术》作者：卞佳丽出版社：北京邮电大学出版社《通信原理》作者：樊昌信出版社：国防工业出版社《现代交换原理》作者：陈建亚出版社：北京邮电出版社《交换与路由实用配置技术》曹炯清出版社：清华大学出版社《交换机配置与管理完全手册》王达出版社：中国水利水电出版《程控数字交换与现代通信网》叶敏出版社：北京邮电大学《网络互连技术.路由.交换与远程访问》张保通中国水利水电出版社《交换与路由实用配置技术》清华大学出版社。