软交换相关原理及概念
电话软交换方案
电话软交换方案概述电话软交换是一种基于软件实现的电话交换系统。
传统的电话交换系统通常是基于硬件设备和电路组成的，而电话软交换则是通过软件来实现电话呼叫、路由和控制等功能。
它可以运行在普通计算机上，通过网络连接电话网和互联网，提供通话、语音信箱、IVR等功能。
本文将介绍电话软交换的基本原理、优势以及常见的应用场景。
基本原理电话软交换的基本原理是利用计算机软件来模拟传统电话交换机的功能。
它通过软件定义的方式，将电话呼叫、路由和控制等功能转移到了计算机上。
具体包括以下几个方面：1.呼叫控制：电话软交换通过软件实现呼叫的建立、接通、挂断等操作。
当用户拨打电话时，软交换可以根据拨号规则自动选择路由，将呼叫传递到目标用户。
2.路由管理：电话软交换可以根据路由策略，将电话呼叫从源用户路由到目标用户。
路由策略可以基于多种条件进行配置，如呼叫目的地、拨号前缀等。
3.通话控制：电话软交换可以对通话进行实时控制，如呼叫转接、保持、静音等。
它还可以提供高级功能，如会议呼叫、多方通话等。
4.附加功能：电话软交换还可以提供一些附加功能，如语音信箱、自动语音应答（IVR）、呼叫录音、呼叫统计等。
这些功能可以增强用户的通信体验和效率。
优势电话软交换相对于传统的硬件交换机有以下几个优势：1.灵活性：电话软交换可以运行在普通计算机上，无需额外的硬件设备。
用户可以根据实际需求选择合适的硬件平台，节省成本。
同时，软交换的功能可以通过软件升级进行扩展，满足不同的业务需求。
2.可扩展性：电话软交换可以通过网络连接多个软交换实例，构建一个分布式的通信系统。
这样可以实现跨地区、跨国家的呼叫路由和互联互通。
3.成本效益：相对于传统的硬件交换机，电话软交换的成本更低。
它可以利用现有的计算机和网络设备，减少资本投入和运维成本。
同时，软交换可以通过软件升级进行功能扩展，延长使用寿命。
4.可定制性：电话软交换是基于软件实现的，用户可以根据实际需求进行自定义配置。
软交换技术原理全解
语音编码种类
• G.711:64Kb/s（无压缩） • G.729a:8Kb/s • G.723.1:5.3kbit/s或6.3kbit/s（可跟据网络情况自动调整速
率）
语音编码技术（2）
语音静荷大小：一个语音分组所包含语段信息 的时间长度，单位一般为ms。
软交换机的功能分工
软交换机其功能可以分为电话呼叫服务器、SIP 服务 器等
• 电话呼叫服务器：通过媒体网关控制协议实现对所属中继网 关和接入网关的控制，实现基于分组承载网络的 PSTN/ISDN 业务特性。部分设备制造商将这类服务器再细 分为汇接（长途）层面的呼叫服务器、端局层面的呼叫服务 器和移动呼叫服务器。
• 通过API开放业务，由Application Server或第三方业务平台 放业务逻辑， Softswitch负责业务具体的实施；
• Softswitch充当SSP,通过 INAP 和智能网中已有的 SCP 通信， 重用目前已经存在的智能业务；
• 直接在 Softswitch 本机上提供增值业务（如800号、移机不 改号）
1. 软交换设备技术要求 2. 媒体网关设备技术要求 3. 信令网关设备技术要求
媒体网关(Media Gateway）功能与协议
PSTN交换局
模拟用户
V5.2用户 PBX用户 ISDN用户 ADSL用户 无线用户
软交换设备
协议处理功能
分
接
资源控制和管理功能
组
入
网
功 能
维护和管理功能
接 入 功
语音压缩功能
PSTN端局
中继网关 接入网关
“A”主用 “B” 备用
软交换技术课件PPT课件
媒体网关控制协议用在软交换设备与各种媒体接入设 备之间，提供软交换设备对媒体接入设备的控制，是 一种主/从控制协议体系。主要有IETF制定的MGCP、 MEGACO 和ITU-T制定的H.248等。
呼叫控制协议用于建立呼叫，是一种对等方式的通信 协议，与媒体网关控制协议的主从方式完全不同。主 要有：BICC、SIP-T、SIP-I等协议。
Package） ◦ DTMF检测包dd（DTMF Detection Package） ◦ 网络包nt（Network Package）
6.3.2 H.248协议消息 6.3.2.1 协议栈结构
H.248 UDP/TCP/SCTP
IP MAC L1
H.248 UDP/TCP/SCTP
IP MAC L1
是：“软交换是网络演进以及下一代分组网络的核心设备
பைடு நூலகம்
之一，它独立于传送网络，主要完成呼叫控制、资源分配、
协议处理、路由、认证、计费等主要功能，同时可以向用
户提供现有电路交换机所能提供的所有业务，并向第三方
提供可编程能力。
6.2.2 软交换体系架构 6.2.2.1 软交换体系架构
业务层 控制层
资源的利用
◦ 电交换达到上限
传统网络的局限
◦ 基于电路交换技术，资源利用率低； ◦ 网络结构不合理； ◦ 业务开发受限； ◦ 无法提供综合信息服务。
1、下一代网络的体系结构
业务层
业务生成 服务器
媒体服务器
应用服务器
策略服务器
控制层
控制层设备
控制层设备
传送层
核心分组网
接入层 信令网关
中继网关
2、关联属性
◦ 关联标识
软交换原理
软交换原理软交换是一种通过软件实现的电话交换系统，它利用计算机软件来处理电话呼叫的路由、连接和管理。
软交换系统相对于传统的硬件交换系统具有更高的灵活性和可扩展性，能够更好地适应多样化的通信需求。
本文将介绍软交换的原理及其在通信领域中的应用。
软交换系统的核心是软交换服务器，它运行在标准的计算机硬件上，并通过特定的软件来实现电话交换功能。
软交换服务器可以通过网络连接到其他交换设备或者电话终端，实现电话呼叫的接入、路由和连接。
与传统的硬件交换系统相比，软交换系统具有更高的灵活性，可以通过软件升级来支持新的功能和服务，而无需更换硬件设备。
软交换系统通过软件实现了电话呼叫的路由和连接，其中包括呼叫的建立、转接、保持和释放等功能。
软交换系统还可以支持丰富的增值业务，如呼叫转移、呼叫等待、会议呼叫等。
通过软件的灵活配置，软交换系统能够满足不同用户的个性化需求，提供定制化的通信服务。
在软交换系统中，呼叫控制和媒体控制分离，呼叫控制由软交换服务器完成，而媒体控制则由专门的媒体网关或者媒体服务器来实现。
这种分离的架构使得软交换系统更易于扩展和管理，可以根据实际需求灵活地配置和部署媒体资源。
软交换系统在通信领域中有着广泛的应用，它可以作为传统电话交换系统的替代方案，也可以作为新型通信网络的核心设备。
在互联网时代，软交换系统可以与互联网协议相结合，实现语音、视频和数据的综合传输，为用户提供更丰富的通信体验。
总的来说，软交换系统是一种基于软件实现的电话交换方案，它具有灵活性、可扩展性和丰富的功能特性，能够更好地满足多样化的通信需求。
随着通信技术的不断发展，软交换系统必将在通信领域中发挥越来越重要的作用，为用户提供更优质的通信服务。
软交换
软交换1.概念软交换是一种功能实体，为下一代网络NGN提供具有实时性要求的业务的呼叫控制和连接控制功能，是下一代网络呼叫与控制的核心。
简单地看，软交换是实现传统程控交换机的“呼叫控制”功能的实体，但传统的“呼叫控制”功能是和业务结合在一起的，不同的业务所需要的呼叫控制功能不同，而软交换是与业务无关的，这要求软交换提供的呼叫控制功能是各种业务的基本呼叫控制。
软交换技术独立于传送网络，主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能，同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务，并向第三方提供可编程能力。
分层组网是建设低成本融合网络的核心理念2.基本要素软交换技术区别于其它技术的最显著特征，也是其核心思想的三个基本要素是：生成接口，接入能力，支持系统。
（1）生成接口软交换提供业务的主要方式是通过API与“应用服务器”配合以提供新的综合网络业务。
与此同时，为了更好地兼顾现有通信网络，它还能够通过INAP与IN中已有的SCP配合以提供传统的智能业务。
（2）接入能力软交换可以支持众多的协议，以便对各种各样的接入设备进行控制，最大限度地保护用户投资并充分发挥现有通信网络的作用。
（3）支持系统软交换采用了一种与传统OAM系统完全不同的、基于策略（Policy－based）的实现方式来完成运行支持系统的功能，按照一定的策略对网络特性进行实时、智能、集中式的调整和干预，以保证整个系统的稳定性和可靠性。
作为分组交换网络与传统PSTN网络融合的全新解决方案，软交换将PSTN的可靠性和数据网的灵活性很好地结合起来，是新兴运营商进入话音市场的新的技术手段，也是传统话音网络向分组话音演进的方式。
在国际上，软交换作为下一代网络（NGN）的核心组件，已经被越来越多的运营商所接受和采用。
3. 体系结构软交换控制设备（Soft switch Control Device）这是网络中的核心控制设备（也就是我们通常所说的软交换）。
软交换技术原理
信令协议介绍及作用
01
SIP（Session Initiation Protocol）：一种基于文本的协议，用 于建立、修改和终止多媒体会话。它支持语音、视频和数据等多 种业务，并具有灵活、可扩展和易于实现的特点。
02
H.323：一种ITU-T推荐的多媒体通信协议栈，包括H.225呼 叫信令协议、H.245控制协议和RTP/RTCP媒体传输协议等。 H.323协议栈支持在分组网络上提供音频、视频和数据通信 服务。
软交换网络架构支持多种协议和接口 标准，可以与各种异构网络进行互联 互通。
模块化结构
软交换网络架构采用模块化设计，各 功能模块相互独立，便于灵活配置和 扩展。
关键网元功能描述
软交换机（Softswitch）
负责呼叫控制、资源管理、协议转换等功能，是软交换网络的核心网 元。
媒体网关（Media Gateway）
开放接口与标准协议
采用开放接口和标准协议，便于与各种业务和应用 进行集成。
分布式架构
采用分布式架构，提高了系统的可靠性和处理能 力。
多业务支持
支持语音、数据、视频等多种业务，满足了用户多样化 的通信需求。
应用领域与市场需求
应用领域
软交换技术广泛应用于固定电话网、移动电话网、宽带接入 网等领域，为企业和个人用户提供丰富的通信服务。
1 2
开放API接口的重要性
通过开放API接口，第三方开发者可以基于软交 换平台开发丰富的业务应用，提升平台的业务提 供能力。
API接口设计原则
包括接口的统一性、易用性、安全性等方面的设 计原则。
3
典型API接口介绍
如呼叫控制API、媒体处理API、用户管理API等 典型API接口的功能和使用方法。
软交换
软交换的体系结构： 软交换的体系结构：
软交换的核心思想是将传统的电路交换机按功能分解为不同的层次， 软交换的核心思想是将传统的电路交换机按功能分解为不同的层次，从而实现业务 提供与呼叫控制分离、呼叫控制与承载连接分离， 提供与呼叫控制分离、呼叫控制与承载连接分离，不同的功能层次之间通过开放的接口 连接。因此，其位于下一代网络分层结构中的控制层面。 连接。因此，其位于下一代网络分层结构中的控制层面。
LOGO
软交换
————NGN的核心技术 ————NGN的核心技术
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NGN： NGN：Next Generation Network，又称为次世 Network，
代网络。 代网络。
NGN是以软交换为核心，能够提供话音、视频、 NGN是以软交换为核心，能够提供话音、视频、数据等多媒体综 是以软交换为核心 合业务，采用开放、标准体系结构，能够提供丰富业务的下一代网络。 合业务，采用开放、标准体系结构，能够提供丰富业务的下一代网络。 基于分组的网络， 能够利用多种带宽和具有QoS能力 基于分组的网络，能够提供电信业务能够利用多种带宽和具有QoS能力
控制层（Control Layer）: Layer） 控制层（
实现呼叫控制和连接管理，控制各种媒体网关，完成计费和数据采集、网间互联等 功能。
传送层（ Transport Layer）: Layer） 传送层（
采用分组技术，提供高可靠、端到端的QoS保证的综合传送平台。 保证的综合传送平台。 采用分组技术，提供高可靠、端到端的QoS保证的综合传送平台
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（7）基于策略的运行支持系统 软交换采用了一种与传统OAM系统完全不同的 系统完全不同的、 软交换采用了一种与传统OAM系统完全不同的、基于策略的实现方式来完成运行支 持系统的功能，按照一定的策略对网络特性进行实时、智能、集中式的调整和干预， 持系统的功能，按照一定的策略对网络特性进行实时、智能、集中式的调整和干预，以 保证整个系统的稳定性和可靠性。 保证整个系统的稳定性和可靠性。
什么是软交换_软交换介绍
电子知识软交换(16)软交换：利用把呼叫控制功能与媒体网关分开的方法来沟通公用电话交换网(PSTN)与IP电话(VoIP)的一种交换技术。
软交换(SS)概念是20世纪90年代后期在IP电话的基础上逐步发展起来的，是在通信网由窄带向宽带过渡，由电路交换向分组交换演进的过程中逐步完善的。
它继承了电信网集中控制的架构和可靠的信令技术，采用分层的机构实现了呼叫控制和媒体处理相的分离原则。
软交换是一种功能实体，为下一代网络NGN提供具有实时性要求的业务的呼叫控制和连接控制功能，是下一代网络呼叫与控制的核心。
软交换是一种正在发展的概念，包含许多功能。
其核心是一个采用标准化协议和应用编程接口(API)的开放体系结构。
这就为第三方开发新应用和新业务敞开了大门。
软交换体系结构的其它重要特性还包括应用分离(de-coupling of applications)、呼叫控制和承载控制。
软交换技术三个基本要素是：1)开放的业务生成接口。
软交换提供业务的主要方式是通过API与“应用服务器”配合以提供新的综合网络业务。
与此同时，为了更好地兼顾现有通信网络，它还能够通过INAP与IN中已有的SCP配合以提供传统的智能业务。
2)综合的设备接入能力。
软交换可以支持众多的协议，以便对各种各样的接入设备进行控制，最大限度地保护用户投资并充分发挥现有通信网络的作用。
3)基于策略的运行支持系统。
软交换采用了一种与传统OAM系统完全不同的、基于策略(Policy-based)的实现方式来完成运行支持系统的功能，按照一定的策略对网络特性进行实时、智能、集中式的调整和干预，以保证整个系统的稳定性和可靠性。
作为分组交换网络与传统PSTN网络融合的全新解决方案，软交换将PSTN的可靠性和数据网的灵活性很好地结合起来，是新兴运营商进入话音市场的新的技术手段，也是传统话音网络向分组话音演进的方式。
目前在国际上，软交换作为下一代网络(NGN)的核心组件，已经被越来越多的运营商所接受和采用。
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IP
GMSC Server PSTN ISDN PLMN
MGW
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RNC
GGSN
Internet Intranet
RAN-OSS
SDH Network
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Highlight
软交换的基本概念 从MSC到MSC Server, GSM网 络构架的演进 MSC Server MGW 网络拓扑及内外部接口
CPP 处理器架构，Processor Hierarchy • 主处理器 (MP)
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BP
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3GPP分层网络结构
Application Servers Service enablers Application Servers
CPP SW - CV
• Configuration data
– ‗dt‘ – distribution list for the LM‘s
• program (pgm)
– redundancy on LM level
• Reliable Program Unit (RPU)
– Software Application Information
MGW
Traditional circuit-switched network (Switching) Layered Architecture network
MSC-S
MSC
MGW
MGW
Control Layer Connectivity Layer
MSC
TDM
MSC
TDM / ATM / IP
MGW MGW
MSC-S结构
IPN CP O&M support applications APG40C platform APG40 platform RPB-E or RPB-S RPB-S
GCP
SLI
ALI
GS
ET
TDM
HSL
155 Mb/s ATM
100BaseT IP/Ethernet Ethernet
• Spas_resource_lm
– CXC1321408_R6G03 --> core MP (GPB)
• Spas_connection_lm
爱立信的移动软交换实现
Traditional MSC Solution
Traditional MSC
MSC
Ericsson Mobile Softswitch Solution
MSC Server
MSC-S
(control and switching)
(Control)
Mobile Media Gateway
ST
爱立信网络构架演进（1）
HLR
SCP
Auc
SMS-C
INAP/CAP
INAP/CAP MAP MAP
MSC Server
V L R
BICC
MSC Server
ISUP
BSSAP(I u接口)
H.248
BSSAP TDM BSSAP
PSTN/ PLMN
BSC
TDM S G MGw
IP/MPLS Backbone
main
...
CPP HW - Subrack
Slot APN
• 28 slots per subrack • Access Point Number (APN) • Plug In Unit (PIU) • communication via backplane controlled by SCB
MGW
MSC
MSC
Ericsson Circuit Core Network Vision
Separate complex execution and control functions from service payload transport
• Optimum node technology • Independent planning, dimensioning & evolution
1
2
1
2
SCB
.
. .
.
. .
27 27 28 0 SCB
CPP HW - Boards
• • • • • • • GPB SCB SXB TUB ETM1 ETM4 SPB General Purpose Board Switch Core Board Switch Extension Board Timing Unit Board Exchange Terminal M1 Exchange Terminal M4 Special Purpose Board
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• 1 main subrack • 0 to 30 extension subract • Switch Module Number (SMN) • star topology • redundant Inter Subract Links (ISL)
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LM1a LM2a LM1p LM2p LM3a LM4a LM5a LM5p LM6a LM7a LM8a MP1 MP2 LM8a MP3 MP4 LM6p LM3p LM4p LM1a LM1p
Services/applications
MSC Server HLR/AuC/FNR GMSC/Transit Server SGW
Control
MGW
PSTN/ISDN PLMN
MGW
WCDMA EDGE GSM
Connectivity
SGSN
GGSN
Internet Intranets Control User data
Master H.248
MGW
MSC
slave MGW act as Bearer function
peer
MSC
MAP/CAP ISUP BSSAP
peer
MGW
MGW act as Signaling gateway
从传统的 MSC 演进到 MSC-Server
基于相同的平台（AXE） 基于相同的软件版本（R10~R12） 呼叫的承载功能移至MGW完成 和传统电路域相关的硬件移至MGW (逐步) - 支持宽带IP信令
CPP SW - Subsystem Structure
Cello Node Application
N e t w o r k
API ANS SCC OSA EMAS
OMS ACT OS SPP CMA CLS Core SPAS O&M
AET NCH
NSS
O p e r a t o r
CPP SW 举例- LM view of SPAS
MSC/GMSC/TSC Server Pool
HLR/AuC/FNR
Control
SGW
MGW
MGW
MobilePBN
Single IP Backbone – efficient for different applications
PSTN/ISDN PLMN
GSM/EDGE
Relation between MSC-server and MGW
CPP 平台（Connectivity Packet Platform)连接分组平台----面向3G的 平台
HW
ATM switch scalable, modular HW multi processor architecture processor cluster for central SW OSE real time operating system distributed file system: local, global and replicated volumes