張宏

（蘭州大學信息科學與工程學院，甘肅　蘭州　730107）

軟交換技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用及其發(fā)展方向探索

張宏

（蘭州大學信息科學與工程學院，甘肅蘭州730107）

現(xiàn)如今通信已經(jīng)很普及。為了跟上時代的潮流，滿足人們的日常生活需求，對通信設(shè)備和通信技術(shù)提出了更高的要求，通信工程必須不斷地更新?lián)Q代。下一代通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵是軟交換技術(shù)，本文通過分析軟交換技術(shù)的概念、原理、特點、協(xié)議，介紹其在通信工程中的應(yīng)用，并對其發(fā)展進行一些探究。

軟交換技術(shù)；通信工程；原理；應(yīng)用；發(fā)展

1　引言

經(jīng)濟在不斷發(fā)展，人們對于通信業(yè)務(wù)的需要也不斷增加，顯然以往的通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)無法滿足日益增長的需求。各大運營商和通信設(shè)備公司都在為下一代通信技術(shù)做研究，人們需要的是帶寬大、使用靈活、各網(wǎng)絡(luò)之間實現(xiàn)無縫對接的服務(wù)。這就要求通信技術(shù)必須革新，軟交換技術(shù)作為下一代通信技術(shù)的核心，已經(jīng)被世界所關(guān)注。

2　軟交換的概念

2.1什么是軟交換

軟交換技術(shù)和一般的電路交換不同，它是一種新興的技術(shù)，它的關(guān)鍵是把軟交換設(shè)備作為控制的核心，從而能夠使得呼叫功能獲得獨立，實現(xiàn)與媒體網(wǎng)關(guān)的分離，這就使得業(yè)務(wù)與呼叫獨立存在。軟交換技術(shù)使硬件電路軟件化，編程控制更加容易，設(shè)備的設(shè)計也更加簡單，軟化的控制方式能夠?qū)⒑芏鄻I(yè)務(wù)融合在一起。除此之外，軟交換能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源和能力的封裝，并提供一些標準接口實現(xiàn)與業(yè)務(wù)層的連接，這就為網(wǎng)絡(luò)上增加新的業(yè)務(wù)提供了方便。

2.2軟交換的基本原理

軟交換技術(shù)的設(shè)計有較高的自由性，不依賴某一種操作系統(tǒng)或者底層硬件。設(shè)計方法是創(chuàng)建一個分布式的軟件系統(tǒng)，要求這個軟件系統(tǒng)有很好的性能，需要伸縮性好、容錯能力強、有標準接口和開放性的業(yè)務(wù)處理能力。它有如下的要求：

（1）要求軟交換網(wǎng)的兼容性極高，可以順利運行第三方軟件，并且對存在惡意攻擊或者運行有錯誤的第三方軟件能夠免疫。

（2）能夠自由變換，以適應(yīng)各種網(wǎng)絡(luò)中的不確定因素。

（3）有較高的自愈能力，出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障能夠自我修復(fù)。

（4）個通信同步進行，能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實時狀況改變網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)。

（5）在其基礎(chǔ)上添加新的設(shè)備和控制協(xié)議，當然這要求不破壞它的性能。

（6）在不同的操作系統(tǒng)和不同計算機上運行；

（7）后期對程序進行更改，增加業(yè)務(wù)，實現(xiàn)可編程操作。

2.3軟交換的主要特點

（1）可以在ATM、PSTN、IP協(xié)議處理系統(tǒng)之中運行；

（2）可以在各種各樣的操作系統(tǒng)上運行，方便可靠；

（3）自由度高，靈活性好，這使得它能完成很多功能。例如，軟開關(guān)與中繼器可以實現(xiàn)遠程開關(guān)的功能；或軟開關(guān)連接到一個網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)虛擬語音專用網(wǎng)絡(luò)；

（4）可以通過一個開放的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)接口訪問，能夠使用新的智能業(yè)務(wù)，實現(xiàn)所謂的“開放”性能；

（5）可以為第三方開發(fā)人員提供更多的訪問接口，容易擁有更廣泛的業(yè)務(wù)發(fā)展；

（6）有詳細的事件記錄和調(diào)用事件，實現(xiàn)可編程的操作空間的特點；

（7）具有先進的軟件組件的特點，該軟件是由服務(wù)器管理的。

2.4軟交換的基本協(xié)議

軟交換技術(shù)的主要協(xié)議有H323協(xié)議和SIP協(xié)議，前者是交換網(wǎng)多媒體通信的標準，多用于單獨的設(shè)備、會議視頻等，使用這個協(xié)議的基礎(chǔ)是結(jié)構(gòu)集中，并且對等，設(shè)備有良好的穩(wěn)定性和互通性。后者是在IP網(wǎng)絡(luò)上進行多媒體通信的應(yīng)用層控制協(xié)議，傳輸可靠，運用了分布式管理，可以進行擴充，靈活性好，支持業(yè)務(wù)的增值，被廣泛運用。

3　軟交換技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用

3.1軟交換技術(shù)在固話網(wǎng)中的應(yīng)用

端局先行的軟交換改造：用這樣的方式進行改造的優(yōu)勢是對本地網(wǎng)絡(luò)的形態(tài)的要求不高，這種改造方式的演進速度十分緩慢，因此對本省不會有什么風險。這種改造方式的缺點是加大了施工難度，還會改變支撐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

匯接局先行的軟交換改造：此種改造方式可以忽略用戶的介入方式，重點關(guān)心的是固網(wǎng)交換局的接入方式，這樣就解決了端局存在差異性的問題，與端局先行的軟交換改造相比，這種方式難度更大，對本地支撐系統(tǒng)的破壞更為嚴重，所以難以在世界范圍內(nèi)推廣。

3.2軟交換技術(shù)在移動通信中的應(yīng)用

明確兩個概念，一個是基于移動通信的軟交換體系，另一個是基于固定通信的軟交換體系。兩者有相同的地方，如網(wǎng)絡(luò)接口、接口的協(xié)議還有業(yè)務(wù)等方面。兩者也有不同之處，如處理的業(yè)務(wù)不同、專門的設(shè)備的特有功能不同以及能夠兼容的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不同。

（1）軟交換技術(shù)在移動長途網(wǎng)的應(yīng)用

軟交換設(shè)備TMSC Server一般設(shè)在每個大區(qū)的中心城市，TMSC Server成對出現(xiàn)，兩個服務(wù)器互為備份，配置完全相同。為了實現(xiàn)基于移動的軟交換長途網(wǎng)與基于傳統(tǒng)的移動通信網(wǎng)的連接，在省城全部部署很多中繼媒體網(wǎng)關(guān)，中繼媒體網(wǎng)關(guān)連接到能夠直接到達省內(nèi)交換機的電路，這樣可以使承載網(wǎng)和傳輸中斷對業(yè)務(wù)的影響降到最小，TMG還應(yīng)和本省TMSC1間設(shè)置一個過橋電路。TMG設(shè)備同時會有SG功能。用IP承載網(wǎng)的廣域網(wǎng)方式將匯接移動交換中心服務(wù)器之間連接在一起，TMG/SG與其匹配的匯接移動交換中心服務(wù)器之間連接在一起，TMG/SG之間的連接方式為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)連接。

（2）軟交換技術(shù)在移動本地網(wǎng)的應(yīng)用

軟交換技術(shù)應(yīng)用在移動本地網(wǎng)絡(luò)時有很大的優(yōu)勢。首先MSC服務(wù)器擁有MSC的所有業(yè)務(wù)控制層的業(yè)務(wù)處理能力，其次還能實現(xiàn)與之對應(yīng)的信令接收、解析。另外它可以輕松地把媒體信息流聚集在一起，建立他們之間的映射關(guān)系，實現(xiàn)他們之間的交換，這都是使用擴展的H．248協(xié)議來控制MGW得到的好處。MGW的職責是實現(xiàn)媒體和接入網(wǎng)、核心網(wǎng)兩網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)變和交換。遵循“容量優(yōu)先、局所次之”的規(guī)律，MSC Server不設(shè)置在本地網(wǎng)絡(luò)中，而是在本地網(wǎng)絡(luò)之外類似群居設(shè)置，本地網(wǎng)中的MGW，則按照需求分散放置，多個MGW的控制可以用一個MSC Serve實現(xiàn)。MSC Server/MGW同時允許2G/3G用戶接入，因此2G/3G在本地網(wǎng)實現(xiàn)了融合。原GSM交換網(wǎng)絡(luò)中的一些網(wǎng)元設(shè)備被重新利用?？梢栽O(shè)置各個本地網(wǎng)中的軟交換的關(guān)口局。通過GMGW和本地網(wǎng)中的任意一個MSC端局之間的直達電路，軟交換關(guān)口局可以疏通不同通話網(wǎng)絡(luò)的話務(wù)，還可以讓本地IP話務(wù)落地。

3.3軟件交換技術(shù)在下一代通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

（1）軟交換技術(shù)在下一代通信網(wǎng)絡(luò)中的功能

軟交換技術(shù)實現(xiàn)了媒體網(wǎng)關(guān)的接入，這種功能相當于一個適配器，把各種各樣的網(wǎng)關(guān)相互連接，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。軟交換的呼叫功能不依賴于本地支撐系統(tǒng)，它通過軟交換技術(shù)實現(xiàn)連接和釋放?？梢愿倪M傳統(tǒng)的交換技術(shù)，提供更多的業(yè)務(wù)類型。最重要的是軟交換技術(shù)可以實現(xiàn)幾種不同網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通、管理資源、分配資源、資源的占用和釋放等。

（2）軟交換技術(shù)在下一代通信網(wǎng)絡(luò)中的位置

下一代通信技術(shù)的關(guān)鍵是軟交換技術(shù)。相比于傳統(tǒng)的電路交換，軟交換技術(shù)有很大的優(yōu)勢，成本很低，平臺開放。以往產(chǎn)商壟斷了硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)配置，但是軟交換技術(shù)打破了這樣的壟斷，使用的人可以從多個廠商手中購買自己所喜歡的組件，來構(gòu)成自己的網(wǎng)絡(luò)，這樣會更加適合自己、更人性化。軟交換技術(shù)本身是開放的、可編程的，你可以在上面加自己想要的東西。它還可以處理諸如視頻、語音和其他很多的媒體業(yè)務(wù)。

4　軟交換技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展探究

4.1軟交換技術(shù)存在的問題

傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)存在了很多年，也已經(jīng)得到了很好的發(fā)展。各方面的技術(shù)都很成熟了，在組網(wǎng)方面掌握著核心技術(shù)，并且擁有數(shù)量眾多的用戶群。但是基于軟交換技術(shù)的組網(wǎng)方式，在世界范圍內(nèi)都沒有很成功的案例，還沒有掌握核心技術(shù)，沒有可以借鑒的東西。現(xiàn)在普遍采用的組網(wǎng)方式是扁平化組網(wǎng)，很不成熟，另外分接技術(shù)和業(yè)務(wù)推廣方面也存在著很多問題。

4.2軟交換技術(shù)的發(fā)展趨勢

軟交換技術(shù)在如今已經(jīng)取得一些成就，但是上述的問題還是沒有徹底解決，在以后的發(fā)展過程中應(yīng)當著重解決這些問題，克服出現(xiàn)的困難。

（1）業(yè)務(wù)進一步分離

傳統(tǒng)交換采用的是分層處理的方式，大多數(shù)的業(yè)務(wù)由業(yè)務(wù)層來完成。為了使呼叫控制和業(yè)務(wù)更透明地分離，IMS將軟交換中的所有保留業(yè)務(wù)拿出來放到業(yè)務(wù)層的服務(wù)器當中。用戶數(shù)據(jù)被放到了軟交換的自身設(shè)備中，這樣做的目的就是使得業(yè)務(wù)進一步分離。

（2）呼叫協(xié)議統(tǒng)一

軟交換技術(shù)的發(fā)展趨勢是選擇SIP協(xié)議，之所以選擇這種協(xié)議，是因為這種協(xié)議擁有簡單、可擴展性強的特點，加上它的實用性很強大。SIP協(xié)議也是未來多媒體發(fā)展被極力推崇的呼叫控制協(xié)議。

（3）接入方式的不相關(guān)性

軟交換的一大特點是對于接入方式有很強的兼容性，未來將會將這一特點進一步發(fā)展。接入兼容問題一直是傳統(tǒng)交換網(wǎng)絡(luò)存在的問題，因為媒體網(wǎng)關(guān)難以從業(yè)務(wù)當中分離出來，導(dǎo)致難以實現(xiàn)接入兼容。未來的軟交換技術(shù)將徹底解決這一問題，實現(xiàn)真正的多種接入方式兼容。

5　結(jié)束語

隨著社會的發(fā)展，傳統(tǒng)的電話網(wǎng)絡(luò)和市場的需求出現(xiàn)了矛盾。軟交換技術(shù)在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，逐步進行改造和組網(wǎng)，繼承了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點，彌補了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)存在的問題和不足。軟件換技術(shù)是下一代通信技術(shù)的核心，解決了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備、接口、通信容量、業(yè)務(wù)范圍等問題，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)之間的無縫對接，成為了網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的領(lǐng)頭羊。

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TheApplication of Soft Switching Technology in Communication Engineering and Its Development Direction

Zhang Hong
(College of Information Science and Engineering,Lanzhou University,Lanzhou 730107,Gansu)

Nowadays communication has become very popular.In order to keep up with the times trend,and meet with people's needs in daily life,there are higher requirements to the communications equipment and communication technology.Communication engineering must be updated continuously.The key of next generation communication network is soft switch technology.This paper analyzes the concept,principle,characteristics and protocol of soft switch technology,introduces its application in communication engineering,and researches on its development.

soft switching technology;communication engineering;principle;application;development

TM73

A

1008-6609(2016)06-0049-03

張宏，男，甘肅定西人，本科，研究方向：通信工程。