软交换技术产生的背景及其介绍

文章作者 100test 发表时间 2007:09:06 12:05:32
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　　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。

　　一直以来，上述三类通信业务均是分别由不同的通信网来承载和疏通。电话网承载和疏通语音业务、数据网承载和疏通数据业务，多媒体网承载和疏通多媒体业务。

　　随着社会信息化程度的进一步加深，通信已经成为人们生活和工作中不可缺少的工具，人们对通信要求也不再仅仅是基本的语音通信业务和简单的WWW浏览和收发 E-mail，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“灵活地获取所需要的信息”的需求，只有构建一个"全业务网络——即能够同时承载和疏通语音、数据、多媒体业务的网络“才能满足用户日益增长的对通信业务的需求。

　　电话网的历史最为悠久，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。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（交换）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64kbit/s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。

　　数据网的种类繁多，根据其采用的广域网协议不同，可将其分为DDN、X.25、帧中继和IP网，由于IP网具有协议简单、终端设备价格低廉、以及基于IP 协议的WWW业务的开展，基于IP协议的Internet呈爆炸式发展，一度成为了数据网的代名词。IP网要求用户终端将用户数据信息均封装在IP包中， IP网的核心设备——路由器仅是完成“尽力而为”的IP包转发的简单工作，它采用资源共享的包交换方式，根据业务量需要动态地占用上下行传输通道，因此 IP网实际上仅是一个数据传送网，其本身并不提供任何高层业务控制功能，若在IP网上开放语音业务，必须额外增加电话业务的控制设备。值得一提的是，IP 网中传送的IP包能够承载任何用户数据信息，为实现语音、数据、多媒体流等多种信息在一个承载网中传送创造了条件。

　　可见，电话网和数据网均存在一定的先天缺陷、无法通过简单地改造而成为一个“全业务网”，因此，为了能够实现在同一个网络上同时提供语音、数据以及多媒体业务，即通信业务的融合，产生了软交换（softswitch）技术。

　　软交换网络的总体结构

　　软交换技术采用了电话交换机的先进体系结构，并采用IP网中的IP包来承载话音、数据以及多媒体流等多种信息。

　　一部程控电话交换机可以划分为业务接入、路由选择（交换）和业务控制3个功能模块，各功能模块通过交换机的内部交换网络连接成一个整体。软交换技术是将上述3个功能模块独立出来，分别由不同的物理实体实现，同时进行了一定的功能扩展，并通过统一的IP网络将各物理实体连接起来，构成了软交换网络。

　　电话交换机的业务接入功能模块对应于软交换网络的边缘接入层；路由选择（交换）功能模块对应于软交换网络的控制层；业务控制模块对应于软交换网络的业务应用层；IP网络构成了软交换网的核心传送层。

　　边缘接入层

　　软交换技术将电话交换机的业务接入模块独立成为一个物理实体，称为媒体网关（MG），MG功能是采用各种手段将各种用户及业务接入到软交换网络中，MG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。

　　根据MG接入的用户及业务不同，MG可以细分为以下几类。

　　中继媒体网关（TG）：用于完成与PSTN/PLMN电话交换机的中继连接，将电话交换机PCM中继中的64kbit/s的语音信号转换为IP包。

　　信令网关（SG）：用于完成与PSTN/PLMN电话交换机的信令连接，将电话交换机采用的基于TDM电路的七号信令信息转换为IP包。

　　G和SG共同完成了软交换网与采用TDMA电路交换的PSTN/PLMN电话网的连接，将PSTN/PLMN网中的普通电话用户及其业务接入到了软交换网中。接入网关（AG）：提供模拟用户线接口，用于直接将普通电话用户接入到软交换网中，可为用户提供PSTN提供的所有业务，如电话业务、拨号上网业务等，它直接将用户数据及用户线信令封装在IP包中。

　　综合接入设备（IAD，IntegratedAccessDevice）：一类IAD同时提供模拟用户线和以太网接口，分别用于普通电话机的接入和计算机设备的接入，适用于分别利用电话机使用电话业务、利用计算机使用数据业务的用户；另一类IAD仅提供以太网接口，用于计算机设备的接入，适用于利用计算机同时使用电话业务和数据业务的用户，此时需在用户计算机设备中安装专用的“软电话软件”。

　　多媒体业务网关（MSAG，MediaServersAccessGateway）：用于完成各种多媒体数据源的信息，将视频与音频混合的多媒体流适配为IP包。 H.323网关：用于连接采用H.323协议的IP电话网网关。

　　无线接入媒体网关（WAG，WirelessAccessGateway）：用于将无线接入用户连接至软交换网。

　　可见，AG、TG和SG共同完成了电话交换机的业务接入功能模块的功能，实现了普通PSTN/PLMN电话用户的语音业务的接入，并将语音信息适配为适合在软交换网内传送的IP包。同时软交换技术还对业务接入功能进行了扩展，体现在IAD、MSAG、H.323GW、WAG等几类媒体网关。通过各类MG，软交换网实现了将PSTN/PLMN用户、H.323IP电话网用户、普通有线电话用户、无线接入用户的语音、数据、多媒体业务的综合接入。