组网注意：软交换组网时应注意的问题

本文首先分析了软交换技术产生的原因，然后简单介绍了软交换技术，并针对目前软交换设备所能提供的业务，提出了软交换网络的应用。最后，分析了软交换技术在组网时应该注意的问题。
软交换技术背景
人类通信包括三大内容:由语音、数据、视频、音频组成的多媒体。一直以来，上述三类通信业务都是由不同的通信网络来承载和疏通的。电话网承载和挖掘语音业务，数据网承载和挖掘数据业务，多媒体网承载和挖掘多媒体业务。
随着社会信息化的进一步深入，通信已经成为人们生活和工作中不可或缺的工具。人们对通信的要求不再仅仅是基本的语音通信服务和简单的WWW浏览、收发电子邮件。人们需要的是能够随时随地灵活获取所需信息。因此，要求电信运营商灵活地为用户提供丰富的电信服务。然而，基于不同通信网络提供不同服务的运营模式，难以满足用户“灵活获取所需信息”的需求。只有建设“全业务网络——即能够同时承载和疏通语音、数据和多媒体业务的网络”，才能满足用户日益增长的通信业务需求。
电话网历史最悠久，其核心是电话交换机。电话交换机经历了磁铁型、共享电池型、步进制、纵横制、过程控制五个发展阶段。区别在于交易所实现方式的改变。过程控制电话交换机的出现是一个历史性的变化。它采用先进的体系结构，其功能可分为三部分:呼叫业务接入、路由(交换)和呼叫业务控制。交换和呼叫业务控制功能主要由程序软件实现。但是，独占资源的电路交换方式和为通信双方提供的对等双向64kbit/s固定带宽信道，不适合承载突发数据量大、上下行数据流差异大的数据业务。
数据网络有很多种，根据其WAN协议的不同可以分为DDN、X.25、帧中继和IP网络。由于IP网络协议简单，终端设备价格低廉，以及基于IP协议的WWW业务的发展，基于IP协议的互联网出现了爆炸式增长，一度成为数据网络的代名词。IP要求用户终端将用户数据信息封装在IP包中。路由器作为IP网络的核心设备，只是一个简单的“尽力而为”的IP包转发任务。它采用资源共享的分组交换方式，根据业务量需求动态占用上下游传输通道。因此，IP网络实际上只是一个数据传输网络，不提供任何高层次的业务控制功能。如果在IP网络上开通语音服务，则必须为电话服务添加额外的控制设备。值得一提的是，在IP网络中传输的IP分组可以承载任何用户数据信息，这为实现语音、数据、多媒体流等信息在一个运营商网络中的传输创造了条件。
可见，电话网和数据网都有一定的先天缺陷，不能简单地改造成“全业务网”。因此，为了在同一网络上同时提供语音、数据和多媒体业务，即通信业务的融合，软交换技术应运而生。
本文首先分析了软交换技术产生的原因，然后简单介绍了软交换技术，针对目前软交换设备所能提供的业务，提出了软交换网络的应用。最后分析了使用软交换技术组网时应注意的问题。
软交换技术背景
人类通信包括三大内容:由语音、数据、视频、音频组成的多媒体。一直以来，上述三类通信业务都是由不同的通信网络来承载和疏通的。电话网承载和挖掘语音业务，数据网承载和挖掘数据业务，多媒体网承载和挖掘多媒体业务。
随着社会信息化的进一步深入，通信已经成为人们生活和工作中不可或缺的工具。人们对通信的要求不再仅仅是基本的语音通信服务和简单的WWW浏览、收发电子邮件。人们需要的是能够随时随地灵活获取所需信息。因此，要求电信运营商灵活地为用户提供丰富的电信服务。然而，基于不同通信网络提供不同服务的运营模式，难以满足用户“灵活获取所需信息”的需求。只有建设“全业务网络——即能够同时承载和疏通语音、数据和多媒体业务的网络”，才能满足用户日益增长的通信业务需求。
电话网历史最悠久，其核心是电话交换机。电话交换机经历了磁铁型、共享电池型、步进制、纵横制、过程控制五个发展阶段。区别在于交易所实现方式的改变。过程控制电话交换机的出现是一个历史性的变化。它采用先进的体系结构，其功能可分为三部分:呼叫业务接入、路由(交换)和呼叫业务控制。交换和呼叫业务控制功能主要由程序软件实现。但是，独占资源的电路交换方式和为通信双方提供的对等双向64kbit/s固定带宽信道，不适合承载突发数据量大、上下行数据流差异大的数据业务。
数据网络有很多种，根据其WAN协议的不同可以分为DDN、X.25、帧中继和IP网络。由于IP网络协议简单，终端设备价格低廉，以及基于IP协议的WWW业务的发展，
基于IP协议的互联网出现了爆炸式增长，一度成为数据网络的代名词。IP要求用户终端将用户数据信息封装在IP包中。路由器作为IP网络的核心设备，只是一个简单的“尽力而为”的IP包转发任务。它采用资源共享的分组交换方式，根据业务量需求动态占用上下游传输通道。因此，IP网络实际上只是一个数据传输网络，不提供任何高层次的业务控制功能。如果在IP网络上开通语音服务，则必须为电话服务添加额外的控制设备。值得一提的是，在IP网络中传输的IP分组可以承载任何用户数据信息，这为实现语音、数据、多媒体流等信息在一个运营商网络中的传输创造了条件。
可见，电话网和数据网都有一定的先天缺陷，不能简单地改造成“全业务网”。因此，为了在同一网络上同时提供语音、数据和多媒体业务，即通信业务的融合，软交换技术应运而生。
核心传输层
核心传输层实际上是软交换网络的承载网，其功能是连接边缘接入层的各类媒体网关、控制层的软交换、业务应用层的服务器平台以及其他软交换网元。
由于IP网络可以承载各种媒体信息，如语音、数据、视频等。同时具有协议简单、终端设备对协议支持好、价格低廉等优点，所以软交换网络选择IP网络作为承载网络。
软交换网络中各网元之间的各种控制信息和业务数据信息封装在IP数据包中，通过核心传输层的IP网络进行通信。
软交换网络中的协议和标准
在软交换网络中，同一层的网元和不同层的网元都通过软交换技术定义的标准协议进行通信。IETF和ITU-T是参与制定软交换相关标准的主要国际组织。从计算机和电信的角度来看，他们对软交换网络协议做出了贡献。
1。媒体网关和软交换之间的协议
除了SG，媒体网关和软交换之间有两种协议:MGCP协议和MEGACO/H.248协议。
MGCP是MEGACO/H.248之前的版本，灵活性和可扩展性不如MEGACO/H.248，在支持多运营商方面也不如MEGACO/H.248。
MEGACO/H.248实际上是同一个协议的名称，由IETF和ITU共同制定。IETF称为MEGACO，ITU-T称为H.248，MEGACO/H.248称为媒体网关控制协议，具有协议简单、功能强大、扩展性好等特点。
SG与软交换之间采用SIGTRAN协议，SIGTRAN下层采用SCTP协议，为TCP/IP网络上七号信令的传输提供可靠的连接；分为高级M2PA，M2UA，M3UA。M3UA目前应用广泛，因为它的灵活性很大。SIGTRAN/SCTP协议的基本功能是将PSTN中基于TDM的七号信令通过以IP网络为承载的SG传送到软交换，软交换将完成对七号信令的处理。
2 .软交换之间的协议
当不同软交换控制的媒体网关需要通信时，相关的软交换需要相互通信。软交换之间有两种协议:BICC协议和SIP-T协议。
BICC协议是ITU-T推荐的标准协议，主要将ISUP协议封装在原七号信令中，在支持多媒体数据业务方面存在一些不足。SIP-T是IETF推荐的标准协议。它主要是对原有SIP协议的扩展，属于应用层协议。它采用客户机-服务器结构，为多媒体数据业务提供了更好的支持，并且易于添加新的业务。同时，SIP-T具有简单、灵活、易于实现和可扩展性好的特点。目前，国际上广泛使用BICC和SIP协议。
3。软交换和应用服务器之间的协议
软交换通过标准Radius协议与Radius服务器通信。软交换通过标准的智能网应用层协议(INAP，CAP)与智能网SCP通信。通常，软交换通过制造商的内部协议与应用服务器通信。为了实现软交换业务与软交换设备厂商的分离，即软交换业务的开放不依赖于软交换设备供应商，允许第三方自主开发基于应用服务器的软交换业务应用软件。因此，定义了软交换和应用服务器之间的开放Parlay接口。
4。媒体网关之间的协议
除了SG，所有媒体网关都通过数据传输协议在用户之间传输语音、数据、视频等信息流。
软交换技术采用RTP(实时传输协议)作为媒体网关之间的通信协议。RTP是IETF提出的通用技术，适用于通用多媒体通信。目前，基于H.323和SIP的两种IP电话系统都采用RTP作为IP电话网关之间的通信协议。
5。总结
MGCP、MEGACO/H.248、SIGTRAN、BICC、STP-T、Parlay都是传输控制信息，不包含任何用户之间有用的通信信息。RTP在用户之间传输有用的通信信息。
同时，媒体网关和连接的非软交换网络设备需要采用相应的协议进行通信。值得一提的是，软交换网络与H.323网络互通，H.323GW和H.323网络的IP电话网关采用RTP通信，软交换与H.323网络的网守采用H.323协议通信。软交换技术的应用。目前软交换设备对业务的支持
目前提供了很多电话交换设备。国外厂商有阿尔卡特、北电、西门子、朗讯、思科、Sonus、UT斯达康等公司。各厂商提供的软交换设备都遵循软交换技术的通用架构，只是在具体实现方式上有所不同。
软交换技术的产生是为了构建“全业务网络”，即在同一网络上实现语音、数据和多媒体视频流业务的融合；为了实现这个目标，呼叫控制和服务功能在功能实体上是分开的。但目前各厂商提供的软交换系统的服务提供与上述目标还有一定差距，仍需要经历一个不断发展完善的过程。
目前，语音业务仍在通信业务中占据主导地位，也是电信运营商的主要利润来源。为了实现多种业务的融合，软交换网络首先应该能够提供至少与PSTN相同的语音业务。因此，各设备厂商也将语音业务的支持作为重中之重。
语音业务可分为语音转接业务和语音直接接入业务。
软交换网络的虚拟中继业务提供语音转接业务，实际上是利用软交换网络在PSTN端局之间转接语音业务，而软交换网络本身并不直接接入语音端用户。此时软交换网络的功能类似于PSTN中的汇接局或长途局。为了提供虚拟中继服务，必须在软交换网络中配置TG、SG和软交换设备。如果仅提供与PSTN相同的语音传输服务，则不需要单独的应用服务器。此时，软交换负责呼叫控制和业务实现。目前，所有软交换设备供应商提供的系统都已经能够提供虚拟中继服务。
语音直接接入业务要求软交换网络具备PSTN本地端局的功能。中国信息产业部于2001年5月25日发布的《电话交换设备通用技术规范》及其补充规定了PSTN交换机应具备的功能。目前所有的软交换设备厂商都是使用软交换来实现上述功能，而没有使用专用的应用服务器。用户信息、存储、认证和鉴权也由软交换实现，也由专用应用服务器或智能网SCP支持。因此，从某种意义上来说，各厂商为基础语音业务提供的软交换系统并没有采用“呼叫控制和业务应用分离”的概念。同时，必须为软交换网络中的直接接入用户配置AG和/或IAD设备；如果连接到PSTN，需要配置TG和SG设备。目前，所有软交换设备供应商提供的系统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PSTN交换机在《电话交换设备通用技术规范》及其补充中应具备的功能的支持仍有所不同。同时，对于PSTN智能网实现的各类语音增值业务，各厂商提供的软交换系统也是通过智能网实现的。此时软交换具有SSP功能，触发智能网业务，接入智能网SCP。近年来，数据业务增长迅速，但业务应用主要集中在WWW浏览、电子邮件、下载、在线游戏、在线视频流媒体观看、在线购物、ICQ和在线聊天。软交换供应商已经引入了一些集成数据和语音的服务，例如，如下所示。
互联网呼叫等待服务:用户通过电话线拨号上网。当有来电时，用户可以在PC界面上得到来电的提示，并可以选择接听、拒绝或转接来电。
点击拨号服务:通过点击网页上的电话或传真号码来发起电话呼叫。
Web800服务:点击网页上的800号码，即可通过PC拨打电话，通话费由被叫方承担。
短信服务:通过PC向手机发送和接收短信。
个人数据库业务:用户可以存储自己的重要个人信息，如通讯录，包括电话号码、电子邮件地址、单日或多日个人日程安排等。在系统为用户配置的专用数据存储设备中，当纸质文件或手机丢失时，可随时调用进行查看、编辑和修改。
信息服务:系统为用户分配专用存储资源，用户固定电话和手机短信、电子邮件回执、网购订单等所有接收到的信息。都存储在用户的统一邮箱中，用户可以通过PC访问自己的统一邮箱，获取与自己相关的所有信息。
呼叫跟随业务:实际上是电话业务中呼叫转移业务的一种扩展，允许用户设置多个被叫号码，在不同的时间段将来电转移到不同的被叫号码，在同一时间段将来电连接到不同的被叫号码。
在网络通信中增加语音通信服务:目前在互联网上进行网络游戏、网络聊天时，用户之间的通信只能基于PC文本。该服务提供PC-PC语音通信功能。
其他服务包括多方语音和数据通信服务，如会议。
以上列出了软交换设备供应商通过添加应用服务器已经能够支持的一些主要服务。当然，不同的厂商对上述服务的支持条件、实现方式和业务功能是不同的。
2。软交换网络的可行应用
从以上业务可以看出，软交换网络提供的业务仍然以语音业务为主，软交换网络提供的增值业务也是有限的，部分业务可以通过智能网实现。
目前软交换设备供应商和运营商都无法提供真正吸引用户的“杀”级，这是软交换网络所特有的。软交换网络业务的发展和完善仍然需要设备供应商、运营商和内容服务商的努力，仍然任重道远。
根据软交换技术的特点和设备的成熟度，以下是软交换网络的一些可行应用。
2.1长途语音业务
目前大部分软交换设备供应商已经能够提供成熟的虚拟中继业务来转移PSTN语音业务。
对于拥有庞大完善的IP网络但没有PSTN的电信运营商来说，利用软交换网络提供长途语音业务是一个不错的选择。由于软交换网络采用IP网络作为承载，可以节省TDM传输电路建设的投资。搭建软交换网络的TG、SG、软交换，完成与PSTN的连接，选择合适的用户认证方式开通业务。
对于已经通过IP网络连接分公司的跨区域企业，需要使用软交换网络连接各个分公司的电话，即将TG、SG与各个分公司的PABX连接，或者通过AG、IAD直接连接各个电话，通过内部网络搭建软交换疏通长途电话业务，从而节省一笔可观的电话费。
2.2本地语音接入业务
对于拥有庞大而完善的本地IP网络，但没有本地PSTN端局的电信运营商来说，使用软交换网络接入用户也是一个较好的选择。本地PSTN端局覆盖范围有限，用户线布局工程难以实施。因此，IAD设备可以设置在用户端。利用现有的小区宽带IP网接入软交换IP网，完成各IAD与软交换及其他媒体网关设备的连接，即实现本地电话的接入。同时，为了保证本地接入的电话能够与其他运营商的PSTN通信，需要完成软交换网络与PSTN的连接。
同时，接入的本地用户可以灵活多样地为用户开通软交换业务，并将随着软交换业务的发展不断丰富和完善。
2.3移动3G网络
无论是WCDMA还是CDMA2000，其发展目标都是实现语音和数据业务在核心网的统一承载和交换。软交换技术无疑将是更好的选择。在3G网络中，原来的MSC将拆分为MSC-GW和MSC-SERVER，MSC-GW将执行媒体网关的功能，MSC-SERVER将执行软交换的功能，IP网络作为3G网络统一语音和数据媒体流的承载网，将实现各种业务数据流的融合。
3。软交换网络建设中应注意的问题
3.1安全问题
安全问题包括网络安全和用户数据安全。
网络安全是指软交换网络本身的安全，即保证软交换网络中的媒体网关、软交换和应用服务器设备不会受到非法攻击。由于软交换技术选择IP网络作为承载网络，IP协议的简单性和通用性为网络黑客提供了便利条件。当软交换选择开放的(Internet-connected) IP网络作为承载网络时，网络安全问题显得尤为突出，因此需要在IP网络上采取适当的安全策略来保证软交换的网络安全。
用户数据安全是指用户的签约信息和通信信息的安全，即不会被非法第三方窃取和监控。首先，软交换网络需要采用必要的安全认证策略来保证用户签约信息的安全。同时，无论是用户签约信息还是用户通信信息的安全，都需要IP网络的安全策略作为保障。
3.2QoS服务质量保证
目前所有的软交换设备供应商都声称自己提供的软交换系统支持QoS服务质量保证，即软交换可以根据语音、数据、视频的业务特性，为用户申请的业务分配特定的网络资源，以保证QoS。然而，软交换网络的业务是在IP网络上承载的，基于“尽力而为”服务策略的IP网络难以实现软交换的QoS策略。因此，为了保证软交换网络的服务质量，软交换的IP承载网必须支持“区分服务”等必要的QoS保证策略。
3.3IP地址
软交换技术选择IP网络作为软交换的承载网络，因此软交换中的所有网元都需要设备的IP地址；如果软交换网络只提供虚拟中继服务，则不需要为用户分配用户IP地址。如果软交换网络向用户提供本地直接接入，则有必要为每个用户分配一个用户IP地址。
目前IP地址有两种标准:IPv4和IPv6。IPv4是较早引入的，并且是广泛采用的标准，但是剩余的IP地址的数量极其有限。为了解决IPv4地址资源短缺的问题，IPv6应运而生，它扩充了IP地址资源，IP地址资源不再成为限制。但是，IPv4和IPv6不能共存于同一网络中，必须在网络中进行转换和封装。没有IPv4和IPv6大规模混合组网的经验。
IPv4将IP地址分为两类:公有IP地址和私有IP地址。同时，IP网络设备支持动态IP地址和静态IP地址的分配和使用。公有地址和私有地址的选择应同时考虑网络访问效率和网络安全性。动态地址和静态地址的选择不仅要考虑自有地址资源、地址使用效率，还要考虑对开放业务的影响。
3.4总结
如上所述，目前，软交换网络能够提供的有吸引力的业务仍然非常有限，需要设备供应商、运营商、内容服务提供商和用户的努力。软交换网络的建设要结合软交换技术的特点和自身的业务需求，避免盲目建设。
同时，软交换网络的建设也需要关注IP承载网的建设。只有建立在安全完善的IP网络上的软交换网络才会有生命力。