软交换——IP网与PSTN网的融合

4.软交换的好处

（1）与电路交换机相比，软交换成本低。

软交换采用开放式平台，易于接收革新应用，而且由于软交换利用的是普通计算机器件，其价格性能比每年提高60%～80%，电路交换机的价格性能比每年提高大约20%，所以与电路交换机相比，软交换在成本方面有更大优势。而且很多设备制造商欢迎第三方开发者，在软交换平台上开发能够很容易、很迅速加入任何网络的新业务。

（2）软交换配置灵活，功能块可以分布在整个网络中，也可集中起来，适合不同需求。

网络可以选择不同的软交换配置模式：可以采用多个小型软交换机分布在网络边缘，或者是用一些较大的交换机分布在主要城市的网络中心，或者是更少的、更大的软交换机放于数据中心，与高速光纤骨干网相连。一般来说，大型网络需要用多个软交换机管理不同的区域和范围，业务可从本地平台接入，而小型网络可能需要2个软交换机（其中一个作备份）就够了。

（3）软交换采用开放式标准接口，易于和不同网关、交换机、网络节点通信，兼容性、互操作性、互通性好。

软交换支持开放式API，多数设备制造商会创造一个编程的环境，方便用户建立新业务，使用户独立于制造商以及他们支持的技术（ATM/IP/TDM）与协议（H.323/MGCP/SIP等）。

（4）对于那些采用电路交换机建网不合适、不经济的运营公司来说，软交换不失为一个好的建网策略。

除成本低外，业务提供者能够很容易地用软交换转移、处理那些对5类交换机来说太复杂的业务。CLEC在传统交换机方面没有什么投资基础，他们可以通过综合接入设备（IAD）把业务特性控制放在网络边缘，然后用软交换来保持中心呼叫控制的功能。对以ISP为服务用户的业务提供者来说，保持中心呼叫控制也是一个很好的选择，因为它可以很方便的进行大规模网络升级，运营者可以把新型业务下载到数据网络上，只把话音业务在传统交换机上传输。对IXC（长途运营公司）来说，可能只需要高性能的软交换用于大量用户选路查询和呼叫建立，所以他们可能愿意把信令和某些呼叫控制特性集中化。传统本地运营公司（CLEC）可能是最慢采用软交换的，主要是考虑到他们已对传统交换机所作的巨大投资。

5.软交换的网络特点

（1）开放分布式的网络结构

软交换采用业务和呼叫控制分离、呼叫控制和承载分离技术，实现开发分布式网络结构，使业务独立于网络。通过开放式的协议和接口，可以灵活、快速地提供个性化的服务。

（2）高效的包交换网络

软交换采用高效的包交换技术，同时支持语音、数据、视频等业务。

（3）独立的网络控制层

软交换采用开放的计算机平台将呼叫控制从媒体网关中分离出来，通过软件实现基本的呼叫控制功能，包括呼叫选路及信令控制等，使业务提供者可方便地结合承载业务和控制协议，提供开放的开发接口，灵活、快速地提供个性化的业务。

（4）网络互通和网络设备网关化

通过媒体网关、中继媒体网关及信令网关等网关，可实现与PSTN等网络的互通，有效地继承原网络的业务。

三、软交换协议的发展

软交换的实现过程主要就是通过网关发出信令，控制话音/数据业务通路。网关提供IP/ATM网络与传统PSTN网络之间的连接，软交换确保呼叫或连接的信令信息（自动号码识别、记费信息等）在网关之间的沟通和交流。所以软交换要能够实现信令转换（即能实现用一种信令建立呼叫，用另一种信令结束呼叫），至少能够支持SS7、ISUP、SIP、H.323和MGCP等协议。软交换产品要尽可能与多种设备互操作，尤其是IP网关、网络接入服务器、综合接入设备等，能支持4、5类交换机特性。

有关软交换的标准、协议是网络融合的关键。现在包括设备制造商、业务提供者在内的业界都在为标准制定工作而努力，希望把先进业务、语音应用引入到数据网中，并能和传统网络顺利融和。现在的标准工作主要涉及：互操作性；媒体控制协议（如MGCP、H.248），软交换机之间的通信（如SIP），扩展业务平台的协议和API；符合国际电话连接标准；安全标准；利用软交换传送高级业务等方面。相关的标准主要有H.323、MGCP、SIP等。

1.H.323

1996年ITU通过H.323规范时，是作为H.320的修改版（H.320是ISDN和电路交换网上的会议电视的协议），用于LAN上的会议电视。后来1998年又通过H.323的第二版，从而该规范也可用于IP网上的通信，目前第三版的工作正在进行。现在作为多媒体组网标准的H.323应用比较广泛，它是IP网关/终端在IP网上传送话音和多媒体业务所使用的核心协议，包括点到点、点到多点会议、呼叫控制、多媒体管理、带宽管理、LAN与其他网络的接口等。

H.323协议中关于长途呼叫建立时间等问题还有待解决。H.323没有关于NNI接口的定义，没有拥塞控制机制。这在专用网内实现计算机-计算机的呼叫没有问题，但要提供全国性业务及PSTN-to-PSTN连接则必须依赖NNI接口。H.323是集中式对等结构，多个平台运行多个软件，硬软件升级不容易。

2.媒体网关控制协议（MGCP）

MGCP是SGCP（简单网关控制协议）和IPDC（Internet Protocol Device Control）的结合产物。1998年Level 3提出IPDC，同时Telcordia（原来的Bellcore）提出了SGCP，当IETF成立MeGaCo工作组后，两者合并为MGCP.当时人们希望把以软件为中心的呼叫处理功能和以硬件为中心的媒体流处理（media streaming）功能分离开，放置在软交换与媒体网关之间。那时H.323和SIP协议不能处理这两个分离实体之间的通信，所以就产生了MGCP.

MGCP侧重的是简单性和可靠性，MGCP协议本身只限于处理媒体流控制，呼叫处理等智能工作卸载到软交换上，使媒体网关成为一个很简单的设备，简化了本地接入设备的设计，只负担必要的接入硬件和MGCP用户侧功能的成本，网管和互操作成本转移到网络上。图2是MGCP的实施示意图。MGCP通过软交换实现对多业务IP网边缘上的数据通信设备（如VoIP网关、voice-over-ATM网关、cable modem、机顶盒、软PBX和电路交叉连接）的外部控制和管理。其中的软交换可以分布在多个计算机平台上，从外部控制、管理多媒体网络边缘上的媒体网关，指导网关在端点之间建立连接，探测摘机之类的事件，产生振铃等信号，以及规范端点之间如何、何时建立连接。

MGCP是软交换、媒体网关、信令网关的关键协议，它使IP电话网可以接入PSTN，实现端到端电话业务。MGCP规范的草案已经提交给IETF和ETSI.

后来Lucent又提出了媒体设备控制协议（MDCP），于是所有以上协议又合并成MeGaCo 协议（又称作H.248）。MeGaCo既适应面向连接的媒体（TDM，ATM），又面向无连接媒体（IP），是一个全套的多种媒体网关控制标准。其标准制定工作正在进行中，但由于它比较复杂，因此需要较长一段时间才能完成。

3.SIP（Session Initiation Protocol）

SIP主要是为Internet网上的多媒体会议电视服务的，用于建立Internet主机之间的会晤（session）。它以Internet协议（HTTP）为基础，遵循Internet的设计原则，所以很容易增加新业务，扩展协议，而不会引起互操作问题。

SIP协议简单，是模块式，不受基础协议与结构的限制。它可用于端点或服务器上呼叫的建立，也可运行在媒体网关控制器、网关、数据库等其他设备之间。1999年4月哥伦比亚大学完成了第一个SIP互操作实验，很快又完成了SIP在基本呼叫建立过程中稳定性的测试，现在正在进行关于安全、认证方面的工作，预计基于SIP的商用产品会很快推出。

SIP最近刚刚成为IETF的RFC.象H.323一样，SIP也没有NNI接口，但它也在积极解决这个问题。国际软交换联盟（International Softswitch Consortium）和一些组织提倡SIP，认为它虽说没有H.323那样功能强大，但对运营者来说，比较容易实施，不少运营者和制造商从H.323转移到SIP，而Vocaltec等一些运营者还是采用了H.323.