综述电力交换中软交换技术的应用

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摘要：阐述了软交换技术的基本原理和与特点，介绍了盐城供电公司将软交换运用于电力通信领域的积极探索，包括软交换系统建设规划、建设目标、方案设计、业务实现等，着重论述了如何通过软交换技术引入新的多媒体调度通信业务。

关键词：软交换技术；SIP；电力通信

中图分类号：F470.6 文献标识码：A

引言

随着IP 网络和技术的快速发展，用户对业务的需求已不再局限于基本的语音及低速的数据业务，用户希望可以通过各种终端，在任何时间，任何地点， 都能够采用高速的接入方式， 享受个性化、多媒体综合性业务。过去设计的语音网络越来越不能适应多元通信的需求。

不仅公网如此， 各专网调度通信也面临同样的问题。目前专网调度通信实现以语音为主的调度指挥功能。 随着现代多媒体通信技术的高速发展，专网调度通信正向宽带数字化、网络化、多媒体化的方向发展。 基于 IP 网络构建语音、视频和数据于一体的多媒体调度代表了现代通信技术发展的潮流。 专网调度通信也正逐渐由基于电路交换的语音调度演变成以软交换为核心的新一代调度。

1软交换技术

软交换基于IP 网，采用分组交换技术 ，将用户传送的数据划分成一定的长度，每个部分叫做1 个分组， 每个分组信息都加载了接收地址和发送地址的标识，交换机根据每个分组的地址标志，在1 条线路上采用动态复用技术， 同时传送多个数据分组，将他们分别转发至目的地。在目的地经重新整理后， 还原成原始数据。 分组交换的特点是：通道共用，动态分配，统计复用，无连接操作寻址；通道利用率高；按照尽力而为策略提供业务；易于实现语音、 数据、 图像及多媒体通信。

1.1 软交换交换方式

软交换技术打破了传统的封闭交换结构，采用完全不同的横向组合模式， 将体系结构分为媒体接入层、传输层、控制层和业务应用层。与传统电路交换的体系结构相比， 软交换网络用分组交换代替电路交换； 将呼叫控制与业务提供从媒体层中分离出来， 实现业务与控制及传送与接入相分离；同时，通过开放业务、控制、接入和交换间的协议，构成一个开放、分布和多厂家应用的系统结构，可扩展性强。

接入层支持多媒体业务和用户的接入， 传统的电路交换网通过媒体网关应用于边缘接入层，依然可以正常运行；传输层采用分组交换技术的IP 网， 完成业务数据和控制层与媒体接入层间控制信息的集中承载传输；控制层主要由软交换设备组成，是软交换系统的控制核心，完成呼叫和业务的控制等功能，向业务层提供开放的业务接口，将呼叫控制和业务相分离；业务应用层主要指面向用户提供各种业务和服务的设备， 同时具有相应的业务生成和维护环境。 其网络体系结构既能在PSTN 中传送数据业务， 又能在分组网中以一定的质量传送语音， 克服了异构网络环境下进行业务交换的难题；将承载、呼叫控制和业务生成相分离，解决了上层服务交替时难以平滑过渡的问题； 在各层与各单元之间采用标准协议和开放接口进行通信。

1.2 软交换协议

国际上IP 网络通信的主要标准有 H.323 和SIP （Session Initiation Protocol， 初始会话协议 ），H.323 和 SIP 都是实现 VoIP 和多媒体应用的软交换通信协议，两者都对 IP 电话系统信令提出了完整的解决方案，然而两者在系统结构、应用领域以及发展方向上各不相同。 H.323 采用的是传统电话信令模式，包括一系列协议；而 SIP 借鉴互联网协议， 采用基于文本的协议。 当采用 H.323 协议时， 各个不同厂商的多媒体产品和应用可以进行互相操作，用户不必考虑兼容性问题；而 SIP 协议应用较为灵活，可扩展性强。 两者各有侧重。

1.2.1 H.323 协议

H.323 协议是由国际电信联盟电信标准化部门提出、基于电信网信令和协议制定的 IP 多媒体标准，而不是为 IP 电话专门提出的。 但是 IP 电话，特别是电话经由网关到电话的这种工作方式，可以建议采用H.323 来实现， 因而 H.323 协议也常被“借用”作为 IP 电话的标准。 H.323 协议是一个较为完备的协议， 提供了一种集中处理和管理的工作模式，适用于从终端到终端的 IP 电话网或视频会议网的构建。

1.2.2 SIP 协议

SIP 是由互联网工程任务组提出的协议，利用已有的IP 网络协议提供多媒体业务 ， 是一个与H.323 并列的协议，与 H.323 体系相比，其作用类似于H.225.0。SIP 具有简单、扩展性好以及和现有的Internet 应用联系紧密的特点。 SIP 的出发点是想以现有Internet 为基础来构建 IP 电话业务网 。因此，SIP的设计思想与H.323 完全不同 ， 与以H.323 协议为基础的 IP 电话相比 ，SIP 需要相对智能的终端，对于用户终端是非智能终端的场合，

也可以使用SIP 作为呼叫信令。

1.2.3 两种协议的比较

1.2.3.1 系统结构差异

首先，从系统结构上分析，在 H.323 系统中，终端主要为媒体通信提供数据，功能比较简单，而对呼叫的控制、媒体传输控制等功能的实现则主要由网守来完成。 H.323 系统体现了一种集中式、层次式的控制模式。

而SIP 采用 Client/Server 结构的消息机制，对呼叫的控制是将控制信息封装到消息的头域中，通过消息的传递来实现。 因此 SIP 系统的终端比较智能化，不仅提供数据，还提供呼叫控制信息，其他各种服务器则用来进行定位、 转发或接收消息。这样，SIP 将网络设备的复杂性推向了网络终端设备，因此更适于构建智能型的用户终端。 SIP系统体现的是一种分布式的控制模式。

1.2.3.2 应用领域

H.323 和 SIP 都是实现 VoIP 和多媒体应用的通信协议。 H.323 协议的开发目的是在分组交换网络上为用户提供取代普通电话的VoIP 业务和视频通信系统。 SIP 的开发目的是用来提供跨越因特网的高级电话业务。 这两种协议的定位有一定的重合，并且随着协议向纵深发展，这种重合竞争的关系日益加剧。 但两者所要达到的目的是一致的，就是构建IP 多媒体通信网 ，由于使用方法不同，因此不可能互相兼容，两者之间只存在互通的问题。

H.323 是属于国际电联的标准 ， 以 H.323 为标准构建的多媒体通信网很容易与传统PSTN 电话网兼容， 因此， H.323 更适合于构建电信级大网。 国际上几乎所有的商业性 IP 电话网或视频会议网都以H.323 为基础。 而且，不同版本的 H.323协议通过不断升级和扩展，已经日趋完善，为基于H.323 的 IP 多媒体业务提供了很好的保障。

SIP 协议相对简单，但功能也相对简单。目前，有许多运营商正在利用SIP 构建试验网， 但若利用SIP 构建电信级大网 ， 必须对其进行补充 、完善，这样，SIP也变得复杂起来。事实上SIP 的发展趋势正是如此，SIP 的普遍使用也能够推动下一代网络的演进。

1.2.3.3 发展方向

目前，包括中国在内的许多国家都采用了H.323 作为 IP 电话网关之间的协议。 整个 IP 电话系统只是把IP 网络作为传输媒介，在用户的接入上还是采用电路交换系统，而把 IP 电话网关作为电路交换网和IP 网络的接口。 大多数电信运营商也已经将H.323 作为建立新一代视频会议系统的首选， 将传统的基于电路的 H.320 视频会议应用转移到基于IP 的 H.323 系统中。 从应用的规模上说，在现实的电信运营中，H.323 已经成为 VoIP和多媒体通信事实上的主导协议。

但在下一代网络中， 由于 IP 产品和 IP 网关将在网络中得到大规模使用和集成，使得端到端都可以采用IP，以实现纯 IP 的业务应用。 而基于纯IP 的 SIP 借 鉴 了 HTTP （HyperText TransferProtocol，超文本传输协议 ） 和 SMTP （Simple MailTransfer Protocol，简单邮件传输协议 ），结构简单并具有可扩充性和可扩展性。 此外，SIP 还提供良好的QoS（Quality of Service，服务质量）支持。 对于NGN 在 IP 网络上实现 VoIP 和多媒体通信来讲，SIP 在全面满足 NGN 特性要求的应用上具有独特的优势，必将成为下一代网络VoIP 的重要解决方案。因此， 市场上越来越多的企业选择基于SIP 的呼叫中心、 视频会议等多种企业级应用解决方案。

2企业级 NGN 系统架构

企业级NGN 解决方案是面向行业、企业用户开发的通信平台，可将企业内部的通信业务进行整合，以实现企业内部各种业务之间的相互融合，满足行业和企业的通信需求，帮助提高企业工作效率。 SIP协议呼叫流程简单灵活、系统可拓展性好。 盐城供电公司企业级NGN 体系典型架构主要由终端接入层、 网络承载层、核心交换层和业务管理层组成。如下图所示：

1）终端接入层。 包括 IAD（Integrated AccessDevice，综合接入设备）和 AD1132综合接入网关、TG2000外置中继网关、SIPU内置中继网关、IP 话机、视频话机、软终端以及话务台软件等。 用户接入层实现用户终端的接入，IAD 和 AD1132接入普通模拟电话；TG2000外置中继网关和SIPU内置中继网关接入企业现有的电路交换系统和PSTN网；IP 话机直接接入 IP 网中，为用户提供更方便、便捷的语音业务；视频话机可提供点对点视频功能； 软件客户端可与话机配合使用，同时提供即时通信、文件传输等业务。

2）网络承载层。 统一的通信解决方案基于通信数据网 IP网络构建，不仅可为企业节省长途话费，更可以大幅提高企业运营和管理效益；同时还可提供多种协议接口和PSTN 网络互联。

3）核心交换层。 SW9000 是企业 NGN 解决方案的核心设备，提供呼叫建立和控制功能。 作为小型的NGN 系统 ，SW9000 整合了 NGN 各部件的功能，专门用于向企业网、行业网提供高效、高质话音服务。

4）业务管理层。 包括网管、CTI（Computer Tele-communication Integration，计算机电信集成）服务器、统一消息服务器等组件。网管提供系统的配置管理和故障管理等功能；CTI 服务器通过与 SW9000的配合，实现来电转接、来电排队、强拆、强插等一系列话务台功能；统一消息服务器提供语音邮箱和传真邮箱功能；计费服务器对 SW9000主机产生的话单进行提取、查询和备份；即时消息服务器提供即时消息的发送、接收、存储等相关功能和好友状态功能；地址簿服务器保存和维护企业通信目录信息。

3结语

软交换将使现有电力交换网与专用IP 网不断融合，实现电路交换与分组交换两种技术的优势互补， 产生可以传递语音和数据等综合业务的下一代由业务驱动的网络。通过语音与数据的融合， 实现业务增值。 例如，在 IP 网络上提供数据业务的同时，能够提供语音业务以及其他更多更新的业务， 这些业务包括PSTN/ISDN 以及传统智能网中提供的各种基本业务、补充业务和智能业务，以及具有 IP 特色的各种已各和未知的增值业务。 同时可大大提高电力通信专网的组网灵活性、方便性；降低后期的设备投资成本；简化设备维护量及降低设备维护成本； 从而由原来的单一电路语音技术向电路与网络相结合，实现语音、数据、视频等多媒体业务的融合。

参考文献：

[1] 糜正琨. 软交换组网与业务[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2005.

[2] 唐雄燕, 庞韶敏 . 软交换网络 --技术与应用实践 [M].北京

[3] 广州广哈通信有限公司, G2S软交换产品用户手册