软交换技术未来在电网中的应用

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇软交换技术未来在电网中的应用范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

【摘 要】 随着软交换的技术探讨、科研项目日渐增多，相较于与传统交换的局限性，软交换的优点日益显现。以及用户对交换设备系统可靠性、及时性的高要求，和多种业务的融合性而衍生出的网络安全性等问题，使得软交换技术成为交换网络发展的新方向。

【关键词】 PBX 网关 以太网 新技术

1 概述

软交换的概念最早起源于美国。当时在企业网络环境下，用户采用基于以太网的电话，通过一套基于PC服务器的呼叫控制软件（Call Manager呼叫管理、Call Server呼叫服务），实现PBX（Private Branch Exchange专用电话交换）功能（即IP PBX）。对于这样一套设备，系统不需单独铺设网络系统，而只通过与局域网共享就可实现管理与维护的统一，综合成本远低于传统的PBX。受到IP PBX成功的启发，为了提高网络综合运营效益，网络的发展更加趋于合理、开放，更好的服务于用户。

于是业界提出了这样一种思想：将传统的交换设备部件分为呼叫控制与媒体网关，二者之间采用标准协议（即MGCP、H248），且主要使用纯软件进行处理。于是，Soft Switch（软交换）技术应运而生。

2 基本概念

软交换将呼叫控制功能与媒体网关分离，由服务器上的软件实现基本的呼叫控制功能。软交换是基于下一代网络的控制层，是下一代网络的控制核心设备。

我国工信部电信传输研究所对软交换的定义是：“软交换”是网络演进以及下一代分组网络的核心设备之一，它独立于传送网络，主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能，同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务，并向第三方提供可编程能力。

3 电路交换与软交换的比较

3.1 结构比较

3.1.1 电路交换构架

传统的交换方式通常是以交换机为主体而构成的电路交换型信息网络，它承载的业务以模拟电话与传真为主，但随着综合业务数字交换技术的发展，交换机配置了各种接口（2B+D、E1、RS232等），也可传送如话路监听、计费、图像等各类网管信息。如图3.1所示。

整个交换机由两部分组成：话路系统和控制系统。话路系统主要完成呼叫控制的业务，通过软件实现号码分析等功能。控制系统由各微处理机及其程序组成，完成呼叫建立、修改、终止等功能。除以上设备外还有产生各种联络信号，辅助建立接续通路的信令设备，以及其它附属设备等。

3.1.2 软交换构架

以IP网络为传输媒介，以分组转发的方式将各类信号进行传输。通过IP网络中服务器实现基本的呼叫控制功能，即根据拨号要求对号码进行分析，并转向路由表、分机或者一些特殊服务功能。实现了只要有以太网的接入口（RJ45），即可通过IP电话进行通信。同时各种网管业务皆承载于IP网络之上。而对于传统的模拟通信可以通过各种网关实现与IP网的互通，实现软交换功能。如图3.2所示。

3.2 特点比较

3.2.1 电路交换的特点

传统电路交换网络是基于TDM（时分复用）的PSTN（公用电话交换网）话音网，仅提供窄带64kbit/s的业务。虽然ISDN（综合业务数字网）网络带宽有所提升，但其融合性并不强，业务提供有限。同时带宽速率已成为此技术发展瓶颈。

如今多网及多种业务融合已成为了将来通信的发展方向，并且随着人们生活及消费观念发生的改变，传统的电路交换方式已不再能适应发展的需求，只有新技术才能引领新时尚。

3.2.2 软交换特点

软交换技术是基于分组网络，带宽资源充足，利用率高。业务提供与呼叫控制分离、呼叫控制与承载分离、承载与接入设备分离，这样可以构成行政软交换的相对独立性。基于下一代网络，其采用开放的网络构架体系，简洁清晰的层次结构和标准协议群，实现更为灵活的组网方式和不同用户类型灵活接入，于此同时能够更快速，更方便提供丰富、个性化业务服务。除此之外，还能降低建设及运维成本，增强企业竞争力。

4 软交换概述

4.1 层次结构

软交换的层次结构可分为控制层、传输层、接入层和业务层。具体结构如图4.1所示。

4.1.1 控制层---媒体服务器

媒体服务器是下一代网络的重要设备。该设备在软交换的控制下，提供在IP网络上实现各种业务所需的媒体资源功能，包括业务音提供、会议、交互式应答（IVR）、通知、统一消息、高级语音业务等。在应用服务器里，使用MSML（Media Server Markup Language，一种专用于媒体服务器交互的特殊xml）向媒体服务器发送放音等命令。媒体服务器具有很好的可裁剪性，可灵活实现一种或多种功能。

4.1.2 业务层—功能、应用等服务器

（1）录音录像服务器。指定号码实时录音录像、录音/录像记录分不同的页面显示，显示主被叫号码，名称，时长等信息、录音/录像系统可与软交换系统时间同步。

（2）计费服务器。

呼叫接入认证：用户的接入认证由软交换向计费中心请求；

可提供多种灵活的计费方式：无固定月租、固定月租、分钟计费、秒计费、不同时段计费、不同号码计费、灵活费率设置等；

流量统计：可分别按路由、时段、区号、国家统计流量；

统计和账单功能、实时上网话费查询、下载并打印；

实时监控每一个录音/录像对象的通话状态，并进行远程监听；

网络远程查询，可实现批量查询，通过主被叫号码、通话时间段等组合模糊查询，选定多条记录可以自动逐一回放；

系统账号密码可多级用户管理。

（3）网管服务器。基于web的管理方式并且独立于软交换系统部署；

用户口令认证，防止非法入侵，不同的权限对软交换服务器进行分级的维护管理；

系统监控：查看当前电话信息，并可强制停止正在通信的电话，查看通话记录，并可对软交服务器进行软重启和设备重启；

呼叫管理：提供与呼叫相关的业务配置、中继用户、主叫转换、路由配置、特服号码、等，提供对呼叫业务的集中管理；

应用服务：提供一号通、提醒服务、语音信箱、虚拟集团的管理配置；

调度业务：对调度进行分组规划配置；

日志信息：修改日志级别，实时查看服务器的日志记录；

备份恢复：对软交换运行数据进行备份、恢复，防止意外情况发生。

4.1.3 接入层

（1）网关。所谓网关是在采用不同体系结构或协议的网络之间进行互通时，用于提供协议转换、路由选择、数据交换等网络兼容功能的设施。

具体到软交换网络中，网关的含义有以下几种：1）媒体流的转换：将PCM转换成RTP流；2）信令的转换：将PSTN信令适配成在IP上传输的信令。

（2）网关种类。软交换中主要的网关由：接入网关、中继网以及信令网关。

接入网关（AG）：Access Gateway，接入网关位于软交换架构当中的边缘接入层，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。如下图4.2所示

普通话机通过接入网关（AG）与软交换进行交互，实现软交换对模拟用户的呼叫控制，同时接入网关（AG）实现语音的编解码（将模拟话音打成IP包）、媒体流的打包压缩、静音检测、基本的放音收号等媒体网关功能，实现模拟话机用户与其它用户间的媒体流互通。当一个区域集中用户比较多，又有双绞线资源时，接入网关（AG）的应用具有极高的性价比。

中继网关（TG）：中继网关（TG）是NGN解决方案的重要组成部分，它位于NGN网络的边缘接入层，连接PSTN和NGN网络，实现IP包转换为TDM的功能。 它承载着IP域与电路域的语音汇接任务，实现传统调度网（程控交换机）和IP调度网（软交换）的无缝结合，其功能如图4.3所示。一般有内置和外置两种中继网关。

中继网关的功能包括：语音处理功能（呼叫转移、强插、强拆、跨网监听、会议等）、呼叫处理与控制、维护和管理等 。

信令网关（SG）：连接七号信令网与IP网，主要完成七号信令与IP网信令的转换功能的设备。

（3）终端。调度台通过2B+D_U接口或者100Base-T，同时注册到电路交换网络和软交换网络，如图4.5所示。能够实现混合组网，以解决现有通信网络（以程控交换机为主）与软交换网络的融合。

IP话机和IP视频话机通过内置接入网关注册至软交换网络。

普通电话可通过接入网关注册到软交换网络。

4.2 业务提供

4.2.1 调度功能

软交换继承了电路交换调度台的全系列功能：普通拨号、热线用户呼叫、单呼/选呼/轮呼、自动应答/选答/群答、来话排队、呼叫保持、呼叫转移、呼叫强插、呼叫强拆、呼叫并机、呼叫合并、一键多号等功能。其功能实现如下图4.6所示。

4.2.2 特殊调度功能

软交换除了完全继承原来电路调度终端的所有功能外，还丰富了基于IP的多媒体和数据业务功能。支持视频通话、视频会议、会议控制（如越级、分隔、屏蔽、专向、会场切换）、主持人切换、成员发言申请、即时消息、同步浏览、电子白板、即时消息、文件传输等多媒体功能，如图4.6所示。同时还能与原来电路调度系统无缝融合，实现混合编组、互为备用、调度功能互通和平滑升级等。

4.3 系统安全性（IP网络）

软交换是基于专用的网络，采用MPLS、VPN等技术的虚拟专用网，由于软交换专用网络中的设备可信任度高，并通过信令协议保障（如认证）、设备管理等手段，基本可以避免专用网络内部的用户攻击。除此之外还可以通过增加网络防火墙，对IP地址和端口进行限制，防止黑客攻击、拒绝服务攻击等。

5 发展趋势

现今的网络从窄带向宽带发展，IP技术日益成熟，能承载多种业务，实现三网的融合。所以电路交换向软交换的发展是一个必然的趋势。现在单纯的语音通信功能已不再满足业务发展的需要，功能已由单纯语音通信发展到多媒体通信的方向演变。随着以“软交换”为核心的IP语音交换网络逐渐成熟，势必将代替以硬件为核心的电路交换网络，电路交换网络将遵循“电路交换”“电路交换、软交换融合组网” “软交换为核心，电路接入为辅助”这样的阶梯演变。

而软交换所具有的行政软交换独立性，调度软交换应用形式的多样性，系统的高可靠性、及时性，以及能够灵活实现现有电路交换机调度与软交换调度混合调度等特点，能够满足并适应电网调度的要求，能够更好的为电力调度而服务。

参考文献：

[1]《NGN的核心技术软交换》.

[2]《一种基于软交换的NGN解决方案》.

[3]《软交换在清远电网县级供电企业的应用分析》.

[4]《G2S产品介绍》.