核心技術篇之軟交換設備

共35頁第1頁中篇核心技術篇共35頁第2頁第3章軟交換設備3.1軟交換的概念從廣義上講，軟交換是指以軟交換設備為控制核心的軟交換網(wǎng)絡，包括4個功能層面：接入層、傳送層、控制層和應用層。從狹義上講，軟交換特指位于控制層的軟交換設備。為了不造成誤解，本課程所提及的“軟交換”及“軟交換體系”均指軟交換網(wǎng)絡整個體系，包括4個功能層；對于狹義的軟交換概念均以“軟交換設備”表述。共35頁第3頁

我國原信息產(chǎn)業(yè)部《軟交換設備總體技術要求》中對軟交換的設備的定義如下：

軟交換設備Softswitch是電路交換網(wǎng)向分組網(wǎng)演進的核心設備，也是下一代電信網(wǎng)絡的重要設備之一，它獨立于底層承載協(xié)議，主要完成呼叫控制、媒體網(wǎng)關接入控制、資源分配、協(xié)議處理、路由認證和計費等主要功能……

軟交換設備定位于軟交換網(wǎng)絡的控制層，是軟交換網(wǎng)絡的核心控制功能實體，為軟交換網(wǎng)絡實時業(yè)務提供呼叫控制和連接功能。通過對各種媒體網(wǎng)關的控制，實現(xiàn)與其它網(wǎng)絡業(yè)務層面的互通。共35頁第4頁

另外，軟交換設備也使得分組交換網(wǎng)繼承了原有電路交換網(wǎng)的豐富的業(yè)務功能，并可提供各種新業(yè)務，又能將PSTN逐步向分組化網(wǎng)絡演進，適應網(wǎng)絡的發(fā)展方向。軟交換設備曾被稱為呼叫服務器、呼叫代理、媒體網(wǎng)關控制器，是VoIP體系中把呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關中分離出來，通過服務器上的軟件實現(xiàn)基本呼叫控制功能的產(chǎn)物。目前，業(yè)界普遍認為以軟交換設備為核心的軟交換網(wǎng)絡是網(wǎng)絡演進的方向。共35頁第5頁3.2軟交換的特點

1、只提供基本的呼叫接續(xù)控制

軟交換設備是實現(xiàn)傳統(tǒng)的各業(yè)務網(wǎng)絡中呼叫控制功能的實體。傳統(tǒng)的呼叫控制功能是和業(yè)務結合在一起的，不同的業(yè)務所需要的呼叫控制功能不同。而在軟交換體系中，各業(yè)務網(wǎng)絡用戶及業(yè)務特性被接入設備轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的分組格式，因此，軟交換設備可以只提供與用戶業(yè)務無關的基本呼叫控制，而業(yè)務邏輯由另外的業(yè)務服務器或SCP提供。共35頁第6頁2、覆蓋范圍廣軟交換網(wǎng)絡實際上是以分組網(wǎng)做為媒體交換網(wǎng)絡，業(yè)務控制集中在軟交換設備上。這也意味著軟交換設備理論上可以覆蓋IP網(wǎng)絡的范圍。由于全球的IP網(wǎng)絡是互通的，在不考慮業(yè)務性能要求的前提下，一個軟交換設備就可以覆蓋全球的IP用戶。共35頁第7頁3、靈活的組網(wǎng)能力由于軟交換網(wǎng)絡的覆蓋范圍廣，媒體層是一個扁平的網(wǎng)絡。所以軟交換網(wǎng)絡的組網(wǎng)可以十分靈活，不僅可以按地域、管轄范圍組網(wǎng)，同時也可以按照用戶的要求組織跨地域的專網(wǎng)。用戶軟交換設備也可以在分組網(wǎng)上進行容災備份，備份軟交換設備可以配有全網(wǎng)的路由數(shù)據(jù)及主用軟交換設備的用戶數(shù)據(jù)，在故障情況下，立刻將故障軟交換設備的業(yè)務接管過來，從而提高了網(wǎng)絡的可靠性。共35頁第8頁4、可擴展性軟交換設備在整個通信過程中僅負責通話的建立與通話過程的控制，與接入方式和承載方式無關，這些特性決定了軟交換網(wǎng)絡可能以根據(jù)業(yè)務情況靈活配置軟交換設備。同時，由于軟交換設備能支持多種協(xié)議，使得軟交換網(wǎng)絡可以根據(jù)業(yè)務發(fā)展和市場的變換配置不同的網(wǎng)關，具有良好的可擴展性。共35頁第9頁5、支持各種標準協(xié)議軟交換設備支持多種標準協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)與各種網(wǎng)絡之間的互通；能夠控制接入各種用戶；能夠與業(yè)務服務器和SCP互連，提供各種業(yè)務；能夠與認證服務器、網(wǎng)管平臺及策略服務器相連，提供務種輔助功能。

6、容量大軟交換設備處理能力強、容量大，對用戶數(shù)據(jù)進行集中管理，使得廣域業(yè)務較PSTN更易于推廣。共35頁第第10頁3.3軟交交換換設設備備的的主主要要功功能能軟交交換換設設備備是是多多種種邏邏輯輯功功能能實實體體的的集集合合，，提提供供綜綜合合業(yè)業(yè)務務的的呼呼叫叫控控制制、、連連接接以以及及部部分分業(yè)業(yè)務務的的提提供供功功能能，，是是下下一一代代網(wǎng)網(wǎng)絡絡中中語語音音/數(shù)據(jù)據(jù)/視頻頻業(yè)業(yè)務務呼呼叫叫、、控控制制、、業(yè)業(yè)務務提提供供的的核核心心設設備備，，也也是是目目前前電電路路交交換換網(wǎng)網(wǎng)向向分分組組網(wǎng)網(wǎng)演演進進的的主主要要設設備備之之一一。。軟交交換換網(wǎng)網(wǎng)絡絡的的主主要要設設計計思思想想是是：：業(yè)務務/控制制與與傳傳送送/接入入相相分分離離，，各各實實體體之之間間通通過過標標準準的的協(xié)協(xié)議議進進行行連連接接和和通通信信。。共35頁第第11頁軟交換設備業(yè)務務提提供供功功能能網(wǎng)管功能計費功能業(yè)務交換功能呼叫叫控控制制功功能能互通功能各種媒體網(wǎng)關H.248SIP終端SIPH.248終端H.248MGCP終端MGCPAAA服務器RADIUS應用服務器RADIUS網(wǎng)管服務器RADIUSH.323IP電話網(wǎng)H.323SIP系統(tǒng)SIP軟交換設備SIP/BICC智能網(wǎng)信令網(wǎng)關INAP/IPNo.7網(wǎng)信令網(wǎng)關No.7/IP軟交交換換設設備備功功能能及及協(xié)協(xié)議議圖圖共35頁第第12頁3.3.1呼叫叫控控制制和和處處理理功功能能軟交交換換可可以以為為基基本本的的呼呼叫叫建建立立、、維維持持和和釋釋放放提提供供控控制制功功能能，，包包括括呼呼叫叫請請求求的的處處理理、、連連接接控控制制、、智智能能呼呼叫叫觸觸發(fā)發(fā)檢檢出出和和資資源源控控制制等等。。軟交交換換設設備備可可以以提提供供媒媒體體網(wǎng)網(wǎng)關關控控制制功功能能，，控控制制各各種種媒媒體體網(wǎng)網(wǎng)關關及及設設備備，，包包括括中中繼繼媒媒體體網(wǎng)網(wǎng)關關、、用用戶戶接接入入媒媒體體網(wǎng)網(wǎng)關關和和提提供供務務種種無無線線用用戶戶接接入入的的無無線線媒媒體體網(wǎng)網(wǎng)關關等等，，還還可可控控制制IAD、H.323、SIP終端端等等，，提提供供相相應應業(yè)業(yè)務務。。共35頁第第13頁軟交交換換設設備備可可以以提提供供本本地地網(wǎng)網(wǎng)端端局局、、長長途途局局、、及及網(wǎng)網(wǎng)間間接接口口局局的的功功能能。。例例如如：：（1）當當用用戶戶摘摘機機后后，，媒媒體體網(wǎng)網(wǎng)關關檢檢測測到到該該事事件件并并報報告告給給軟軟交交換換設設備備；；（2）軟軟交交換換設設備備查查詢詢主主叫叫用用戶戶數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)，，進進行行身身份份鑒鑒權權；；（3）若若是是有有權權（4）軟交換設備收到網(wǎng)關送來的被叫號碼后，進行被叫號碼分析、黑白名單分析等，找到被叫所屬的軟交換設備地址，并將呼叫請求轉(zhuǎn)發(fā)到被叫軟交換設備；共35頁第第14頁（5）軟軟交交換（6）呼叫中，軟交換設備可以控制媒體資源服務器提供IVR（交互式語音應答）功能，以完成諸如二次撥號、通知音撥放、會議橋、監(jiān)聽等多種功能；（7）若呼叫過程涉及多方成員參與，軟交換設備可以提供多方呼叫控制功能，包括多方呼叫的特殊邏輯關系，呼叫成員的加入、退出、隔離、旁聽，以及混音過程的控制等。共35頁第第15頁（8）呼呼叫叫過過程程中中，，軟軟交交換換設設備備控控制制網(wǎng)網(wǎng)關（9）當用戶掛機后，媒體網(wǎng)關檢測該事件并上報給軟交換設備，軟交換設備控制各網(wǎng)關及終端設備進行資源的釋放。共35頁第第3.3.2業(yè)務務交交換換功功能能軟交交換換設設備備的的業(yè)業(yè)務務交交換換功功能能主主要要包包括括：：（1）業(yè)業(yè)務務控控制制觸觸發(fā)發(fā)的的識識別別及及與與SCF間的的通通信信；；（2）管管理理呼呼叫叫控控制制功功能能和和SCF間的的信信令令；；（3）按按要要求求修修改改呼呼叫叫/連接接處處理理功功能能，，在在SCF的控控制制下下處處理理IN業(yè)務務請請求求；；（4）業(yè)業(yè)務務交交互互作作用用管管理理。。軟交換設設備與網(wǎng)網(wǎng)關設備備共同完完成智能能網(wǎng)中SSP的功能，，從而使使得軟交交換網(wǎng)絡絡的用戶戶可以享享有原智智能網(wǎng)的的業(yè)務。。共35頁第17頁當軟交換換設備收收到用戶戶所撥的的號碼后后，經(jīng)過過號碼分分析識別別為智能能業(yè)務呼呼叫，則則使用INAP協(xié)議通過過信令網(wǎng)網(wǎng)關將業(yè)業(yè)務請求求上報給給SCP，由SCP中業(yè)務邏邏輯完成成業(yè)務控控制；軟軟交換設設備接收收到SCP的指令后后，控制制網(wǎng)關設設備完成成媒體接接續(xù)功能能。共35頁第18頁3.3.3協(xié)議功能能軟交換設設備是一一個開放放的、多多協(xié)議實實體，采采用標準準協(xié)議與與各種媒媒體網(wǎng)關關、終端端和網(wǎng)絡絡進行通通信，這這些協(xié)議議包括：：（1）媒體控控制協(xié)議議：H.248、MGCP、SIP等（2）呼叫控控制協(xié)議議：ISUP、TUP、BICC、PRI、BRI、V5.2、H.323等。（3）傳輸控控制協(xié)議議：SCTP、UDP、TCP、M3UA。（4）業(yè)務應應用協(xié)議議：PARLAY、INAP、MAP、RADIUS等。（5）維護管管理協(xié)議議：SNMP、CORBA、COPS等。共35頁第19頁3.3.4業(yè)務提供供功能（1）軟交換換業(yè)務能能夠提供供PSTN/ISDN交換機提提供的全全部業(yè)務務，包括括基本業(yè)業(yè)務和補補充業(yè)（2）可以與現(xiàn)有的智能網(wǎng)配合提供現(xiàn)有智能網(wǎng)提供的業(yè)務；（3）可以提供可編程的、邏輯化控制的、開放的API協(xié)議，實現(xiàn)與外部應用平臺的互連，提供各種多媒體增值業(yè)務。共35頁第20頁3.3.5互通功能能（1）通過信信令網(wǎng)關關及中繼繼網(wǎng)關實實現(xiàn)與PSTN和PLMN的互通；；（2）采用SIP、SIP-T或BICC協(xié)議與其其它軟交交換設備備互通；；（3）通過信信令網(wǎng)關關實現(xiàn)分分組網(wǎng)與與現(xiàn)有No.7信令網(wǎng)的的互通；；（4）通過信信令網(wǎng)關關與現(xiàn)有有智能網(wǎng)網(wǎng)互通；；（5）通過H.323協(xié)議實現(xiàn)現(xiàn)與現(xiàn)有有H.323體系的IP電話網(wǎng)的的互通；；（6）通過網(wǎng)網(wǎng)間接口口軟交換換設備及及接口網(wǎng)網(wǎng)關設備備實現(xiàn)不不同運營營商之間間網(wǎng)絡的的互通。。共35頁第21頁3.3.6資源管理理功能軟交換設設備具有有資源管管理功能能，對系系統(tǒng)中的的各種資資源進行行集中的的管理，，如資源源的分配配、釋放放和控制制，接受受網(wǎng)關的的報告，，掌握資資源當前前狀態(tài)，，對使用用情況進進行統(tǒng)計計，以便便決定此此次呼叫叫請求是是否接續(xù)續(xù)等。共35頁第22頁3.3.7操作維護護功能操作維護護系統(tǒng)是是軟交換換設備中中負責系系統(tǒng)的管管理和操操作維護護的部份份，是用用戶使用用、配置置、管理理、監(jiān)視視軟交換換工具的的集合。。軟交換設設備支持持多種配配置管理理方式，，如SNMP配置管理理、脫機機/在線配置置、遠程程配置等等方式；；提供數(shù)數(shù)據(jù)備份份功能，，提供命命令行和和圖形界界面兩種種方式對對整機數(shù)數(shù)據(jù)進行行配置，，提供軟軟件升級級功能等等。軟交換設設備具有有完善的的故障管管理功能能，并根根據(jù)故障障的嚴重重程度，，產(chǎn)生不不同的告告警信息息。軟交換換設備備能夠夠提供供業(yè)務務統(tǒng)計計功能能，反反映本本設備備的業(yè)業(yè)務負負荷和和運行行狀況況。共35頁第23頁軟交換換設備備具備備完善善的安安全管管理功功能，，對維維護人人員的的訪問問權限限有嚴嚴格的的規(guī)定定。維維護人人員登登錄時時要求求帳戶戶和密密碼，，系統(tǒng)統(tǒng)對每每次訪訪問做做記錄錄。根根據(jù)維維護的的需要要，系系統(tǒng)可可以對對權限限進行行分類類，如如系統(tǒng)統(tǒng)管理理員、、配置置管理理員、、維護護管理理員等等。軟交換換設備備能夠夠提供供標準準的人人機接接口，，以對對設備備進行行操作作維護護。不不同類類型、、不同同權限限的操操作員員具有有不同同的人人機命命令級級權限限。軟交換設備備應能提供供本地終端端、遠程維維護中心等等多種人機機接口方式式，記錄所所有操作員員的所有操操作日志，，具有強大大的日志管管理功能。。共35頁第24頁3.3.8計費功能（（略）3.3.9認證與授權權功能軟交換設備備能夠與認認證中心連連接，并可可以將所管管轄區(qū)域內(nèi)內(nèi)的用戶、、媒體網(wǎng)關關信息（如如IP地址及MAC地址等）送送往認證中中心進行認認證與授權權，以防止止非法用戶戶/設備的接入入。3.3.10地址解析及及路由功能能軟交換設備備可以完成成E.164地址至IP地址、SIP用戶的URL編碼方式至至IP地址的轉(zhuǎn)換換功能，同同時也可完完成重定向向功能。能夠?qū)μ柎a碼進行路由由分析，通通過預設的的路由原則則找到被叫叫軟交換設設備，并將將呼叫請求求送達。共35頁第25頁3.3.11語音處理功功能軟交換設備備可以控制制媒體網(wǎng)關關之間語音音編碼方式式的協(xié)商過過程，語音音編碼至少少包括G.711、G.729、G.723。呼叫建立之之前，軟交交換設備會會分別向主主、被叫網(wǎng)網(wǎng)關發(fā)送可可選的（按按優(yōu)先級由由高到低的的）編碼方方式列表，，網(wǎng)關根據(jù)據(jù)自身的情情況回送（（按優(yōu)先級級由高到低低的）編碼碼方式列表表，最后雙雙方選取都都支持的最最高優(yōu)先級級的編碼方方式，完成成兩個網(wǎng)關關之間編碼碼方式的協(xié)協(xié)商。共35頁第26頁當網(wǎng)絡發(fā)生生擁塞時，，軟交換設設備會控制制網(wǎng)關設備備切換到壓壓縮率較高高的編碼方方式，減少少網(wǎng)絡負荷荷，當網(wǎng)絡絡負荷恢復復正常時，，軟交換設設備會控制制網(wǎng)關切換換至壓縮率率較低的編編碼方式，，以提高語語音質(zhì)量。。軟交換設備備可以控制制媒體網(wǎng)關關是否采用用回聲抑制制功能，提提供的協(xié)議議至少包括括G.168，軟交換設設備能夠向向媒體網(wǎng)關關提供語音音包緩沖區(qū)區(qū)的最大容容量，以減減少抖動對對語音質(zhì)量量帶來的影影響。軟交交換設備還還可以控制制媒體網(wǎng)關關增益的大大小，并控控制中繼網(wǎng)網(wǎng)關是否執(zhí)執(zhí)行導通檢檢驗過程。。共35頁第27頁3.3.12網(wǎng)間接口局局功能軟交換設備備可以充當當網(wǎng)間接口口局，完成成多信令點點編碼、呼呼叫鑒權、、呼叫攔截截、黑白名名單、主叫叫號碼、被被叫號碼刪刪改、擁塞塞話務過載載保護、出出入中繼詳詳細計費，，針對各種種話務類型型和話務源源做不同類類型的話務務疏通控制制等工作。。3.3.13與移動業(yè)務務相關的功功能軟交換設備備具備無線線市話交換換局、移動動交換局提提供的相關關功能，包包括用戶鑒鑒權、位置置查詢、號號碼解析及及路由分析析、呼叫控控制、業(yè)務務提供和計計費功能。。共35頁第28頁3.3軟交換設備備與PSTN交換機的區(qū)區(qū)別以軟交換設設備為核心心的軟交換換網(wǎng)絡將傳傳統(tǒng)的交換換機的功能能模塊分成成獨立的網(wǎng)網(wǎng)絡部件，，各部件在在地理位置置上分離、、獨立發(fā)展展，實現(xiàn)媒媒體與呼叫叫控制的分分離，構成成了一個開開放的網(wǎng)絡絡架構體系系。共35頁第29頁核心處理單元交換網(wǎng)絡中繼模塊用戶接入模塊信令處理模塊智能網(wǎng)PSTN交換機

PSTN交換機中的核心控制模塊獨立出來，逐漸演變?yōu)檐浗粨Q網(wǎng)絡中的軟交換設備，實現(xiàn)網(wǎng)絡的呼叫控制、資源管理、業(yè)務提供、SSP等功能。軟交換設設備軟交換設備備共35頁第30頁核心處理單元交換網(wǎng)絡中繼模塊用戶接入模塊信令處理模塊智能網(wǎng)PSTN交換機軟交換設備備

PSTN交換機的信令處理模塊則演變?yōu)檐浗粨Q網(wǎng)絡中的信令網(wǎng)關，不僅實現(xiàn)了No.7信令TDM與IP承載方式的轉(zhuǎn)換，而且處理能力更強、容量更大。信令網(wǎng)關信令網(wǎng)關共35頁第31頁核心處理單元交換網(wǎng)絡中繼模塊用戶接入模塊信令處理模塊智能網(wǎng)PSTN交換機軟交換設備備信令網(wǎng)關

PSTN交換機的中繼模塊和用戶接入模塊逐步演變?yōu)檐浗粨Q網(wǎng)絡中的中繼媒體網(wǎng)關和接入媒體網(wǎng)關。中繼媒體網(wǎng)關用戶接入媒體網(wǎng)關中繼媒體網(wǎng)關用戶接入媒體網(wǎng)關共35頁第32頁核心處理單元交換網(wǎng)絡中繼模塊用戶接入模塊信令處理模塊智能網(wǎng)PSTN交換機軟交換設備備信令網(wǎng)關中繼媒體網(wǎng)關用戶接入媒體網(wǎng)關

在開放的軟交換網(wǎng)絡的體系架構中，充分利用各種分組網(wǎng)絡（如IP、ATM網(wǎng)）構成核心傳送網(wǎng)絡，以取代傳統(tǒng)交換機的交換網(wǎng)絡、內(nèi)部總線及交換機之間的傳輸網(wǎng)絡，形成一個無阻塞的交換網(wǎng)絡。核心傳送網(wǎng)絡核心傳送網(wǎng)絡共35頁第33頁軟交換網(wǎng)絡核心處理單元交換網(wǎng)絡中繼模塊用戶接入模塊信令處理模塊智能網(wǎng)PSTN交換機軟交換設備備信令網(wǎng)關中繼媒體網(wǎng)關用戶接入媒體網(wǎng)關核心傳送網(wǎng)絡共35頁第34頁軟交換網(wǎng)絡核心處理單元交換網(wǎng)絡中繼模塊用戶接入模塊信令處理模塊智能網(wǎng)PSTN交換機軟交換設備備信令網(wǎng)關中繼媒體網(wǎng)關用戶接入媒體網(wǎng)關核心傳送網(wǎng)絡應用服務器

另外，PSTN網(wǎng)絡中的智能網(wǎng)SCP設備逐步演變?yōu)檐浗粨Q網(wǎng)絡中的應用服務器，為網(wǎng)絡中用戶提供各種語音、數(shù)據(jù)及多媒體服務。應用服務器共35頁第35頁軟交換網(wǎng)絡核心處理單元交換網(wǎng)絡中繼模塊用戶接入模塊信令處理模塊智能網(wǎng)PSTN交換機軟交換設備備信令網(wǎng)關中繼媒體網(wǎng)關用戶接入媒體網(wǎng)關核心傳送網(wǎng)絡

模塊化的設計，分離的部件，使得網(wǎng)絡規(guī)?？梢圆粩鄶U大，整個網(wǎng)絡具有充分的可擴展性。應用服務器9、靜夜四四無鄰，，荒居舊舊業(yè)貧。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中黃葉樹樹，燈下白頭頭人。。14:45:0214:45:0214:4512/29/20222:45:02PM11、以我獨沈久久，愧君相見見頻。。12月月-2214:45:0214:45Dec-2229-Dec-2212、故人江江海別，，幾度隔隔山川。。。14:45:0214:45:0214:45Thursday,December29,202213、乍見翻疑夢夢，相悲各問問年。。12月-2212月-2214:45:0314:45:03December29,202214、他他鄉(xiāng)鄉(xiāng)生生白白發(fā)發(fā)，，舊舊國國見見青青山山。。。。29十十二二月月20222:45:03下下午午14:45:0312月月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。十二二月月222:45下下午午12月月-2214:45December29,202216、行動動出成成果，，工作作出財財富。。。2022/12/2914:45:0314:45:0329December202217、做前，能能夠環(huán)視四四周；做時時，你只能能或者最好好沿著以腳腳為起點的的射線向前前。。2:45:03下下午2:45下下午14:45:0312月-229、沒有有失敗敗，只只有暫暫時停停止成成功?。?。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、很多多事情情努力力了未未必有有結果果，但但是不不努力力卻什什么改改變也也沒有有。。。14:45:0314:45:0314:4512/29/20222:45:03PM11、成功就就是日復復一日那那一點點點小小努努力的積積累。。。12月-2214:45:0314:45Dec-2229-Dec-2212、世間成事事，不求其其絕對圓滿滿，留一份份不足，可可得無限完完美。。14:45:0314:45:0314:45Thursday,December29,202213、不知知香積積寺，，數(shù)里里入云云峰。。。12月月-2212月月-2214:45:0314:45:03December29,202214、意意志志堅堅強強的的人人能能把把世世界界放放在在手手中中像像泥泥塊塊一一樣樣任任意意揉揉捏捏。。29十十二二月月20222:45:03下下午午14:45:0312月月-2215、楚塞三三湘接，，荊門九九派通。。。。十二月222:45下午午12月-2214:45December29,20