软交换技术及其发展趋势
1 软交换技术简介
软交换是下一代网络的控制功能实体，为下一代网络(NGN)具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接控制功能，是下一代网络呼叫和控制的核心。现阶段的软交换至少应具备以下三个基本特点：
（1）集成分组网世界和电路交换网世界；
（2）具备汇接局和端局能力；
（3）呼叫控制与媒体层和业务层分离。
软交换设备位于控制层，提供多种业务的连接控制、路由、网络资源管理、计费、认证等功能。软交换设备与各种媒体网关、终端、应用服务器、其它软交换设备间采用标准协议相互通信。
简单的看，软交换是实现传统程控交换机的“呼叫控制”功能的实体，但传统的“呼叫控制”功能是和业务结合在一起的，不同的业务所需要的呼叫控制功能不同，这要求软交换提供的呼叫控制功能是各种业务的基本呼叫控制。
目前软交换主要完成以下功能：
（1）媒体网关接入功能 （2）呼叫控制功能
（3）业务提供功能 （4）互连互通功能（H323和SIP、IN）
（5）支持开放的业务/应用接口功能
（6）认证与授权功能 （7）计费功能
（8）资源控制功能和QoS管理功能 （9）协议和接口功能
2 软交换技术的主要应用
目前欧洲运营商对于软交换的发展和应用采用比较务实和谨慎的态度。运营商都是根据网络的实际情况和业务的发展来采取对策，德国电信聚焦海外市场，积极开拓国际IP网的话音业务，并在新技术投入使用之前，注重试验和评估新技术和新设备。英国电信则逐步地在长途网和本地网实现分组话音。在提供话音质量的保证方面，英国电信决定至少3年内其承载网络采用ATM技术。本地网的软交换试验规模逐渐扩展。比利时电信则重点发展ADSL，以增强竞争优势。
英国BT话音网络在长途网层面正在进行网络优化，1998年开始将原有的近200个长途/汇接交换机优化为67个大容量的基于ATM的交换机NGS，NGS处理能力达5M BHCA，具有155Mbit/s中继接口和256K交换模块。在本地网层面，准备开展有关软交换的试验，计划利用5年的时间替换65％的TDM交换机。软交换的本地试验准备选择5个节点，2或3个厂家进行试验。
德国电信1997年开始国内电话网络优化工作，目前网络仍有充足的容量，近期国内没有开展软交换试验的计划。但在国际网络方面，正在积极进行技术准备，目前正在准备技术投标、实验室设备测试等，计划在2002年开始在国际网络进行软交换的试验，放
置一台软交换机和4个媒体网关开展IP网络提供语音业务、呼叫中心业务和VPN业务的试验。德国电信在软交换的标准方面计划采用SIP－T协议。
比利时电信（Belgacom）的策略是积极发展ADSL，充分利用传统电信网络的优势，及时地为用户提供IP接入，比利时电信认为近期网络增容不大，在网络发展趋于平稳的条件下发展软交换不是有利的战略。Belgacom认为2004年左右引入NGN比较适当。但目前需注意跟踪技术和设备的发展。比利时电信的技术部门（Network Innovation Strategy）在NGN方面，重点研究未来分组话音网络的体系架构和需求；开展NGN技术培训；建立NGN实验室，为开展现场试验进行技术准备；研究新型网络管理等。
一些北美运营商正在积极开展利于软交换提供话音业务的试验，有些运营商已经开始提供商用业务。例如Globalcrossing 采用软交换提供全球的VOIP业务，AT&T开展开放业务平台的试验等。
针对不同的网络状况和业务需求， 目前软交换的应用主要在以下四个方面： 虚拟中继（Virtual Trunking）：提供电信级、7号信令端到端的大规模VoIP/ATM呼叫。Softswitch与MG之间通过MGCP/H.248通信，Softswitch可面向其他网络提供SS7，INAP，H.323，SIP等多种协议，实现NGN和PSTN，IN，H.323，SIP等网络的通信。 多媒体应用（Multi-media Applications）：通过应用服务器向第三方提供API，支持第三方的应用开发。
电信级拨号接入（Carrier Class Dial-in）：其MG同时具备VoIP网关和RAS两种功能，在Softswitch控制下，使得全网MG能被统一管理，并能进行拨号上网用户数据旁路，利用L2TP支持多ISP方案。
下一代本地交换系统（Next Generation Local Switch）：提供数据终端与PSTN网电信级互联互通。支持对个人用户（IP Phone/PC）、企业用户(IP PBX)以及不同网络(H.323/SIP)的接入。
3 软交换技术提供的业务
目前在固定网上一般可以提供三类业务，第一类业务是传统话音业务，是指PSTN相关的业务、ISDN业务和智能网业务。
第二类是话音与互联网相结合的业务，如点击拨号和Internet Call Waiting。点击拨号可以有多种方式，如直接点击地址簿中的名字发起呼叫；点击呼叫记录(call log)中的某个条目来呼叫某人；在网页(web page)中设置链接，终端用户点击链接呼叫该链接所嵌入的号码等。Internet Call Waiting (ICW) 使电话用户在上网时也可以收到来话呼叫。也就是说，当用户在上网时，来话可以被转移到他的第二个固定电话或移动电话上，或者转移到他的语音信箱上，或者通过VoIP转移到他的PC上。
第三类是多媒体业务：分为点对点 多媒体通信和桌面共享允许用户建立（多方的）会话。一旦这些会话被建立，它们可以相互发送文件； 利用一个公共的白板，大家可以在上面画图或写字，任何人在白板上作的改动都会被其他人所看到。也可以相互聊天或共享应用程序，甚至是桌面：例如，A用户启动了PowerPoint程序，并将其设置为共享模式时，在同一会话中的其他人都可以看到A用户所播放的幻灯片。如果需要，A用户还可以将幻灯片的播放控制权交给别人。
3 软交换的关键技术
软交换技术是实现新一代话音通信及多媒体和数据交互的核心技术。软交换技术体现了控制/业务与承载分离的思想，作为控制实体的软交换机，完成呼叫接续、业务控制和用户管理等功能，而业务媒体流的传送由IP基础网络完成。在整个软交换体系中，完成接续、控制功能的信令协议起到核心作用，决定了业务提供能力的强弱。IETF制订的新一代会话控制协议SIP（Session Initiation Protocol），具有简单、开放、灵活、可扩展等多方面明显优点，成为下一代网络软交换体系的重要技术。
4 我国软交换的研究进展及发展方向
我国网络与交换标准研究组在1999年下半年就启动了软交换项目的研究，“软交换设备总体技术要求” 规范了软交换在网络中的位置，明确了其功能要求、业务要求、操作维护和网管要求、协议和接口要求、计费要求和性能指标。规定了与IP电话及智能网的互通要求等。该标准经过近两年的研究，是运营企业、制造企业和科研机构共同协作所取得的成果。软交换系列标准的形成将对指导厂商的设备研发和网络应用起到积极作用，关于软交换的研究工作我国处于世界同步水平。 由于标准的研发早于市场的应用，其多项指标仍有待试验的验证和在实践中不断加以完善。此外，网络与交换研究组也在积极制定有关信令网关和媒体网关及相关协议的技术规范。已经列项开始研究网络开放式体系架构及相关设备单元的测试规范。
我国电信企业中兴和华为等公司已经研究开发了提供话音业务的软交换系统。 我国高科技863计划开始列项有关软交换系统在移动和多媒体应用的研究, 该课题以软交换技术为核心，重点研究能够支持多媒体业务和应用于无线系统的软交换体系，采用开放式API的业务及应用支撑环境，以及软交换系统的组网技术。
多媒体业务一般由基于包交换的宽带多媒体通信网所承载。由于涉及到图像等因素，在终端、业务、资源等主要方面都比单纯的语音业务要苛刻得多。为了达到在公众电信网中提供实用的多媒体业务，就需要对这些问题认真地加以研究和解决，以实现真正意义上的融合网络。
在包交换迅速发展的大趋势下，移动网络也同样面临着向NGN融合和演进的问题。就移动网络而言，其发展方向是分组化、智能化和宽带化的第三代通信网络（3G）。但在更广泛的意义上来说，3G也是NGN的一个组成部分，而且它和其它组成部分间的联系比现在GSM网络与其它网络间的联系要密切得多。软交换技术在其中发挥了重要的粘合作用。移动性包括三类移动性：
终端移动性：终端位置移动时仍然能使用其业务。
用户移动性：用户可以使用任一终端使用其业务。
业务移动性：用户可在任意地点用任意终端使用其业务。
下一代业务及应用支撑环境主要包括应用服务器、业务能力服务器、业务生成环境工具和业务管理服务器。应用服务器向用户提供增值业务、业务能力服务器向应用服务器提供网络基本能力、业务生成环境工具用于业务的自动生成以及业务的仿真和测试、业务管理服务器对业务和用户数据进行集中式管理。
研究软交换环境下的网络融合技术，分层的、全开放的网络体系架构以及基于软交换的组网技术。
软交换的发展方向是由网络承载业务的变化决定的。下一代网络需要支持多媒体业务，与传统话音业务的单一性要求不同，多媒体业务对通信系统提出了更高的要求。所以，作为下一代网络核心设备的软交换，不但应支持语音业务的所有功能，而且应具有多媒体信息交换的控制功能，即能够控制音频、视频、数据信息的实时交换和传送。
软交换技术及其发展趋势
1 软交换技术简介
软交换是下一代网络的控制功能实体，为下一代网络(NGN)具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接控制功能，是下一代网络呼叫和控制的核心。现阶段的软交换至少应具备以下三个基本特点：
（1）集成分组网世界和电路交换网世界；
（2）具备汇接局和端局能力；
（3）呼叫控制与媒体层和业务层分离。
软交换设备位于控制层，提供多种业务的连接控制、路由、网络资源管理、计费、认证等功能。软交换设备与各种媒体网关、终端、应用服务器、其它软交换设备间采用标准协议相互通信。
简单的看，软交换是实现传统程控交换机的“呼叫控制”功能的实体，但传统的“呼叫控制”功能是和业务结合在一起的，不同的业务所需要的呼叫控制功能不同，这要求软交换提供的呼叫控制功能是各种业务的基本呼叫控制。
目前软交换主要完成以下功能：
（1）媒体网关接入功能 （2）呼叫控制功能
（3）业务提供功能 （4）互连互通功能（H323和SIP、IN）
（5）支持开放的业务/应用接口功能
（6）认证与授权功能 （7）计费功能
（8）资源控制功能和QoS管理功能 （9）协议和接口功能
2 软交换技术的主要应用
目前欧洲运营商对于软交换的发展和应用采用比较务实和谨慎的态度。运营商都是根据网络的实际情况和业务的发展来采取对策，德国电信聚焦海外市场，积极开拓国际IP网的话音业务，并在新技术投入使用之前，注重试验和评估新技术和新设备。英国电信则逐步地在长途网和本地网实现分组话音。在提供话音质量的保证方面，英国电信决定至少3年内其承载网络采用ATM技术。本地网的软交换试验规模逐渐扩展。比利时电信则重点发展ADSL，以增强竞争优势。
英国BT话音网络在长途网层面正在进行网络优化，1998年开始将原有的近200个长途/汇接交换机优化为67个大容量的基于ATM的交换机NGS，NGS处理能力达5M BHCA，具有155Mbit/s中继接口和256K交换模块。在本地网层面，准备开展有关软交换的试验，计划利用5年的时间替换65％的TDM交换机。软交换的本地试验准备选择5个节点，2或3个厂家进行试验。
德国电信1997年开始国内电话网络优化工作，目前网络仍有充足的容量，近期国内没有开展软交换试验的计划。但在国际网络方面，正在积极进行技术准备，目前正在准备技术投标、实验室设备测试等，计划在2002年开始在国际网络进行软交换的试验，放
置一台软交换机和4个媒体网关开展IP网络提供语音业务、呼叫中心业务和VPN业务的试验。德国电信在软交换的标准方面计划采用SIP－T协议。
比利时电信（Belgacom）的策略是积极发展ADSL，充分利用传统电信网络的优势，及时地为用户提供IP接入，比利时电信认为近期网络增容不大，在网络发展趋于平稳的条件下发展软交换不是有利的战略。Belgacom认为2004年左右引入NGN比较适当。但目前需注意跟踪技术和设备的发展。比利时电信的技术部门（Network Innovation Strategy）在NGN方面，重点研究未来分组话音网络的体系架构和需求；开展NGN技术培训；建立NGN实验室，为开展现场试验进行技术准备；研究新型网络管理等。
一些北美运营商正在积极开展利于软交换提供话音业务的试验，有些运营商已经开始提供商用业务。例如Globalcrossing 采用软交换提供全球的VOIP业务，AT&T开展开放业务平台的试验等。
针对不同的网络状况和业务需求， 目前软交换的应用主要在以下四个方面： 虚拟中继（Virtual Trunking）：提供电信级、7号信令端到端的大规模VoIP/ATM呼叫。Softswitch与MG之间通过MGCP/H.248通信，Softswitch可面向其他网络提供SS7，INAP，H.323，SIP等多种协议，实现NGN和PSTN，IN，H.323，SIP等网络的通信。 多媒体应用（Multi-media Applications）：通过应用服务器向第三方提供API，支持第三方的应用开发。
电信级拨号接入（Carrier Class Dial-in）：其MG同时具备VoIP网关和RAS两种功能，在Softswitch控制下，使得全网MG能被统一管理，并能进行拨号上网用户数据旁路，利用L2TP支持多ISP方案。
下一代本地交换系统（Next Generation Local Switch）：提供数据终端与PSTN网电信级互联互通。支持对个人用户（IP Phone/PC）、企业用户(IP PBX)以及不同网络(H.323/SIP)的接入。
3 软交换技术提供的业务
目前在固定网上一般可以提供三类业务，第一类业务是传统话音业务，是指PSTN相关的业务、ISDN业务和智能网业务。
第二类是话音与互联网相结合的业务，如点击拨号和Internet Call Waiting。点击拨号可以有多种方式，如直接点击地址簿中的名字发起呼叫；点击呼叫记录(call log)中的某个条目来呼叫某人；在网页(web page)中设置链接，终端用户点击链接呼叫该链接所嵌入的号码等。Internet Call Waiting (ICW) 使电话用户在上网时也可以收到来话呼叫。也就是说，当用户在上网时，来话可以被转移到他的第二个固定电话或移动电话上，或者转移到他的语音信箱上，或者通过VoIP转移到他的PC上。
第三类是多媒体业务：分为点对点 多媒体通信和桌面共享允许用户建立（多方的）会话。一旦这些会话被建立，它们可以相互发送文件； 利用一个公共的白板，大家可以在上面画图或写字，任何人在白板上作的改动都会被其他人所看到。也可以相互聊天或共享应用程序，甚至是桌面：例如，A用户启动了PowerPoint程序，并将其设置为共享模式时，在同一会话中的其他人都可以看到A用户所播放的幻灯片。如果需要，A用户还可以将幻灯片的播放控制权交给别人。
3 软交换的关键技术
软交换技术是实现新一代话音通信及多媒体和数据交互的核心技术。软交换技术体现了控制/业务与承载分离的思想，作为控制实体的软交换机，完成呼叫接续、业务控制和用户管理等功能，而业务媒体流的传送由IP基础网络完成。在整个软交换体系中，完成接续、控制功能的信令协议起到核心作用，决定了业务提供能力的强弱。IETF制订的新一代会话控制协议SIP（Session Initiation Protocol），具有简单、开放、灵活、可扩展等多方面明显优点，成为下一代网络软交换体系的重要技术。
4 我国软交换的研究进展及发展方向
我国网络与交换标准研究组在1999年下半年就启动了软交换项目的研究，“软交换设备总体技术要求” 规范了软交换在网络中的位置，明确了其功能要求、业务要求、操作维护和网管要求、协议和接口要求、计费要求和性能指标。规定了与IP电话及智能网的互通要求等。该标准经过近两年的研究，是运营企业、制造企业和科研机构共同协作所取得的成果。软交换系列标准的形成将对指导厂商的设备研发和网络应用起到积极作用，关于软交换的研究工作我国处于世界同步水平。 由于标准的研发早于市场的应用，其多项指标仍有待试验的验证和在实践中不断加以完善。此外，网络与交换研究组也在积极制定有关信令网关和媒体网关及相关协议的技术规范。已经列项开始研究网络开放式体系架构及相关设备单元的测试规范。
我国电信企业中兴和华为等公司已经研究开发了提供话音业务的软交换系统。 我国高科技863计划开始列项有关软交换系统在移动和多媒体应用的研究, 该课题以软交换技术为核心，重点研究能够支持多媒体业务和应用于无线系统的软交换体系，采用开放式API的业务及应用支撑环境，以及软交换系统的组网技术。
多媒体业务一般由基于包交换的宽带多媒体通信网所承载。由于涉及到图像等因素，在终端、业务、资源等主要方面都比单纯的语音业务要苛刻得多。为了达到在公众电信网中提供实用的多媒体业务，就需要对这些问题认真地加以研究和解决，以实现真正意义上的融合网络。
在包交换迅速发展的大趋势下，移动网络也同样面临着向NGN融合和演进的问题。就移动网络而言，其发展方向是分组化、智能化和宽带化的第三代通信网络（3G）。但在更广泛的意义上来说，3G也是NGN的一个组成部分，而且它和其它组成部分间的联系比现在GSM网络与其它网络间的联系要密切得多。软交换技术在其中发挥了重要的粘合作用。移动性包括三类移动性：
终端移动性：终端位置移动时仍然能使用其业务。
用户移动性：用户可以使用任一终端使用其业务。
业务移动性：用户可在任意地点用任意终端使用其业务。
下一代业务及应用支撑环境主要包括应用服务器、业务能力服务器、业务生成环境工具和业务管理服务器。应用服务器向用户提供增值业务、业务能力服务器向应用服务器提供网络基本能力、业务生成环境工具用于业务的自动生成以及业务的仿真和测试、业务管理服务器对业务和用户数据进行集中式管理。
研究软交换环境下的网络融合技术，分层的、全开放的网络体系架构以及基于软交换的组网技术。
软交换的发展方向是由网络承载业务的变化决定的。下一代网络需要支持多媒体业务，与传统话音业务的单一性要求不同，多媒体业务对通信系统提出了更高的要求。所以，作为下一代网络核心设备的软交换，不但应支持语音业务的所有功能，而且应具有多媒体信息交换的控制功能，即能够控制音频、视频、数据信息的实时交换和传送。