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简述各种数据交换技术,交换技术是对什么技术的改进

张世龙 05-13 10:02 80次浏览

摘要:认真分析了软交换的基本原理,阐述了软交换的主要特点和功能,简要介绍了软交换在VoIP中的应用,讨论了软交换发展中需要继续研究的问题。

关键词:软交换协议网络原理应用

随着通信网络技术的飞速发展,人们对宽带和业务的要求也在迅速提高,为了向用户提供更加灵活多样的现有业务和新业务,提供更加个性化的服务,提出了下一代网络的概念,目前各大通信运营商软交换技术是新一代通信网络解决方案的热点之一,近年来成为业界讨论的热点话题。 我国互联网与交换标准研究小组已经完成了软交换系统的总体技术要求框架,863规划也立项了软交换系统多媒体与移动通信系统的研究课题。

软交换概念的提出及定义

软交换的概念起源于美国。 当时,在企业网络环境下,用户采用基于以太网的电话,通过基于PC服务器的呼叫控制软件(Call Manager、Call Server ),实现了PBX功能) IP PBX。 在这种设备的情况下,系统不需要单独组网,只需与局域网共享就可以实现管理和维护的统一,总体成本远远低于传统的PBX。 企业网络环境对设备可靠性、计费和管理要求不高,主要用于满足通信需求,设备门槛低,许多设备商可以提供这样的解决方案,因此IP PBX APP应用取得了巨大的成功。 受到IP PBX成功的启发,为了提高网络的综合运营效果,网络的发展趋向于更加合理、开放,向用户提供更好的服务。 业界提出了将传统交换设备部件化,分为呼叫控制和媒体处理,两者之间采用标准协议(MGCP、H248 ),主要用纯软件处理的思想,于是产生了SoftSwitch (软件交换)技术。

软交换概念提出后,很快得到业界的广泛认同和重视,国际互联互通(isc )的成立将加快软交换技术的发展步伐,软交换相关标准和协议

根据国际Softswitch论坛ISC的定义,Softswitch是基于分组网利用可编程软件提供呼叫控制功能和媒体处理的分离的设备和系统。 因此,软交换的基本含义是将呼叫控制功能与媒体网关(传输层)分离,用软件实现基本呼叫控制功能,从而实现呼叫转发与呼叫控制的分离,为控制、交换和软件可编程功能提供分离的平面软交换主要提供连接控制、翻译和路由、网关管理、呼叫控制、带宽管理、信令、安全、呼叫详细记录等功能。 同时,软交换封装了网络资源、网络功能,通过标准的开放业务接口连接到业务APP应用层,使其能够快速、方便地在网络上提供新业务。

 

基于软交换技术的网络结构

软交换是下一代网络的核心设备之一,各运营商在构建基于软交换技术的网络结构时,必须考虑与其他各种网络的互通。 下一代网络需要更加统一的网络系统结构。 基于软交换技术的网络结构如图1所示。

从图中可以看出,软交换位于网络控制层,经常实现基于分组网利用可编程软件将呼叫控制功能与媒体处理分离的功能。

软交换与APP应用/业务层之间的接口提供对各种数据库、第三方APP应用平台、功能服务器等的访问,提供增值业务、管理业务和第三方APP 其中软交换与APP应用服务器之间的接口可以采用SIP、API,如Parlay,支持三方的APP应用和增值业务; 软交换与策略服务器之间的接口对网络设备的运行进行动态干预,可以采用COPS协议的软交换与网关中心之间的接口实现网络管理,采用SNMP; 软交换与智能网络SCP之间的接口实现对现有智能网络业务的支持,采用INAP协议。

通过核心分组网与媒体层网关进行交互,接收有关处理中呼叫的信息,指示网关完成呼叫。 其主要任务是建立各点之间的关系,这些关系既是简单的调用,也是更复杂的处理。 软交换技术主要用于处理语音业务、视频业务、多媒体业务等实时业务。

软交换之间的接口实现与不同软交换的交互,可以采用SIP-T、H.323或BICC协议。

软交换技术的设计原理及其实现目标

软交换技术是一种分布式软件系统,它提供基于各种技术、协议和设备的网络之间的无缝互操作性。 其基本设计原理是构建具有可扩展性、接口标准性、业务开放性等特点的分布式软件系统。 这是独立于特定的底层硬件/操作系统,正确处理各种业务所需的同步通信协议,并在理想的位置将其纳入gxdhm曲线轨道。 此外,必须能够支持以下基本要求:

)1)独立于合同或设备的呼叫? 熏制设备呼叫处理和/同步会晤管理APP应用的研发。

)2)在其软交换网络中,可以安全地运行多个第三方APP应用,而不会受到恶意或误操作的APP应用的有害影响。

 

)3)第三方硬件供应商可以提高支持新设备和协议的能力。

)业务和APP应用程序提供者可以在不影响其性能和安全的情况下提高支持整个系统的战略能力。

(5)有能力进行同步通信控制以支持账单、网络管理和其他

运行支持系统的各种各样的后营业室系统。
  
  (6)支持运行时间捆绑或有助于结构改善的同步通信控制网络的动态拓扑。
  
  (7)从小到大的网络可伸缩性和支持彻底的故障恢复能力。
  
  软交换的实现目标是在媒体设备和媒体网关的配合下,通过计算机软件编程的方式来实现对各种媒体流进行协议转换,并基于分组网络(IP/ATM)的架构实现IP网、ATM网、PSTN网等的互连,以提供和电路交换机具有相同功能并便于业务增值和灵活伸缩的设备。
  
  软交换系统的参考模型如图2。
  
  4 软交换所使用的主要协议
  软交换体系涉及协议非常众多,包括H.248、SCTP、ISUP、TUP、INAP、H.323、RADIUS、SNMP、SIP、M3UA、MGCP、BICC、PRI、BRI等。国际上,IETF、ITU-T、SoftSwitch Org等组织对软交换及协议的研究工作一直起着积极的主导作用,许多关键协议都已制定完成,或趋于完成。这些协议将规范整个软交换的研发工作,使产品从使用各厂家私有协议阶段进入使用业界共同标准协议阶段,各家之间产品互通成为可能,真正实现软交换产生的初衷——提供一个标准、开放的系统结构,各网络部件可独立发展。在软交换的研究进展方面,我国处于世界同步水平。信息产业部“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,目前已完成了《软交换设备总体技术要求》。此外,“IP标准研究组”正在研制有关中继媒体网关(TG)、信令网关?穴SG?雪、接入网关(AG)、综合接入设备?穴IAD?雪等设备技术规范。
  
  下面对几个主要协议做一简单介绍。
  
  1.H.248/MEGACO
  
  H.248和MEGACO协议均称为媒体网关控制协议,应用在媒体网关和H.248/MEGACO与软交换设备之间。两个协议的内容基本相同,只是H.248是由ITU提出来的,而MEGACO是由IEFT提出来的,且是双方共同推荐的协议。它们引入了Termination(终端)和Context(关联)两个抽象概念。在Termination(终端)中,封装了媒体流的参数、MODEM和承载能力参数,而Context(关联)则表明了在一些Termination(终端)之间的相互连接关系。H.248/MEGACO通过Add、Modify、Subtract、Move等8个命令完成对Termination(终端)和Context(关联)之间的操作,从而完成了呼叫的建立和释放。
  
  2.媒体网关控制协议(MGCP)
  
  媒体网关控制协议(MGCP)是由IEFT提出来的,是简单网关控制协议(SGCP)和IP设备控制协议(IPDC)相结合的产物。MEGACO协议是对MGCP协议的进一步改进、完善和提高,MGCP协议可以说是一个比较成熟的协议,协议的内容与MEGACO协议比较相似。目前软交换系统设备大都支持该协议,其不足也慢慢表现出来,将来可能要被H.248/MEGACO协议所取代。
  
  在软交换系统中,MGCP协议与H.248/MEGACO协议一样,应用在媒体网关和MGCP终端与软交换设备之间,通过此协议来控制媒体网关和MGCP终端上的媒体/控制流的连接、建立和释放。
  
  3.会话初始协议(SIP)
  
  会话初始协议(SIP)是IETF提出的在IP网上进行多媒体通信的应用层控制协议。以Internet协议(HTTP)为基础,遵循Internet的设计原则,基于对等工作模式。利用SIP可实现会话的连接、建立和释放,并支持单播、组播和可移动性。此外,SIP如果与SDP配合使用,可以动态地调整和修改会话属性,如通话带宽、所传输的媒体类型及编解码格式。其具体内容可参见IETF RFC 2543bis。
  
  在软交换系统中,SIP协议主要应用于软交换与SIP终端之间,也有的厂家将SIP协议应用于软交换与应用服务器之间,提供基于SIP协议实现的增值业务。总的来说,SIP协议主要应用于语音和数据相结合的业务,以及多媒体业务之间的呼叫建立与释放。特别是SIP协议以其简单、灵活的特点,使作为移动通
软交换和程控交换机优缺点,软交换的缺点 华南师范大学,华南理工大学官网