軟交換
軟交換(英語:softswitch)是電信網路中的一個中央設備,通過在通用計算機系統上運行的軟體,跨越電信網路或公共網際網路,將來自一個電話線路的電話呼叫完全連接到另一個電話線路。大多數固網電信通過專用電子硬體進行路由;然而,使用通用伺服器和VoIP技術的軟交換機正越來越受歡迎。[1]
許多電信網路現在使用軟交換和更傳統的專用硬體的組合。
雖然術語「軟交換」可以指任何這樣的設備,但是更常用於指處理IP到IP電話呼叫的設備,而「接入伺服器」或「媒體閘道」這個短語則用來指代傳統的「陸線」(硬線)電話呼叫的終端設備。在實際中,這樣的設備通常可以兩類呼叫都可以做到。舉一個實際的例子,Skype到Skype電話是完全基於IP(網際網路)的,所以在中間連接發話方和受話方的地方使用軟交換。相比之下,接入伺服器可能會接收來自傳統電話線路的行動電話或呼叫,將其轉換為IP流量,然後通過網際網路將其發送到另一個這樣的設備,而終止呼叫是通過把這個過程倒過來,將IP語音呼叫轉換回傳統的,用非IP系統傳輸語音的ISDN/PSTN協定的舊式電路交換數位系統來終止呼叫。
軟交換通常用於控制電路交換和封包交換網路之間的連接點的連接。既有交換邏輯,也有交換結構的單個設備可用於此目的;但現代科技傾向於把這個設備分解成呼叫代理和媒體閘道兩個部分。
呼叫代理處理諸如計費、呼叫路由、信令、呼叫服務等功能,提供功能邏輯來完成這些電話元任務。呼叫代理可以通過TCP/IP鏈路來控制地理上分散的區域中的幾個不同的媒體閘道。它還用於控制媒體閘道的功能,以便與媒體以及其他接口進行連接。此過程用於保持接口清晰,以便接收來自任何電話線的呼叫。[2]
媒體閘道將不同類型的數位媒體流連接在一起,為呼叫中的媒體(語音和數據)創建端到端路徑。它可能具有連接到傳統PSTN網路的接口,例如DS1或DS3埠(在非美國網路的情況下為E1或STM1)。它還可能具有連接到ATM和IP網路的接口,最現代的系統將具有用於連接VoIP呼叫的乙太網接口。呼叫代理將指示媒體閘道在這些接口之間連接媒體流,以將呼叫全部透明地連接到最終用戶。
軟交換通常位於由稱作交換局或中心局的電信公司的建築物中。中心局或交換局具有高容量連接,可以通過PSTN呼叫其他該電信公司或其他電信公司的交換局。
從交換機的終端用戶看,軟交換可以通過TCP/IP網路連接到多個接入設備。這些接入設備可以是向集成接入設備(IAD)提供一個RJ11電話插孔的小型類比電話調節器(ATA),在電纜(VoCable)上使用MGCP/NCS協定eMTA(嵌入式多媒體終端適配器)或可以提供幾百個電話連接的PBX。[3]
通常,較大的接入設備將位於電信公司擁有的建築物中,靠近他們所服務的客戶。每個最終用戶可以通過一對簡單的銅線連接到IAD。
中型設備和PBX最常用於將這些設備放在自己房屋內的企業,而單線設備大多在私人住宅中使用。
在21世紀之交的IP多媒體子系統(或IMS)中,軟交換元件由媒體閘道控制器(MGC)元素表示,術語「軟交換」在IMS語境中很少使用。在那時候,它叫做AGCF(接入閘道控制功能,Access Gateway Control Function)。
特徵伺服器
通常內置在呼叫代理/軟交換中的功能伺服器是提供呼叫相關功能的功能組件。如果網路中實現了來電轉駁、呼叫等待、回撥上一通電話和三方視訊會議等功能,則會在功能伺服器中實現了這些功能。功能伺服器與呼叫代理密切配合,可以讓媒體伺服器提供這些服務。這些功能不需要用戶明確地請求,往往是在呼叫處理邏輯內被觸發。
第四類和第五類軟交換
VoIP軟交換分為兩類:第四類和第五類軟交換,類似於公用交換電話網路絡中的傳統功能。
用於運營商之間傳輸VoIP流量的軟交換通常被稱為第四類軟交換。類似於其他第四類電話交換機,第四類軟交換的主要功能是路由大量長距離VoIP呼叫。第四類軟交換的最重要特徵有協定支持和轉換、轉碼、每秒呼叫速率、一次呼叫路由的平均時間、並發呼叫的數量。
第五類軟交換適用於最終用戶。這些軟開關既用於本地也用於長途電話服務。第五類軟交換的特點是為終端用戶和企業客戶提供額外的服務,如IP PBX功能、呼叫中心服務、電話卡平台、授權類型、QoS、業務組和其他第五類電話交換機類似的功能。[4]
託管交換機服務
由於基礎架構及其維護成本高昂,通過託管服務提供商模式提供了一些軟交換解決方案。用戶依靠由第三方管理的軟交換基礎設施向最終用戶提供服務,而無需擁有或運行自己的軟交換。
發展
軟交換概念的提出最初來自於對處於PSTN/ISDN和IP網路邊界的IP電話閘道的分解。為了便於實現大容量IP電話閘道,一個IP電話閘道被分解為由一個媒體閘道控制器(MGC)和若干個媒體閘道(MG)組成的分布式系統。這裡的軟交換通常就是媒體閘道控制器。
進一步的,隨著封包承載技術被引入到PSTN/ISDN內部,PSTN/ISDN交換機本身也可以被分解成為相對獨立的兩個部分:呼叫控制部分、和承載控制部分。這裡的軟交換通常是指呼叫控制部分。
軟交換關鍵技術
呼叫信令技術:軟交換之間的協定,用於建立呼叫。ITU-T規定了BICC(Bearer Independent Call Control)作為軟交換的呼叫信令(ITU-T REC Q.1902)。具體來說BICC是在承載獨立的網路中用於支持窄帶ISDN業務的呼叫信令。此外,ITU-T還規定了SIP-I(ITU-T REC Q.1912.5)做為NISDN呼叫穿越SIP/IP網時的呼叫信令。SIP-I是指將ISUP資訊封裝在SIP訊息中轉送。在未來IMS占主導地位的NGN網路中,SIP-I對於基於IMS實現PSTN仿真業務(PES)具有主要的意義。
承載控制協定:軟交換與承載控制單元(具體表現為媒體閘道等)之間,用於承載控制。ITU-T與IETF共同制定了H.248/Megaco協定,用於進行承載/媒體控制。
軟交換相關建議標準
ITU-T: 給出了軟交換核心技術的規範,主要包括信令協定及與相關網路的互操作
- 呼叫信令
- Q.1902.1~6 BlCC (CS 2): Approved in 2001-07
- 承載與媒體控制信令
- H.248 "Gateway control protocol」
- 網路交互
- Q.1912.1 BICC與SS7 ISUP的交互
- Q.1912.2 BICC與特定信令系統的交互 (PSTN access, DSS1, C5, R1, R2, TUP)
- Q.1912.3 BICC與H.323的交互
- Q.1912.4 BICC與DSS2的交互
- Q.1912.5 BICC(或ISUP)與SIP的交互
- 信令傳輸
- Q.2150.0~3: signalling transport
ETSI: 基本採納了ITU-T的技術規範標準
- EN 302 213 V1.1.2 (2004-01):給出了對ITU-T BICC 能力集2 協定標準的認可(endorsement)
- ITU-T Q.1902.1, Q.1902.2, Q.1902.3, Q.1902.4, Q.1902.5, Q.1902.6,
- ITU-T Q.765.5 Amendment 1,
- ITU-T Q.1912.1, Q.1912.2, Q.1912.3, Q.1912.4,
- ITU-T Q.1922.2,
- ITU-T Q.1950, Q.1970, Q.1990,
- ITU-T Q.2150.0, Q.2150.1, Q.2150.2, Q.2150.3.
3GPP: 規定了基於軟交換的3G CS域核心網(TS 23.205),並且採納了ITU-T給出的協定標準(TS 29.205)
- 3GPP TS 23.205: "Bearer Independent CS Core Network; Stage 2"
- 3GPP TS 29.205: "Bearer Independent CS Core Network; Stage 3"
參見
參考文獻
- ^ Buckley, Sean. Carrier VoIP saw turnaround in 2012, says Infonetics Read more: Carrier VoIP saw turnaround in 2012, says Infonetics - FierceTelecom http://www.fiercetelecom.com/story/carrier-voip-saw-turnaround-2012-says-infonetics/2013-02-20#ixzz2LTlVeSbC}-. Fierce Telecom. February 20, 2013. 外部連結存在於
|title=
(幫助) - ^ Softswitch - How it works. IXC. 21 September 2012 [2017-10-30]. (原始內容存檔於2017-11-12).
- ^ Note here that Analogue (ATA), PSTN telephone devices can only be reached by a softswitch that has embedded SS7 or SIGTRAN cards, software in terms of signalling AND Trunking Gateway for Voice traffic IP/TDM, TDM/IP, TDM/TDM functions.
- ^ FAQ about VoIP and softswitches. [2017-10-30]. (原始內容存檔於2015-09-10).