软交换各协议书体系比较

软交换技术摘要：软交换是下一代网络(NGN)的核心技术，在NGN分层结构中位于控制层面的位置，它是多种逻辑功能实体的集合，提供综合业务的呼叫控制以及部分业务功能，实现传统SPC 交换机的“呼叫控制”功能。

软交换是下一代电信网中语音，数据，视频业务的呼叫控制，业务提供的核心设备，是目前电路交换网向分组网演进的主要设备之一。

关键词：软交换技术互通技术网关技术PSTN一、软交换体系结构软交换的体系结构包括四层，分别为边缘接入层、核心传送层、控制层、业务应用层，体系结构如下图所示。

1、边缘接入层该层的主要功能是利用网关设备负责将各种不同网络和终端设备接入软交换网络，集中各种业务力量，利用公共的分组传送平台进行信息传送。

接入层设备包括各种网关设备、各种不同的网络以及终端设备。

网关设备有信令网关（SG）、中继网关（TG）、接入网关（AG）、综合接入设备（IAD）、无线接入网关（WAG）、H.323等；各种不同的网络如PSTN/ISDN、No.7信令网、无线接入网（RAN）等；终端设备包括现有各种不同的传统终端设备和支持SIP/H.248/MGCP协议的标准软交换终端，这些标准软交换终端不需要经过MG即可直接接入IP分组核心网。

下面介绍几种主要的网关：（1）、信令网关（SG）：提供No.7信令网和分组网之间信令的转换功能，将PSTN/PLMN 电话交换机采用的基于TDM电路的No.7信令信息转换为IP分组的形式。

（2）、中继网关（TG）：完成媒体格式的转换，如将PSTN/PLMN电话交换机PCM中继中的64Kb/s语音信号转换为IP分组形式。

（3）、接入网关（AG）和综合接入设备（IAD）：提供模拟用户、ADSL、LAN、V5、PBX 等多种类型的业务接入，负责将用户信息和用户线信令封装成IP分组的形式，针对不同的接入形式可以采用不同的AG和IAD。

提供模拟用户线接口的接入设备用于将普通电话用户接入到软交换网中，为用户提供PSTN提供的所有业务，如电话业务、拨号上网业务等；提供LAN接口的接入设备用于计算机设备的接入，适用于利用计算机同时使用电话业务和数据业务的用户，此时需在用户计算机中安装专用的“软电话软件”；另外也有同时具备多种接口的接入设备，例如，同时提供模拟用户线和利用计算机使用数据业务的用户。

软交换的常见协议以其作用北京邮电大学一.前言软交换的概念最早起源于美国。

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。

业界提出了这样一种思想：将传统的交换设备部件化，分为呼叫控制与媒体处理，二者之间采用标准协议（MGCP、H248）且主要使用纯软件进行处理。

于是，软交换技术应运而生。

由于软交换既能执行与基于硬件的传统电话交换机相同的功能，又能同时处理IP通信，软交换技术降低网络成本并且使得运营商能更快地获得收入。

二.软交换的概念软交换技术是NGN网络的核心技术，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。

软交换技术独立于传送网络，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。

三. 软交换体系的结构软交换技术是电路交换网向分组网演进的核心技术。

它的主要设计思路是：业务/控制与传递/接入分离，各实体间通过标准协议进行连接和通信。

因此广义上，软交换就是一种解决方案，是一系列采用标准协议的各网络设备的总称。

软交换网络的体系结构如下图所示。

四.软交换的常见协议极其作用软交换所使用的协议非常多，包括H.248、SCTP、ISUP、TUP、INAP、H.323、RADIUS、SNMP、SIP、M3UA、MGCP、BICC、PRI、BRI等。

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，各厂家之间产品互通成为可能，提供一个标准、开放的系统结构，各网络部件可独立发展。

下面对几个主要协议做简单介绍。

1. H.248协议H.248协议，也称为Megaco协议，是MGC与MG之间的一种媒体网关控制协议，它是在早期的 MGCP协议基础上改进而成。

应用于媒体网关与软交换之间及软交换与 H．248/ Megaco 终端之间。

软交换的网络系统结构SCP Database AAA服务器 应用服务器 Policy Server业务层控制层SoftswitchSoftswitch软交换协议北京邮电大学培训中心 廖青 Email：liaoqing@ 1核心层IP骨干网边缘层信令网关NASH323 GWIP PBXMSAGWAGWireless SS7 Network PSTN/ISDN Broadband Access2软交换设备的功能 软交换的协议与IP终端的SIP、H.248、MGCP协议 与中继网关间的H.248协议 与现有H.323IP电话网的H.323协议 与其他软交换的SIP-T/BICC协议 与NO.7互通的SIGTRAN协议 与现有智能网的INAP、CAP、MAP协议 与接入网关间的的各种协议 开放的API的协议 431TCP/IP 协议的体系结构数据链路–定义各种介质物理连接的特性 –定义在不同介质上信息帧的格式 IP（Internet protocol） 层 –转发和路由功能：根据分组的目的 IP 地址，将分 组从源端转发到目的地。

–路由器（router）：TCP/IP 网络中专用的 IP 分组转 发设备。

TCP/IP协议和语音编码应用 TCP/UDP IP 数据链路 TCP/IP 体系TCP/UDP （传输层）–TCP 提供面向连接的、可靠的传输服务 –UDP 提供无连接的、不可靠的传输服务应用层–Telnet、Web、FTP、e-Mail …… 5 6IP协议的主要功能 接收处理传输层分组发送请求，将分组装入IP 数据包，加入包头，并选择通往收信主机的路 由，通过网络接口将数据包发出。

对来自其它计算机的输入数据包进行处理，若 收信主机地址就是本地接收机时，则除去包 头，将剩余的传输层分组发给传输层，否则将 转发该数据包。

处理因特网控制报文协议ICMP(Internet Control Message Protocol) 7IP 分组的结构0 4 8 16 19 24 31版本 V 头长HL 服务类型 TOS 标识符 Identification 生存时间 TTL 协议 Protocol标志Flag总长度 TLEN 分片偏移量 Offset 分组头校验和 Checksum源 IP 地址 Source 目的 IP 地址 Destination IP 选项 Option 填充 Pad数据： 82UDP 协议 以实现效率为首要目标，具有良好的实 时性 提供无连接、不可靠的传输服务 会出现分组丢失、重复、乱序 应用程序需要负责传输可靠性方面的所 有工作 9UDP 数据报的格式0 IP header 0 2 4 6 8 source port destination port length checksum data : 数据报长度：以字节计算的整个数据报的长度， 最小值 8 字节（只含 UDP 头）。

在通信系统中，控制通过协商实现，因此必须有相应的协议。

在NGN体系结构中，软交换是控制中心，它支持H．248／MeGaCo、SIP、MGCP、H.323等多秤协议。

1 MGCP协议1.1MGCP基本概念MGCP协议与H．223和SIP不同，H.323和SIP提出两套IP电话体系结构，二者完全独立，不能互相兼容，只能互通。

MGCP不涉及IP电话的体系结构，只涉及网关分解问题，因而不仅可用于H．323IP电话系统，也可用于SIP IP电话系统。

网关可分解成媒体网关(MG)和媒体网关控制器(MGC)，MG在MGC(或软交换)的控制下，实现跨网媒体业务。

从逻辑上看很简单，网关由MG和MGC组成。

从物理上看就不那么简单了，到目前为止，网关的分解还没有确定的方式，可根据不同的需求进行分解。

MGCP协议是1999年由Internet工程任务组(IETF)制定的媒体网关控制协议，MGCP 协议定义的连接模型包括端点(endpoint)和连接(connection)两个主要概念。

端点是数据源或数据宿，可以是物理端点，也可以是虚拟端点。

端点类型包括数字通道、模拟线、录音服务器接入点及交互式话音响应接入点。

端点标识由端点所在网关域名和网关中的本地名两部分组成。

连接可以是点到点连接或多点连接。

点到点连接是两个互相发送数据的端点之间的一种关联，该关联在两个端点都建立起来后，就可开始传送数据。

多点连接是多个端点之间的联。

连接可建在不同类型的承载网络上。

呼叫代理可要求端点在检测到某些事件(如摘机、挂机、拍叉或拨号)发生时，向其发出通知，也可请求将某些信号(如拨号音、回铃音、忙音等)加到端点上。

事件和信号组合成包，每个包由某一特定端点支持。

每个事件(含信号)可用“包名／事件名”表示，每类端点有特定的包，每个包包含有规律的事件和信号，包名和事件名均用数字字母串表示。

1．2协议结构及命令MGCP采用文本协议，协议消息分为命令和响应，每个命令需要接收方回送响应，采用三次握手方式证实。

2020 年版软互换要点技术和协议众望所归—于鉴于 IP 软互换的要点技术与协议北京邮电大学战晓苏软互换技术联合了传统的语音网络的靠谱性和新兴的 IP 技术的敏捷性与有效性长处，能使现有公共互换电话网的能力发挥得酣畅淋漓，并使公共互换电话网稳步地实现向 IP 数据网的转移。

鉴于 IP 软互换的技术特色软互换技术的产生主要鉴于以下三方面技术的发展:一是 IP 技术应用于通讯领域，成功地研究出鉴于 VoIP 技术的 IP 电话。

二是将电信网络中的互联设施——网关功能分解为两部分 :一部分只负责例外网络的媒体格式的适配变换，称之为媒体网关（MGW）；另一部分是网关的所有控制功能独自设置，称之为媒体网关控制器（ MGC）。

三是智能网技术。

智能网将业务控制和呼喊控制分别，提出了独立于互换网络的业务控制架构。

上述三方面技术为软互换技术的产生确立了技术基础。

软互换技术的主要特色以下: ·叫控制与承载分别。

呼软互换技术的基本思想是把呼喊控制功能从媒体网关（传输层）中分别出来，经过服务器上的软件实现基本呼喊控制功能，使得呼喊控制功能与承载网络之间无过多的依存关系，这在当前多网并存的状况下，为实现承载层网络交融供给了有益条件。

软互换实现的呼喊控制功能包含呼喊选路、管理控制、连结控制（成立 / 拆掉会话）和信令互通（）等。

·业务控制与呼喊控制分别。

它使业务真实地从网络中独立出来，为缩短新业务开发周期供给了优秀的条件。

业务控制与呼喊控制分别使软互换具备了敏捷的业务供给方式，用户能够自行配置和定义自己的业务特色，不用关怀承载业务的网络形式以及终端种类，真实实现“业务由用户编程实现”的假想。

·采纳开放式业务接口（ API）及标准协议。

软互换把网络资源、网络能力封装起来，经过标准开放的业务接口与业务应用层相连。

各功能实体（控制层设施和传输层设施）之间经过标准的协议进行连结与通讯，使业务供给者解放地将传输业务与控制协议相联合，实现业务转移。

IMS与软交换的比较１．软交换概念软交换（Soft-Switch）的基本含义就是把呼叫控制功能从媒体网关中分离出来，通过服务器上的软件实现基本呼叫控制功能，包括呼叫选路、管理控制、连接控制（建立会话、拆除会话）和信令互通（如从SS7到IP），其结果就是把呼叫传输与呼叫控制分离，为控制、交换和软件可编程建立分离的平面，使业务提供者可以自由的将传输业务与控制协议结合起来，实现业务转移。

软交换采用了开放式应用程序接口（API），允许在交换机制中灵活引入新业务，主要提供连接控制、翻译和选路、网关管理、呼叫控制、带宽管理、信令、安全性和呼叫详细记录的生成等功能。

2.IMS概念IMS（IPMultimediaSubsystem）即IP多媒体子系统，由3GPP标准组织在R5版本基础上提出，是在基于IP的网络上提供多媒体业务的通用网络架构，R5版本主要定义了IMS的核心结构、网元功能、接口和流程等内容；R6版本对IMS 进行了完善，增加了部分IMS业务特性、IMS与其他网络的互通规范和WLAN 接入等特性；R7加强了对固定、移动融合的标准化制定，要求IMS支持xDSL、cable等固定接入方式。

3.IMS与软交换的比较3.1 IMS网络与软交换网络的联系需要从固定软交换和移动软交换网络两方面分别加以分析：对于固定网络中的软交换，两者是一个互通和演进的关系；对移动网络中的软交换，是一个业务互补、网络互通、融合替代的关系。

固定软交换已经具备了基于SIP的智能终端接入能力和SIP的会话控制能力，首先通过将用户数据从软交换中提取出来，建设独立的用户数据库并通过标准的信令进行访问，再将软交换的业务逻辑从交换中提取出来，实现业务与控制的分离，这样软交换网络己具备IMS的核心特征。

在网络的演进过程中，会形成S一CSCF、P一CSCF、I一CSCF的分布。

而移动软交换的CS域和IMS域不是平滑演进的关系，而是一个业务互补、网络互通、融合替代的关系。

软交换关键技术与协议众望所归—基于IP软交换的关键技术与协议北京邮电大学战晓苏2004/03/26软交换技术结合了传统的语音网络的可靠性和新兴的IP技术的灵活性与有效性优点，能使现有公共交换电话网的能力发挥得淋漓尽致，并使公共交换电话网稳步地实现向IP数据网的转移。

基于IP软交换的技术特点软交换技术的产生主要基于以下三方面技术的发展：一是IP技术应用于通信领域，成功地研究出基于VoIP技术的IP电话。

二是将电信网络中的互联设备——网关功能分解为两部分：一部分只负责不同网络的媒体格式的适配转换，称之为媒体网关（MGW）；另一部分是网关的所有控制功能单独设置，称之为媒体网关控制器（MGC）。

三是智能网技术。

智能网将业务控制和呼叫控制分离，提出了独立于交换网络的业务控制架构。

上述三方面技术为软交换技术的产生奠定了技术基础。

软交换技术的主要特点如下：·呼叫控制与承载分离。

软交换技术的基本思想是把呼叫控制功能从媒体网关（传输层）中分离出来，通过服务器上的软件实现基本呼叫控制功能，使得呼叫控制功能与承载网络之间无过多的依存关系，这在当前多网并存的情况下，为实现承载层网络融合提供了有利条件。

软交换实现的呼叫控制功能包括呼叫选路、管理控制、连接控制（建立/拆除会话）和信令互通（如从No.7到IP）等。

·业务控制与呼叫控制分离。

它使业务真正地从网络中独立出来，为缩短新业务开发周期提供了良好的条件。

业务控制与呼叫控制分离使软交换具备了灵活的业务提供方式，用户可以自行配置和定义自己的业务特征，不必关心承载业务的网络形式以及终端类型，真正实现“业务由用户编程实现”的设想。

·采用开放式业务接口（API）及标准协议。

软交换把网络资源、网络能力封装起来，通过标准开放的业务接口与业务应用层相连。

各功能实体（控制层设备和传输层设备）之间通过标准的协议进行连接与通信，使业务提供者自由地将传输业务与控制协议相结合，实现业务转移。

移动软交换体系与相关协议的研究作者：胡威周梦甜来源：《电脑知识与技术》2011年第35期前言：无论是3G还是2G的移动核心网，2G和3G相融合、承载全IP化、移动和固定相融合等技术的快速发展，促使移动软交换成为其建设主流。

本文首先介绍软交换整体架构，然后针对移动软交换技术进行了讨论，包括体系架构，网元设备，相关接口等，其次对移动软交换技术涉及到的协议进行介绍，最后对移动软交换技术的优点进行了总结。

关键词：移动软交换协议；关键技术；协议机制1 移动软交换协议概述软交换网络基于分组交换的网络，将业务功能、控制功能和接入功能相分离，形成一个可以同时向用户提供语音、数据、视频等业务的开放网络。

软交换思想是在下一代网络建设的强烈需求下孕育而生的。

所以软交换概念的提出得到了业界的普遍重视和关注，国际软交换协会（ISC）的成立确保软交换技术的规范和快速发展，同时IETF （Internet工程任务组）、ITU-T （国际电信联盟）和 3GPP（第三代合作伙伴计—）等国际标准化组织的重视和支持也促进了软交换相关的标准和协议的发展。

(1) 国际上软交换相关标准规范的制定情况众多协议涉及到软交换体系：媒体网关控制协议（MGCP、H.248/MEGACO）、信令传输协议（SIGTRAN）、流控制传送协议（SCTP）等。

国际上，许多关键协议都已制定完成或趋于完成，这得力于IETF、ITU-T等国际组织对软交换及协议的研究与发展工作的积极主导作用。

设计软交换的初衷是提供一个标准、开放的系统结构，各网络部件可独立发展。

国外已有一些运营商采用了 IP 承载语音的软交换，但多数都是小规模的移动软交换组网。

(2) 国内软交换相关规范标准的制定情况2004年，中国移动完成由移动软交换设备建设的、全球最大的基于IP的商用移动软交换网顺利割接。

中国通信标准化协会从 2001 年开始制定软交换系统相关规范及标准，内容包括设备规范、协议规范、接口规范和业务规范等。

下一代网络中软交换互通协议的比较与适用性分析
李静林;杨放春
【期刊名称】《北京邮电大学学报》
【年(卷),期】2004()z1
【摘要】通过详细分析BICC和SIP T/SIP I两类候选协议的体系结构、对软交换组网的影响、对软交换网络业务支持能力的影响,指出了两类协议的适用范围,从而为我国NGN建设中软交换互通协议的选择提供了重要的参考依据.
【总页数】6页(P50-55)
【关键词】下一代网络;软交换;BICC协议;SIP-T协议;SIP-I协议
【作者】李静林;杨放春
【作者单位】北京邮电大学交换技术与通信网国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TN915.04
【相关文献】
1.下一代网络交换中SIP协议与H.323协议的比较 [J], 万爱霞
2.下一代网络中窄带协议与多媒体协议互通探究 [J], 崔晶晶;袁媛
3.下一代网络中H.248协议与SIP协议的互通 [J], 王朋磊;包叶男
4.下一代网络(NGN)的体系结构与软交换协议 [J], 魏航;杨学良
5.基于软交换的下一代网络协议的分析 [J], 吴玉
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