7.4.2 基于软交换的NGN
软交换(Softswitch)的基本含义就是把呼叫控制功能从传统综合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、连接控制和信令互通。软交换网络就是基于软交换技术，在分组交换网上提供实时语音和多媒体业务的网络，是NGN的实现方式之一。
1.基于软交换的NGN体系结构
根据功能的不同，传统的程控交换机可分为控制、交换(承载连接)和接入3个功能层，如图7-37所示。它的缺点主要有:各层之间没有开放的互联标准和接口，而是采用设备制造商非开放的内部协议;这3个功能层之间不仅在物理上是一体的，而且软、硬件互相牵制、不可分割;能够提供的业务受交换机软、硬件的限制，需要修改软件或硬件来支持新增或修改业务，提供新业务十分困难。
图7-37 传统交换机的体系结构
软交换技术建立在分组交换技术的基础上，其核心思想是将传统交换机的3个功能层进行分离，再把业务从软、硬件的限制中分离，最终形成4个相互独立的层次。而且，这4个层之间具有标准、开放的接口，实现业务与呼叫控制、呼叫控制与媒体接入功能的分离。基于软交换的网络体系结构如图7-38所示。
图7-38 基于软交换的网络体系结构
根据功能的不同，网络可分为4个功能层。
(1)接入层
接入层的功能是利用各种接入设备实现不同用户的接入，再由核心分组交换网将用户业务进行集中并传送到目的地。
接入层的设备包括信令网关(SG)、媒体网关(MG)、综合接入设备(IAD)、媒体资源服务器(MS)和各种智能终端。接入层的设备都没有呼叫控制的功能，它必须和控制层设备相配合，才能完成所需要的操作。
(a)SG:完成电路交换网和分组交换网之间的No.7信令的转换，将No.7信令通过分组网络传送。
(b)MG:将一种网络中的媒体转换成另一种网络所要求的媒体格式。根据媒体网关所接续网络或用户性质的不同，又可以分为中继媒体网关(TMG)和接入媒体网关(AG)两类。TMG一侧通过中继电路与PSTN的交换局连接，另一侧与分组网连接，完成电路交换的TDM流与IP流格式的转换。通过与控制层设备的配合，在分组网上实现话音业务的长途/汇接功能。AG也是为了在分组网上传送话音而设计，所不同的是，AG的电路侧提供了比TMG更为丰富的接口，包括直接连接模拟电话用户的POTS接口、连接传统接入网的V5.2接口、连接PBX小交换机的PRI接口等，从而实现铜线方式的综合接入功能。
(c)IAD:用来将用户的数据、语音及视频等业务接入分组网络中。
(d)MS:MS是软交换体系中提供专用媒体资源功能的独立设备，也是下一代分组语音网络中的重要设备，提供基本业务和增强业务中的媒体处理功能，包括业务音提供、交互式应答(IVR)、播放录音通知等。
(e)智能终端:基于IP技术的各种智能终端，如IP电话、PC软终端等，可以直接连接到软交换网络，不需要媒体流的转换。
(2)传送层
传送层为各种数据流(媒体流和信令流)选路到目的地，并提供宽带传输通道。它是一个基于IP的核心分组网络，在不同种类的网关将数据流转换成统一格式的IP分组后，利用IP路由器等骨干网传输设备实现数据传送。
(3)控制层
控制层是整个软交换网络架构的核心层。该层设备一般被称为软交换设备、软交换机或媒体网关控制器(MGC)，在移动通信系统中一般将其称为MSC服务器(MSC Server)。软交换设备的主要功能如下。
(a)呼叫处理控制功能，负责完成基本的和增強的呼叫处理过程。
(b)接入协议适配功能，负责完成各种接入协议的适配处理过程。
(c)业务接口提供功能，负责完成向业务层提供开放的标准接口。
(d)互联互通功能，负责完成与其他对等实体的互联互通。
(e)应用支持系统功能，负责完成计费、认证、操作维护等功能。
(4)业务层
业务层为整个下一代网络体系提供业务能力上的支持。业务层由一系列的业务应用服务器组成。
(a)应用服务器:在软交换网络中向用户提供各类增值业务的设备，负责增值业务逻辑的执行、业务数据和用户数据的访问、业务的计费和管理等，它应能够通过SIP协议控制软交换设备完成业务请求，通过SIP/H.248(可选)/MGCP(可选)协议控制媒体服务器设备提供各种媒体资源。
(b)策略服务器:完成策略管理的设备，策略是指规则和服务的组合，而规则定义了资源接入和使用的标准。
(c)功能服务器:功能服务器包括验证、鉴权、计费服务器(AAA)等。
(d)业务控制点(SCP):软交换可与SCP互通，以方便地将现有智能网业务平滑移植到NGN中。
可见，软交换体系结构的4个功能层与NGN的功能分层一致，利用该体系结构可以建立下一代网络框架。
2.软交换网络的协议
NGN的目标是建设一个能够提供话音、数据、多媒体等多种业务的，集通信、信息、电子商务、娱乐于一体，满足自由通信的分组融合网络。为了实现这一目标，IETF、ITU-T制定并完善了一系列标准协议。以软交换为核心的NGN中各设备之间使用的协议如图7-39所示。
图7-39 基于软交换的NGN中各设备之间采用的协议
以软交换为核心的NGN中各设备间采用的协议如下。
(a)软交换与信令网关(SG)间的接口使用SIGTRAN协议，信令网关(SG)与7号信令网络之间采用7号信令系统的消息传递部分MTP的信令协议。信令网关完成软交换和信令网关间的SIGTRAN协议到7号信令网络之间消息传递部分MTP的转换。
(b)软交换与中继媒体网关(TMG)间采用MGCP或H.248/Megaco协议，用于软交换对中继网关进行承载控制、资源控制和管理。
(c)软交换与接入网关(AG)和IAD之间采用MGCP或H.248协议。
(d)软交换与H.323终端之间采用H.323协议。
(e)软交换与SIP终端之间采用SIP协议。
(f)软交换与媒体服务器(MS)之间接口采用MGCP、H.248协议或SIP协议。
(g)软交换与智能网SCP之间采用INAP(CAP)协议。
(h)软交换设备与应用服务器间采用SIP/INAP协议，业务平台与第三方应用服务器之间的接口可使用Parlay协议。
(i)软交换设备之间的接口主要实现不同软交换设备间的交互，可使用SIP-T和ITUT定义的BICC协议。
(j)媒体网关之间的媒体传送采用RTP/RTCP协议。