軟交換技術(shù)盡管發(fā)展很快，但從提出、發(fā)展到完善和成熟，還需要經(jīng)歷技術(shù)的考驗(yàn)和市場(chǎng)的考驗(yàn)。從標(biāo)準(zhǔn)的角度來講，目前國(guó)內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)都在加緊制定與軟交換技術(shù)相關(guān)的一系列技術(shù)規(guī)范。國(guó)際上從事軟交換研究的機(jī)構(gòu)主要包括ISC/IPCC等標(biāo)準(zhǔn)化組織。國(guó)內(nèi)則由信息產(chǎn)業(yè)部科學(xué)技術(shù)司組織制定軟交換設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)《軟交換設(shè)備總體技術(shù)要求》。ISC/IPCC是專門從事軟交換體系研究的公認(rèn)的權(quán)威性國(guó)際組織，因此本章首先介紹ISC/IPCC提出的軟交換系統(tǒng)參考體系結(jié)構(gòu)，然后在此基礎(chǔ)上描述目前得到業(yè)界普遍認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)軟交換系統(tǒng)的組成方式。
ISC/IPCC通過開放的成員政策和對(duì)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的承諾方式，倡導(dǎo)在全世界范圍內(nèi)軟交換的兼容性和互通性，致力于對(duì)于軟交換組成及功能的鑒定、討論和定義。在ISC/IPCC的定義中，對(duì)軟交換表述如下：＂｀軟交換＇是一個(gè)涵蓋整個(gè)下一代通信網(wǎng)絡(luò)的術(shù)語，它采用開放的標(biāo)準(zhǔn)來創(chuàng)建一個(gè)綜合的網(wǎng)絡(luò)，提供分離的業(yè)務(wù)智能，以更高效地承載語音、視頻和數(shù)據(jù)流，相比現(xiàn)有的公眾交換電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN),它具備更大的增值業(yè)務(wù)潛力。由電路交換向軟交換控制下的基于分組／幀／信元交換的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢(shì)，將影響整個(gè)業(yè)界從封閉環(huán)境向開放環(huán)境轉(zhuǎn)變，這一轉(zhuǎn)變?cè)趲啄昵爸悄芫W(wǎng)(IN)出現(xiàn)時(shí)就已經(jīng)開始了?！?001年6月，ISC/IPCC為基千軟交換的語音通信網(wǎng)絡(luò)制定了一個(gè)1.0版本的參考體系結(jié)構(gòu)。2003年，ISC/IPCC又在1.0版本的基礎(chǔ)上，推出了針對(duì)分組語音(VoP,VoiceoverPacket)通信的參考體系結(jié)構(gòu)2.0版本。ISC/IPCC2.o參考模型提出了組成分組語音通信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的各個(gè)功能集，給出了各功能集的定義以及業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)流程，使該模型成為一個(gè)可以實(shí)際操作的模型，為軟交換網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建提供了借鑒和參考的基礎(chǔ)。在推出2. 0版本之后，ISC/IPCC已將軟交換網(wǎng)絡(luò)的功能結(jié)構(gòu)模型穩(wěn)定下來 ，并將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向?qū)Ω鞣N技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)方式的探討。下面簡(jiǎn)要介紹這一體系結(jié)構(gòu)。
ISC/IPCC參考體系結(jié)構(gòu)的目標(biāo)
ISC/IPCC參考體系結(jié)構(gòu)是一個(gè)針對(duì)分組通信的體系結(jié)構(gòu)。在ISC/IPCC的相關(guān)規(guī)范中，分組通信體系結(jié)構(gòu)是指包含軟件和硬件平臺(tái)的聯(lián)合體，它的目的就是要促進(jìn)電信業(yè)務(wù)在分組網(wǎng)絡(luò)上的發(fā)展。分組通信體系結(jié)構(gòu)包含了協(xié)調(diào)呼叫控制和信令的網(wǎng)絡(luò)智能以及通過單網(wǎng)絡(luò)或多網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多媒體呼叫的屬性。對(duì)分組通信體系結(jié)構(gòu)來說，它最基本的功能就是完成實(shí)時(shí)、多媒體通信，而滿足實(shí)時(shí)通信的關(guān)鍵功能就是呼叫控制。呼叫控制和業(yè)務(wù)邏輯分別指的是處理呼叫和提供電話屬性的功能。呼叫控制完成呼叫的建立和拆除控制，一旦呼叫建立，連接控制將保證呼叫的存在，直到主叫或被叫用戶釋放這個(gè)呼叫為止。
ISC八PCC參考體系結(jié)構(gòu)模型
ISC/IPCC參考體系結(jié)構(gòu)模型如下圖所示。該體系結(jié)構(gòu)劃分了4個(gè)層次和3個(gè)平面，分別為管理層、信令層、業(yè)務(wù)層和媒體層，以及接入平面、應(yīng)用平面和傳輸平面覓其中信令層、業(yè)務(wù)層、媒體層與接入平面和應(yīng)用平面交叉形成5類主要功能集：信令轉(zhuǎn)換功能(SC-F汃媒體網(wǎng)關(guān)控制功能(MGC-F)、媒體網(wǎng)關(guān)功能(MG-F汃媒體服務(wù)功能(MS-F)以及應(yīng)用服務(wù)功能(AS-F),分別用千抽象呼叫控制、承載控制、承載、資源、業(yè)務(wù)控制能力。根據(jù)功能集的劃分，ISC/IPCC的參考體系結(jié)構(gòu)模型進(jìn)一步定義了功能集之間的接口與消息流程。
ISC/IPCC參考體系結(jié)構(gòu)示意圖
- ISC/IPCC參考體系結(jié)構(gòu)層與平面的劃分
ISC/IPCC參考體系結(jié)構(gòu)采用了＂層”與“平面”的概念描述分組通信體系結(jié)構(gòu)中功能實(shí)體的分類以及彼此之間的關(guān)系。下面首先簡(jiǎn)要介紹ISC/IPCC參考體系結(jié)構(gòu)中這兩個(gè)概念的定義。
(1)平面的劃分
在ISC/IPCC制定的通信體系結(jié)構(gòu)中有如下3個(gè)平面。
? 接入(Access)平面。接入平面在不同的媒體傳輸方式之間提供適配／轉(zhuǎn)換功能，尤其是在電路交換與分組交換邊界上的媒體和信令的轉(zhuǎn)換過程。
? 應(yīng)用(Application)平面。應(yīng)用平面通過對(duì)網(wǎng)內(nèi)(in-network)信令和媒體的智能
化處理操作，為用戶提供業(yè)務(wù)。
? 傳輸(Transport)平面。傳輸平面提供連接所有其他平面的傳送能力，傳輸平面采用簡(jiǎn)單的分組傳輸。
VoP網(wǎng)絡(luò)與PSTN之間最主要的差異就是在接入和應(yīng)用之間作了清晰劃分。在PSTN中，應(yīng)用需要緊密關(guān)聯(lián)接入技術(shù)，而在VoP網(wǎng)絡(luò)中，接入網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)則是相互獨(dú)立的。在功能上分離應(yīng)用平面和接入平面是為了滿足一個(gè)關(guān)鍵的目標(biāo)：分組通信體系結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用的發(fā)布應(yīng)獨(dú)立千接入技術(shù)，因?yàn)楹笳吲c接入網(wǎng)相關(guān)，種類多樣并且在不斷發(fā)展。
VoP網(wǎng)絡(luò)與PSTN之間的另一個(gè)更顯著的差別就是將傳輸從接入和應(yīng)用中分離出來。在PSTN中，傳輸（例如，Tl、El、SONET等）的定義是：網(wǎng)絡(luò)可提供什么樣的業(yè)務(wù)，以及如何創(chuàng)建它們。在VoP網(wǎng)絡(luò)中，傳輸則由單獨(dú)的分組路由器和分組交換機(jī)所組成，傳輸網(wǎng)絡(luò)所做的工作就是把接入和應(yīng)用設(shè)備連接起來。
(2)層的劃分
ISC/IPCC對(duì)于平面的結(jié)構(gòu)化定義是為了考慮層次分割的需要，以便把特定的網(wǎng)絡(luò)功能集分割到一個(gè)由4個(gè)層次組成的分布式物理體系結(jié)構(gòu)中。這4個(gè)層次分別是：信令層、業(yè)務(wù)層和應(yīng)用層、媒體層以及管理層。ISC/IPCC通過這4個(gè)截然不同的功能層次描述了VoP網(wǎng)絡(luò)端到端的工作過程。
? 信令(Signaling)層。信令層主要提供兩種功能：一是轉(zhuǎn)換原有網(wǎng)絡(luò)的信令到VoP網(wǎng)絡(luò)；二是在VoP網(wǎng)絡(luò)上路由信令。信令轉(zhuǎn)換的例子有H.323到SIP的信令網(wǎng)關(guān)、SS7信令網(wǎng)關(guān)，信令路由的例子有SIP代理以及媒體網(wǎng)關(guān)控制器中的路由邏輯。
? 業(yè)務(wù)(Service)層。業(yè)務(wù)層在VoP網(wǎng)絡(luò)中提供對(duì)應(yīng)用邏輯的控制和執(zhí)行，這一般是通過請(qǐng)求媒體操作來實(shí)現(xiàn)的。業(yè)務(wù)層設(shè)備通過與信令層、媒體層設(shè)備的通信，按照業(yè)務(wù)執(zhí)行邏輯的要求來控制呼叫流程。在業(yè)務(wù)層上的設(shè)備包括媒體網(wǎng)關(guān)控制器和應(yīng)用服務(wù)器。
? 媒體(Media)層。在VoP網(wǎng)絡(luò)上，媒體層為業(yè)務(wù)層提供媒體處理服務(wù)。在媒體層上的設(shè)備包括媒體網(wǎng)關(guān)和媒體服務(wù)器。
? 管理(Management)層。管理層的功能包括用戶訂購(gòu)和業(yè)務(wù)提交、運(yùn)營(yíng)支持、報(bào)警和故障管理、計(jì)費(fèi)和其他網(wǎng)絡(luò)管理任務(wù)的處理。管理層通過工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議（如
SNMP、Diameter、LDAP等）與其他所有層次進(jìn)行交互。
- ISC/IPCC參考結(jié)構(gòu)的功能劃分及相互關(guān)系
ISC/IPCC的參考體系結(jié)構(gòu)用兩維坐標(biāo)說明了相應(yīng)功能集的劃分方式。圖3.1中，在Y軸方向，根據(jù)是否與信令、業(yè)務(wù)、媒體交互的條件來劃分功能；在X軸方向，按照是否屬于接入網(wǎng)和應(yīng)用網(wǎng)的條件劃分功能。ISC/IPCC參考體系結(jié)構(gòu)中共定義了表3.1中的6 種主要的功能實(shí)體。
在X軸方向上，接入功能出現(xiàn)在左右兩邊，包括MG-F(提供到接入網(wǎng)絡(luò)的傳輸接口八MGC-F(控制MG-F,因此按定義是與接入相關(guān)的）、SC-F(用來理解接入網(wǎng)絡(luò)的“語言")等組件。應(yīng)用組件位千X軸的中央，包括SC-F(決定將信令路由到何處，通常這本身就是一個(gè)應(yīng)用）、AS-F(執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯）和MS-F(為應(yīng)用執(zhí)行媒體處理功能）。要注意的是，一些應(yīng)用并不需要利用以上所有的應(yīng)用組件，例如長(zhǎng)途語音旁路業(yè)務(wù)就不需要MS-F,通常也不需要AS-F。
在Y軸方向上，媒體處理層位千最下方，它包括MG-FC將接入網(wǎng)傳輸方式轉(zhuǎn)換成承載網(wǎng)的傳輸方式）和MS-FC代表應(yīng)用執(zhí)行傳輸處理）。業(yè)務(wù)處理層存媒體處理層的上面，包括MGC-F(控制MG-F)和AS-FC向MS-F發(fā)出請(qǐng)求）。最上層是信令處理層，它包括SC-FC把接入網(wǎng)信令轉(zhuǎn)換為應(yīng)用信令）和SC-F(在應(yīng)用網(wǎng)內(nèi)路由信令）。
ISC;1PCC參考體系結(jié)構(gòu)的功能組件
前面描述了ISC/IPCC參考體系結(jié)構(gòu)中層與平面的整體關(guān)系以及參考體系結(jié)構(gòu)中功能組件的劃分方式。下面詳細(xì)描述ISC/IPCC參考體系結(jié)構(gòu)中主要組件的功能特征。
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媒體網(wǎng)關(guān)控制器功能(MGC-F)
MGC-F主要是維護(hù)呼叫連接狀態(tài)，并控制MG-F和SG-F。MGC-F通過使用配置數(shù)據(jù)庫(kù)(ConfigureDatabase)處理呼叫的建立和拆除、事件的檢測(cè)和處理以及網(wǎng)關(guān)的開啟和關(guān)閉，其中配置數(shù)據(jù)庫(kù)記錄中繼群和中繼電路信息。在實(shí)際的物理網(wǎng)絡(luò)中，MGC-F具有不同的名字，包括：媒體網(wǎng)關(guān)控制器、軟交換設(shè)備、呼叫代理或呼叫服務(wù)器。
MGC-F的特征包括：
? 維護(hù)媒體網(wǎng)關(guān)中每一個(gè)呼叫的呼叫狀態(tài)；
? 維護(hù)媒體網(wǎng)關(guān)中每一個(gè)傳輸接口的傳輸狀態(tài)。
許多MGC-F上都有內(nèi)置的SC-F。在MGC-F中通用的SC-F功能特征包括：
? 溝通兩個(gè)MG-F之間的傳輸消息，也包括MGCP或H.248電話及終端；
? 發(fā)起或終止來自其他MGC-F和外部網(wǎng)絡(luò)的信令消息。
- 信令轉(zhuǎn)換功能{SC-F)
SC-F主要是路由和處理信令。這類操作可能很簡(jiǎn)單，比如在SIP代理中簡(jiǎn)單地重寫一個(gè)URI請(qǐng)求的目的端地址；這類操作也可能很復(fù)雜，比如在SS7信令網(wǎng)關(guān)中將信令消息從一種傳輸媒介和消息格式轉(zhuǎn)換成其他類型。需要注意的是，在消息適配以后，SS7信令網(wǎng)關(guān)會(huì)路由消息到相應(yīng)的終端，不管它是一個(gè)MGC-F,AS-F還是其他設(shè)備。
SC-F的特征包括：
? 使用SIGTRAN封裝和傳輸PSTN信令協(xié)議（如SS7)到MGC-F或其他SC-F;
? 針對(duì)移動(dòng)網(wǎng)，使用SIGTRAN封裝和傳輸PLMN信令協(xié)議（如ANSI-41或GSM?MSP)到MGC-F或其他SC-F;
? 一個(gè)SC-F可以服務(wù)多個(gè)客戶端（如MGC-F、SC-F或AS-F);
? 在VoP網(wǎng)絡(luò)中，SIP代理服務(wù)器通過處理SIP消息的終端地址，來提供SIP消息的路由轉(zhuǎn)換。
- 媒體網(wǎng)關(guān)功能{MG-F)
MG-F提供分組網(wǎng)絡(luò)與接入端點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)中繼以及接入端點(diǎn)集合或中繼群之間的界面。MG-F可以實(shí)現(xiàn)從一種傳輸格式到另一種傳輸格式的媒體變換，這種轉(zhuǎn)換通常發(fā)生在電路交換網(wǎng)絡(luò)和分組交換網(wǎng)絡(luò)之間，或者發(fā)生在有差異的分組交換網(wǎng)絡(luò)之間（如ATM和IP)。
MG-F的特征包括：
? 使用設(shè)備控制協(xié)議（如MGCP或H.248)維護(hù)與MGC-F的主／從關(guān)系；
? 完成媒體處理功能，如媒休編碼轉(zhuǎn)化、回聲消除、媒體打包、抖動(dòng)緩存管理、分組丟失補(bǔ)償?shù)龋?/p>
? 完成媒體插入功能，如呼叫處理音生成、DTMF生成、舒適噪音生成等；
? 完成信令和媒體事件檢測(cè)，如DTMF檢測(cè)、摘機(jī)／掛機(jī)檢測(cè)、靜音檢測(cè)。
- 應(yīng)用服務(wù)器功能{AS-F)
AS-F是應(yīng)用執(zhí)行實(shí)體，它的基本功能是提供業(yè)務(wù)邏輯，并執(zhí)行一種或多種應(yīng)用和／或業(yè)務(wù)。
AS-F的特征包括：
? 為應(yīng)用（如語音郵箱和會(huì)議橋）充當(dāng)信令終止點(diǎn)；
? 執(zhí)行呼叫屬性邏輯，如跟隨我(followme)或預(yù)付費(fèi)電話卡；
? 提供可以融合實(shí)時(shí)多媒體和Web應(yīng)用的Web接口；
? 為業(yè)務(wù)創(chuàng)建提供APIC如SIPServlets、Parlay、JAIN);
? 可以具有策略、計(jì)費(fèi)和會(huì)話日志后端接口；
? 可以為附加業(yè)務(wù)或者為創(chuàng)建復(fù)雜的、面向組件的應(yīng)用而觸發(fā)其他的AS-F;
? 請(qǐng)求MGC-F的服務(wù)，以控制外部資源；
? 請(qǐng)求MS-F的服務(wù)，以執(zhí)行媒體處理；
? 提供的應(yīng)用協(xié)議包括SIP、LDAP、HTTP、CPL和XML等。
通常AS-F聯(lián)合MGC-F來提升呼叫控制業(yè)務(wù)，如網(wǎng)絡(luò)通知、三方呼叫、呼叫等待等。廠商一般在AS-F和MGC-F間使用API,而不是使用協(xié)議連接AS-F和MGC-F。當(dāng)它們?cè)谝粋€(gè)單一的系統(tǒng)里面實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，AS于通常被稱為“屬性服務(wù)器(FeatureServer)"。
- 媒體服務(wù)器功能{MS-F)
MS-F的目的就是提供媒體處理功能，用于支持如消息、音頻和視頻會(huì)議、語音交互、信號(hào)音生成這類應(yīng)用。
MS-F的特征包括：
? 支持多種編碼格式以及編碼轉(zhuǎn)換；
? 支持多AS-F或MGC-F的控制方式；
? 支持多并發(fā)能力，如撥號(hào)檢測(cè)、語音和提示音流化、信號(hào)音生成、多媒體流記錄、語音識(shí)別、語音合成、媒體混合等；
? 支持標(biāo)準(zhǔn)腳本語言，如VoiceXML或MSCML;
? 在AS-F或MGC-F的控制下以緊耦合（資源控制，如MGCP)或松耦合（服務(wù)器請(qǐng)求，如SIP)的方式工作。
- 賬務(wù)功能(A-F)
A-F收集呼叫賬務(wù)信息以實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)功能。
A-F的特征包括：
? 為計(jì)費(fèi)和統(tǒng)計(jì)目的收集每一個(gè)會(huì)話的詳細(xì)信息；
? 提供會(huì)話管理和移動(dòng)性管理；
? A-F通常與SC-F結(jié)合解決呼叫鑒權(quán)、授權(quán)和記賬功能。
ISC八PCC參考體系結(jié)構(gòu)的物理實(shí)現(xiàn)
ISC/IPCC參考體系結(jié)構(gòu)中定義的功能組件是組成軟交換網(wǎng)絡(luò)的邏輯實(shí)體。需要注意的是，在ISC/IPCC參考體系結(jié)構(gòu)中，這些實(shí)體是對(duì)功能而不是物理產(chǎn)品的描述。在物理實(shí)現(xiàn)上，它們或者單獨(dú)存在千一個(gè)物理平臺(tái)上，或者組合存在于多功能的物理平臺(tái)上。ISC/IPCC提供了一個(gè)軟交換網(wǎng)絡(luò)的邏輯參考體系結(jié)構(gòu)，但是對(duì)于軟交換網(wǎng)絡(luò)的物理實(shí)施方式并沒有明確的規(guī)定。在ISC/IPCC的相關(guān)規(guī)范中給出了幾個(gè)基于上述參考體系結(jié)構(gòu)的物理網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施例子。其中的一種方式如圖3.2所示。在這種實(shí)施模式中，ISC/IPCC參考體系結(jié)構(gòu)中定義的各種邏輯功能組件分別使用獨(dú)立的物理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，形成功能單一的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
ISC/IPCC參考體系結(jié)構(gòu)物理實(shí)現(xiàn)的例子
