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（二）软交换网络特征
国际软交换协会(ISC)对软交换的定义是：“软交换是提供呼叫控制功能的软件实体”。简单的看，软交换所完成的功能相当于原有交换机所提供的功能，软交换是实现传统交换机的“呼叫控制”功能的实体。但传统的“呼叫控制”是和业务结合在一起的，而且在呼叫控制进行的同时交换机还要完成媒体承载的建立和媒体的接入以及交换功能。而真正的软交换是与业务无关的、媒体承载建立和媒体接入、传送功能是由媒体网关实现的，软交换负责提供对各种业务的基本呼叫控制，以API的形式向业务层提供其基本呼叫控制功能，以及控制媒体网关完成媒体承载的建立和媒体的传送。整个软交换网络分为四个层面，业务应用与支撑层、控制层、核心交换层和边缘接入层。
边缘接入层负责将各种不同的网络和终端设备接入软交换体系结构，将各种业务量进行集中，并利用公共的传送平台传送到目的地。接入层的设备包括各种不同的网络、终端设备以及各种网关设备。这些网络或终端设备可以是公众交换电话网、ATM网络、帧中继网络、移动网络、各种IP电话终端及模拟终端等，它们通过不同的网关或接入设备接入核心网络。其中媒体网关负责将各种终端和接入网络接入核心分组网络，主要用于将一种网络中的媒体格式转换成另一种网络所要求的媒体格式，如提供电路交换网络的资源（如线路、中继）和分组网络（如IP、ATM）媒体流之间的转换，包括语音压缩、传真中继、回声消除和数字检测等。媒体服务器，用于提供一些特殊的资源，如交互式语音应答IVR、会议桥和传真等，处理与媒体网关间的承载接口。媒体服务器通常是作为软交换的一个从属设备，执行基于媒体流的媒体处理过程。媒体服务器可以同时受控于多个软交换，提供多项并发的编解码和代码转换工作。分组接入设备PAD，用于采用H.323/SIP协议等的IP电话终端设备的接入。综合接入设备IAD，为用户提供多种类型的业务接入，如模拟用户接入、不对称数字用户线接入、局域网接入、V5接入等。信令网关SG，提供七号信令网和分组网之间信令的转换，其中包括综合业务用户部分ISUP、事物处理应用部分TCAP等协议的转换。信令网关通常和软交换设备合设在一处，也可以单独设置。
核心交换层对各种不同的业务和媒体流提供公共的传送平台。多采用基于分组的传送方式，目前的核心传送网主要为IP网或ATM骨干网。
网络控制层主要完成呼叫控制、路由、认证、资源管理等功能。其主要实体为软交换设备。 业务/应用层在呼叫控制的基础上向最终用户提供各种增值业务，同时提供业务和网络的管理功能。该层的主要功能实体包括应用服务器、特征服务器、策略服务器、AAA服务器、目录服务器、数据库服务器SCP、网管（负责网络的管理）及安全系统（提供安全保障）。应用服务器，负责各种增值业务的逻辑产生和管理，并提供开放的应用编程接口(API)，为第三方业务的开发提供统一公共的创作平台。特征服务器，用于提供与呼叫过程密切相关的一些能力，如呼叫等待、快速拨号、在线拨号等，其提供的特性通常与某一类特征有关。策略服务器，完成策略管理功能，定义各种资源接入和使用的标准。认证、授权和计费服务器，负责提供接入认证和计费功能等。
（三）软交换设备主要功能结构
软交换设备作为软交换网络的核心控制部分存在，它的主要功能包括：呼叫控制和处理功能；协议功能；业务提供功能；业务交换功能；互通功能操作维护功能。其中最重要的是呼叫控制与处理功能。
呼叫控制和处理功能为基本呼叫的建立、保持和释放提供控制功能，包括呼叫处理、连接控制、智能呼叫触发检出和资源控制等；接收来自业务交换功能的监视请求，并对其中与呼叫相关的事件进行处理；接受来自业务交换功能的呼叫控制相关信息，支持呼叫的建立和监视；提供基本的两方呼叫控制功能和多方呼叫控制功能，包括多方呼叫的特殊逻辑关系、呼叫成员的加入/退出/隔离/旁 听以及混音过程的控制等；识别媒体网关报告的用户摘机、拨号和挂机等事件；控制媒体网关向用户发送各种音信号；满足运营商需求的编号方案；当其内部不包含信令网关时，应能够采用SS7或IP协议与外置信令网关互通，完成整个呼叫的建立和释放功能，其主要承载协议采用SCTP；控制
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媒体网关发送IVR，以完成诸如二次拨号等多种业务；当其位于本地网时，应具有本地电话交换设备的呼叫处理功能；当其位于长途网时，应具有长途电话交换设备的呼叫处理功能。
业务提供功能完成现有交换机的基本业务与补充业务；与智能网配合，提供智能业务；与第三方配合，提供增值业务与智能业务。
业务交换功能业务控制触发的识别以及与SCF间的通信；管理呼叫控制功能和SCF间的信令；按要求修改呼叫/连接处理功能，在SCF控制下处理IN业务请求，业务交互作用管理。
操作维护功能系统配置功能：脱机、在线、远程配置（CLI或GUI）、数据备份、数据升级；告警功能：系统资源告警、状态告警、事件告警等；业务统计功能；运行状态分析功能；访问权限控制功能。?互通功能由于原有网络在相当长的时间内还将存在，互通的目的为实现各种网络的协同工作，支持网络的平滑演进，通过信令网关实现分组网与现有七号信令网的互通；通过信令网关与现有智能网互通，为用户提供多种智能业务。
（四）、媒体网关功能结构
ISC在软交换体系结构中将媒体网关功能定义为：MGF是接入到IP网络的一个端点/网络中继或几个端点的集合，它是分组网络和外部网络之间的接口设备。媒体网关的主要功能包括：
1、媒体网关能够通过H.248协议与网关控制器通信，解析H.248协议，翻译为网关内部实体控制逻辑；
2、具有媒体处理功能，如媒体编码转换、媒体分组打包、回音消除、抖动缓冲管理及分组丢失补偿等，支持多种编解码算法；
3、具有网络接入功能，与相关的接入网络对接，具有处理来自接入网络的信令及用户数据的能力；
4、能执行媒体插入功能，如呼叫提示音的产生、DTMF生成、各种话音或接入动作检测； 5、管理位于本设备上的上述功能实体需求的媒体处理资源；
6、向媒体网关控制器提供审计端点状态和能力的机制；
7、不需要保持经过该MG的多个呼叫的呼叫状态，仅需要维护它所支持的的呼叫连接状态。 8、要求具有完善的维护管理功能，具有配置的维护管理、业务量观察管理、软件维护管理、设备维护管理等功能。
（五）软交换使用的主要协议
1媒体控制协议
目前所使用的媒体控制协议主要有MGCP、H.248/Megaco等。
Megaco/H.248协议是ITU-T第16研究组和IETF的Megaco工作组共同研究制定的媒体网关控制标准，1.0版于2000年11月公布。IETF将此标准称为Megaco，ITU-T称其为H.248。H.248/Megaco与MGCP类似，也基于主从工作模式，具备MGCP的所有特点，且H.248独立于承载，支持二进制和文本两种编码格式。主要用于媒体网关控制器和媒体网关或软交换与H.248终端之间，MGC通过此协议控制媒体网关或H.248终端上的媒体或控制流的连接建立和释放。
2呼叫控制及互通协议
主要的呼叫控制和互通协议有BICC、SIP、SIP-T等。
BICC协议是独立于承载的呼叫控制协议，是对SS7信令中ISUP协议的演进和发展，由ITU-T的SG11负责讨论制定，在2001年底形成完整的BICC CS2系列规范。在固定网NGN应用中，BICC协议处于分层体系结构中的呼叫控制层，提供了不同软交换呼叫代理之间呼叫接续的支持；在无线3G应用中，BICC协议处于3GPP R4电路域核心网的Nc接口，提供了对(G)MSC服务器之间呼叫接续的支持。后续章节将给予详细叙述。
SIP会话初始协议是IETF提出并主持研究的一个在IP网络上进行多媒体通信的应用层控制协议，它借鉴了SMTP和HTTP协议的优点，被用来创建、修改、和终接一个或多个参加者参加的会话进程。SIP基于文本格式的客户机/服务器的工作方式，采用分布式呼叫控制与管理模式，依靠动
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态数据库方式寻址，具有简单、开放和扩展性好等优点。同时它考虑了多媒体通信系统移动性的需要，采用多种机制实现对移动性的支持。SIP主要用于软交换设备与SIP终端、软交换与各种应用服务器之间。
SIP-T协议，电话会话初始协议简称，是IETF制定的SIP协议对电信业务的扩展。SIP-T协议在SIP协议的基础上制定了完整的ISUP-SIP的消息映射，以满足完成N-ISDN业务的需要。在软交换网络中SIP-T协议主要做为软交换网络互通协议，同时软交换网络可以提供多个传统电路交换网络的桥接。因此，SIP-T协议必须提供对ISUP协议的透明传递能力。
3信令传送协议
在以IP分组网络为骨干传输的软交换系统中，由于IP协议的特性，要求即时、可靠传输的信令的承载。信令传送协议组SIGTRAN是在IP分组网络中传递电路交换网SCN中信令协议的堆栈。它支持的标准原语接口不需要对现有的SCN信令应用进行任何的修改。SIGTRAN利用标准的IP传送协议作为低层传送并通过增加自身的功能来满足SCN信令传送的要求。
流控制传输协议SCTPSCTP由IETF RFC2960定义，是一种可靠的面向连接的数据报传输协议，能够运行于提供不可靠传输的分组网络上。是对信令消息交换所使用的UDP和TCP协议的进一步发展。由于TCP协议是字节流协议，它提供单一的数据流，并且确保数据按字节顺序传输，它对于像字节、消息丢失或顺序混乱这样的网络差错引起的时延特别敏感，将保持发送所有的数据，直到恢复正确的顺序为止。如果用TCP来传递像SS7信令消息，那么一个呼叫建立消息的错误重发将导致其他呼叫建立消息的延迟或重发。为了保证信令消息可靠、高速传输，采用了流控制传输协议SCTP，它可无差错，不重复地传送用户数据，对用户数据分段，以面向消息的形式定义数据帧的结构，提供可靠的数据传输，在多个数据流上保证用户消息顺序递交，将多个用户消息复用到一个SCTP数据块中，具有多流的能力，每个流都按独立的顺序传送，非常适于传输信令消息。
SIGTRAN适配层适配层在可靠的IP传输基础上，承载高层信令协议，透明传输高层协议，使得业务用户感觉不到已用适配层替换了原来的低层协议。但是，虽然适配层必须提供至少使用户感觉上和使用原低层协议同样的业务，但是适配层实际上不能替代原来低层协议的特点和功能。目前SIGTRAN定义了六个适配层：M2UA以客户－服务器模式提供MTP-2业务，比如SG到MGC，它的上层用户是MTP-3；M2PA以对等实体模式提供MTP-2的业务，比如SG到SG的连接，它的上层用户是MTP-3；M3UA以客户－服务器模式与对等实体架构一起，提供SCCP的业务，它的上层用户是SCCP或ISUP；SUA以对等实体架构提供SCCP的业务，它的用户是TCAP或其他基于事务的处理的应用部分；IUA提供ISDN数据链路层(LAPD)，它的用户是ISDN的第3层(Q.931)实体；V5UA提供V.5.2协议的业务。SIGTRAN的出现很好的解决了IP分组网络上的信令可靠传输问题，为软交换的实现垫定了基础。
4业务应用支持协议PARLAY、RADIUS、INAP、CAP、MAP等。
软交换的一个最大优势就是在提供现有网络提供的业务的同时，能够快速经济地引入一些激动人心的新的增值业务。其中软交换只提供一些基本业务和补充业务，而对增值业务的处理则从软交换中移出。应用服务器提供快速有效地部署增值业务的环境，并提供各种应用编程接口，这些接口开放、灵活的特性使得在创建、管理和部署新业务时不必更新或升级软交换设备，减少了业务提供的周期和费用。PARLAY等协议为业务应用提供了通用的API接口，允许电信公司和独立的软件销售商都能够创建应用，这些应用可以提供跨越无线网络、IP网络和PSTN等网络的业务，允许应用开发人员访问网络业务以及在网络外部整合这些应用和数据。
5承载独立的呼叫控制协议
BICCBICC协议是一种与承载无关的呼叫控制信令协议。在软交换网络中主要用于软交换设备 之间的互通，进行与承载无关的呼叫控制接续。它不直接对媒体资源进行控制，而是通过H.248协议对这些资源进行控制。BICC协议可以使各种分组网络都提供PSTN/ISDN的全套业务，包括所有补充业务。
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BICC呼叫与承载分离BICC将呼叫控制和承载控制两个层面分离，使得呼叫业务功能（CSF）和承载控制功能（BCF）相互独立，它提供了支持独立于承载技术及现有信令消息传送技术的窄道ISDN业务所必须的信令功能。这样做一个最直接的好处便是BICC规范将主要负责CSF部分的处理，而具体的承载控制，包括采用何种承载媒介，BICC都不用太关心。
（1）BICC协议模型BICC的协议模型将BICC协议自身的过程看作一个“黑箱”。它与BICC核心网有两个接口点：信令传送接口点BICC使用该接口点将BICC消息封包在信令传送层的消息中，实现BICC实体之间的消息交互。使用了信令转换层（STC）实现BICC的信令传送原语与具体的信令传送层（STL）之间的原语转换（例如，与MTP3、MTP3B、SSCOP、SSCOPMCE、SCTP之间）
（2）承载控制接口点BICC使用该接口点实现对承载的控制和查询。使用了承载映射层实现BICC的被抽象的承载控制原语与具体的承载控制原语之间的原语转换（例如，与AAL1、AAL2、B-ISUP、IP、SS7-Bearer之间）BICC协议模型的说明了这么一种解决思路：为了彻底将BICC无关于与它接口的任何其它部分（传送信令或承载），BICC在这两个接口点上都进行了标准化，从BICC过程来看，它向外提供唯一的一套被抽象后的操作原语，然后经过一个“转换/映射”部件实现与具体相关部分（传送信令或承载）的原语的转换。
BICC信令可以通过各种信令传送层传送。它既可以承载在传统的TDM的七号信令网上，也可以承载在基于ATM的信令网和基于IP的信令网络等各种信令传送网络上。承载信令和媒体流可以通过任何承载网传送。可以为TDM承载网、ATM承载网或者IP承载网。
与ISUP的区别在ISUP中，在消息的SIF字段的标记部分，包含了电路识别码CIC，是局间的中继电路的逻辑编号，指示该消息和哪条电路有关。ISUP的CIC用12个比特表示，这也就限制了两个信令点间的中继电路最大为4,096条。BICC消息中也有CIC的概念，这个CIC叫做呼叫实例码。这是局间呼叫关系对应的逻辑编号，指示了该消息对应于哪一次呼叫实例。BICC的CIC扩充为用32个比特表示，使得局间呼叫实例的数目理论上可达4,294,967,296条。此外，在呼叫信令流程上二者也存在不同。按照Q.1902.3中定义，BICC协议大约有40多消息。其中呼叫过程中最常用到的消息有：IAM：初始化地址消息APM：应用传输消息ACM：地址全消息ANM：应答消息REL：释放消息RLC：释放完成消息
BICC的承载建立方式对于局间采用BICC的呼叫控制，承载建立的方式主要有前向承载建立和后向承载建立方式。此外BICC还可利用隧道机制来传送承载控制信令，呼叫业务功能CSF向承载控制功能BCF指示是否支持隧道，以及是快速隧道还是延迟隧道。BCF决定是否使用隧道。使用BICC的隧道机制可以在控制面的网络中传送承载面的承载信令交互，这样不需在承载面中另外建立承载信令网络。
（1）前向承载建立
承载建立请求是由发起呼叫的同一业务节点发起的，在发起承载建立前，必须获得后继局在后向APM消息中携带的承载地址及承载标识的信息；简单的理解即承载的通道建立从被叫侧开始向前一段一段地建立，呼叫建立过程先于承载建立操作。
前向承载又可分为以下三种方式：前向非隧道方式前向快速隧道方式前向延迟隧道方式若骨干承载网络为ATM网，承载建立选用非隧道方式；若为IP网络，则必须用隧道方式。隧道分为快速隧道和延迟隧道。快速隧道是主叫局在IAM消息发出之前就从BCF获取用于承载控制的隧道信息，然后将隧道信息放在IAM消息中传送给被叫局，接收被叫局来的带有隧道数据的APM消息后，将其下发给承载控制功能，至此承载建立的两端均获得对方的隧道数据，等待承载的建立。延迟隧道是主叫局在IAM消息中暂时不带隧道信息，而是在收到被叫局的带有隧道信息的APM消息后，将其下发给承载控制功能，然后BCF收集本地承载控制信息上报给CSF，在APM消息中才附上主叫 端隧道数据，发送给被叫局。也就是说，快速隧道在局间呼叫控制的开始就立即传送隧道数据给对端，然后等待对端返回对端隧道数据；而延迟隧道是收到对端的隧道数据后，才发送本端的隧道数据，第一个IAM消息不带任何隧道数据。
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