軟交換系統在軍用自動電話網中的組網研究

張碧慧

（中國人民解放軍92145部隊 上海市 200083）

1 軟交換系統概述

軟交換技術建立在業務分組交換技術的基礎上，將所有業務與呼叫控制相互分離、呼叫控制與承載控制相互分離，由四個功能體系相互獨立的平面組合構成，業務系統體系獨立相互分離，目標客戶能夠根據自身的需求，自助配置和確定所選業務的特點，無需承載任何所選業務的各種網絡格式和終端類型，在業務服務上更方便靈活。軟交換系統結構包括以下四個功能層（其體系結構如圖1）：

（1）業務應用層：整個系統可以采用開放式的各種業務應用接口，完成新的各種業務設備服務諸如維修、管理、認證、鑒權、計費等多種業務應用功能。

（2）控制層：不僅可用來實現業務呼叫信息處理、業務信息交換等多種功能，并且還可用來控制更高層次的業務網絡單元，可用來同時處理不同業務中的信息。其中最重要的設備是軟交換機。

（3）核心傳送層：可提供多樣化的媒介（如語音、數據、視頻等）。最主要的設備是以太網絡路由器或交換機。

（4）邊緣接入層：將各類內部用戶網絡終端與外部無線網絡相互接入鏈接至軟交換網。主要的網絡設備類別有網絡中繼網關（TG）、用戶網絡接入網關（AG）、信令網關（SG）。

2 電路交換和軟交換技術對比

2.1 電路交換技術

電路交換是一種面向連接的交換方式，由程控交換設備在兩個用戶間進行選擇性接續，建立專用的物理電路，達到通信目的。而且，在通信工作結束之后，電路也可被進行實時地拆除，更方便其他用戶對該電路的使用，從而減少資源的浪費。

2.2 軟交換技術

軟交換技術的主要特點表現如下：

（1）IP組網，組網更加便捷，有網絡的地方就可以使用語音，方便快捷。

（2）接入方式多樣。軟交換上行提供多種接入方式，可通過中繼網關、數字電路(E1)、IP等接口接入，傳統的電路交換網絡可暫時保留原有線路進行過渡。

（3）軟交換作為當前國內運營商語音業務的主要承載技術，其技術及設備都已經非常成熟，各廠家版本固化、協議完善，能夠滿足軍隊信息化通信保障任務的需要。

（4）擴容方便、維修成本低。傳統的程控交換機是通過增加多個功能單板來進行擴容，拓寬達到一定的數量后便不再能夠添加板卡，而軟交換機則只是根據其擴容的規模和數量來增加自己相應的多個語音網關或者IP電話機。軟交換既可通過本地管理頁面進行設備維護和配置，又可基于局域網環境進行遠程操作。

2.3 電路交換技術和軟交換技術對比

表1將電路交換和軟交換技術進行對比，可以看出，軟交換技術比電路交換技術更能推動信息通信部隊現代化建設的發展，更有利于信息通信部隊新型戰斗力的生成。

3 軟交換系統組網方案研究

圖1：軟交換網絡體系結構

圖2：程控交換網結構圖

圖3：軟交換網絡組網方案圖

3.1 程控交換設備組網方式

現有的程控交換設備組網方式是程控交換機之間采用中繼接口進行連接，用戶電話經由接口電路接入程控交換機，完成了語音通話的功能。程控交換網結構圖如圖2所示。

表1：電路交換和軟交換技術對比

3.2 軟交換系統組網問題研究

3.2.1 軟交換網絡對邊緣接入層的要求

（1）與電路交換網的兼容。考慮到成本及規劃等原因，現有自動電話交換網絡的改造需分階段進行。升級和改造后的軟交換網絡既要能保證與其他軟交換網絡的連通，還要能兼容已存在的一個程控交換網絡，這兩個網絡的連通，需要通過設置中繼網關裝置(TG)以達到實現目的。中繼網關和軟交換設備的IP地址必須設置在同一網段，一側是通過以太網接口將軟交換網絡連接，而另一側則是通過E1接口將已經存在的程控交換設備相互連接，從而可以實現已有的程控網和軟交換網絡的連通。

（2）接入現有自動電話網。當前，用戶接入現有自動電話網全部采用的是市話電纜，從成本控制的角度看，并且為了防止交換網絡改造時業務的中斷，計劃的軟交換網絡的改造還是考慮保留原有的市話電纜。

3.2.2 軟交換網絡對核心傳送層的要求

軟交換系統的承載網絡應是基于分組交換技術，對IP承載網的要求是：丟包率小于等于0.1%，傳輸時延小于等于100ms，網絡抖動小于等于10ms。可以配備專用的光傳輸設備，專門為軟交換網絡的承載網絡提供獨立的、專用的以太網路由。網絡的帶寬不僅要考慮到話務模型、數據，同時還要注意用戶容量以及單位用戶帶寬后再取值，而且還要留出一定的余量。

3.2.3 軟交換網絡對控制層的要求

控制層的主要設備之一是軟交換機，主要特點有：

（1）程控呼叫和監視器控制；

（2）資源分配；

（3）協議信號處理；

（4）網絡路由；

（5）確認；

（6）電話和計費等。

目前軍用自動電話交換網僅僅需要向用戶傳送一個話音信號，建議選擇采用固定寬帶軟交換設備，固定寬帶軟交換網絡既能夠有效地保證其現有窄帶寬的話音服務不會受到影響，還可為固定寬帶需求用戶提供接口。

3.2.4 網絡安全問題

軟交換協議網絡的信息傳輸傳送承載方式主要是IP網，通信協議和多種主流媒體網絡信息包的傳送承載方式最主要的還是數據網絡包。對比之前封閉的、使用專用系統的傳統電路交換網發現，由于用戶接入方式和接入地點的靈活和網絡的開放性、自由性等原因，架構于IP網上的軟交換網絡更容易面臨非法終端接入、網絡攻擊和病毒感染等安全威脅。

（1）網絡設備的安全。軟交換設備能夠支持雙歸屬，即兩臺軟交換設備工作在互為備份的狀態下，中繼網關、信令網關和接入網關等設備在主軟交換設備的控制下運行，從軟交換設備可定時檢查主軟交換設備目前工作狀態。主軟交換設備出現任何故障，從軟交換設備檢測到故障即承擔起主軟交換設備所負責業務，各類網關會根據預先配置的地址信息向軟交換機發起注冊，完成主備用切換，也可通過網管手工切換。

（2）網絡的安全。軟交換應用軟件系統作為一個專門且完全封閉的網絡功能平臺，其中接續管理控制的部分系統軟件本身都具有良好的封閉性，和其他網絡上的各種功能軟件相互阻斷和隔離，能夠有效地防止病毒感染，與此同時，還能在服務器和客戶端上安裝防病毒軟件，使網絡免遭病毒的入侵和危害。

（3）終端的安全。為防止非法終端的接入，軟交換控制中心對終端設備進行鑒權和認證。只有與自身數據庫中保存的MAC地址信息一致的合法終端才能連接到該軟交換網絡中。

3.3 軟交換網絡組網方案

以市話匯接局A通信站為例。

在市話匯接局A通信站內采用兩臺軟交換設備進行組網，實現熱備份，A通信站與上級局（長途局或長市合一局）通過軟交換設備組網。A通信站既可以通過中繼網關（TG）與其他下級端局程控交換設備相接入組網，也可直接通過軟交換接入網關（AG）組網，AG設備能夠為客戶點提供一個模擬的用戶線接口，端局自動電話用戶點也能夠直接通過設置在端局的 AG 交換設備接入軟交換網絡。A通信站局內不對終端自動電話進行改造，利用現有市話電纜將自動電話通過接入網關（AG）接入軟交換網絡。組網方案如圖3所示。

4 結論

本文通過對電路交換自動電話網系統的研究分析，結合電路交換自動電話網現狀，對在軍用自動電話網中采用軟交換設備進行組網的技術可行性問題做深入研究探討，期望能夠為軍用自動電話網未來改造和應用提供科學的理論依據。