網絡通信中的軟交換技術運用及相關問題分析

中國電子科技集團公司第五十四研究所 徐兵追

隨著市場的活躍與發展，網絡通信企業面臨著更多的威脅和競爭。要想在市場上站穩腳跟，就必須提高技術水平，加強網絡技術的研發和創新，以此實現公司的總體運營價值[1]。受我國傳統計算機技術的影響，在現代通信技術的實際應用過程中，信息交換技術的作用還沒有有效發揮出來。所以，我們需要結合企業自身情況與網絡要求，通過增加軟交換技術的使用，創新通信軟件的開發，提升現代通信技術，進而帶動公司的持續發展。

1 軟件交換技術與通信技術概述

1.1 軟交換技術

在通信環境中，軟交換技術得到廣泛應用，軟交換技術的使用能夠完成各種通信系統間的連通。目前，在網絡通信技術開發的進程中，傳統的電路轉換方式已逐步被軟交換技術所代替，這將給網絡通信的開發帶來技術支持。隨著智能網發展得逐步深入，現代通信技術已在網絡資源運行中得到廣泛應用，現代網絡方式可以適應不同行業的需求，為廣大客戶創造安全快捷的應用環境，從而大大降低通信行業中運行的風險系數[2]。此外，通過在實踐中不斷摸索和積累，可以逐步了解各網絡運營商企業在應用網絡通信技術問題的共同點。合理科學的應用網絡軟交換可以迅速為各類企業用戶提供多種網絡業務應用服務，同時還將會具有穩定良好的經濟效益。

1.2 通信技術

隨著科學技術的發展，當前的通信網絡技術已相當完善，并應用到國民經濟的諸多行業。現代通信技術中涉及較多的技術主要包括通信技術、計算機網絡技術和信息技術等，而這些都是組成現代通訊體系的關鍵方面。我國的通訊體系主要可分成兩類：無線通信體系和有線通信體系。

2 軟交換技術的主要特點

（1）軟交換技術的轉換可以支持不同網絡系統的呼叫，如PSTN、ATM 和IP 協議。

（2）在多個系統運行的情況下，軟交換技術是比較實用和方便的。在系統數據操作的過程中，需要采用不同的方式，使通信數據的傳輸效率更高。

（3）靈活性能高，操作速度快，集多種功能于一體。例如，軟開關的繼電器可以轉換成長途開關；也可以將網關連接到軟交換，使用虛擬語音網絡。

（4）在訪問開放數據時，根據管理系統進行智能化操作，從而實現智能化開放；在數據訪問過程中，需要逐步交換不同的信息數據，通信質量大幅度提高。

（5）利用API 連接開發第三方服務，實現行業的規模擴展與營銷。同時，在對信號的分析中，還須根據信息交換技術的總體使用效果，對不同的系統數據處理不同的信號曲面，以便提升系統總體的通信效果。

（6）在編程事件和呼叫事件中都可以詳細描述，能夠隨意提取，進而完成可編程操作。

（7）在進行軟交換技術的操作時，先要使用軟件，再使用多策略服務器軟件進行管理。在工程運行調試過程中，需要以硬件系統為基礎，對整個通信與工程軟件及軟交換等技術系統功能得到一次整體綜合優化。

3 軟交換技術在通信系統中應用的現狀

3.1 缺乏應用經驗

關于軟交換技術的具體應用，我國目前仍處于在不斷探索研發應用和工程實踐中。由于我國研究起步較晚，理論與實踐經驗還比較欠缺，尤其在一些大規模的通訊系統構建中缺乏足夠的經驗積累[3]。隨著時間的推移，盡管軟交換方式在中國通信企業的使用越來越熟練，但是也面臨許多其他挑戰，無法進行有效推廣和大規模使用。

3.2 缺乏兼容性

目前，中國數據通信網絡已經逐步形成規模，各領域都得到了長足提高，但是網絡協議規范仍然沒有完善。軟交換技術在通信系統中的應用結果很不理想，許多運營商也存在著技術標準和可靠性的問題。盡管我國的數據通信系統仍處在逐步開發與應用的進程中，但軟交換技術在數據通信系統中的可靠性很難保證。

3.3 安全隱患大

軟交換技術對通信體系正常穩定運行也是巨大的考驗，若是在使用中出現故障，不但會給用戶帶來麻煩，而且還將影響整個通信系統的正常安全使用。所以，相關技術人員必須正確對待軟交換技術應用環境中的安全風險，通過提高網絡設備的自身防御能力和反入侵功能，提高數據傳輸的安全性，并解決目前最簡單的密碼方式，從而顯著提高網絡通信系統的安全性。

4 軟交換技術的設計原理

由于軟交換技術使用時不受特定的操作系統的干擾，使其可以同時完成多種功能的數據通信，傳輸質量也相當高。軟交換網的主要網絡建設規劃理念，是要逐步建設具有強大的伸縮性功能和業務開放性特點的分布式交換網絡結構系統，該系統既是獨立作用于通信系統之間的網絡基本通信硬件操作系統，還能夠供各種業務交換上所需的網絡同步和通信協議。它的設計必須具有以下幾點條件：

（1）呼叫靈活性高，獨立于設備和協議；

（2）支持多個系統同時運行，可以支持同步通信；

（3）對于應用過程中新增的設備或協議，需要第三方硬件廠商支持；

（4）能夠同時在多個軟交換機網絡服務器中安全地執行至少一個第三方應用，并同時確保服務器不會同時出現錯誤應用或受惡意攻擊造成不利的影響；

（5）需要支持運行時的捆綁軟件交換技術和同步通信網絡結構下改進的軟件交換技術；

（6）可從小到大擴展網絡，支持故障恢復能力；

（7）對于其他方面提供的服務和應用程序，不僅應具有支持整個系統策略的能力，而且服務和應用提供商還應具有在安全的情況下擴展支持整個系統政策范圍的能力。

5 軟交換技術在通信工程中的應用

按照使用場合的不同，數據通信系統也可分為固定通信網絡和移動通信網絡。盡管基于固定通信網絡的軟交換系統和移動通信的軟交換機系統在基本服務和網絡接口方面有相似之處，但它們之間存在顯著差異[4]。

當軟交換技術應用于固定網絡時，可根據應用要求選擇匯接局優先或終端局優先。

（1）匯接局先行的軟交換改造。主要還是注重固網交換端局用戶的接入，一般并不單獨考慮用戶間的數據接口問題，也由此有效地減少交換端局接口的差異性，不過對于傳統固網用戶連接的方式往往要求就較高，在具體實施中困難也相對較大；

（2）端局先行的軟交換改造。對本地網絡形態的改造中，基于軟交換網的改造技術在實現改造的整個過程中耗時周期較長，存在較大的重復性，成本風險相對較低；但另一方面由于該工程整體建設管理技術難度往往也普遍較高，對后續工程的技術保障和系統性能發揮也有一定的影響。

軟交換技術在移動網絡中的應用可分為本地網絡和遠程網絡，之間也存在著相應的差異。

（1）軟交換技術在移動局域網中的應用。MSC 服務器系統不僅應具有基本的業務交換和處理接口能力，滿足MSC 中的業務和控制協議層協議，還有相應業務的信令接口功能，這些功能可以獨立實現。使用擴展H.248 協議管理MGW，實現多媒體數據流的聚合、映射和交換，并為MGW 提供承載控制和傳輸的資源。MSC 是服務器獨立于本地網絡之外的一個集中網絡設置。可以同時根據客戶需要選擇在三個不同類型的本地網絡設備中同時設置MGW。因此，一個MSC 服務器也可以同時管理多個設備MGW。MSC Server/MGW 服務器支持來自2G 客戶或來自3G 網絡用戶間的多個同時網絡連接，因此將2G和3G 客戶完全可以集成配置到同一本地網絡中。同時，原有用于GSM 軟交換網絡中通信的HLR、SCP、SMS 等網元也可以被重用。軟交換網關只能在每個本地網絡設備中被單獨重新設置。在本地網絡中，在GMGW 和任何MSC 端局之間存在直接電路。因此，軟交換網關局除了平滑不同網絡的流量外，還具有登錄本地IP 流量的功能。

（2）軟交換技術在移動長途網絡中的應用。在每個區域網絡的中心城市規劃和部署至少一定數量的軟交換TMSC 服務器。每對TMSC 服務器的配置應至少相同，并應相互備份。在每個省會設置多個移動中繼媒體網關系統（TMG）電路，TMG 網絡中甚至還分別設置了連接到多個省級交換機中的直接交換電路，可以方便基于移動干線的數據軟交換電路與長途干線網絡之間和省內傳統干線移動通信網絡之間的交換連接。為切實避免承載網絡阻塞和長途數據網絡傳輸線路中斷而對通信服務效率造成直接影響，TMG 工程還在各省干線的TMSC 電路節點之間建立橋接電路。TM 設備具有SG 功能。中國各省份的TMG/SG 和本地MSC、GMSC、TMSC1/2 和HSTP 均通過TDM 線路相連，所有TMG/SG 通過IP 承載網的無規則連接，所有TMSC 服務器或所有TMG/SG 的附屬TMSC 服務器均通過IP 承載網的廣域網相連[1]。

6 軟交換技術在網絡通信中的應用前景及發展趨勢

6.1 增加業務多樣性

在時代發展下，人們對于通信業務的需求也在不斷增多，智能化網絡得到快速發展，在較大程度上，改善了人民的生活水平和工作質量。相對于傳統的通話、短信信息傳送方式已無法適應現代化的需要，通信企業必須完成視頻、話音、短信息等多種的綜合性服務。軟交換技術在這過程中也發揮著自己的優越性，可以增加服務類型的多樣化，適應當今用戶的使用需要，為通信企業創造了更大的經濟市場規模和顧客量。

6.2 實現故障錯誤及時通報

通信系統建設在長期系統運營的過程中，容易受到多方面問題的影響，故障問題隨時可能發生，這往往不僅增加設備檢修費用和檢修維護保養工作量，還在一定程度意義上影響到用戶計算機的長期正常使用。軟交換技術中的應用能夠確保及時的發送錯誤的警告，當系統使用的過程中，突然出現通信網絡故障或者軟件運行錯誤時，能夠及時而準確地將公司情況信息迅速準確地反饋給現場用電單位工作人員，有助于現場發電系統工作與相關工作人員迅速確保企業在大面積停電情況，第一時間給予準確的回復處理以及整個通信網絡系統運行的正常穩定及有效的運轉，實現通信行業經濟、社會效益較為全面系統的協調快速穩定發展。

6.3 網絡管理

當前在軟包交換網絡技術產品的廣泛應用普及過程中，所需的各種網絡和管理傳輸協議方式都是具有其一定局限性，在網絡使用傳輸過程中數據安全上也得不到有效的保障。在如今社會中，人們的需求日益豐富，面臨多種多樣的業務管理要求，簡單的方式已達不到人們多樣化的需求。在今后的發展中，中軟交換服務還需要朝著即時業務、個性化服務的目標推進，構建完整的網絡管理方案，以切實提升整個系統的安全與穩定性并要求企業進一步改善服務水平。

6.4 降低企業成本，提高設備利用率

在科技力量的引導下，通信業務的種類越來越多，在市場環境下，進入通信行業的企業數量也在不斷增加，通信企業競爭力大幅提升，各種形式的網絡系統逐漸涌現。如果要滿足現代通信的要求，不僅需要增加許多新的技術設備，還需要開發新的網絡，這將給通信企業帶來巨大壓力。在這一過程中應用軟交換技術意味著可以克服目前遇到的問題，實現交換網絡系統之間的快速高效連接，減少企業對其他通信公司網絡的建設成本投資，從而降低對新技術設備的采購。這是對全國通信業整體而言又是另一種嶄新的行業發展總目標，能夠有力促進通信得到更好更大的市場經濟效益發展和全面可持續經濟發展。

6.5 協議共享

未來，協議共享將成為主要發展趨勢。與目前封閉的協議環境相比，共享通信協議的發展更有利于通信系統的完善和進步。隨著新時代的發展趨勢，雖然軟交換技術中的開發協議仍在得到進一步的發展，但是也需要實現支持不同的API 接口間的實時數據傳輸，但由于當前該技術領域協議仍缺乏標準化，無法定義具體的標準協議，且由于項目都仍然處于軟件研發過程的技術初級研究階段，執行效率指標也未完全達到理想狀態，標準化建設和科學化管理水平仍然有待提高。目前如果要實現開源協議和技術數據共享的目標，還需不斷的研究。此外，當前的網絡技術也處于不斷成長的階段，盡管軟交換技術的運用有著一定的優越性和特點，但其普及與應用中還存在一定的問題，因此未來通信網絡系統的研發，必須形成三網融合的局面，形成各種綜合服務的統一網絡平臺。

7 結語

綜上所述，軟交換技術的有效應用促進了網絡通信的發展，提高了人民的生活質量，改變了人們的生活方式。但由于缺乏實用的技術方法，在兼容性和安全性方面存在缺陷，不利于這項技術的深入發展。因此，有必要建設網絡系統平臺，完善軟件集成，提高通信平臺的建設水平符合要求，從而提升軟交換技術的通信能力，為發展我國通信科學技術發展提供一個良好基礎。在應用軟交換技術的同時，也要開展通信科學技術的實踐應用研究，以促進產業開發，進而達到數據共享，擴大通信技術優勢，提高該信息技術的實際應用，促進中國通信產業的發展。

引用

[1] 郭一佳,隋毅力,顧飛.網絡通信中的軟交換技術運用及相關問題研究[J].通訊世界,2018(1):120-121.

[2] 王春福,賀軍華.基于軟交換技術在通信系統中的應用現狀及前景分析[J].中文信息,2019(6):3.

[3] 徐胤.軟交換技術在通信工程中的應用研究[J].信息周刊,2019 (7):34.

[4] 謝敏,黃堯,任曼婷,等.探究軟交換技術在信息通信中的應用[J].新一代信息技術,2022,5(6):160-162.