軟交換技術盡管發展很快，但從提出、發展到完善和成熟，還需要經歷技術的考驗和市場的考驗。從標準的角度來講，目前國內外的標準化機構都在加緊制定與軟交換技術相關的一系列技術規范。國際上從事軟交換研究的機構主要包括ISC/IPCC等標準化組織。國內則由信息產業部科學技術司組織制定軟交換設備的標準《軟交換設備總體技術要求》。ISC/IPCC是專門從事軟交換體系研究的公認的權威性國際組織，因此本章首先介紹ISC/IPCC提出的軟交換系統參考體系結構，然后在此基礎上描述目前得到業界普遍認可的標準軟交換系統的組成方式。
ISC/IPCC通過開放的成員政策和對標準協議的承諾方式，倡導在全世界范圍內軟交換的兼容性和互通性，致力于對于軟交換組成及功能的鑒定、討論和定義。在ISC/IPCC的定義中，對軟交換表述如下：＂｀軟交換＇是一個涵蓋整個下一代通信網絡的術語，它采用開放的標準來創建一個綜合的網絡，提供分離的業務智能，以更高效地承載語音、視頻和數據流，相比現有的公眾交換電話網絡(PSTN),它具備更大的增值業務潛力。由電路交換向軟交換控制下的基于分組／幀／信元交換的網絡發展的趨勢，將影響整個業界從封閉環境向開放環境轉變，這一轉變在幾年前智能網(IN)出現時就已經開始了。”2001年6月，ISC/IPCC為基千軟交換的語音通信網絡制定了一個1.0版本的參考體系結構。2003年，ISC/IPCC又在1.0版本的基礎上，推出了針對分組語音(VoP,VoiceoverPacket)通信的參考體系結構2.0版本。ISC/IPCC2.o參考模型提出了組成分組語音通信網絡體系結構的各個功能集，給出了各功能集的定義以及業務實現流程，使該模型成為一個可以實際操作的模型，為軟交換網絡的構建提供了借鑒和參考的基礎。在推出2. 0版本之后，ISC/IPCC已將軟交換網絡的功能結構模型穩定下來 ，并將研究重點轉向對各種技術的具體實現方式的探討。下面簡要介紹這一體系結構。
ISC/IPCC參考體系結構的目標
ISC/IPCC參考體系結構是一個針對分組通信的體系結構。在ISC/IPCC的相關規范中，分組通信體系結構是指包含軟件和硬件平臺的聯合體，它的目的就是要促進電信業務在分組網絡上的發展。分組通信體系結構包含了協調呼叫控制和信令的網絡智能以及通過單網絡或多網絡實現多媒體呼叫的屬性。對分組通信體系結構來說，它最基本的功能就是完成實時、多媒體通信，而滿足實時通信的關鍵功能就是呼叫控制。呼叫控制和業務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呼叫為止。
ISC八PCC參考體系結構模型
ISC/IPCC參考體系結構模型如下圖所示。該體系結構劃分了4個層次和3個平面，分別為管理層、信令層、業務層和媒體層，以及接入平面、應用平面和傳輸平面覓其中信令層、業務層、媒體層與接入平面和應用平面交叉形成5類主要功能集：信令轉換功能(SC-F汃媒體網關控制功能(MGC-F)、媒體網關功能(MG-F汃媒體服務功能(MS-F)以及應用服務功能(AS-F),分別用千抽象呼叫控制、承載控制、承載、資源、業務控制能力。根據功能集的劃分，ISC/IPCC的參考體系結構模型進一步定義了功能集之間的接口與消息流程。
ISC/IPCC參考體系結構示意圖
- ISC/IPCC參考體系結構層與平面的劃分
ISC/IPCC參考體系結構采用了＂層”與“平面”的概念描述分組通信體系結構中功能實體的分類以及彼此之間的關系。下面首先簡要介紹ISC/IPCC參考體系結構中這兩個概念的定義。
(1)平面的劃分
在ISC/IPCC制定的通信體系結構中有如下3個平面。
? 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換過程。
? 應用(Application)平面。應用平面通過對網內(in-network)信令和媒體的智能
化處理操作，為用戶提供業務。
? 傳輸(Transport)平面。傳輸平面提供連接所有其他平面的傳送能力，傳輸平面采用簡單的分組傳輸。
VoP網絡與PSTN之間最主要的差異就是在接入和應用之間作了清晰劃分。在PSTN中，應用需要緊密關聯接入技術，而在VoP網絡中，接入網絡和應用網絡則是相互獨立的。在功能上分離應用平面和接入平面是為了滿足一個關鍵的目標：分組通信體系結構中，應用的發布應獨立千接入技術，因為后者與接入網相關，種類多樣并且在不斷發展。
VoP網絡與PSTN之間的另一個更顯著的差別就是將傳輸從接入和應用中分離出來。在PSTN中，傳輸（例如，Tl、El、SONET等）的定義是：網絡可提供什么樣的業務，以及如何創建它們。在VoP網絡中，傳輸則由單獨的分組路由器和分組交換機所組成，傳輸網絡所做的工作就是把接入和應用設備連接起來。
(2)層的劃分
ISC/IPCC對于平面的結構化定義是為了考慮層次分割的需要，以便把特定的網絡功能集分割到一個由4個層次組成的分布式物理體系結構中。這4個層次分別是：信令層、業務層和應用層、媒體層以及管理層。ISC/IPCC通過這4個截然不同的功能層次描述了VoP網絡端到端的工作過程。
? 信令(Signaling)層。信令層主要提供兩種功能：一是轉換原有網絡的信令到VoP網絡；二是在VoP網絡上路由信令。信令轉換的例子有H.323到SIP的信令網關、SS7信令網關，信令路由的例子有SIP代理以及媒體網關控制器中的路由邏輯。
? 業務(Service)層。業務層在VoP網絡中提供對應用邏輯的控制和執行，這一般是通過請求媒體操作來實現的。業務層設備通過與信令層、媒體層設備的通信，按照業務執行邏輯的要求來控制呼叫流程。在業務層上的設備包括媒體網關控制器和應用服務器。
? 媒體(Media)層。在VoP網絡上，媒體層為業務層提供媒體處理服務。在媒體層上的設備包括媒體網關和媒體服務器。
? 管理(Management)層。管理層的功能包括用戶訂購和業務提交、運營支持、報警和故障管理、計費和其他網絡管理任務的處理。管理層通過工業標準協議（如
SNMP、Diameter、LDAP等）與其他所有層次進行交互。
- ISC/IPCC參考結構的功能劃分及相互關系
ISC/IPCC的參考體系結構用兩維坐標說明了相應功能集的劃分方式。圖3.1中，在Y軸方向，根據是否與信令、業務、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和應用網的條件劃分功能。ISC/IPCC參考體系結構中共定義了表3.1中的6 種主要的功能實體。
在X軸方向上，接入功能出現在左右兩邊，包括MG-F(提供到接入網絡的傳輸接口八MGC-F(控制MG-F,因此按定義是與接入相關的）、SC-F(用來理解接入網絡的“語言")等組件。應用組件位千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應用）、AS-F(執行業務邏輯）和MS-F(為應用執行媒體處理功能）。要注意的是，一些應用并不需要利用以上所有的應用組件，例如長途語音旁路業務就不需要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將接入網傳輸方式轉換成承載網的傳輸方式）和MS-FC代表應用執行傳輸處理）。業務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發出請求）。最上層是信令處理層，它包括SC-FC把接入網信令轉換為應用信令）和SC-F(在應用網內路由信令）。
ISC;1PCC參考體系結構的功能組件
前面描述了ISC/IPCC參考體系結構中層與平面的整體關系以及參考體系結構中功能組件的劃分方式。下面詳細描述ISC/IPCC參考體系結構中主要組件的功能特征。
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媒體網關控制器功能(MGC-F)
MGC-F主要是維護呼叫連接狀態，并控制MG-F和SG-F。MGC-F通過使用配置數據庫(ConfigureDatabase)處理呼叫的建立和拆除、事件的檢測和處理以及網關的開啟和關閉，其中配置數據庫記錄中繼群和中繼電路信息。在實際的物理網絡中，MGC-F具有不同的名字，包括：媒體網關控制器、軟交換設備、呼叫代理或呼叫服務器。
MGC-F的特征包括：
? 維護媒體網關中每一個呼叫的呼叫狀態；
? 維護媒體網關中每一個傳輸接口的傳輸狀態。
許多MGC-F上都有內置的SC-F。在MGC-F中通用的SC-F功能特征包括：
? 溝通兩個MG-F之間的傳輸消息，也包括MGCP或H.248電話及終端；
? 發起或終止來自其他MGC-F和外部網絡的信令消息。
- 信令轉換功能{SC-F)
SC-F主要是路由和處理信令。這類操作可能很簡單，比如在SIP代理中簡單地重寫一個URI請求的目的端地址；這類操作也可能很復雜，比如在SS7信令網關中將信令消息從一種傳輸媒介和消息格式轉換成其他類型。需要注意的是，在消息適配以后，SS7信令網關會路由消息到相應的終端，不管它是一個MGC-F,AS-F還是其他設備。
SC-F的特征包括：
? 使用SIGTRAN封裝和傳輸PSTN信令協議（如SS7)到MGC-F或其他SC-F;
? 針對移動網，使用SIGTRAN封裝和傳輸PLMN信令協議（如ANSI-41或GSM?MSP)到MGC-F或其他SC-F;
? 一個SC-F可以服務多個客戶端（如MGC-F、SC-F或AS-F);
? 在VoP網絡中，SIP代理服務器通過處理SIP消息的終端地址，來提供SIP消息的路由轉換。
- 媒體網關功能{MG-F)
MG-F提供分組網絡與接入端點、網絡中繼以及接入端點集合或中繼群之間的界面。MG-F可以實現從一種傳輸格式到另一種傳輸格式的媒體變換，這種轉換通常發生在電路交換網絡和分組交換網絡之間，或者發生在有差異的分組交換網絡之間（如ATM和IP)。
MG-F的特征包括：
? 使用設備控制協議（如MGCP或H.248)維護與MGC-F的主／從關系；
? 完成媒體處理功能，如媒休編碼轉化、回聲消除、媒體打包、抖動緩存管理、分組丟失補償等；
? 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，如DTMF檢測、摘機／掛機檢測、靜音檢測。
- 應用服務器功能{AS-F)
AS-F是應用執行實體，它的基本功能是提供業務邏輯，并執行一種或多種應用和／或業務。
AS-F的特征包括：
? 為應用（如語音郵箱和會議橋）充當信令終止點；
? 執行呼叫屬性邏輯，如跟隨我(followme)或預付費電話卡；
? 提供可以融合實時多媒體和Web應用的Web接口；
? 為業務創建提供APIC如SIPServlets、Parlay、JAIN);
? 可以具有策略、計費和會話日志后端接口；
? 可以為附加業務或者為創建復雜的、面向組件的應用而觸發其他的AS-F;
? 請求MGC-F的服務，以控制外部資源；
? 請求MS-F的服務，以執行媒體處理；
? 提供的應用協議包括SIP、LDAP、HTTP、CPL和XML等。
通常AS-F聯合MGC-F來提升呼叫控制業務，如網絡通知、三方呼叫、呼叫等待等。廠商一般在AS-F和MGC-F間使用API,而不是使用協議連接AS-F和MGC-F。當它們在一個單一的系統里面實現的時候，AS于通常被稱為“屬性服務器(FeatureServer)"。
- 媒體服務器功能{MS-F)
MS-F的目的就是提供媒體處理功能，用于支持如消息、音頻和視頻會議、語音交互、信號音生成這類應用。
MS-F的特征包括：
? 支持多種編碼格式以及編碼轉換；
? 支持多AS-F或MGC-F的控制方式；
? 支持多并發能力，如撥號檢測、語音和提示音流化、信號音生成、多媒體流記錄、語音識別、語音合成、媒體混合等；
? 支持標準腳本語言，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（服務器請求，如SIP)的方式工作。
- 賬務功能(A-F)
A-F收集呼叫賬務信息以實現計費功能。
A-F的特征包括：
? 為計費和統計目的收集每一個會話的詳細信息；
? 提供會話管理和移動性管理；
? A-F通常與SC-F結合解決呼叫鑒權、授權和記賬功能。
ISC八PCC參考體系結構的物理實現
ISC/IPCC參考體系結構中定義的功能組件是組成軟交換網絡的邏輯實體。需要注意的是，在ISC/IPCC參考體系結構中，這些實體是對功能而不是物理產品的描述。在物理實現上，它們或者單獨存在千一個物理平臺上，或者組合存在于多功能的物理平臺上。ISC/IPCC提供了一個軟交換網絡的邏輯參考體系結構，但是對于軟交換網絡的物理實施方式并沒有明確的規定。在ISC/IPCC的相關規范中給出了幾個基于上述參考體系結構的物理網絡的實施例子。其中的一種方式如圖3.2所示。在這種實施模式中，ISC/IPCC參考體系結構中定義的各種邏輯功能組件分別使用獨立的物理平臺實現，形成功能單一的網絡設備。
ISC/IPCC參考體系結構物理實現的例子
