軟交換技術(shù)是一種用于實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)中呼叫控制與承載分離的技術(shù)，它在現(xiàn)代通信領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
一、基本概念與原理
1. 定義
軟交換技術(shù)是一種基于軟件的呼叫控制技術(shù)。傳統(tǒng)的電話(huà)交換系統(tǒng)主要依靠硬件設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)呼叫連接、交換等功能，而軟交換將這些功能通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，把呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)（用于連接不同類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備）中分離出來(lái)，使得呼叫控制更加靈活和高效。
2. 分層架構(gòu)原理
軟交換系統(tǒng)一般采用分層的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，主要包括業(yè)務(wù)層、控制層、傳輸層和接入層。
業(yè)務(wù)層：
主要負(fù)責(zé)提供各種通信業(yè)務(wù)，如語(yǔ)音通話(huà)、視頻通話(huà)、多媒體會(huì)議等業(yè)務(wù)應(yīng)用。這些業(yè)務(wù)可以是由運(yùn)營(yíng)商或服務(wù)提供商開(kāi)發(fā)的增值業(yè)務(wù)，也可以是基本的通信服務(wù)。
控制層：
這是軟交換技術(shù)的核心部分，由軟交換設(shè)備組成。它主要完成呼叫控制、連接控制、信令處理等功能。
例如，當(dāng)用戶(hù)發(fā)起一個(gè)電話(huà)呼叫時(shí)，控制層的軟交換設(shè)備會(huì)根據(jù)被叫號(hào)碼進(jìn)行路由選擇，找到合適的被叫終端，并控制媒體網(wǎng)關(guān)建立通話(huà)連接。
傳輸層：
主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸，通常采用IP（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）網(wǎng)絡(luò)或其他分組交換網(wǎng)絡(luò)。它將語(yǔ)音、視頻等媒體數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)包的形式進(jìn)行傳輸，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議確保數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確、高效地在不同設(shè)備之間傳送。
接入層：
主要是各種接入設(shè)備，用于將用戶(hù)終端（如電話(huà)、手機(jī)、計(jì)算機(jī)等）接入到通信網(wǎng)絡(luò)中。接入方式可以是有線(xiàn)的（如以太網(wǎng)接入），也可以是無(wú)線(xiàn)的（如Wi - Fi、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接入）。
二、主要功能
1. 呼叫控制功能
軟交換設(shè)備能夠建立、維持和釋放呼叫連接。例如，當(dāng)用戶(hù)撥打一個(gè)電話(huà)號(hào)碼時(shí)，軟交換設(shè)備會(huì)對(duì)呼叫進(jìn)行處理。
它首先會(huì)解析被叫號(hào)碼，然后根據(jù)號(hào)碼所屬的網(wǎng)絡(luò)和位置信息，通過(guò)查詢(xún)路由表來(lái)選擇合適的路徑，向被叫方發(fā)送呼叫請(qǐng)求。
在被叫方應(yīng)答后，軟交換設(shè)備會(huì)控制媒體網(wǎng)關(guān)建立起雙向的語(yǔ)音或視頻通路，使得雙方能夠進(jìn)行通信。
還可以實(shí)現(xiàn)呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫等待、三方通話(huà)等增值呼叫服務(wù)。以呼叫轉(zhuǎn)移為例，用戶(hù)可以通過(guò)設(shè)置將呼入的電話(huà)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)指定的號(hào)碼上，軟交換設(shè)備會(huì)根據(jù)用戶(hù)的設(shè)置，在收到呼叫時(shí)自動(dòng)將呼叫轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)號(hào)碼。
2. 媒體處理功能
軟交換能夠?qū)φZ(yǔ)音、視頻等媒體流進(jìn)行處理。它可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音編碼轉(zhuǎn)換，因?yàn)椴煌慕K端設(shè)備可能支持不同的語(yǔ)音編碼格式。
例如，一個(gè)支持G.711編碼的終端和一個(gè)支持G.729編碼的終端進(jìn)行通話(huà)時(shí)，軟交換設(shè)備可以在中間進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換，使得雙方能夠正常通信。
對(duì)于視頻通話(huà)，軟交換可以對(duì)視頻流進(jìn)行分辨率調(diào)整、幀率控制等操作。比如，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)帶寬不足時(shí)，降低視頻的分辨率和幀率，以保證通話(huà)的流暢性。
3. 信令處理功能
軟交換負(fù)責(zé)處理各種通信信令。信令是通信網(wǎng)絡(luò)中用于控制通信過(guò)程的信號(hào)，如用于建立和拆除呼叫的信令。
在傳統(tǒng)的電話(huà)網(wǎng)絡(luò)中，主要使用的是SS7（7號(hào)信令系統(tǒng)）信令，而在軟交換網(wǎng)絡(luò)中，更多地采用SIP（會(huì)話(huà)發(fā)起協(xié)議）和H.248等信令協(xié)議。
例如，SIP信令用于發(fā)起、修改和結(jié)束會(huì)話(huà)，軟交換設(shè)備通過(guò)對(duì)SIP信令的處理，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)之間的通信連接。
當(dāng)一個(gè)SIP客戶(hù)端（如支持SIP的軟電話(huà)）向服務(wù)器發(fā)送一個(gè)SIP INVITE請(qǐng)求來(lái)發(fā)起一個(gè)通話(huà)時(shí)，軟交換設(shè)備會(huì)接收并處理這個(gè)請(qǐng)求，根據(jù)請(qǐng)求中的信息進(jìn)行后續(xù)的呼叫處理操作。
三、優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用場(chǎng)景
1. 優(yōu)勢(shì)
靈活性高：
軟交換技術(shù)可以通過(guò)軟件升級(jí)來(lái)快速增加或修改通信業(yè)務(wù)功能，而不需要像傳統(tǒng)交換設(shè)備那樣更換硬件。
例如，運(yùn)營(yíng)商想要推出一種新的多媒體彩鈴業(yè)務(wù)，只需要在軟交換系統(tǒng)的業(yè)務(wù)層開(kāi)發(fā)相應(yīng)的軟件模塊并進(jìn)行部署，就可以為用戶(hù)提供服務(wù)。
成本較低：
由于采用了軟件控制和通用的服務(wù)器設(shè)備，相比傳統(tǒng)的基于專(zhuān)用硬件的交換系統(tǒng)，軟交換技術(shù)在設(shè)備采購(gòu)、維護(hù)和升級(jí)等方面的成本更低。
同時(shí)，軟交換可以利用現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，減少了對(duì)專(zhuān)用傳輸線(xiàn)路的依賴(lài)，進(jìn)一步降低了成本。
融合性好：
軟交換技術(shù)能夠很好地融合不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)，如PSTN（公共交換電話(huà)網(wǎng)絡(luò)）、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和IP網(wǎng)絡(luò)。它可以實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)互通，使得用戶(hù)可以在不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下享受統(tǒng)一的通信服務(wù)。
例如，用戶(hù)可以使用固定電話(huà)通過(guò)軟交換網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)進(jìn)行通話(huà)，并且還可以在通話(huà)過(guò)程中加入視頻通話(huà)等多媒體功能。
2. 應(yīng)用場(chǎng)景
固定電話(huà)網(wǎng)絡(luò)改造：
許多傳統(tǒng)的固定電話(huà)運(yùn)營(yíng)商利用軟交換技術(shù)對(duì)其PSTN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造。通過(guò)將呼叫控制功能從傳統(tǒng)的程控交換機(jī)中分離出來(lái)，實(shí)現(xiàn)向基于IP的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和業(yè)務(wù)拓展能力。
例如，在一些城市的電信網(wǎng)絡(luò)升級(jí)中，采用軟交換技術(shù)來(lái)更新老舊的交換設(shè)備，同時(shí)為用戶(hù)提供更豐富的增值服務(wù)，如IP電話(huà)、一號(hào)多機(jī)等服務(wù)。
企業(yè)通信系統(tǒng)：
企業(yè)內(nèi)部可以使用軟交換技術(shù)構(gòu)建自己的通信系統(tǒng)。它可以集成企業(yè)的語(yǔ)音通信、視頻會(huì)議、即時(shí)通信等多種通信方式，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一通信。
例如，一個(gè)跨國(guó)企業(yè)可以通過(guò)軟交換系統(tǒng)，讓分布在不同國(guó)家和地區(qū)的員工通過(guò)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行語(yǔ)音和視頻通話(huà)，同時(shí)還可以共享文件、進(jìn)行在線(xiàn)協(xié)作等，提高企業(yè)內(nèi)部的溝通效率和協(xié)同工作能力。
VoIP（網(wǎng)絡(luò)電話(huà)）服務(wù)提供商：
軟交換技術(shù)是VoIP服務(wù)的核心技術(shù)之一。VoIP服務(wù)提供商利用軟交換設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)之間的語(yǔ)音通話(huà)和多媒體通信。用戶(hù)可以通過(guò)安裝在計(jì)算機(jī)或智能手機(jī)上的VoIP軟件，利用互聯(lián)網(wǎng)接入軟交換網(wǎng)絡(luò)，以較低的成本實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)途或國(guó)際通話(huà)。
例如，一些互聯(lián)網(wǎng)電話(huà)軟件公司通過(guò)軟交換技術(shù)，為用戶(hù)提供高清語(yǔ)音通話(huà)、視頻通話(huà)等服務(wù)，并且可以根據(jù)用戶(hù)的需求添加個(gè)性化的通信功能，如虛擬號(hào)碼、語(yǔ)音信箱等。
