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)的電話交換系統(tǒng)主要依靠硬件設(shè)備來實(shí)現(xiàn)呼叫連接、交換等功能，而軟交換將這些功能通過軟件來實(shí)現(xiàn)，把呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)（用于連接不同類型網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備）中分離出來，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)，如語音通話、視頻通話、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)營商或服務(wù)提供商開發(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)用戶發(fā)起一個(gè)電話呼叫時(shí)，控制層的軟交換設(shè)備會(huì)根據(jù)被叫號碼進(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，用于將用戶終端（如電話、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的（如以太網(wǎng)接入），也可以是無線的（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)用戶撥打一個(gè)電話號碼時(shí)，軟交換設(shè)備會(huì)對呼叫進(jìn)行處理。
它首先會(huì)解析被叫號碼，然后根據(jù)號碼所屬的網(wǎng)絡(luò)和位置信息，通過查詢路由表來選擇合適的路徑，向被叫方發(fā)送呼叫請求。
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、三方通話等增值呼叫服務(wù)。以呼叫轉(zhuǎn)移為例，用戶可以通過設(shè)置將呼入的電話轉(zhuǎn)移到另一個(gè)指定的號碼上，軟交換設(shè)備會(huì)根據(jù)用戶的設(shè)置，在收到呼叫時(shí)自動(dòng)將呼叫轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)號碼。
2. 媒體處理功能
軟交換能夠?qū)φZ音、視頻等媒體流進(jìn)行處理。它可以實(shí)現(xiàn)語音編碼轉(zhuǎn)換，因?yàn)椴煌慕K端設(shè)備可能支持不同的語音編碼格式。
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。
對于視頻通話，軟交換可以對視頻流進(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)中用于控制通信過程的信號，如用于建立和拆除呼叫的信令。
在傳統(tǒng)的電話網(wǎng)絡(luò)中，主要使用的是SS7（7號信令系統(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，軟交換設(shè)備通過對SIP信令的處理，實(shí)現(xiàn)用戶之間的通信連接。
當(dāng)一個(gè)SIP客戶端（如支持SIP的軟電話）向服務(wù)器發(fā)送一個(gè)SIP INVITE請求來發(fā)起一個(gè)通話時(shí)，軟交換設(shè)備會(huì)接收并處理這個(gè)請求，根據(jù)請求中的信息進(jìn)行后續(xù)的呼叫處理操作。
三、優(yōu)勢與應(yīng)用場景
1. 優(yōu)勢
靈活性高：
軟交換技術(shù)可以通過軟件升級來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)層開發(fā)相應(yīng)的軟件模塊并進(jìn)行部署，就可以為用戶提供服務(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)的基于專用硬件的交換系統(tǒng)，軟交換技術(shù)在設(shè)備采購、維護(hù)和升級等方面的成本更低。
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，減少了對專用傳輸線路的依賴，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型的網(wǎng)絡(luò)，如PSTN（公共交換電話網(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，用戶可以使用固定電話通過軟交換網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)電話用戶進(jìn)行通話，并且還可以在通話過程中加入視頻通話等多媒體功能。
2. 應(yīng)用場景
固定電話網(wǎng)絡(luò)改造：
許多傳統(tǒng)的固定電話運(yùn)營商利用軟交換技術(shù)對其PSTN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造。通過將呼叫控制功能從傳統(tǒng)的程控交換機(jī)中分離出來，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)升級中，采用軟交換技術(shù)來更新老舊的交換設(shè)備，同時(shí)為用戶提供更豐富的增值服務(wù)，如IP電話、一號多機(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)跨國企業(yè)可以通過軟交換系統(tǒng)，讓分布在不同國家和地區(qū)的員工通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行語音和視頻通話，同時(shí)還可以共享文件、進(jìn)行在線協(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）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)備來實(shí)現(xiàn)用戶之間的語音通話和多媒體通信。用戶可以通過安裝在計(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)長途或國際通話。
例如，一些互聯(lián)網(wǎng)電話軟件公司通過軟交換技術(shù)，為用戶提供高清語音通話、視頻通話等服務(wù)，并且可以根據(jù)用戶的需求添加個(gè)性化的通信功能，如虛擬號碼、語音信箱等。
