主题：【原创】浅谈软交换 1 -- 丁丁鱼
家园 【原创】浅谈软交换 1 软交换即Soft Switch是当前电信界的一个比较热门的话题。什么是软交换呢？简单地讲，就是基于包交换（Packet Switch）技术的，提供语音，视频及其他多媒体通信应用及服务的新一代通信网络平台。WikiPedia对Soft Switch的解释如下：
A softswitch is a central device in a telephone network which connects calls from one phone line to another, entirely by means of software running on a computer system. This work was formerly carried out by hardware, with physical switchboards to route the calls.
软交换技术的核心在于它提供的通信服务，比如网络电话（VoIP Phone），是主要由软件，即IP网络协议，来完成的。软交换这个名字源自现行传统公共电话网（PSTN）使用的是电路交换即Circuit Switch，或硬交换。为什么叫硬交换呢？这是因为在PSTN中，用户终端（例如，最简单的电话机）和交换机中安装的线路（Circuit）在物理上是对应的。比如，传统的PSTN中，一条线路通过时分复用技术（TDM， Time Division Multiplexing）可以为8位用户提供通话服务。大家也许听说过的“门”的提法，这是指一台交换机能提供的线路数，例如，千门或者万门。门数越多，交换机越复杂，当然也越贵了。当两个用户打电话时，交换机需要将双方的电路（准确地说是在电路上为用户分配的时间片，即电路时隙）“连接”起来，即进行电路交换。这方面最直观的例子是老电影里的总机服务，接线生把一条条线路用手接上，电话打完在拔下来。当然，由于程控交换技术的发展，电路交换早已不需要将两条电路在物理上真正地连在一起了。
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声明：本人离开电信行业已经近10年了，有纰漏之处还请河里的行家高手指正。
本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)家园 【原创】浅谈软交换 5 市场和其他 前面几篇着重讲软交换相关的技术，这一篇探讨一下市场前景和应用，主要想回答一个重要的问题“软交换这东西和我到底有什么相干？”
作为运营商，软交换的应用是个降低成本的机会。实际上，很多运营商（Cingular， 中国电信，法国电信等等）都在某种程度上地引入软交换的概念。这里面包括，局交换之间使用IP传输通话，信令管理使用IP等。如咪铛所言：
运营商可能先把交换机换成了软交换的，传输网也是IP的，就是在接入网部分加一些小盒子，其实就是小网关，把用户家的传统电话信号变成over IP的就搞定了，对用户是透明的，根本不知道运营商已经“换芯”了
这样做的结果是运营商在设备上的投资和维护费用降低，而其中的一部分好处将会最终转移到用户身上----至少应该如此
。同时，软交换的应用使得投资电信行业的门槛降低。这将吸引更多的公司加入其中，使得竞争逐渐变得激烈起来。对我们用户来说，这将意味着更多的选择和更低的费用。这些好处，相信有的河友已经体会到了。对于一般企业来说，VoIP的应用为Unified Communication （联合通信）提供了可能。所谓Unified Communication，就是把员工的电话，即时通信（Instance Messaging）和Email等多种通信方式都放到一起由IP搞定。这对企业减少在IT维护上的开支是很有吸引力的。而对做外包的企业，好处就更大了。比如，公司在美国总部和中国分部或者外包公司的电话可以先走网络，从而省下了可观的国际长途费用。
总体上讲，软交换和VoIP技术将会在越来越多的运营商，企业和终端用户中得到应用。不过目前，在技术和市场方面还有很多要改进的地方。比如，一旦停电，VoIP电话就不能使用了；拨打911时网路中断等等。相信这些不足会慢慢得到解决的, 欢迎有兴趣的河友来一起跟踪业界的动态。
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家园 赞“联合通讯” 感觉这个市场确实应该是首先在外包的场合应用的，不知道其他类型的企业机会怎么样。另外，部署这样的系统应该对技术和服务的综合能力要求比较高吧，中小企业在这里面机会多大？
家园 【原创】浅谈软交换 4 信令和SIP 前面主要写了电话通信中话音是怎么传输的，也就是大家是怎么听见对方说话的。至于大家打电话时通信网对通话过程的控制，比如拿起话筒时拨号音的产生，电路交换中电路的连接，通话结束的处理等等，就要涉及通信网中的另一个重要组成部分，信令。
信令又叫信号，signaling, 是通信网的神经。信令的传输使得网路中众多的交换机，传输设备，及其他各部分协同工作，从而为用户提供通话和其他高级服务，比如智能网。打个比方，信令就好像铁路中的扳道工。火车要安全正点到达，这些扳道工得自始自终协调一致。要是那一位打个瞌睡什么的，恐怕就要出事故了。
在传统的PSTN中，信令的传输也是用专用的设备，叫信令机。和程控交换机一样，这些信令机也有大机柜。至于柜子里是什么，兄弟没摆弄过，就不瞎猜了。当年的感觉就一个，神秘
。顺便说一下，现在程控交换中普遍使用的是7号信令。英文全名叫：Common Channel Signaling System 7，即公共信道信令系统第7号。关于通信网信令的历史和细节，有兴趣的河友可以参考Wikipedia。和传统PSTN电话网一样，信令对软交换一样重要，只是设计的思路和实现的方法不同。软交换主要采用的是信令协议：SIP （Session Initiation Protocol，会话发起协议）。老规矩，引一段标准定义：
"The Session Initiation Protocol (SIP) is an application-layer control (signaling) protocol for creating, modifying, and terminating sessions with one or more participants. These sessions include Internet telephone calls, multimedia distribution, and multimedia conferences."
RFC3261（SIP: Session Initiation Protocol）详细地介绍了SIP的实现细节。和传输话音的RTP，RTCP协议一样，SIP的设计实现也体现了一个“软”字：不需要专用硬件设备，采用开放式平台。SIP标准中提供的功能很简单，最初只有6个：注册（REGISTER），邀请（INVITE），响应（ACK），取消（CANCEL），再见（BYE）和查询（OPTIONS，或者应该翻成选项？）。在这些基本的功能之上，用户可以开发应用程序来提供各种服务，比如电话会议，视频电话。
SIP的设计受HTTP协议的影响很大，采用Request-Response（请求-响应）模式。Request和Response使用文本格式（Plain Text），Response的返回代码也和HTTP相似，比如，大家熟悉的404（not found）和200(OK)。另外，因为SIP是定义在应用层的协议，它对具体的传输协议也没有限制，TCP，UDP都成。不过，个人感觉，使用TCP应该更自然一些，毕竟信令的传输还是有保障些好
[待续]
家园 不错，长见识！ 家园 软交换也是一个逐渐演进的过程 SIP在IMS体系中才占了主导地位，而实际上，当运营商在向软交换过渡的过程中只能采用逐步演进混合组网的方式，在一段时间内（我估计至少10年之内），会有多种信令并存，包括H323，H248，MGCP等等。
最近建立IMS架构的运营商，也不得不考虑SIP控制的网络部分和传统遗留系统的互通互操作。
家园 所言甚是 目前而言，软交换想在主干网上有一席之地，和传统PSTN网兼容是一定的。个人感觉，VoIP当前的使用还多集中在企业解决方案这一块，尤其是Global Business。您要有主干网上的信息，还望多透露透露
- 复 所言甚是
家园 谢花！ 其实很多运营商都部署了软交换，象法国的orange，美国的Verizon wireless最近也要上IMS，至于说企业网的应用肯定是很大一块，但是家庭终端用户其实已经用上了软交换，因为软交换是逐步演进的，运营商可能先把交换机换成了软交换的，传输网也是IP的，就是在接入网部分加一些小盒子，其实就是小网关，把用户家的传统电话信号变成over IP的就搞定了，对用户是透明的，根本不知道运营商已经“换芯”了。在美国其实在家弄一个SIP小网关或者MGCP的小网关，就可以接入到IP网上打IP电话了。
随着光纤到户，光纤到小区，业界开始热衷于triple play的方案，就是电视，internet，电话一起搞定，真正是三网融合。骨干网基本是IP传输的。
在中国，壁垒主要是政策上的，信产部广电部先要把利益问题解决清楚，说来好笑，国内那个数字电视的标准的出台，真正是各大集团的利益之争的结果。
另忍痛从我为数不多的花中还花一朵，您的文章我拜读了不少，受益非浅。
- 复 谢花！
家园 一切走网络是不错 而且现在的家用网关做的也挺小，一接电话就能用。
不过，遇到像美国太平洋西北上一周的大停电，就什么都不灵了。这种时候，总让人怀念那些老设备
- 复 一切走网络是不错
家园 确实,在软交换上,要保证Qos 在带宽受限的客观条件下,确实有很多事情要做.
比如,emergency call 911,法律上有规定,只有局方挂机才能拆线,对可靠性要求极高.
传统的电路交换,目前在Qos和可靠性上是更胜一筹的.
这种软交换的缺陷,也许随着物理条件的改善才能彻底得到解决,比如带宽的极大供给,丰富的冗余路线.
家园 Internet 上提供的QoS 大致走两种途径，一是Integrated Service （综合服务？）, 另一种是Differentiated Service（差别服务？）。前者实际上是在IP网上模拟电路交换，包括Admission Control， RSVP等等。IS有一套理论上的证明，应该说还是比较可靠的。而后者则更多地依赖对不同优先级数据包的丢包处理，好像还没有比较成系统的理论证明。所以在电信这样对可靠性要求很高的领域，用起来似乎还是不太放心。
软交换中对QoS的支持好像和Integrated Service要相似很多。
家园 嘿嘿，现在互联网上的QoS是 根本没有QoS。
IS说了多少年，上千篇文章一上来就指点江山，说干网应该如何如何，设备商也花大力气做设备。结果根本没有运营商鸟它，一概不用。搞个diffserv自欺欺人安慰一下，结果一样包tos一出自己的局网就没人理。
这是软交换和硬交换的根本区别。过去的硬交换电话网，可以说是从一层到七层一块建的一个专用网，所以signaling后面是有硬货作保证的。软交换连第三层都控制不了，再吹QoS也只是空头支票，其实全靠天吃饭。过去电话网讲究6个9的可靠度（99。9999%），软交换系统能有三个就相当不错了。
家园 这个，有不同意见 过去再怎么闹，并没有很像样的应用真需要QoS支持，不是玩票就是小打小闹，所以不管技术还是市场上都只限于纸上谈兵。感觉软件换，VoIP， IPTV等新应用会迫使运营商考虑如何整合，推标准。更何况还有无线网那一块。
不过，是不是走IS/DS的老路子就不一定了，比如像Skype一样做P2P。另外，泡沫时代留下的光纤也会有相当的影响。好几年前，我们吓搞了一下，看铺光纤还是改路由器对运营商更合算，结果好像是前者。
- 复 这个，有不同意见
家园 商璀一哈 首先我说的是互联网的现状，您说的是将来的可能性，这个不大可比吧。
另外QoS和Internet的分布式架构本身有冲突。需求只是一方面的因素，但是互联网的分布式特性本身和end to end QoS要求有冲突。一个连接的路径往往需要跨越好几个AS，这些AS分别属于不同ISP服务商，使用不同设备，运行不同的内部路由算法。这些AS中只要有一个不搞QoS，那么全程也就没有QoS可言。所以如果路径跨AS，就没有多大希望保证QoS。而带QoS考虑的EGP路由还基本停留在学生作文里，应用还没什么希望。接入商和干线运营商的商业模型很不一样，很难有因素可以导致他们坐到一起一块作QoS。
p2p本身不能实现QoS，它能做的最多只是在几条路之中找条好些的罢了。另外skype的p2p只用在查找阶段（类似于sip阶段），接通后的通话就是点对点直接的udp，没有另外的qos，也不是p2p。这个就不必多说了。
现在互联网里唯一可以算QoS服务的，就是一些对大客户的租线服务，他们可以向服务商租一条有SLA保证的线路。不过这里面涉及到的金额，和相应设置的复杂程度，远远不是consumer市场可以承受的。
还有一种可能，就是出现像过去ATT那样的从客户设备到接入到干网一把抓的垄断性公司。当然现在的新at&t和verizon的确有从客户接入到干网的全套服务，不过他们的资金大不如前了，能走多远是个大未知数，至少现阶段没有人考虑作QoS。另外像您所在的地区，属于目前这一整合阶段里谁都不要的qwest的势力范围。qwest自己没有干线，租用别人（好像是level3?）的干线。也就是说如果IP电视台在其他地区，您看的IP电视连接跨了AS，就还是没有QoS。
说到底还是钱，服务商只有有钱才会去做。如果支持QoS可以多赚钱，再难也有人做了。如果赚不到，即使现有设备都支持也没有人会打开来用。比如卖一个服务，多花三倍钱的高级服务包可以保证你的通讯质量，我敢保证您会选那个便宜的质量没有保证的基本服务。而剩下的极少愿意买这种高级服务的人，他们交的钱又根本不够付费用的。
所以现在剩的路只有一条，就是加带宽。如果带宽超过所需流量的3-4倍，那么一般需要还是基本可以的。现在是接入商在做，因为他们可以加收钱，所以他们先动。干网按流量收钱，不见流量不加线。另外干网有集合效应，少量连接的流量增加很容易消化。所以滞后一些。总的还是那句话，不管是IS还是DS，都没有多大可能；加了带宽，服务还是best effort。