相关专题：
摘要 软交换网络技术是目前普遍关注的下一代网络技术，本文就软交换组网应用中存在的若干问题，包括与现有SS7网络的互通，大规模应用时的呼叫路由进行了分析与探讨，并对新兴的ENUM技术在软交换网络中的应用提出看法。
1 软交换组网应用中存在的问题
软交换技术以其开放、灵活、强大的业务提供能力等优点备受人们的关注，国内外运营商纷纷开展软交换网络试验，但从其组网角度来看，仍然有许多问题没有得到解决。
（1）软交换网络与SS7网络的互通问题
如果用软交换技术提供话音业务，首先需要解决与现有SS7网络互通的问题，即需解决SS7 over IP问题。目前，IETF的Sigtran工作组定义了多个协议实现在IP网络上传送SS7信令，其中适用于呼叫控制应用，即软交换和信令网关之间通信的协议有M2UA、M2PA、M3UA，到底选用哪种方式是组网时需要考虑的问题。
（2）电话号码与软交换IP地址的映射问题
现有电话网采用E.164编址作为路由的依据，而软交换网与传统电话网最大的不同之处在于虽然终端仍然采用E.164编址方式，但网络在建立呼叫时所用到的路由地址却为IP地址，因此网络需能够将E.164号码转换为IP地址，即能根据被叫的E.164号码确定其所属的软交换的IP地址。目前这种功能通常在软交换内实现，在网络规模小、软交换数量少的情况下，这种方式尚可，可是随着网络规模的扩大，软交换数量的增多，就需要解决大规模组网情况下的呼叫路由问题。
此外，如果E.164编址与URI（统一资源标识）地址格式统一起来，则可催生大量的数据与语音相结合的增值业务。
2 软交换网络与SS7网络的互通
软交换和信令网关之间通信的协议有M2UA、M2PA、M3UA，下面分别介绍各种协议的特点。
（1）M2UA协议
M2UA工作于客户机/服务器模式，当应用在信令网关与媒体网关控制器（MGC）/软交换之间时,协议结构如图1所示，它用于信令网关（SG）上的信令链路功能级（MTP2）实例和软交换上的信令网功能级（MTP3）实例之间。软交换上的MTP3实例通过M2UA调用SG的MTP2实例提供的服务，所以软交换为客户机端，信令网关为服务器端，此时SG上的MTP2和软交换上的MTP3并不知道彼此被IP网络拉远。
M2UA协议中引入了一个很重要的概念：应用服务器(AS)，对于M2UA来说，AS为信令网关上所终结的SS7链路提供MTP3层处理以及呼叫处理的逻辑实体，一个应用服务器可包含多个应用服务器进程(ASP)，这些应用服务器进程可分布在不同的网络设备上，并且可按多种方式配合工作，包括override、loadshare以及broadcast三种方式。如果将ASP放置在两个软交换上，并且采用override工作模式，可实现"双归属"组网，有效防止软交换节点的单点失效。
在M2UA方式下，软交换由于包含MTP3功能，所以需占用信令点编码，而信令网关则无需，也正因如此，如果信令链路少且分散，那么通过M2UA可将这些分散的信令链路的MTP3以上部分集中到一个软交换上进行处理，实现信令点编码的合并，可提高信令点码利用率，因此M2UA非常适用于SS7链路少且分散的场合。
在M2UA方式下，PSTN域内的信令点到软交换之间的信令链路实际上包含不同性质的两段：PSTN到信令网关的窄带链路和信令网关到软交换的SCTP Association（偶联），这种"两段式"通路的管理比传统链路的管理要复杂，所以不能只依靠现有的信令网管理规程，还需要依靠M2UA的管理。
（2）M2PA
M2PA非常类似M2UA，不过它不是适配协议，且不工作在客户机/服务器模式，而是对等模式，其两端的用户均为MTP3，这与M2UA不同，M2UA一端的用户为MTP3，另一端的用户为NIF，M2PA并不将MTP2实例和MTP3实例通过IP网拉远，而是用IP链路替代MTP2链路，即相当于更换了信令的承载层，因此对信令通路的管理可沿用传统的窄带链路的管理，对现有SS7网管的影响较小。
在M2PA方式下，信令消息离开信令网关后还可在MTP3层继续转发，所以基于M2PA的信令网关类似现有的STP设备，可用来替换现有的STP，实现在IP网络上构造SS7平台。
当M2PA应用在信令网关与MGC/软交换之间时，其协议结构如图2所示，此时信令网关和软交换均包含MTP3功能，所以均需占用信令点编码，信令网关相当于一个信令转接点，因此可采用信令转接点对应的组网方式来防止信令网关的单点故障，并且信令网关可为多个软交换服务。
（3）M3UA
M3UA工作于客户机/服务器模式，当应用在信令网关与MGC/软交换之间时，协议结构如图3所示，用于SG上的MTP3实例和软交换上的ISUP/TUP实例之间，软交换上的ISUP/TUP实例通过M3UA调用SG上的MTP3实例提供的服务，所以软交换为客户机端，信令网关为服务器端，此时，SG上的MTP3和软交换上的TUP/ISUP并不知道彼此被IP网络拉远。M3UA与M2UA一样也有应用服务器的概念，并可通过override模式实现“双归属”组网，防止软交换的单点故障。在M3UA方式下，信令网关由于包含MTP3功能，所以需占用信令点编码，因此M3UA适用于SS7链路密集的地区。
在M3UA方式下，信令网关与软交换的信令点编码可以相同，也可不同，两者分别对应M3UA的两种组网模式：代理信令点组网模式和信令转接点组网模式。
在代理信令点组网模式下，如果信令网关想服务于多个信令点编码不同的软交换，则需支持多信令点编码，不过此方式对现有的SS7网管有影响，因为此组网方式下信令网关和软交换使用同一信令点编码，但PSTN的信令点到软交换之间信令链路的“两段式”通路的管理存在着问题：如SCTP偶联上的拥塞状态无法通过合适的窄带消息反馈回PSTN域，因此对现有网管造成一定影响。
信令转接点组网方式下，信令网关和软交换占用不同的信令点编码，信令网关可以为信令点编码不同的多个软交换服务，不过，虽然信令网关具有消息转发功能，但由于M3UA本身是一种适配协议，因此，对TUP/ISUP等电路相关应用部分的转发只能是从信令网关到软交换的“一步转发”，消息还是必须在软交换落地，这是与M2PA不同的地方。与M3UA代理信令点组网方式不同的是，在M3UA信令转接点组网方式下，由于信令网关和软交换使用不同的信令点，所以从PSTN到信令网关的链路是两个信令点间的链路，从信令网关到软交换的SCTP偶联是另两个信令点间的链路，因此实现了“一段式”通路，管理和PSTN域信令链路类似，SCTP偶联的状态能够准确地反馈回PSTN域，如偶联拥塞，信令网关可以映射成TFC消息发送到PSTN域。
由上面的分析可以看出M2PA和M3UA均适用于信令准直联方式，M2UA非常适用于SS7链路少且分散的场合。
当采用信令网关单独组网方式，从信令点编码合并和网络适应性角度来看，在SS7网络资源丰富的地区可采用基于M3UA实现的代理信令点组网方式，对于没有STP（信令转接点）重叠网的地区，由于基于M2PA的信令网关可作为信令转接点，实现在IP上构造SS7网络平台，可考虑采用基于M2PA的信令转接点组网方式。
3 大规模组网时的呼叫路由
大规模组建软交换网络需根据被叫号码确定管辖其的软交换IP地址的路由功能，总体来说有三种解决方案：平面路由，分级路由和分层路由。
（1）平面路由
平面路由即每个软交换均放置着全网所有的路由数据，软交换经过本地查询就可定位管理被叫的软交换，实现软交换层面的一次定位。此种路由结构的好处是节约投资，但仅适用于建设初期网络规模小，软交换数量少的情形。如在建网初期，可让每个软交换负责管理一定的号段，如某个局号，每个软交换均放置着局号和管理这个局号的软交换的别名或IP地址的对应关系，这样建立呼叫时只要分析被叫的局号，经过本地查询就可一次定位。
（2）分级路由
分级路由即用单独的网络实体－路由服务器为软交换提供域间路由服务，此结构对于同一软交换内的呼叫，不必请求路由服务器的服务，不同软交换之间的呼叫则需请求路由服务器的服务，随着网络规模的扩大，路由服务器可分级，同一级的路由服务器不直接进行地址解析，两个路由服务器所管辖域间的呼叫需通过上一级路由服务器来进行，但路由服务器的分级数不宜过多，否则会影响呼叫建立的时间。此方案的特点是路由服务器不进行呼叫信令的转接，只进行地址查询，所以就呼叫处理层面来讲，软交换为逻辑网状网结构。
此方案的优点是可避免平面路由下维护全局路由的压力，并且数据更新时只要对相应路由服务器中的数据做更新即可，网络的扩展性强，适用于大规模网络环境。不过此方案实现的实质是对路由数据分级，不同级别的路由服务器维护不同级别的路由数据，缺点是由于路由数据是静态配置的，所以不能根据网络状况做实时更新。
（3）分层路由
分层路由与分级路由的不同之处在于就呼叫处理层面来说，软交换不为逻辑网状网结构，而是增加了代理软交换，代理软交换负责不同域的软交换之间的互通，通常代理软交换只具备呼叫控制功能，不具备承载控制功能，即代理软交换并不控制媒体网关建立媒体流连接,但软交换之间的呼叫信令需经过代理软交换转接。
4 软交换网络的业务编号
ENUM（电子号码）将E.164号码的使用范围扩大，使电话号码不仅仅用于提供话音业务，还可用于其它通信服务，通过ENUM技术可实现用单一的号码接入多种终端和服务，如用户电话、传真、电子信箱、移动电话、Web站点等。在软交换网络中应用ENUM一方面可以解决SIP终端与PSTN/ISDN的互通，另一方面还可开发出基于号码的增值业务，如号码可携，甚至提供集话音、数据、图像于一体的套餐业务，比如统一消息业务，因此有着广阔的发展前景。
要想在软交换系统中引入ENUM，关键在于将ENUM客户机端放置在何处？ENUM客户机端主要实现将输入的E.164号码映射成全球唯一的URI的功能，我们认为ENUM客户机端的放置位置可以有多种选择，如放置在软交换上，放置在SIP智能终端上或者放置在应用服务器甚至门户网站上，这主要取决于业务的实现方式和触发方式。
目前国际上对ENUM实验态度积极，许多国家已经开展相关实验，如瑞典、法国、奥地利等，我国在ENUM方面的研究也紧随国际步伐，开始深入研究EUNM技术。
5 结论
软交换在理论上是一个完整的体系结构，是现有通信网络向下一代网络过渡的有效解决方案，但目前仍然处于起步阶段，许多问题还有待于进一步研究。若能很好地解决以上问题，加上软交换网络的诸多优势，其发展前景将非常令人瞩目。
