基于IP软交换的关键技术与协议
软交换技术结合了传统的语音网络的可靠性和新兴的IP技术的灵活性与有效性优点，能使现有公共交换电话网的能力发挥得淋漓尽致，并使公共交换电话网稳步地实现向IP数据网的转移。
基于IP软交换的技术特点
软交换技术的产生主要基于以下三方面技术的发展：
一是IP技术应用于通信领域，成功地研究出基于VoIP技术的IP电话。
二是将电信网络中的互联设备——网关功能分解为两部分：一部分只负责不同网络的媒体格式的适配转换，称之为媒体网关（MGW）；另一部分是网关的所有控制功能单独设置，称之为媒体网关控制器（MGC）。
三是智能网技术。智能网将业务控制和呼叫控制分离，提出了独立于交换网络的业务控制架构。
上述三方面技术为软交换技术的产生奠定了技术基础。
软交换技术的主要特点如下：
·呼叫控制与承载分离。软交换技术的基本思想是把呼叫控制功能从媒体网关（传输层）中分离出来，通过服务器上的软件实现基本呼叫控制功能，使得呼叫控制功能与承载网络之间无过多的依存关系，这在当前多网并存的情况下，为实现承载层网络融合提供了有利条件。
软交换实现的呼叫控制功能包括呼叫选路、管理控制、连接控制（建立/拆除会话）和信令互通（如从No.7到IP）等。
·业务控制与呼叫控制分离。它使业务真正地从网络中独立出来，为缩短新业务开发周期提供了良好的条件。业务控制与呼叫控制分离使软交换具备了灵活的业务提供方式，用户可以自行配置和定义自己的业务特征，不必关心承载业务的网络形式以及终端类型，真正实现“业务由用户编程实现”的设想。
·采用开放式业务接口（API）及标准协议。软交换把网络资源、网络能力封装起来，通过标准开放的业务接口与业务应用层相连。各功能实体（控制层设备和传输层设备）之间通过标准的协议进行连接与通信，使业务提供者自由地将传输业务与控制协议相结合，实现业务转移。这样，下一代网络中的功能部件就可以独立发展、扩容和升级，也使各运营商可以根据自己的需要，全部或部分地利用软交换体系的产品，采用适合自己的网络解决方案。
软交换技术参考模型
图1为ISC（国际软交换协会）推荐的软交换技术参考模型，这一参考模型涉及到传输平面、控制平面、应用平面、数据平面和管理平面等五个平面。
传输平面处于最底层，负责语音视频等具体承载数据的传送，包括交换功能、逻辑端口功能、适配功能和物理信令功能等，与传输平面相关的参考点有A、B、C。其中：A为信令信道，采用IETF IPS7协议；Ｂ参考点处于逻辑端口功能和设备控制功能之间，采用MGCP、MeGaCo、IPDC、Q.931等协议；C参考点采用VSI、GSMP等协议。传输平面与外部的接口1采用TDM话路或分组链路，包括带内信令。
控制平面处于第二层，提供控制功能，如信令处理、承载连接控制、设备控制、呼叫腿（Leg）控制、网守（Gatekeeper）和代理信令等功能。其中：参考点D位于信令处理功能和数据库功能之间，采用TCAP信令；参考点Ｅ在信令处理功能和会话控制功能之间，采用TCAP信令，用于IN请求等传送，业务逻辑对呼叫的控制等消息传送；参考点F1、F2分别采用呼叫控制API和承载连接控制API，如TAPI、JTAPI等。控制平面与外界的接口2采用H.323（H.225/H.245）、SIP、TCAP（TCAP/SCCP/M3UA/SCTP/IP）等协议和信令。
第三层应用平面提供业务和应用控制功能，包括会话控制、业务逻辑、翻译、路由及策略等功能。其中：H参考点介于会话控制功能和业务逻辑功能之间，采用JAIN、Parlay等公共API；G参考点和I参考点采用TCAP、LDAP等协议；J参考点尚未定义。应用平面与外界的接口3采用H.323（H.225）、SIP、JCAT等协议。
数据平面提供数据库功能，如计费服务，其具体功能、参考点和接口另文讨论。
管理平面提供管理功能，包括对网络操作/控制、网络鉴权、网络维护和网络实体等管理，管理接口采用SNMP v2、CMIP等协议。
基于软交换技术网络的体系结构
基于软交换的网络体系结构分成媒体接入层、传输服务层、控制层和业务应用层，软交换的核心位于控制层。
·媒体接入层：设有各种网关，用于实现异构网络到核心传输网以及异构网络之间的互连互通。
媒体网关负责管理PSTN与分组数据网络之间的互通，以及不同媒体、信令的相互转换（协议分析、语音编解码、回声消除、数字检测和传真转发等）。
信令网关负责提供SS7信令网络（SS7链路）和分组数据网络之间的交换（包括协议ISUP、TCAP等的转换）。
无线网关负责移动通信网到分组数据网络的交换。
软交换通过提供基本的呼叫控制和信令处理功能，对网络中的传输和交换资源进行分配和管理，在这些网关之间建立呼叫或进行已定义的其他复杂处理，并生成本次处理的详细记录。
·传输服务层：提供各种信令和媒体流传输的通道。基于软交换技术的混合网络的传输网可以是IP、ATM或其他任何类型的分组网络，但是更倾向使用IP分组网。
·控制层：提供呼叫控制、连接控制和协议处理能力，并为业务应用层提供访问底层各种网络资源的开放式接口。IP网络用于传统数据业务时没有呼叫连接的概念，但是用于电信业务时，通信双方还是需要先建立某种联系（如确定对方端口地址）。这种联系控制机制在IP网络中被称为会话控制，类似于电信中的呼叫控制。
控制层组成主要是软交换设备。软交换通过与各种媒体网关的交互作用，实现不同网络之间的业务层融合。
·业务应用层：决定提供和生成哪些业务，并通知控制层做出相应的处理。该层有多种业务生成服务器，提供各种业务控制逻辑，完成增值业务处理。
应用服务器提供执行、管理、生成业务的平台，负责处理与控制层中软交换的信令接口；驻留在应用服务器内的应用程序接口（API），为下面的业务和交换功能提供接入和生成的手段；应用服务器也可单独生成和提供各种各样增强的业务。
媒体服务器用于提供专用媒体资源（IVR、会议、传真）的平台，并负责处理与媒体网关的承载接口。
基于软交换技术的混合网络采用分层、开放的体系结构，使上层业务与底层的异构网络无关，体现了业务驱动的理念，为实现多网融合和灵活的业务提供创造了条件。
与软交换技术密切相关的协议
软件交换技术的目标是建设一个能够提供话音、数据、多媒体等多种业务的，集通信、信息、电子商务、娱乐于一体，满足自由通信的分组融合网络。为了实现这一目标，IETF、ITU-T、ISC、IPCC 制定并不断完善系列标准协议，如H.248/Megaco、SIP、BICC、SIGTRAN、H.323等。
1. 主要协议
（1）SIP协议（Session Initiation Protocol，会话初始协议） IETF制定的多媒体通信系统框架协议之一，它是一个基于文本的应用层控制协议，独立于底层协议，用于建立、修改和终止IP网上的双方或多方多媒体通信，即多媒体业务域间采用SIP协议。SIP是在SMTP（简单邮件传送协议）和HTTP（超文本传送协议）基础之上建立起来的。SIP用来生成、修改和终结一个或多个参与者之间的会话。这些会话包括因特网多媒体会议，因特网（或任何IP网络）电话呼叫和多媒体发布。为了提供电话业务，SIP还需要不同标准和协议的配合，例如，实时传输协议（RTP）、能够确保语音质量的RSVP、能够提供目录服务的LDAP、能够鉴权用户的RADIUS，并实现与当前电话网络的信令互联等。
SIP协议借鉴了HTTP、SMTP等协议，还与RTCP、SDP、RTSP、DNS等协议配合，支持代理、重定向、登记定位用户等功能，支持用户移动。
（2）BICC协议（Bearer Independent Call Control protocol, BICC协议）解决了呼叫控制和承载控制分离的问题，使呼叫控制信令在各种网络上承载，包括MTP SS7网络、ATM网络、IP网络。BICC协议由ISUP演变而来，是传统电信网络向综合多业务网络演进的重要支撑工具，即电话业务域和多媒体业务域间采用BICC协议。
BICC协议由CS1（能力集1）逐步向CS2、CS3发展。CS1支持呼叫控制信令在MTP SS7、ATM上的承载，CS2增加了在IP网上的承载，CS3则关注MPLS、IP QoS等承载应用质量以及与SIP的互通问题。
（3）H.248/Megaco（Media Gataway Control Protocal） IETF、ITU-T制定的媒体网关控制协议，用于媒体网关控制器和媒体网关之间的通信。H.248协议又称为MeGaCo/H.248。
H.248/Megaco协议是网关分离概念的产物。网关分离的核心是业务和控制分离，控制和承载分离。这样使业务、控制和承载可独立发展，运营商在充分利用新技术的同时，还可提供丰富多彩的业务，通过不断创新的业务提升网络价值。
H.248/Megaco是在MGCP协议（RFC2705定义）的基础上，结合其他媒体网关控制协议特点发展而成的一种协议，它提供控制媒体的建立、修改和释放机制，同时也可携带某些随路呼叫信令，支持传统网络终端的呼叫。该协议在构建开放和多网融合的NGN中，发挥着重要作用。
（4）SIGTRAN IETF的一个工作组，其任务是建立一套在IP网络上传送PSTN/ISDN信令的协议，SIGTRAN协议包括SCTP、M2UA、M3UA，提供了和SS7 MTP同样的功能，SIGTRAN协议栈如图2所示。·SCTP：流控制传送协议,用于在IP网络上可靠地传输PSTN信令,可替代TCP、UDP协议；SCTP在实时性和信息传输方面更可靠、更安全；TCP为单向流，且不提供多个IP连接，安全方面也受到限制；UDP 不可靠，不提供顺序控制和连接确认.
·M2U A：MTP2用户适配，支持MTP3互通和链路状态维护，提供与MTP2同样的功能。
·M3UA： MTP3用户适配，支持MTP3用户部分互通，提供信令间编码和IP地址的转换。
·SUA：信令用户适配，支持SCCP用户互通，相当于TCAP Over IP。