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摘要
軟交換技術是能夠同時提供話音、資料和視頻等多種業務的下一代網路NGN（Next Generation Networks）的核心技術。它實現了業務、媒體與呼叫控制相分離，採用了分層開放式結構。本文簡要介紹了軟交換技術，討論了H.323協定，並與SIP協定進行了比較。
1 前言
下一代網路的網路體系結構中有兩種策略：一是智慧的端點和邊緣，也就是說CPE端是簡單的網路設施；二是簡單的端點和邊緣，CPE端是智慧的網路設施。對於前者來說，因爲端到端多媒體融合業務的驅動力來源於端點和邊緣，下一代網路業務的蓬勃創新正依賴於此。互聯網的成功也證明了這種策略對多媒體業務的重要性。而對於後者來說，因爲只有單純統一的端點和邊緣設備，才有利於規模性地經營管理和控制。PSTN網路所提供的語音業務已驗證了這種策略商業實踐的可靠性。ITU的H.323協定和IETF的SIP協定正是在某種程度上體現了第一策略的技術體制。爲了在更大程度上實現端到端IP電話的電信運營目標，人們爲電信運營商設計出軟交換機技術機制。IP電話語音業務是軟交換機中的最主要、最根本的業務功能。
2 軟交換技術
軟交換（Soft switch）的概念是1997年由朗訊公司貝爾實驗室提出來的, 初衷是爲了將現有的傳統PSTN電路交換網與IP/ATM資料網融合。
軟交換是下一代網路的控制功能實體，爲下一代網路(NGN)具有即時性要求的業務提供呼叫控制和連接控制功能，是下一代網路呼叫與控制的核心。軟交換具備以下三個基本特點：集成分組網和電路交換網；具備彙接局和端局能力；呼叫控制與媒體層和業務層分離。
軟交換設備位於控制層，提供多種業務的連接控制、路由、網路資源管理、計費、認證等功能。軟交換設備與各種媒體閘道、終端、應用伺服器、其他軟交換設備間採用標準協定相互通信。
3 H.323協定
H.323是ITU-T第16工作組的建議，由一組協定構成，其中有負責音頻與視頻信號的編碼、解碼和包裝，有負責呼叫信令收發和控制的信令，還有負責能力交換的信令。H.323的第4版本具備做電信級大網的特徵，以它爲標準構建的IP電話網能很容易地與傳統PSTN電話網相容，從這點上看，H.323更適合於構建電話到電話的電信級大網。
H.323協定族規定了在主要包括IP網路在內的基於分組交換的網路上提供多媒體通信的部件、協定和規程。H.323一共定義了四種部件：終端，閘道，網守和多點控制單元。利用它們，H.323可以支援音頻、視頻和資料的點到點或點到多點的通信。 H.323協定族包括用於建立呼叫的H.225.0、用於控制的H.245、用於大型會議的H.332 以及用於補充業務的H.450.X等。H.323 協定中包含3條信令控制通道：RAS信令通道、呼叫信令通道和H.245 控制通道。3 條通道的協調工作使得H.323的呼叫得以進行。
下面對H.323的組件和通道進行介紹：
3.1 部件
H.323定義了4個主要組件構築基於網路的通信系統：終端（Terminal）、閘道（Gateway）、網守（Gatekeeper）和多點控制單元（MCU）。
3.1.1 終端（Terminal）
在基於IP的網路上是一個用戶端點。它需要支援下面3項功能：支援信令和控制，即支援H.245（有關通道使用和通道能力的複雜協定）和H.225（一個類似Q.931的呼叫信令收發和建立協定）以及RAS（定義在H.225，用於終端與網守通信協定）；支援即時通信，即支援RTP/RTCP(一個對聲頻和視頻資訊包順序處理的協定)；支援編碼，即傳前壓縮，收後進行解壓縮。爲互操作性，每個H.323終端需支援Q.711，其他的編碼方式作爲選項。
3.1.2 閘道（Gateway）
提供在包交換網路和電路交換網路(SCN，Switch Circuit Network)之間的一個連接。
3.1.3 網守（Gatekeeper）
在H.323系統中是可選的，但如果出現，它們就具有某些強制性的功能，網守完成位址翻譯、接納控制、帶寬控制、域管理4個必須功能。網守還支援呼叫控制信令、呼叫鑒權、帶寬管理和呼叫管理4個可選的功能。當一個H.323系統中有網守時，所有類型的端用戶在建立一次呼叫之前都需要到網守登錄並獲得它的許可。
3.1.4 多點控制單元（MCU）
多點控制單元支援3個以上的端用戶進行會話。典型的MCU包括一個多點控制器（MC）和若干個(也可以沒有)多點處理器（MP）。MC提供控制功能，如終端之間的協商，決定處理話音或視頻共有的能力。MP完成會話中的媒體流的處理，如話音的混合、話音/視頻交換。
3.2 通道
H.323用通道對兩個通信實體進行資訊交換結構化。通道是一個傳輸層的連接。
3.2.1 RAS通道
該通道使端點用戶與它們的網守通信，定義在H.225.0中，通過RAS通道，端點用戶登錄到網守上，並請求允許它與另一個端用戶進行呼叫。如果請求獲得同意，則網守回送一個傳輸地址(含IP地址和埠號)作爲被叫點的呼叫信令通道。
3.2.2 呼叫信令通道
該通道承載呼叫和補充業務的控制資訊，這個通道採用類似於Q.931的協定，協定描述在H.225.0和H.450.X中，當呼叫建立好後，H.245控制通道的傳輸位址將在本通道內指明。
3.2.3 H.245控制通道
這個通道承載H.245協定的資訊，該資訊用於具有能力交換支援的媒體控制。在參與呼叫的各方完成能力交換之後，通過本通道創建一個媒體的邏輯通道。
3.2.4 媒體的邏輯通道
這個通道承載話音、視頻和其他媒體資訊，每一個媒體類型承載在各自一對單向通道上，每一個方向上採用RTP和RTCP。
H.323規定RAS通道和媒體邏輯通道承載在一個非常可靠的傳輸協定上，H.245控制通道指定在可靠傳輸協定上，從第三版起，可選擇承載在不可靠傳輸協定上。
3 H.323與SIP的比較
SIP由IETF的MMUSIC小組提出，與ITU提出的H.323協定族相比，它具有簡單、擴展性和縮放性好以及和現有的Internet應用組合緊密等特點。
兩者對IP電話系統信令提出了完整的解決方案。它們對呼叫的連接都具有建立、管理和撤銷的能力，具有網路管理功能，使端點用戶具有進行建立和交互QoS的能力，且容易擴充新功能，支援不同類型的互操作性。當然，這兩個協定都包含關於語音編碼的解壓縮方面的要求，只是這部分對兩個協定而言是一樣的。
目前，H.323和SIP是分組網內兩大相互競爭的協定，其中，H.323協定是ITU-T制定的標準，SIP協定是IETF制定的標準，兩者均可以完成呼叫建立、釋放、補充業務和能力交換等功能。H.323協定採用了ISDN的設計思想，採用Q.931協定完成呼叫的建立和釋放，明顯具有電信網可管理性和集中的特徵。目前，H.323協定已經在網上得到廣泛的應用，與SIP比較，H.323更成熟，因此目前我國各運營商的IP電話網均選用該協定。而SIP協定具有簡單、擴展性好以及和現有的Internet應用緊密結合的特點，許多人認爲該協定比較容易實施，最近在美國得到快速發展，同時SIP將在第三代移動通信核心網和智慧業務中得到廣泛應用。支援多種協定是軟交換的主要特點之一，因此軟交換可以同時支援這兩種協定。
4 結論
H.323的協定修正歷程表明了在構建VoIP網路時，網路的可擴展性始終是一個不可忽視的問題。隨著寬帶網路的建設，流媒體業務變得越來越重要，寬帶分組網路逐步取代PSTN的趨勢開始顯現，這爲VoIP的發展提供了很好的平臺。H.323協定作爲下一代網路的支撐協定之一會扮演越來越重要的角色。
H.323第二版與SIP所支援的功能和業務是非常接近的，而對於補充業務，H.323定義得更嚴格，所以在實現上，H.323很少有互操作方面的問題。兩個協定在它們的QoS支援上是可以比較的（類似呼叫建立的時延、不支援資源預留或CoS（Class of Server）的設置），但H.323第三版將允許CoS需要的信令。所以H.323第三版是比較適合巨型電信營運商使用的。
軟交換技術只是一種實現手段，可以用在基於H.323的IP電話體系內，也可用在基於SIP的IP電話體系內。
H.323提供了一種集中處理和管理的工作模式，與電信網的管理方式是匹配的。它具備做任意規模的IP電話系統的能力，是一種很好的工作模式。
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