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VoIP通訊協議與Softswitch網絡交換機技術

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在過去，傳統電信網絡(Public Switched Telephone Network；PSTN)與因特網(Internet Protocol Network；IP Network)分屬不同連結網絡，電信網絡僅單純的用來傳輸模擬電話及傳真，而因特網則是處理數字數據的傳送 。由于數字訊號處理DSP技術的開發，計算機電話整合(Computer Telephony Integration；CTI)技術的演進，衍生出新的產品與服務，使得計算機與電話市場增加了新的應用，像是計算機電話應用產生器(Application Generator)、訊息整合系統(Unified Messaging System；UMS)和自動話務分配(Automatic Call Distribution；ACD) 。有了計算機電話整合技術成功的經驗，遂想進而融合現有的因特網，于是有了因特網電話網關(Internet Telephony Gateway；ITG)的設計 。
過去幾年是以ITU-T H.323標準作為VoIP(Voice over IP)技術的基礎，透過IP網絡提供基本之電話服務 。不過近來的發展已逐漸顯示出原先H.323的架構并不符合VoIP系統未來長久發展之需，而勢必得在其現有基礎上做適當的調整，才能滿足未來VoIP與PSTN/PLMN整合上的需求 。
現在，一些世界標準組織及策略聯盟紛紛提出新的協議與架構，例如：IETF(Internet Engineering Task Force)訂定了MGCP、MEGACO、SIP、SIGTRAN等協定；ISC協會(International Softswitch Consortium)亦著手制定網絡交換機(Softswitch)系統架構 。在這個系統中，有新的設備及協議，希望能整合傳統電信PSTN網絡到IP網絡中 。藉由電信與信息技術的結合、標準化的系統架構，以及開放的應用程序接口，改變了電信產業未來的發展 。而網絡交換機(Softswitch)技術負責因特網電信與傳統電信網絡的介接，將在新一代的因特網電信系統扮演相當重要的角色 。Softswitch系統架構 發展新世代因特網電信技術，首要面對的課題就是要能與現有的電信網絡架構整合 。在圖1中，分別描繪了傳統電信網絡(圖左側)及因特網電信(圖右側)的架構示意圖 。
傳統電信網絡中電話建立的過程為：語音(Voice)部份是經由局用交換機(CO Switches)之間的Trunk接口傳輸；信令(Signaling)部份則是透過SS7網絡傳遞 。假如只是一般的通話，負責通話控制(Call Control)的SS7 ISUP信令，僅會透過SS7網絡的信號轉運點(Signal Transfer Point；STP)，在發話端交換機(Originating Switch)與受話端交換機(Terminating Switch)之間傳送；然而，當通話需要智能網絡服務(IN Services)時，則要發送SS7 TCAP信令，經由SS7網絡轉送至提供該服務的服務控制點(Service Control Point；SCP)，要求提供該項服務；若是該項服務包括語音播放(Announcement)、互動語音響應(Interactive Voice Response；IVR)，此時SCP就會要求智能型設備(Intelligent Peripheral；IP)播放語音給發話端，同時偵測發話端的按鍵，并將按鍵結果之DTMF回傳給SCP，用來決定該項服務的進行 。
在因特網電信架構中，為了與傳統電信網絡介接(Interworking)，安排了信令網關(Signaling Gateway；SG)和SS7網絡連接，以接收由SS7網絡傳送來的信令，經過格式轉換再交由媒體網關控制器MGC(Media Gateway Controller；在MGCP稱之為話務代理(Call Agent)) 。MGC的功能包含通話控制與路由(Routing)、信令處理、媒體網關控制，以及產生通話記錄(Call Detail Records；CDR) 。MGC和信令網關之間的接口規格目前正由IETF SIGTRAN(Signaling Transport)這個工作小組所制定 。在此架構中，媒體網關(Media Gateway；MG)則扮演著媒體格式轉換的角色，它負責將電信網絡傳遞來的語音或影像格式轉換成IP網絡上所傳遞的RTP格式 。而MGC則透過MGCP或MEGACO/H.248來控制不同類型的媒體網關 。另外，MGC與MGC之間的溝通則是藉由SIP-T(SIP for Telephones)，現今SIP-T仍在IETF作進一步的研議 。
相對于傳統電信網絡提供服務的SCP與IP，在因特網電信架構中也有類似的組件，例如：應用服務器(Application Server；AS)類似SCP，負責提供加值性的服務(如：080、Voice Mail服務)，它可支持JAIN或Parlay的標準應用程序接口，提供給上層的應用程序發展者，使得應用服務的開發更為輕易且具可移植性(Portability)；而AS與MGC間的通訊協議SIP-TSI(SIP-Telephony Service Interface)，目前尚在ISC討論階段，并無明確的文件數據；另外，媒體服務器(Media Server；MS)則類似傳統電信網絡的智能型設備(Intelligent Peripheral；IP)，利用RTP來傳送語音訊息給媒體網關(或網絡電話)，或是接收媒體網關(或網絡電話)傳送來的語音訊息和DTMF按鍵數據 。

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