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通信百科
2026-10-07 18:18:22

NGN、IMS与软交换是什么关系?架构定位、区别与演进

NGN、软交换和IMS并不是三个同层级概念。本文从网络定位、控制架构、协议、PSTN互通及VoLTE、VoNR演进说明三者区别与长期共存关系。
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NGN、IMS与软交换是什么关系?架构定位、区别与演进

NGN、软交换(Softswitch)和IMS经常出现在同一批通信网络资料中,也因此很容易被理解成三种相互竞争的核心交换技术。实际上,它们并不处在完全相同的层级。

NGN更接近一种下一代电信网络的总体架构思想,强调分组化承载、业务与底层传送解耦以及开放接口;软交换主要解决传统PSTN、ISDN等语音网络向IP承载迁移时的呼叫控制问题;IMS则建立了一套更标准化的IP多媒体用户注册、会话控制和业务触发体系。

因此,三者之间不能简单理解成“NGN之后是软交换,软交换之后是IMS”,也不能把IMS直接等同于一个更高级的软交换设备。理解它们之间的关系,关键是先区分总体网络理念、呼叫控制架构和多媒体会话控制体系。

NGN为什么不是一种具体设备或协议

NGN是Next Generation Network的缩写,即下一代网络。它并不是某一台交换机,也不是像SIP、H.248那样的一种具体协议。

从网络架构角度看,NGN强调的是:电信业务逐步运行在分组承载网络之上,同时把承载、呼叫或会话控制、应用业务等功能拆分开来,通过标准化接口完成协同。

可以把这种关系简化为:

接入网络 → 分组承载 → 呼叫/会话控制 → 应用与业务

用户可以通过固定宽带、移动网络、企业IP网络或其他接入方式进入通信系统,底层网络负责提供数据连接,而语音、视频、消息和其他业务不必与某一种特定传输技术永久绑定。

这也是为什么NGN不能直接和IMS或Softswitch画等号。NGN讨论的范围更大,除了核心控制,还涉及接入、IP承载、QoS、网络互通、安全、业务平台和运营管理等多个方面。

原页面中以IP MPLS核心网连接接入网络和多种NGN业务的分层架构示意图

上图是原页面保留的早期NGN/IP承载资料,其中还包含流量检测等与本篇主题并不完全对应的内容。这里仅用于辅助理解“接入—承载—控制—业务”的分层思路,不把图中的每一个功能都作为NGN必要组成部分。

NGN总体网络理念与软交换呼叫控制体系和IMS多媒体会话体系之间的层级关系图

软交换怎样把传统电话网带入IP承载

软交换技术出现的重要背景,是传统电话网开始从专用电路交换和TDM承载向IP分组网络迁移。

传统程控交换机往往把呼叫控制、交换和部分业务能力集中在同一交换系统中。软交换架构则进一步把呼叫控制与媒体承载分开,使语音可以经过IP网络传输,同时继续连接原有PSTN、ISDN和模拟电话终端。

典型软交换网络可以包括:

  • Softswitch / MGC / Call Agent:负责呼叫控制和路由;
  • Trunk Gateway:连接E1、TDM中继和IP语音网络;
  • Access Gateway:连接模拟电话或传统用户线路;
  • Signaling Gateway:处理SS7等传统信令与IP信令环境之间的适配;
  • Application Server:提供部分增值和业务逻辑。

因此,Softswitch的优势并不是“它是NGN的一台物理设备”,而是它非常适合处理传统电话网络IP化过程中大量现实问题,例如号码路由、PSTN中继、SS7/PRI互通、媒体网关控制以及旧电话业务继承。

Softswitch控制层通过分组核心网连接宽带接入PSTN和移动网络的传统NGN架构图

这张原图比较典型地表现了软交换时代的网络结构:上层提供应用和业务管理,中间由Softswitch承担控制,下层通过Packet Core和各种接入网关连接PSTN、宽带用户和移动网络。

需要注意的是,Softswitch并不意味着网络中永远只有一个中央控制节点。实际系统可以进行冗余、分区和多节点部署。它与IMS的主要区别,也不是简单的“集中式”和“分布式”二选一,而在于标准体系、网元划分和业务控制方式不同。

IMS怎样把用户、会话和业务控制进一步标准化

IMS最初由3GPP引入,用于在IP网络上建立标准化的多媒体业务控制体系。与Softswitch重点解决PSTN语音IP化不同,IMS从架构设计开始就更加重视用户身份、注册、移动性、会话路由和业务触发。

IMS中的核心逻辑关系通常包括:

UE → P-CSCF → I-CSCF / S-CSCF ↔ HSS → Application Server

其中P-CSCF作为终端进入IMS的主要SIP接触点,S-CSCF承担核心会话控制和业务触发,HSS保存用户身份和签约数据,AS执行具体业务逻辑。

IMS并不是把一个Softswitch拆成很多服务器这么简单。它对用户注册、会话控制、业务提供、用户数据以及传统网络互通都定义了相对明确的逻辑功能和参考点。

早期NGN和IMS架构中多种固定移动接入连接IMS及互联网应用的示意图

上图属于较早期的NGN/IMS概念资料,可以看到DSL、移动接入、固定无线、Cable和企业网络共同进入服务提供网络,再连接IMS、Internet及第三方应用。这种图更适合用于理解IMS与接入技术解耦的设计思想,而不是当前网络部署的完整网元图。

IMS大量使用SIP进行注册和会话控制,同时通过Diameter等协议完成用户数据、认证和策略相关交互。这里也不能再简单描述成“Softswitch只用了部分SIP,而IMS使用完整SIP”。两种体系都可能广泛使用SIP,真正的差别在于SIP被放进了怎样的网络和业务控制架构中。

关于P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF、HSS及IMS注册流程,可继续查看IMS是什么?架构、核心网元、注册与会话流程。

NGN、软交换与IMS的核心区别

把三者放到同一张表中,更容易看清它们并不是三个完全同类的技术。

对比项 NGN Softswitch IMS
性质 下一代分组电信网络总体理念与架构范畴 面向IP语音和传统电话迁移的呼叫控制架构 标准化IP多媒体会话和业务控制体系
主要关注点 承载、控制、业务解耦及网络融合 PSTN/ISDN语音向IP网络迁移 用户注册、SIP会话、业务触发与多媒体通信
典型核心功能 不限定某一个核心网元 Softswitch / MGC / Call Agent P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF
用户数据 由具体实现决定 由平台和部署架构决定 HSS等标准化用户数据功能
常见协议 可包含多种IP和电信协议 SIP、H.323、H.248/MGCP、SS7等,视系统而定 SIP、Diameter等,并定义相应IMS参考点
传统电话网互通 总体网络能力之一 是其重要部署目标 通过BGCF、MGCF、IMS-MGW等功能实现
典型应用背景 固定与移动网络分组化和业务融合 PSTN迁移、VoIP核心网、传统语音承载改造 VoLTE、VoNR及运营商IP多媒体业务

原页面还把Softswitch和IMS分别对应到B2BUA与Proxy,这种理解也不宜绝对化。很多软交换、IP PBX和SBC确实会以B2BUA方式控制会话,但IMS中的不同功能也可能根据自身角色表现为Proxy、UA或B2BUA等不同SIP行为。

因此,不能用“是否使用B2BUA”单独判断一个系统属于Softswitch还是IMS。

软交换和IMS为什么会长期共存

运营商通信网络不是一次性建设完成的。传统PSTN、TDM中继、Softswitch、IMS、LTE和5G可能在相当长时间内同时存在,因此网络演进通常伴随着大量互通。

一个简化的演进关系可以写成:

PSTN / TDM → Softswitch + Media Gateway → IMS → VoLTE / VoNR

这条路径表达的是技术和网络建设重点的变化,并不意味着右侧系统上线以后左侧系统立即消失。

例如一个已经部署IMS的网络,仍然可能需要通过MGCF、IMS-MGW或其他网关与PSTN通信;Softswitch网络也可以通过SIP Trunk、SBC等方式与IMS或其他SIP网络互联。

传统SS7信令还可能通过SG或SIGTRAN环境与IP化核心网络连接,而企业侧的PBX、SIP服务器或语音网关也可能继续通过SIP中继接入运营商网络。

从传统PSTN经软交换和媒体网关向IMS、VoLTE及VoNR演进并保持网络互通的示意图

所以现实工程中的重点不是判断“Softswitch和IMS谁彻底淘汰谁”,而是确定不同网络之间怎样完成号码、信令和媒体互通,以及旧业务怎样平稳迁移到新的IP通信体系。

今天应该怎样理解NGN、IMS与软交换

今天再讨论这三个概念时,不适合继续沿用“Softswitch是NGN初级阶段,IMS是更高级阶段”这种简单线性关系。

更准确的理解是:

NGN描述的是电信网络向分组化、开放化以及业务与承载解耦发展的总体思想。

Softswitch重点解决传统语音交换网络怎样把呼叫控制从媒体承载中分离,并通过网关连接PSTN和IP网络。

IMS则在IP承载基础上建立更标准化的用户注册、SIP会话控制、用户数据和业务触发体系。

IMS后来成为LTE运营商语音体系的重要组成部分。LTE/EPC负责提供分组连接,IMS负责VoLTE的注册、会话和电话业务控制。在5G SA网络中,5G NR和5G Core承担接入及分组核心功能,IMS仍可继续承担VoNR等运营商语音业务的会话控制。

因此,IMS并没有随着5G出现而失去作用。当前3GPP仍持续维护IMS相关规范,其应用范围已经跨越早期3G、LTE和5G网络。

另一方面,Softswitch仍具有明确的工程价值。只要网络中仍有PSTN、E1中继、模拟用户、传统信令或大量既有语音系统,就可能继续需要Softswitch、媒体网关和相关互通设备。

最终可以把三者关系概括为:

NGN是更上层的网络演进理念;Softswitch主要解决传统电话核心向IP承载迁移;IMS建立标准化的IP多媒体会话和业务控制体系。IMS符合NGN强调的分组化和业务承载解耦思想,但IMS本身并不等于整个NGN。

如果需要进一步了解IMS内部结构,可查看IMS是什么?架构、核心网元、注册与会话流程;关于Softswitch到IMS的网络建设过程,则由软交换和IMS的发展关系继续承接,重点讨论PSTN、Softswitch、IMS到VoLTE和VoNR的演进路径。

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