1、第第9 9章章 軟交換及下一代網絡技術軟交換及下一代網絡技術 主要內容主要內容l下一代網絡概述l軟交換技術概述 l軟交換系統支持的協議l軟交換網關 下一代網絡下一代網絡概述概述 9.19.9.1 1.2 .2 NGNNGN體系結構體系結構 9.9.1 1.1 .1 NGNNGN基本基本概念概念和特點和特點 9.9.1 1.3 .3 NGNNGN關鍵技術關鍵技術 9. 9.1 1.4 .4 NGNNGN演進路線演進路線 NGN NGN基本概念和特點基本概念和特點 9.1.1 NGN（Next Generation Network，下一代網絡，縮寫為NGN）是一個定義極其松散的術語，泛指一個大量采

2、用新技術，以IP技術為核心，同時可以支持語音、數據和多媒體業務的融合網絡。NGN是基于TDM（時分復用）的PSTN語音網絡和基于IP/ATM（異步傳輸模式）的分組網絡融合的產物。因此，NGN是全業務的網絡，包括電話和Internet接入業務、數據業務、視頻流媒體業務、數字TV廣播業務和移動等業務。 概念：廣義NGN軟交換IP廣義的下一代網絡從業務上看從業務上看對電話網而言，指軟交換體系對移動網而言，指IP 3G和后3G對數據網而言，指下一代因特網和IPV6對傳輸網而言，指下一代智能光網絡從技術上看從技術上看傳統電話的普遍性和可靠性有線電視網的豐富內容蜂窩網的移動性光網絡的帶寬因特網的靈活性以太

3、網的運作簡單性ATM的低延時 概念：狹義NGN軟交換軟交換語音網語音網數據網數據網視頻網視頻網分組網分組網NGNNGN基本概念和特點基本概念和特點 9.1.1 下一代網絡是可以提供包括語音、數據和多媒體等各種業務的綜合開放的網絡構架,有以下特征。1.1.采用開放的網絡構架體系采用開放的網絡構架體系(1)將傳統交換機的功能模塊分離成為獨立的網絡部件,各個部件可以按相應的功能劃分,各自獨立發展。部件間的協議接口基于相應的標準。部件間協議接口的標準化可以實現各種異構網的互通。2.2.下一代網絡是業務驅動的網絡下一代網絡是業務驅動的網絡(1) 業務與呼叫控制分離。(2) 呼叫與承載分離。3.3.下一代

4、網絡是基于統一協議的分組網絡下一代網絡是基于統一協議的分組網絡 NGN的體系結構的體系結構9.1.2 1.NGN1.NGN功能分層功能分層 l 接入層l 傳送層l 控制層l 應用層 9.1.2 圖9.3 基于軟交換網絡體系結構 2.2.基于軟交換系統的下一代網絡體系結構基于軟交換系統的下一代網絡體系結構NGNNGN的體系結構的體系結構 (1) 接入層 接入層包括信令網關SG、媒體網關MG、網絡接入服務器NAS和各類接入網關。(2) 核心傳輸層 核心傳輸層是一個基于IP路由器的核心分組網絡，就是NGN架構中的承載層。(3) 控制層 控制層是整個軟交換網絡架構的核心，主要指交換控制設備。軟交換是網

5、絡中的核心控制設備。(4) 業務層 業務層主要是指面向用戶提供各種應用和服務的設備。 9.1.2NGNNGN的體系結構的體系結構 業務管理業務管理網絡控制網絡控制核心交換核心交換邊緣接入邊緣接入SoftSwitch3G AccessAMGIADBroadband AccessPSTNTMGSGPLMN分組核心網分組核心網UMGUMGSoftSwitchApp ServerPolicy ServeriOSSINMRSSHLR9.1.2NGNNGN的體系結構的體系結構NGN體系結構業務管理層PLMN1，應用服務器和軟交換之間通過標準協議互通；2，各接入媒體網關的用戶通過軟交換實現各種補充業務的使用

6、。SoftSwitch3G AccessAMGIADTMGSG分組核心網分組核心網UMGUMG1App ServerPolicy ServeriOSSINMRSPSTN2在呼叫建立的基礎上提供額外的增值服務，以及運營支撐，比如IP電話17951、17909等。放音、收號、三方通話等。NGN體系結構網絡控制層SoftSwitchSoftSwitch3G AccessAMGIADBroadband AccessPSTNTMGSGPLMN分組核心網分組核心網UMGUMG呼叫控制通道話路通道實現呼叫控制，其核心技術就是軟交換技術，完成基本的實時呼叫控制和連接控制功能SS負責兩個用戶之間的信息交互和連接

7、。在電話接續后，負責承載語音話路信息。NGN體系結構核心交換層分組核心網分組核心網S S S SR R R R以太網交換機以太網交換機北京北京北京紐約紐約倫敦倫敦大小采用分組技術，提供一個高可靠性的、具有QoS保證和大容量的統一的綜合傳送平臺。NGN體系結構邊緣接入層核心交換核心交換邊緣接入邊緣接入分組核心網分組核心網3G AccessAMGIADBroadband AccessPSTNTMGSGPLMNUMGUMG通過各種接入手段將各類用戶連接至網絡，并將信息格式轉換成為能夠在網絡上傳遞的信息格式 NGN的關鍵技術的關鍵技術9.1.3 1.1.軟交換技術軟交換技術2.IMS2.IMS技術技術

8、3.3.高速路由高速路由/ /交換技術交換技術4.4.寬帶接入技術寬帶接入技術5.5.大容量光傳送技術大容量光傳送技術6.6.多層次的業務開發技術多層次的業務開發技術7.7.網絡安全保障技術網絡安全保障技術 NGN的演進路線的演進路線9.1.4 1.1.基于軟交換的基于軟交換的NGNNGN階段階段2.2.基于基于IMSIMS的的NGNNGN階段階段 軟交換軟交換技術概述技術概述 9.29.9.2 2.2 .2 軟交換的主要特點軟交換的主要特點 9.9.2 2.1 .1 軟交換的概念軟交換的概念 9.9.2 2.3 .3 軟交換軟交換系統架構系統架構 9. 9.2 2.4 .4 軟交換系統功能軟

9、交換系統功能 9. 9.2 2.5 .5 軟交換軟交換與其他網絡的互通與其他網絡的互通 軟交換的概念軟交換的概念 9.2.1 IP業務 分組網 信令 軟交換 (IP/ATM)媒體 媒體網關PSTN 廣義上，軟交換是指以軟交換設備為控制核心的軟交換網絡，包括接入層、傳送層、控制層及應用層，通常稱之為軟交換系統。 狹義上，軟交換是用戶的話音、數據、移動業務和多媒體業務的綜合呼叫控制系統，用戶可以通過各種接入設備連接到分組網(IP/ATM網)。 軟交換的概念軟交換的概念 9.2.1 軟交換是基于“網絡就是交換”的理念，它是一個基于軟件的分布式交換/控制平臺，將呼叫控制功能從網關中分離出來，利用分組網

10、(IP/ATM)代替交換矩陣，通過開放業務、控制、接入和交換間的協議以實現網絡運營環境，并可以方便地在網上引入多種業務。 軟交換技術作為業務控制與傳送接入分離思想的體現，是NGN體系結構中的關鍵技術，其核心思想是硬件軟件化，通過軟件的方式來實現原來交換機的控制、接續和業務處理等功能。 信令模塊信令模塊中繼模塊中繼模塊用戶接口模塊用戶接口模塊 業務服務器業務服務器軟交換軟交換中繼網關中繼網關中繼網關中繼網關中繼網關中繼網關SS7SS7信令網關信令網關用戶網關用戶網關系統處理機模塊系統處理機模塊交換矩陣交換矩陣智能網智能網核心分組傳送網核心分組傳送網 與現有與現有PSTNPSTN網絡的對比網絡的對

11、比軟交換的主要特點軟交換的主要特點 9.2.2l 基于分組交換 l 業務控制與呼叫控制分開，呼叫控制與承載連接分開l 提供開放的接口，便于第三方提供業務l 具有用戶話音、數據、移動業務和多媒體業務的綜合呼叫控制系統，用戶可以通過各種接入設備連接到IP/ATM網 軟交換的特點軟交換的特點軟交換的主要特點軟交換的主要特點 9.2.2l 高效靈活 將應用層和控制層與核心網絡層完全分開，有利于以最快的速度、最有效的方式引入各類新業務。l 開放性 網絡部件中都采用標準的協議l 多用戶 模擬用戶、數字用戶、移動用戶、ADSL用戶、ISDN用戶等l 強大的業務功能 提供各種新業務和綜合業務 軟交換的優點軟交

12、換的優點 軟交換軟交換系統架構系統架構 9.2.3 NMC SGMGASAGSCPMSSSC軟交換控制器（軟交換機）軟交換控制器（軟交換機） 呼叫控制 資源管理 路由控制 地址解析/翻譯信令網關信令網關連接SS7和 IP 網絡實現SS7信令傳輸格式轉換中繼媒體網關中繼媒體網關連接PSTN與IP網絡實現媒體傳輸格式轉換主要用于中繼接入接入網關接入網關用于終端用戶/PBX/無線基站的接入完成媒體流轉換和用戶信令處理等功能應用服務器應用服務器提供業務執行，管理，開發環境媒體服務器媒體服務器提供特殊媒體資源提供IVR功能系統管理中心系統管理中心提供系統管理功能連接運行支撐系統IAD綜合接入設備綜合接入

13、設備用于傳統用戶終端設備的接入完成用戶端數據、語音等的接入功能軟交換系統功能軟交換系統功能 9.2.4 應用服務器AAA 服務器網管系統業務提供網絡管理計費SSF呼叫控制互通軟交換軟交換H.323 網絡SIP 網絡軟交換SG現有 IN媒體網關SIP 終端H.248 終端MGCP終端SGRadius待定SNMPSIPH.323SIP/BICCSIPH.248MGCPH.248INAP/IPSS7/IP軟交換系統功能軟交換系統功能 9.2.4 軟交換幾項主要功能軟交換幾項主要功能 (1) 呼叫控制和處理功能呼叫控制和處理功能 (2) 協議功能協議功能 前面已經提到,開放性是軟交換體系結構的一個主要

14、特點,因此軟交換應具備豐富的協議功能，具體包括： 呼叫控制協議:ISUP,TUP,PRI,BRI,BICC,SIP-T,H.323等。 傳輸控制協議:TCP,UDP,SCTP,M3UA,M2PA等。 媒體控制協議:H.248,MGCP,SIP等。 業務應用協議:PARLy,INAP,MAP,LDAP,RADIUS等。 維護管理協議:SNMP,COPS等。 (3) 業務提供功能業務提供功能 軟交換系統功能軟交換系統功能 9.2.4(4)(4)業務交換功能業務交換功能 所謂業務交換功能就是識別智能網呼叫并把它上報給業務控制功能(SCF),最終由SCF控制整個呼叫從而保證軟交換網絡內的用戶享用現有智

15、能業務。操作維護功能操作維護功能計費功能計費功能軟交換與其他網絡的互通軟交換與其他網絡的互通 軟交換軟交換與其他網絡的互通與其他網絡的互通 9.2.5 代替代替PSTNPSTN中的匯接局（尤其是長途局）中的匯接局（尤其是長途局） 計費服務器應用服務器信令網關中繼媒體網關 PSTN/ISDN SS7網 PSTN/ISDN SS7網媒體服務器信令媒體媒體分組網分組網Softswitch中繼媒體網關信令網關管理用服務器 計費服務器應用服務器信令網關中繼媒體網關 PSTN/ISDN SS7網媒體服務器信令媒體媒體分組網分組網Softswitch管理用服務器駐地媒體網關駐地媒體網關 代替代替PSTNPS

16、TN中的端局中的端局 與與PLMNPLMN設備互通：代替設備互通：代替MSCMSC充作端局充作端局 計費服務器應用服務器 PLMN SS7網媒體服務器信令媒體媒體分組網分組網Softswitch(with VLR)管理用服務器中繼媒體網關信令網關基站控制器BSC基站基站HLRMSC(with VLR)將來IP網中的HLR軟交換系統支持的協議軟交換系統支持的協議 9.3 1. H.2481. H.248 H.248協議是媒體網關控制協議之一,應用在媒體網關和軟交換之間、軟交換與H.248終端之間,如圖9.10所示。 圖9.10 H.248應用范圍軟交換系統支持的協議軟交換系統支持的協議 9.3

17、2. MGCP-2. MGCP-多媒體網關控制協議多媒體網關控制協議 在軟交換系統中,MGCP協議主要用于軟交換與媒體網關或軟交換與MGCP終端之間的控制過程。如圖9.11所示。 圖9.11 MGCP應用范圍 軟交換系統支持的協議軟交換系統支持的協議 9.3 3.SIP3.SIP協議協議-會話初始協議會話初始協議 SIP主要用于SIP終端和軟交換之間、軟交換和軟交換之間以及軟交換與各種應用服務器之間,如圖9.12所示。 圖9.12 SIP協議的應用范圍 軟交換系統支持的協議軟交換系統支持的協議 9.3 4.BICC4.BICC協議協議 BICC協議的全稱為與承載無關的呼叫控制協議,它是由ITU

18、-T第11組提出的信令協議。 BICC協議屬于應用層控制協議,可用于建立、修改和終結呼叫,可以承載全方位的PSTN/ISDN業務。5.SCTP5.SCTP SCTP是流控制傳送協議,主要是在無連接的網絡上傳送PSTN信令消息,該協議可以在IP網上提供可靠的數據傳輸協議。SCTP用來在確認方式下,無差錯、無重復地傳送用戶數據。 軟交換系統支持的協議軟交換系統支持的協議 9.3 6.M2PA6.M2PA M2PA(MTP2層用戶對等適配層協議)是把7號信令的MTP3層適配到SCTP層的協議，M2PA提供的傳輸機制支持IP網絡連接上的MTP3協議對等層的操作。7.M3UA7.M3UA M3UA(MTP3層用戶對等適配層協議)是把7號信令的MTP3層適配到SCTP層的協議。 網關網關概述概述9.4.1 1.1.網關網關(GW)(GW) 現行的各種網絡將作為邊緣網絡并通過一個稱作網關的設備接入到IP骨干網,從而實現全網的融合。網關的作用就是完成兩個異構網絡之間信息（包括媒體信息和用于控制的信令信息）的相互轉換,以便使一個網絡中的信息能夠在另一網絡中傳輸。 信令網關信令網關9.4.2 信令網關的作用就是完成兩個網絡之間信息(媒體信息和用于控制的