軟交換概述軟交換結構和基本概念軟交換基本功能軟交換和傳統交換比較軟交換基本概念軟交換，來自于英文單詞Softswitch，在移動通訊領域，是電路交換域（CircuitSwitchingdomain）主要信令和業務的處理單元。軟交換得結構、使用的接口嚴格遵守3GPPR4規范，所以也稱R4軟交換。軟交換和3GPP規范3GPPRel993GPPRel43GPPRel5功能凍結時間點2000/032001/032002/03GSM/GPRS核心網電路域軟交換TD-SCDMAVoIP

IMS(IP多媒體)HSDPAR99網絡結構BSCMSCGMSCHLRSGSNGGSNRNC接入網TDM承載寬帶承載核心網R4網絡結構BSCMSCServerGMSCServerHLRSGSNGGSNRNC接入網TDM承載寬帶承載核心網MGWGMGW傳統交換結構模型呼叫控制SS7LineCardTrunkCard業務交換MSC管理系統計費系統MSCMSCR4軟交換結構模型管理系統業務系統計費系統N0.7網絡分離，MSC有MSS和MGW/SG兩個物理實體分組，業務采用IP承載方式MSCServerMGW/SG1MGW/SGnIPIP承載網/專線分組，信令采用IP承載方式MSCServer基本概念MSCServer：MobileSwitchingCenterServer，簡寫為MSS，移動交換中心服務器MSCServer，包括MSCServer和VLR兩部分；主要特點為：提供呼叫控制、移動性管理、用戶業務數據和CAMEL相關數據的管理（VLR功能）等信令處理。MSCServerMGW基本概念MGW：MediaGateway，簡寫為MGW，媒體網關。MGW，包括MGW和SG兩部分；主要特點為：與MSCServer配合完成核心網絡資源的配置和信令轉接。同時完成回聲消除、多媒體數字信號的編解碼以及通知音的播放等。MGW軟交換結構和基本概念軟交換基本功能軟交換和傳統交換比較MSCServer基本功能呼叫控制和處理功能協議處理功能SSF功能操作維護功能計費功能MSCServerMGW基本功能MGW用戶承載面功能媒體轉換、承載控制及業務交換等功能資源受控功能支持電路域業務在多種傳輸媒介SG基本功能信令網關（SG）在基于TDM的窄帶SS7信令網絡與基于IP的寬帶信令網絡之間，完成MTP3或者MTP2上層用戶的傳輸層信令協議棧的雙向轉換(SIGTRANM3UA/SCTP/IP<=>SS7MTP3/2/1)。SGW在物理實現上與MGW合一。SG軟交換主要接口和協議NbNcMGWMGWMSCServerMSCServerMcMcBICCH.248H.248IP/ATMNc接口協議棧結構和功能

BICC/ISUP/TUPMTP3MTP3BM3UAMTP2SSCF/SSCOPSCTPMTP1AAL5/ATMIP

Nc接口的BICC協議主要功能是提供MSCServer和MSCServer之間基本呼叫的建立、維持和釋放；Mc接口協議棧結構和功能H.248SCTPUDPMTP3BIPSSCF/SSCOP/AAL5Mc接口的H.248協議主要功能是提供MSCServer和MGW之間資源控制；Nb接口協議棧結構

RTPAAL2語音幀UDP/IPATMPCMNb接口主要功能是提供MGW和MGW之間承載控制和媒體流交換；軟交換結構和基本概念軟交換基本功能軟交換和傳統交換比較軟交換與傳統核心網絡的結構比較MSCSCPHLRMSCRANRANRANTDMMSCServerSCPHLRRANRANRANTDM/ATM/IPMGWMGWMSCServerTUP/ISUP/BICCTUP/ISUPR99R4H.248H.248MAPOverTDMMAPOverTDM/IPCAPOverTDMCAPOverTDM/IP軟交換與傳統核心網絡的信令比較ISUPMTP3MTP2MTP1BICCM3UASCTPIPPHYIP承載TDM承載軟交換與傳統核心網絡的媒體比較IPBCPSCTPIPPHYG.711PCMTDMAMRNBUPRTPUDPIPPHYIP承載TDM承載Q&A?

軟交換接口及協議軟交換主要接口和協議NbNcMGWMGWMSCServerMSCServerMcMcBICCH.248H.248IP/ATM軟交換H.248信令軟交換BICC信令軟交換Nb接口H.248概述H.248和MEGACO是ITU-T與IETF共同努力的結果，ITU-T稱之為H.248，而IETF稱為MEGACO，以下通稱為H.248。Mc接口協議棧結構和功能H.248SCTPUDPMTP3BIPSSCF/SSCOP/AAL5H.248協議基本概念媒體網關（MG）媒體網關，是一種媒體單元，能將一種類型網絡的媒體轉換成另一網絡所要求的格式。可以有能力分別對音頻、視頻和數據進行處理，并且能夠進行全雙工的媒體轉換。也可以播放一些音頻/視頻信號，執行一些IVR功能，甚至具有提供媒體會議的能力。H.248協議基本概念媒體網關控制器（MGC）：負責對相關于MG內媒體信道連接控制的呼叫狀態進行維護。流（Stream）：作為呼叫或者會議的一部分，而被媒體網關發送/接收的雙向媒體或控制流。H.248協議基本概念多點控制單元（MCU）：控制多方會議（通常會包含對音頻、視頻和數據的處理）的建立和協調的實體。H.248協議基本功能H.248應用于Mc接口，是MGC與媒體網關MG間的標準協議。H.248協議消息編碼采用二進制或文本方式，底層傳輸機制將采用MTP-3b（基于ATM的信令傳輸）或SCTP/UDP（基于IP的信令傳輸）為其提供協議承載。H.248協議基本功能

H.248向Mc接口提供了MSCServer（或GMSCServer）在呼叫處理過程中控制MGW中各類靜態及動態資源（IP/ATM/TDM）的能力（包括終端屬性、終端連接交換關系及其承載的媒體流）；H.248協議基本功能

H.248向Mc接口還提供了獨立于呼叫的MGW狀態維護與管理能力。H.248連接模型的兩個抽象概念協議的連接模型主要描述MGW中的邏輯實體，這些邏輯實體由MGC控制。這個連接模型中的主要的抽象概念是終端（Termination）和關聯（Context）。在H.248/Megaco定義的連接模型中，包括關聯和終端兩個實體。一個關聯中至少要包含一個終端，否則此關聯將被刪除。同時一個終端在任一時刻也只能屬于一個關聯。

關聯（Context）基本概念關聯描述一個終端集之間的關聯關系；當一個關聯涉及多個終端時，關聯將描述這些終端所組成的拓撲結構以及媒體混合交換的參數；關聯可以通過Add命令進行創建，通過Subtract進行刪除；一個關聯中必須包含終端。終端（Termination）基本概念

終端是位于媒體網關中的一個邏輯實體；終端可以發送/接收媒體和（或）控制流。例如表示一個時隙、一個IP端口(IP地址+端口號)、或一個ATM端口(VPI/VCI)。Context關聯和終端關系一

SCNBearerChannelTerminationSCNBearerChannelTerminationRTPStreamTermination★NullContext關聯和終端關系二

ContextRTPStreamTermination★SCNBearerChannelTermination關聯和終端關系三

ContextSCNBearerChannelTerminationRTPStreamTermination★H.248消息結構的4個步驟一個H.248消息（Message）包含多個事務交互（Transaction），消息中的事務交互之間沒有關系，可以單獨處理；一個事務交互由多個動作（Action）構成，動作對應關聯（Context）；動作由一系列局限于一個關聯的命令（Command）組成。

H.248協議的消息結構H.248消息事務交互1關聯1命令1描述符1描述符n事務交互nH.248中的8個命令命令發送方向含義AddMGC→MG增加一個終端到一個關聯中，當不指明ContextID時，將生成一個關聯，然后加入終端ModifyMGC→MG修改一個終端的屬性、事件和信號參數H.248中的8個命令命令發送方向含義SubtractMGC→MG從一個關聯中刪除一個終端，同時返回終端的統計狀態。如關聯中再沒有其它的終端將刪除此關聯MoveMGC→MG將一個終端從一個關聯移到另一個關聯H.248中的8個命令命令發送方向含義AuditValueMGC→MG返回終端特性的當前狀態AuditCapabilitiesMGC→MG返回終端特性的能力集H.248中的8個命令命令發送方向含義NotifyMG→MGCMG將檢測到的事件通知給MGCServiceChangeMGC?MGMG向MGC通知一個或者多個終端將要脫離或者加入業務，也可以用于MG注冊到MGC，表示可用性，以及MGC的掛起和MGC的主備轉換通知等MGW向MSCServer注冊流程MGWMSCServerServiceChangeServiceChangeReplayH.248總結H.248是一種媒體網關控制協議，在軟交換中，H.248協議用作MGC與MG之間的通信，實現MGC對MG的控制功能。在UMTS系統，H.248協議應用于Mc接口上。軟交換H.248信令軟交換BICC信令軟交換Nb接口BICC概述BICC（BearerIndependentCallControl——與承載無關的呼叫控制）協議屬于應用層控制協議，可用于建立，修改，終結呼叫，可以承載全方位的PLMN/PSTN/ISDN業務。Nc接口協議棧結構

BICC/ISUP/TUPMTP3MTP3BM3UAMTP2SSCF/SSCOPSCTPMTP1AAL5/ATMIPBICC的功能BICC協議是在骨干網中使用的與承載無關的呼叫控制信令協議。BICC不直接對媒體資源（ATM、IP）進行控制，而是通過標準的承載控制協議（H.248協議）對這些資源進行控制。BICC和ISUP比較BICC協議是在窄帶ISUP協議的基礎上發展來的，可以認為是將窄帶ISUP協議去掉具體的電路控制部分改編而成，但它不能與ISUP對等兼容。BICC協議可部署在各種各樣的信號傳輸協議棧之上，提供與具體業務承載無關的呼叫控制。BICC協議由ITU-TQ.1902系列，Q.2150，Q.765等規范描述BICC功能結構BICC是對ISUP協議的演進和發展，其最基本的特點就是將呼叫控制和承載控制兩個層面分離，使得呼叫業務功能（CSF）和承載控制功能（BCF）相獨立。在UMTS系統，BICC應用于不同MSCServer之間的呼叫控制接口上。BICC功能結構BICC主要消息按照Q.1902.3中定義，BICC協議大約有40多消息。其中呼叫過程中最常看到的消息有：IAM：初始化地址消息APM：應用傳輸消息ACM：地址全參數ANM：應答參數REL：釋放消息RLC：釋放完成消息BICC消息結構CIC－

呼叫實例碼，用來標識兩局之間屬于同一呼叫的消息Messagetypecode－消息類型，如：IAM/APM/ACM/ANM等消息Mandatoryfixedpart－強制固定長度參數部分Mandatoryvariablepart－強制可變長度參數部分Optionalpart－可選參數部分CICMessagetypecodeMandatoryfixedpartMandatoryvariablepartOptionalpart呼叫實例碼概念呼叫實例碼（CallInstanceCode，CIC）是局間呼叫關系對應的邏輯編號，指示了該消息對應于哪一次呼叫實例。其功能與ISUP消息中的電路識別碼（CIC）功能相似，但不標識電路，且進行了擴展，呼叫實例碼CIC擴充為用32個比特（電路識別碼為12個比特）表示，使得局間呼叫實例的數目理論上可達4,294,967,296條（2的32次方）

BICC承載建立方式前向承載建立方式(ForwardBearerSetup)

非隧道方式(NoTunnelcase)

快速隧道方式(FastTunnel)

延遲隧道方式(DelayedForwardTunnel)后向承載建立方式(BackwardBearerSetup)

非隧道方式(NoTunnelCase)

延遲隧道方式(DelayedBackwardTunnel)前向快速隧道承載建立流程前向延遲隧道承載建立流程后向延遲隧道承載建立方式BICC總結BICC是一種與承載無關的呼叫控制信令協議；BICC實現了核心網承載與控制的分離；BICC是應用于3GR4中MSCServer間控制層的軟交換設備間的中繼側協議；BICC有多種承載建立方式，對應多種局間的消息流程BICC可利用隧道機制來傳送承載控制信令軟交換H.248信令軟交換BICC信令軟交換Nb接口NbCP接口物理層（PHY）ATMTDM無L2IPSCTPIPBCPATMSAAL-NNIMTP-3BSTCALCAPIPNbCP功能NbCP功能是MGW間的Nb接口用來在R4核心網內承載用戶業務流，并以承載控制信令，管理業務流連接的建立、釋放與維護。Nb

CP承載方式Nb接口可選擇采用ATM、IP或TDM作為物理承載方式。IP承載：承載控制信令的協議棧為Q.1970（IPBCP)負責承載控制信息在MGW之間交換。在IP承載網中，不允許MGW之間直接交互承載控制信息，是通過Mc、Nc接口隧道來傳遞。ATM承載：承載控制信令ALCAP(Q.2630.1)建立用戶面的AAL2連接。NbUP接口結構物理層（PHY）ATMAAL2NbUPUDPIPAMRATMIPRTPAMRTDMNbUPPCMG.711NbUP功能NbUP功能在承載面MGW間提供業務數據流的組幀、差錯校驗、速率匹配及定時控制等功能，與IuUP基本相同，支持壓縮語音、數據流的傳輸。Q&A?

軟交換IP語音解決方案為什么引入IP語音VOIP關鍵因素VOIP帶來的語音變化中國移動匯接局介紹移動網絡發展－分層化、承載IP化3GPPRel993GPPRel43GPPRel5功能凍結時間點2000/032001/032002/03GSM/GPRS核心網電路域軟交換TD-SCDMAVoIP

IMS(IP多媒體)HSDPAServiceAccessCoreX.25ADSLEthernetPSTNIPATMFRGSM/GPRSCDMACablePDHSDHWirelessVoiceWirelessDataHighSpeedInternet

VoiceStreamingDial-upVoIPMessageTodayWirelessDSLFTTP/HFC3GRANIP/MPLSNetworkLocation&PresenceMessageOnlineGamingVoiceDataVideoStorageDirectoryTomorrowIP承載網絡將成為全業務的核心節省TC資源(通過TrFO)可以服務于實時和非實時業務，甚至多業務融合節省帶寬(VAD+語音壓縮編碼方式)消耗TC資源僅滿足窄帶實時業務固定的64k網絡發展業務能力帶寬利用率較成熟，移動T1等應用近2年技術成熟度高，有多年運營經驗組網結構簡單，網絡平面化，擴容和維護簡單化，大幅降低運營成本端口密度低，單位設備成本高，網絡結構復雜，維護與管理成本較高帶寬分組統計復用，利用率高，QoS保證技術已經完善獨占帶寬，QoS有保證可以平滑演進到3G無法演進IP承載相對TDM承載更經濟、業務質量更好IP承載TDM承載語音壓縮技術提高帶寬利用率Codec比特率KbpsFE接口(Kbps)POS接口(Kbps)G.7116495.2

83.6G.729839.227.6EFR12.245.233.4AMR12.212.245.233.4AMR4.754.7537.625.3節省一半帶寬語音壓縮技術提高帶寬利用率VoiceQuality(PESQ-LQ)CODECPESQ(IPCodec)PESQ(inGSM)G.7114.13.9(noTFO)AMR4.06(TrFO)4.06(TFO/TrFO)AMR3.9(noTrFO)3.76(noTrFO)AMR(12.2K)和G.711具有等同的語音質量和效果免編解碼技術TrFO/TFO改善語音UMG8900BSCUMG8900MSOFTX3000TrFOFR(EFR)/NbUP/RTP/UDP/IPIPBSCFR(EFR)/PCM

MSOFTX3000BTSBTSFR(EFR)/PCMFR(EFR)/RLC/MACFR(EFR)/RLC/MACBICCSelectedCodec=“FR/EFR”TFOTrFOTFOGSM核心網向VoIP演進步驟一GMSC5套HLR其他運營商關口局××本地網7套MSC/VLRGSM核心網向VoIP演進步驟二IP中心城市本地網1本地網2MGWServer-1Server-2TMGTMSCServerGSM核心網向VoIP演進步驟三信令IP承載信令和話路TDM承載話路IP承載IP承載網MGWMGWMSCServerMSCServerMSCServerTMSCServer/CMNTMSCServer/CMNH.248BICCMGWMGW為什么引入IP語音VOIP關鍵因素VOIP帶來的語音變化中國移動匯接局介紹IP承載業務QoS基本概念時延數據包在網絡的兩個節點間傳送的平均往返時間；抖動時延的變化，主要影響語音、視頻等實時承載業務；丟包率在網絡傳輸過程中丟失報文的百分比，數據業務有嚴格要求。回聲回聲抑制功能，影響語音互通質量帶寬和吞吐量不同編解碼，不同業務帶寬需求不同IP承載業務QoS基本要素InformationLossDelayJitterEcho丟包或丟幀

編解碼轉換損失噪聲干擾固定時延(Codec時延,包處理時延)動態時延(排對、串行發送和抖動緩沖等延時)電學回聲聲學回聲設備處理時延不同傳輸時延不同藍色問題由網絡層解決;綠色由設備層面解決;SpeechQuality網絡等級單向時延（ms）包丟失率抖動（ms）良好(自定義)≤40≤0.1％≤10較差*≤100≤1％≤20惡劣*≤400≤5％≤60*為根據通信行業標準YD/T1071-2000《IP電話網關設備技術要求》

承載網質量等級定義VoIP業務QoS要求IP承載的高可靠性為了保證承載業務的安全，必須在組網和設備上采取措施保證業務的連續性包括設備可靠性、鏈路可靠性、網絡可靠性保證承載網故障能夠快速收斂，業務不受影響IP承載的網絡安全性保證承載網路由設備安全、保障承載網正常轉發IP包的能力。包括網絡設備安全和業務、用戶接入安全IP承載的網絡組網與流量規劃承載網絡結構不合理，會造成承載網的路由收斂緩慢在實際應用中，QoS及必要的帶寬保證，需要合理配置網絡資源，包括：IP網節點設備處理能力、端口資源分配和中繼帶寬分配等通過帶寬預測，借鑒成功經驗，建立呼叫模型、流量規劃，進行合理組網

為什么引入IP語音VOIP關鍵因素VOIP帶來的語音變化中國移動匯接局介紹語音IP承載與TDM承載協議區別：信令ISUPMTP3MTP2MTP1BICCM3UASCTPIPPHYIP承載TDM承載語音IP承載與TDM承載協議區別：媒體IPBCPSCTPIPPHYG.711PCMTDMAMRNBUPRTPUDPIPPHYIP承載TDM承載語音IP承載與TDM承載維護比較TDM網絡IP網絡協議棧基于MTP3BICC，H248，以及M3UA，M2UA組網傳統三級結構：SP/LSTP/HSTP結構類似，區別是采用IPSTP維護傳統的E1中繼鏈路維護和管理基于SCTP協議，同樣可以通過告警信息及時反映鏈路狀態與鏈路負荷等情況（如鏈路故障、鏈路擁塞等），維護模式上和窄帶鏈路的維護模式基本相同語音IP承載與TDM承載配置比較TDM網絡IP網絡配置MTP3鏈路配置，需要跟對端設備協商鏈路選擇碼、時隙號、E1的阻抗、衛星鏈路標志等。另外，配置時每一條E1都需要通過配線架等設備中轉，配置比較繁瑣對于非M3UA的寬帶信令的配置，只要跟對端設備協商好IP地址、端口號與是否為客戶端就可以了，配置比較簡單。對于M3UA配置命令與MTP3基本一樣：都需要配置目的點、鏈路集、路由與鏈路。但是配置鏈路數目可以大大減少。語音IP承載與TDM承載話務組網區別TDM網絡IP網絡獨占64K時隙AMR多速率，共享帶寬話路端口受限于E1條數，鏈路較多由于MGW的IP端口容量較大，鏈路少話路組網網絡較大時無法實現全互聯，必須由網關或匯接局轉接IP網絡扁平，MGW之間可以實現全互聯話路維護導致跨網關數可能較多。需要維護其中間承載電路狀態維護時只需維護網關間的連接關系呼叫信令隨話路經過網關或匯接局轉接，或STP轉接通過CMN轉接Mc接口性能測量Mc接口軟交換新引入了Mc接口，為了監控每個Mc接口的負荷，需要新增針對每個Mc口的統計同時為了衡量MGW命令處理的成功率需要新增測量參數包括：Mc接口的收發消息數，包數，命令數，錯誤命令數等SIGTRAN性能測量包括SCTP以及承載在其上的M3UA/M2UA/H.248協議需要新增針對M3UA鏈路、H.248鏈路（H.248直接承載在SCTP）、BICC鏈路（BICC直接承載在SCTP）相關性能測量測量參數包括：收發的包數、字節數；擁塞次數，時長；不可用次數、時長Nc接口相關性能測量物理端口測量承載在以太網端口上，需要監控以太網端口（FE/GE）的負荷。所以需要新增針對物理端口MAC層發送和接收字節數的統計Nc接口性能測量借鑒原來對TDM承載的ISUP相關性能測量參數進行評估。但測量對象和粒度需要從TDM承載的中繼群改為BICC局向（在目前的中國移動R4核心網資源模型中被稱為NcLink）Nb接口相關性能測量IP網