交換第8章(軟交換基本原理)

1軟交換技術2NGN定義:NGN(NextGenerationNetwork，下一代網絡)NGN是集話音、數據、傳真和視頻業(yè)務于一體的全新的網絡。是一種業(yè)務驅動型網絡。業(yè)務和呼叫控制完全分離、呼叫控制和承載完全分離，使業(yè)務獨立于網絡。開放式業(yè)務架構。下一代網絡(NGN)概述3NGN體系結構邊緣接入傳輸網絡控制業(yè)務管理4NGN組網模型業(yè)務層控制層傳輸層接入層5邊緣接入層：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。例如：將話音信號分割成ATM信元或IP包。核心交換層：采用分組技術，提供一個高可靠性的、提供QoS保證和大容量的統(tǒng)一的綜合傳送平臺。網絡控制層：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，它是與業(yè)務無關的，目的是支配網絡資源，軟交換要支持眾多的協(xié)議接口。業(yè)務和應用層：在呼叫建立的基礎上提供額外的增值服務，以及運營支撐。6NGN是基于標準協(xié)議的網絡ISUPINOSSPARLAY/SIPSNMP/MMLAppServerSGPSTNswitchSTP分組核心網TMGPLMNMGWSoft-phoneE-phoneE-PhoneSIP/H.323SIP-T/BICC/H.323SoftswitchIADSIP/H.323H.248/MGCPAMGSIP/H.323H.248/MGCPTRIPLocationServerH.248H.248SoftswitchMRSMGCP/H248/SIPINAPM3UA/SCTP7NGN特點和優(yōu)勢開放分布式網絡架構；業(yè)務與呼叫控制分離，呼叫與承載分離高速分組化核心承載

NGN承載網趨向于采用統(tǒng)一的IP協(xié)議實現業(yè)務融合；NGN網絡是基于統(tǒng)一協(xié)議的網絡；NGN同時支持語音、數據、視頻等多種業(yè)務；接入和覆蓋優(yōu)勢；地域概念消失，同一軟交換系統(tǒng)下的用戶可以位于任何一個網絡可以到達的地方。建設成本和維護成本低。8軟交換的基本概念9軟交換的定義軟交換是下一代網絡的核心部分。國際軟交換協(xié)會（ISC）的定義：提供呼叫控制功能的軟件實體。廣義的定義：泛指一種體系結構，利用該體系結構可以建立下一代網絡框架，涵蓋NGN架構中的四個功能層面，主要由軟交換設備、信令網關、媒體網關、應用服務器等組成。狹義的定義：專指軟交換設備，定位于控制層面。10軟交換在網絡中的位置11電路交換與軟交換的比較在電路交換網中，呼叫控制、業(yè)務提供以及交換距陣均集中在一個交換系統(tǒng)中。軟交換的設計思想是業(yè)務/呼叫控制與呼叫控制/承載分離，各實體之間通過標準的協(xié)議進行連接和通信，以便在網上更加靈活地提供業(yè)務。12電路交換與軟交換的比較13軟交換的主要特點高效靈活開放性多用戶強大的業(yè)務功能14軟交換的主要功能15軟交換的主要功能呼叫控制和處理功能協(xié)議功能業(yè)務提供功能業(yè)務交換功能操作維護功能互通功能計費功能路由、地址解析和認證功能七號信令功能SIP代理功能H.323終端控制/管理功能（任選）H.248終端、SIP終端、MGCP終端的控制/管理功能16軟交換的功能結構模型地址解析/路由功能業(yè)務提供功能網管、計費功能業(yè)務交換功能呼叫控制功能互通功能軟交換設備各種媒體網關SIP終端H.248終端MGCP終端信令網關NO.7網絡H.323IP電話網H.323SIP系統(tǒng)軟交換信令網關現有INSIPSIP/BICCINAP/IPH.248IPAAA服務器業(yè)務生成APIs應用服務器網管服務器Radius待定SNMP17呼叫控制和處理功能為基本呼叫的建立、保持和釋放提供控制功能，包括

呼叫處理、連接控制、智能呼叫觸發(fā)檢出和資源控制等。接收來自業(yè)務交換功能的監(jiān)視請求，并對其中與呼叫相

關的事件進行處理。接受來自業(yè)務交換功能的呼叫控制相關信息，支持呼叫

的建立和監(jiān)視。支持基本的兩方呼叫控制功能和多方呼叫控制功能，提供

多方呼叫控制功能，包括多方呼叫的特殊邏輯關系、呼

叫成員的加入/退出/隔離/旁聽以及混音過程的控制等。識別媒體網關報告的用戶摘機、撥號和掛機等事件；控

制媒體網關向用戶發(fā)送各種音信號，如撥號音、振鈴音、

回鈴音等；提供滿足運營商需求的編號方案。18當其內部不包含信令網關時，應能夠采用SS7/IP協(xié)議與外置的信令網關互通，完成整個呼叫的建立和釋放功能，其主要承載協(xié)議采用SCTP?？刂泼襟w網關發(fā)送IVR，以完成諸如二次撥號等多種業(yè)務。同時直接與H.248終端、MGCP終端和SIP客戶端終端進行連接，提供相應業(yè)務。當其位于PSTN/ISDN本地網時，應具有本地電話交換設備的呼叫處理功能。當其位于PSTN/ISDN長途網時，應具有長途電話交換設備的呼叫處理功能。19協(xié)議功能呼叫控制協(xié)議：ISUP、TUP、PRI、BRI、BICC、SIP-T、H.323等傳輸控制協(xié)議：TCP、UDP、SCTP、M3UA、M2PA等媒體控制協(xié)議：H.248、MGCP、SIP等業(yè)務應用協(xié)議：PARLY、INAP、MAP、LDAP、RADIUS等維護管理協(xié)議：SNMP、COPS等。20業(yè)務提供功能現有交換機的基本業(yè)務與補充業(yè)務與現有智能網配合,提供現有智能網的智能業(yè)務與第三方配合,提供增值業(yè)務與智能業(yè)務業(yè)務控制觸發(fā)的識別以及與SCF間的通信管理呼叫控制功能和SCF間的信令按要求修改呼叫/連接處理功能，在SCF控制下處理IN業(yè)務請求業(yè)務交互作用管理21操作維護功能系統(tǒng)配置功能：脫機、在線、遠程配置（CLI或GUI）、數據庫備份、數據升級告警功能：系統(tǒng)資源告警、狀態(tài)告警、事件告警等業(yè)務統(tǒng)計功能運行狀態(tài)分析功能訪問權限控制功能22互通功能通過信令網關實現分組網與應現有七號信令網的互通。通過信令網關與現有智能網互通，為用戶提供多種智能業(yè)務；允許SCF控制VoIP呼叫且對呼叫信息進行操作（如：號碼顯示等）。通過互通模塊，采用H.323協(xié)議實現與現有H.323體系的IP電話網的互通。通過互通模塊，采用SIP協(xié)議實現與未來SIP網絡體系的互通。采用SIP或BICC協(xié)議，與其它軟交換設備互聯(lián)。提供IP網內H.248終端、SIP終端和MGCP終端之間的互通。23軟交換網關24中繼網關和信令網關也是大家常常聽說的NGN部件。在一個純粹的NGN網絡中，中繼網關和信令網關可以說是沒有必要存在的，但是，由于NGN不可能一夜之間取代PSTN，也就是說，在NGN的建設過程中，會有一段十分漫長的時期，需要NGN和PSTN共存。而共存的網絡，就需要互通，中繼網關和信令網關就是為了實現NGN和PSTN互通的設備。中繼網關，就是完成電路中繼（基于PCM編碼的64K鏈路）和分組網上的媒體流的轉換；信令網關，就是完成基于電路中繼的七號信令系統(tǒng)和基于分組網（IP承載）的SIGTRAN信令系統(tǒng)的轉換。25與PSTN互通包括信令的互通和話路的互通信令互通由SG完成互通話路通過中繼網關互通PSTNSTP中繼網關SS7軟交換信令網關SIGTRANE1、SDH155MGCPNGN和PSTN的互通26一次純NGN的端到端的呼叫處理過程SoftSwitch分組核心網IADAMG（1）用戶A摘機撥號，呼叫用戶B（2）AMG收號，向SoftSwitch發(fā)起呼叫（3）SoftSwitch對用戶A進行認證鑒權，對用戶B進行認證鑒權，通過鑒權后，查找用戶B歸屬網關IP地址（4）IAD檢測用戶線路狀態(tài)，是否空閑（5）IAD向軟交換上報用戶B狀態(tài)（6）如果用戶B空閑，SoftSwitch將IADIP地址通知AMG，（7）AMG找到IAD，AMG/IAD之間進行協(xié)商（8）協(xié)商成功后，用戶B摘機，用戶A、用戶B之間建立媒體流(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)用戶A用戶B通過這樣一個簡單的呼叫處理過程，大家可以發(fā)現，在呼叫處理的原理上，軟交換模型和電路交換模型是一致的，只不過原來在一個交換機里頭的各個功能模塊，現在變成了分布在網絡上的獨立構件了。原來在交換機各部件之間交互的內部協(xié)議，現在變成了在分組網上，各構件間傳送的標準協(xié)議了。27軟交換支持的主要協(xié)議28ISUPINOSSPARLAY/SIPSNMP/MMLAppServerSGPSTNswitchSTP分組核心網TMGPLMNMGWSoft-phoneE-phoneE-PhoneSIP/H.323SIP-T/BICC/H.323SoftswitchIADSIP/H.323H.248/MGCPAMGSIP/H.323H.248/MGCPTRIPLocationServerH.248H.248SoftswitchMRSMGCP/H248/SIPINAPM3UA/SCTP29軟交換支持的主要協(xié)議媒體網關控制協(xié)議（MGCP）媒體網關控制協(xié)議（H.248/MEGACO）會話初始協(xié)議（SIP）與承載無關的呼叫控制協(xié)議（BICC）流控制傳輸協(xié)議（SCTP）

MTP2層用戶對等適配層協(xié)議（M2UA）MTP3層用戶適配層協(xié)議（M3UA)30軟交換協(xié)議系統(tǒng)MTP1IPTCPH.248MGCPSIPMACSS7H.248MGCPSIPMTP3MTP2ISUPSCTPIPMACSCTPUDPIPMACUDPIPMACUDP1234567OSI層IPH.323MACH.323TCPUDPM2UAM3UASCCPTCAPINAP31媒體網關控制協(xié)議（MGCP）

MGCP協(xié)議是H.323電話網關分解的結果,由IETF的MEGACO工作組制定,具體內容可參見IETFRFC2705。

MGCP協(xié)議主要用于軟交換和媒體網關或軟交換與MGCP終端之間。軟交換通過MGCP協(xié)議控制媒體網關或MGCP終端上的媒體/控制流的連接、建立和釋放。32MGCPUDPIPMAC鏈路層網絡層傳輸層應用層MGCP協(xié)議棧33H.248/MEGACO協(xié)議MEGACO是由IETF的MEGACO工作組制定的，H.248是由ITU-T制定的。H.248和MEGACO實質是一樣的，是IETF和ITU-T共同認可的標準協(xié)議。軟交換和媒體網關或軟交換與H.248/MEGACO終端之間的標準協(xié)議。軟交換通過此協(xié)議控制媒體網關或H.248/MEGACO終端上的媒體/控制流的連接、建立和釋放。H.248/MEGACO協(xié)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(xié)議承載。34MGCP協(xié)議描述能力有欠缺，限制了其在大型網關上的應用。H.248協(xié)議克服了MGCP協(xié)議描述能力上的欠缺，能夠支持更大規(guī)模的網絡應用，而且更便于對協(xié)議進行擴充，因而靈活性更強。對于大型網關，H.248協(xié)議是一個好的選擇。MGCP消息傳遞依靠承載在寬帶IP網絡上的UDP數據包，而H.248信令消息可基于UDP/TCP/SCTP等多種承載。35會話初始協(xié)議（SIP）會話初始協(xié)議SIP（SessionInitiationProtocol）是IETF提出的在IP網絡上進行多媒體通信的應用層控制協(xié)議。SIP是一個在IP網絡上進行多媒體通信的應用層控制協(xié)議，它被用來創(chuàng)建、修改、和終結一個或多個參加者參加的會話進程。采用基于文本格式的客戶機/服務器方式，以文本的形式表示消息的語法、語義和編碼，由客戶機發(fā)起請求，服務器進行響應。SIP主要用于軟交換與SIP終端、軟交換與軟交換之間、軟交換與各種應用服務器之間。36

BICC協(xié)議

BICC協(xié)議是由ITU-T第11組提出的信令協(xié)議，屬于應用層協(xié)議。BICC可用于建立、修改和終結呼叫，可以承載全方位的PSTN/ISDN業(yè)務。用于軟交換與軟交換之間。BICC是對ISUP協(xié)議的演進和發(fā)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(yè)務功能（CSF）和承載控制功能（BCF）相獨立。37BICC功能結構38CIC－呼叫實例碼（32bit)，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