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1、第七部分 软交换技术,2004年2月，ITU-T在新颁布的Y.NGN-overview建议草案中给出了下一代网络的初步定义： “NGN是一个分组网络，它提供包括电信业务在内的多种业务，能够利用多种带宽和具有QoS能力的传送技术，实现业务功能与底层传送技术的分离；它提供用户对不同业务提供商网络的自由接入，并支持通用移动性，实现用户对业务使用的一致性和统一性。”,下一代网络NGN定义,NGN主要技术方向,下一代 传送网： MSTP ULH ASON,下一代 互联网：NGI/IPv6,下一代 交换网： 软交换 IMS,下一代 移动网： 3G E3G B3G,NGN,下一代 接入网：Wimax, GP
2、ON，NomeNet IPTV,以软交换为核心的NGN示意模型,参考书：（北京邮电大学出版社出版） 软交换与IMS技术 下一代网络业务支撑环境 异构网络中间件与开放式API技术 基于软交换的下一代网络解决方案 下一代网络业务冲突的控制方法,内容安排,2,1,软交换技术产生的背景,3,软交换系统原理,软交换组网,思考：软交换的主要技术特征是什么？ 面临什么问题（背景） 采用什么方法（原理）,1,软交换技术产生的背景,业务层技术演进 VoIP技术的发展 控制层技术演进,程控交换机的历史贡献： 用软件实现对交换的控制 存在问题： 新业务功能开发复杂 新业务标准统一困难 新业务实施灵活性差 扩展接入能
3、力局限性大（协议，终端）,早期的新业务提供方式 业务结点（Sevice Node): 汇接局方案（特殊局向-集中提供业务） 1.交换机技术 2.CTI技术 问题：流量瓶颈，组网困难，业务生成笨重,典型的智能网结构,普通交换机,1.业务层技术演进,LAN(TCP/IP),业务生成环境SCE,业务管理系统SMS,数据网,信令网,LAN(TCP/IP),业务管理接入点 SMAP,业务控制点 SCP,独立智能 外设IP,业务交换点SSP （特殊的交换机）,呼叫控制与业务处理物理分离产生智能网,智能网技术又面临新问题,与各个承载网捆绑 业务执行环境技术封闭 网络资源不能共享,网络结构需要改变,多种接入,
4、统一传输,开放业务,Application,Application,业务/应用,1）为网络运营商范围之外的第三方提供安全可控的接入网络资源的能力 2)提供资源能力的注册、查找和订购,提供目前和将来网络能够提供的各种网络资源的控制能力,资源,应用编程接口API,异构网络中间件的产生,Parlay API,Network Resources,Mobility,Terminal Capabilities,Data Session Control,Connectivity Management,Generic Messaging,FRAMEWORK,Presence,能力特征集： 1）基本呼叫控制 2
5、）多方呼叫控制 3）多媒体呼叫控制 4）会议呼叫控制 5）基本用户交互 6）移动性管理 7）终端能力 8）数据会话控制 9）通用消息 10）连通性管理 11）帐户管理 12）计费管理 13）策略管理 14）呈现和可用性管理 15）多媒体消息 ,网络能力的开放,2.VoIP技术的发展,网关功能的分离举例,H.323协议,SIP（Session Initiation Protocol会话启动协议）,多种技术体系并存的共性,集成接入设备,计算机,电话,传真,IP 网,媒体控制器MGC 网守GateKeeper,2G移动通信系统结构,3.控制层技术演进（移动网为例）,3G移动通信系统R4结构,软交换技
6、术产生驱动力： 分组交换的驱动 业务需求的驱动 网络开放的驱动 网络融合的驱动,2,1,3,软交换系统原理,软交换概念 软交换系统组成 软交换系统协议栈 软交换系统网关和接入技术 软交换系统业务技术 软交换控制器原理,1.软交换概念,接入层,接入网关,业务控制层,网络管理与计费,应用服务器,软交换体系结构,传统电路交换机体系结构,媒体交换层,分组交换网,呼叫控制层,软交换机,网络演进以及下一代分组网络的核心设备之一。它独立于传送网络，主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能，同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务，并向第三方提供可编程能力 。 -信息产业部,
7、软交换定义,NMC,运行支撑系统,业务提供商,PSTN,各类接入网,7号信令网络,其它VoIP系统,其它软交换系统,智能网,SG,MG,AS,AG,SCP,MS,SSC,软交换控制器（软交换机） 呼叫控制 资源管理 路由控制 地址解析/翻译,信令网关 连接SS7和 IP 网络 实现SS7信令传输格式转换,中继媒体网关 连接PSTN与IP网络 实现媒体传输格式转换 主要用于中继接入,接入网关 用于终端用户/PBX/无线基站的接入 完成媒体流转换和用户信令处理等功能,应用服务器 提供业务执行，管理，开发环境,媒体服务器 提供特殊媒体资源 提供IVR功能,系统管理中心 提供系统管理功能 连接运行支撑
8、系统,IAD,综合接入设备 用于传统用户终端设备的接入 完成用户端数据、语音等的接入功能,2.软交换系统组成,3.软交换系统协议栈（体现通信软件特征）,SIGTRAN,协议分类,按功能实体划分： 软交换设备和应用服务器间的接口：SIP、INAP和Parlay API等； 软交换设备和媒体网关间的接口：MGCP和Megaco/H.248等； 软交换设备之间的接口：BICC和SIP-T； 软交换设备和媒体服务器间的接口：MGCP和SIP； 软交换设备和IP终端之间的接口：MGCP、SIP和H.323等； 软交换设备和维护管理服务器间的接口：SNMP和COPS等。 按协议功能划分： 呼叫控制协议：包
9、括ISUP、BICC、SIP-T、SIP、H.323等； 媒体控制协议：包括H.248、MGCP、SIP等； 应用支持协议：包括PARLAY、SIP、INAP、MAP、LDAP、RADIUS等； 维护管理协议：包括SNMP、COPS。,4.软交换网关和接入技术,信令网关 SG 中继网关 TG 接入网关 AG 综合接入设备IAD,用来实现SCN网络与IP网络的信令互通，提供SS7信令点和IP网内呼叫控制实体（软交换/呼叫服务器/媒体网关控制器）双向的信令接口，实现SCN信令信息的中继、转换或终结处理。 信令网关的协议包含两部分：SCN侧信令协议和IP网络侧协议。在SCN信令侧，信令网关必须发送、
10、接收标准的SCN信令消息，如标准的七号信令协议。IP网络侧采用IETF的SIGTRAN协议，完成7号信令在IP网络层的封装，解决7号信令网与IP网实体相互跨界访问的需要。,信令网关,提供中继接入，可以和软交换以及信令网关配合替代现有的汇接/长途局，因此可放置在现有电话网的汇接/长途局位置。中继网关由软交换控制，主要作用是将媒体从一种传输格式转换为另一种传输格式，最常见的是将电路媒体格式转换为分组媒体格式。中继网关要实现以下几种功能： 1）异构网络接入 2）媒体流的映射功能 3）受控操作功能： 在软交换的控制下，中继网关能够选择编码压缩算法、能够检测各种特殊的信号，能够对自身资源进行申请、预约、
11、占用、释放等操作。 4）管理和统计功能,中继网关（TG/TMG）,举例,用户网络接入软交换核心传送层的“入口”，负责大容量密集用户或各种接入网用户的综合接入。 与中继网关相同点：接入网关的主要功能是媒体处理功能，负责将SCN侧语音转换为RTP/RTCP分组进行发送，反之亦然。接入网关可以通过各种具有语音动态预测编码技术的编码器（如G.711、G.723和G.726及其变种）来优化带宽。 与中继网关不同的点：接入网关除具有媒体处理功能外，通常还具有用户信令处理功能。,接入网关 (AG/AMG),软交换体系中提供专用媒体资源功能的独立设备，可以提供音频或视频信号的播放以及一些附加功能，用于融合网络
12、的增强服务。,媒体服务器基本的资源功能有DTMF数字接收、信号音产生、录音通知发送、媒体流合成、传真等，除此之外还具有会议桥、语音识别、文本语音转换等专用资源。,媒体服务器（MS),将用户端的语音、数据和图像视频等应用需求接入到分组交换网络中，并在分组交换网络中完成相应的功能。IAD用户端口数一般不超过48个，无需专门机房，一般放置于离用户较近的地方 。IAD接入方式使用比较灵活、适应范围广，如家庭、楼道、桌面、IP超市等。,综合接入设备IAD,基于IP分组网络的智能电话终端。该类终端的语音、视频和数据及信令都是直接基于IP分组方式，采用分组电话信令（H.323、MGCP/H.248、SIP）
13、，接受软交换设备的控制以实现语音、视频、数据通信功能。 智能终端是一个完整的硬件、软件结合体，可以通过LAN或ADSL的方式接入IP网络以实现各类通信功能，因此一般都需要通过静态或动态的方式得到一个IP地址。智能终端虽然可直接实现点对点的通信，但在一个运营商大网络中通信时，为了合法的得到服务，必须有一个到软交换设备的显示的注册过程以及终端自身的配置过程，这与普通PSTN电话终端插上即用的方式是有一定区别的。,同时，IP智能终端还必须提供一定的接口以接受软交换网络相应的管理和维护。,IP智能终端,5.软交换业务技术,（1）由软交换设备直接提供业务 延续4类和5类电路交换机模式，直接为终端提供各种
14、基本业务和补充业务，包括PSTN/ISDN基本语音业务、PSTN/ISDN补充业务，同时能够对这些业务的功能作一定的扩展。 （2）通过接入智能网SCP提供业务 此方式下智能业务仍旧由传统智能网的业务控制点（SCP）来提供，软交换实现业务交换功能（SSF），负责智能业务的触发，然后通过信令网关与传统智能网SCP互通，为软交换用户提供现网的智能业务。,（3）通过SIP应用服务器提供业务 利用SIP应用服务器向NGN用户提供个性化、多媒体增值业务，这种方式下主要由运营商自行开发并运行业务。 （4）通过Parlay 应用服务器提供业务 通过Parlay应用服务器和Parlay网关，由第三方开发业务。,
15、应用服务器,AAA 服务器,网管系统,媒体网关,SIP 终端,H.248 终端,MGCP 终端,SG,No.7 网络,Radius,待定,SNMP,SIP,H.323,SIP/BICC,SIP,H.248,MGCP,H.248,INAP/IP,SS7/IP,6.软交换控制器原理,主要功能,呼叫控制和处理功能 呼叫的建立、维持和释放控制功能。 协议功能 呼叫控制协议；传输控制协议； 媒体控制协议；应用协议； 管理协议。 业务提供功能 基本业务、补充业务、增值业务。 业务交换功能 SSP 操作维护功能 用户使用、配置、 监视软交换设备的工具集。 计费功能,多媒体呼叫控制模型,呼叫控制 媒体控制 信
16、道控制,2,1,3,软交换组网,软交换系统作为其它网络的网元 软交换系统组网方案,1.软交换系统作为其他网络的网元,代替PSTN中的汇接局（尤其是长途局）,代替PSTN中的端局,与PLMN设备互通：代替MSC充作端局,与H.323设备互通,与SIP设备互通,软交换： （1）SIP用户代理功能（User Agent）功能：主要是代表PSTN/ISDN侧的非SIP终端向IP侧发出SIP呼叫请求和对来自IP侧的SIP呼叫作出响应； （2）SIP代理功能：转发SIP请求和响应消息； （3）支持SIP-T协议：实现PSTN/ISDN侧的SS7信令和IP侧的SIP信令的映射和转换。,1）软交换平面网络结构,2.软交换系统组网方案,2）基于软交换设备的分层路由结构,如何从问题、方法中看技术（实现）的演进,程控交换,业务交换点,业务控制点,业务处理与呼叫控制分离,应用服务器,Parlay网关,软交换系统,IMS系统,业务接入与业务执行分离,呼叫与承载分离,呼叫控制与媒体控制分离,？Web Service,？,？,