软交换技术北京邮电大学课件

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：MSTPULHASON下一代互联网：NGI/IPv6下一代交换网：软交换IMS下一代移动网：3GE3GB3GNGN下一代接入网：Wimax,GPON，NomeNetIPTVEndUser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 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 》《下一代网络业务冲突的控制方法》内容安排21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力局限性大（协议，终端）早期的新业务提供方式业务结点（SeviceNode):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统一传输开放业务ApplicationFrameworkInterfacesServiceInterfaceServiceInterface...ResourceInterfaceResourceInterfaceResourceInterfaceApplication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ParlayAPIEndUserApplicationsNetworkResourcesNetworkResourcesCallControlUserInteractionPolicyManagementMobilityChargingAccountManagementTerminalCapabilitiesDataSessionControlConnectivityManagementGenericMessagingFRAMEWORKPresence能力特征集：1）基本呼叫控制2）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Media(UDP)RTPStreamRTPStreamRTCPStreamRTCPStreamH.245(TCP)OpenLogicalChannelH.225(TCP)Q.931SetupConnectOpenLogicalChannelAcknowledgeCapabilitiesExchangeRTPStreamRTPStreamRAS(UDP)注册和接入管理SIP（SessionInitiationProtocol会话启动协议）多种技术体系并存的共性SIP终端MGCP终端H.323终端集成接入设备计算机电话传真IP网媒体控制器MGC网守GateKeeper2G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结构软交换技术产生驱动力：①分组交换的驱动②业务需求的驱动③网络开放的驱动④网络融合的驱动213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外围模块电路交换矩阵信令/呼叫控制管理/业务控制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开放的接口协议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。-----信息产业部软交换定义外围接入层核心传送层会话控制层业务/管理层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SGMGASAGSCPMSSSC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ParlayAPI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、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、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），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。应用服务器AAA服务器网管系统业务提供网络管理计费SSF呼叫控制互通软交换H.323网络SIP网络软交换SG现有IN媒体网关SIP终端H.248终端MGCP终端SGNo.7网络Radius待定SNMPSIPH.323SIP/BICCSIPH.248MGCPH.248INAP/IPSS7/IP6.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道控制213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（UserAgent）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网关网关端局软交换机端局软交换机端局软交换机转接软交换机端局软交换机网关网关转接软交换机转接软交换机如何从问题、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？WebService？？