【通信技术】网络数据交换NGN技术特征和标准培训材料

【通信技术】网络数据交换NGN技术特征和标准培训材料 内部公开? ZXSS10-NGN网络简介 编者: 审核: 中兴通讯固网南京用服部 内部公开? 目 录 第1章 基础知识 .......................................................................................................................................... 1 1.1 数据通信基本概念.............................................................................................................................. 1 1.2 网络交换技术 ..................................................................................................................................... 5 1.3 分组交换 ............................................................................................................................................. 7 1.4 IP电话技术 .......................................................................................................................................... 8 1.5 常用的IP语音编码与压缩方式 ........................................................................................................ 9 1.6 IP地址 ................................................................................................................................................ 10 第2章 下一代网络(NGN)发展趋势 ......................................................................................................... 13 2.1 NGN发展背景 ................................................................................................................................... 13 2.1.1 通信网业务发展趋势 ...................................................................................................... 14 2.1.2 通信网技术发展趋势 ...................................................................................................... 16 2.1.3 NGN通信网发展目标 ..................................................................................................... 18 2.2 NGN技术特征和标准 ....................................................................................................................... 20 2.2.1 NGN技术特征 ................................................................................................................ 20 2.2.2 NGN标准研究 ................................................................................................................ 20 2.3 NGN和软交换技术 ........................................................................................................................... 32 2.3.1 软交换技术 .................................................................................................................... 32 2.3.2 软交换向FMC(固定移动融合)的演进 ....................................................................... 38 内部公开? 内部公开? 第1章 基础知识 , 知识点 , 数据通信基本概念。 , 网络交换技术。 , 分组交换、IP电话技术。 , 常用的IP语音编码与压缩方式。 , IP地址的定义和划分原则。 1.1 数据通信基本概念 数据通信是计算机和通信相结合而产生的一种新的通信方式，它是各类计算机网络赖以建立的基础，数据通信网的发展已有30年的历史，在人类进入信息社会的过程中，数据通信正起着越来越重要的作用。 在数据通信中，概念性的术语很多，只有弄清楚这些概念术语，才能真正地掌握数据通信的意义。 1( 信道 传输信息的必经之路称为“信道”。在计算机中有所谓物理信道和逻辑信道之分。物理信道是指用来传送信号或数据的物理通路，网络中两个结点之间的物理通路称为通信链路，物理信道由传输 -1- 内部公开? 介质及有关设备组成。逻辑信道也是一种通路但在信号收、发点之间并不存在一条物理上直接相连的传输介质，而是在物理信道的基础上，通过节点内部的交流来实现。 2( 码元 码元是网络中传送的二进制数字中每一位的通称，也常称作“位”或bit。例如10101010。 3( 数据 数据可分为模拟数据与数字数据两种。 模拟数据在时间上和幅度取值上都是连续的，其电平随时间连续变化。例如，语音是典型的模拟数据，其他由模拟传感器接收到的信号如温度、压力、流量等也是模拟数据。数字数据在时间上 、1的二进制代码组成的数字序列。在通信系统中，是离散的，在幅值上是经过量化的，它一般是由0 模拟数据 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示的信号被称为模拟信号，由数字数据表示的信号被称为数字信号。二者是可以相互转化的。 4( 调制解调器 传统的电话通信信道是传输语音一级的模拟信道，无法直接传输计算机的数字信号。为了利用现有的模拟线路传输数字信号，必须将数字信号转化为模拟信号，我们将这一过程称作调制(MOdulation)。在另一端，接收到的模拟信号要还原成数字信号，这个过程叫做解调(DEModulation)。通常由于数据的传输是双向的，因此，每端都需要调制和解调，这种设备叫做调制解调器(MODEM)。 5( 数据传输速率 指通信线上传输信息的速度。有两种表示方法，即比特率和码速率。 比特率S:指单位时间内所传送的二进制位代码的有效位数，以每秒多少比特数计，简写为bps或b/s或bit/s。 -2- 内部公开? 码速率B:是调制后的码元传输速率，以波特(BAUD)为单位，通常用于表示调制后的码元传输速率。 比特率S与码速率B有如下关系:S=B×logN 2 其中N 为一个脉冲信号所表示的有效状态。在二进制中脉冲只有两种状态0或1，即n=2，也就是说，在二进制时比特率S与码速率B是一致的。 6( 误码率 指信息传输的错误率，是衡量系统可靠性的指标。它以接收信息中错误比特数占总传输比特数 -6的比例来度量，通常应低于10。 7( 信息容量 指信道能传输信息的最大能力，一般以单位时间内最大可传送信息的bit数表示。实用应用时，信道容量应大于传输速率，否则高的传输速率得不到充分利用。 8( 基带传输 指在通信电缆上原封不动地传输由计算机或终端产生的0或1数字脉冲信号。这样一个信号的基本频带可以从直流成分到数兆赫，频带越宽，传输线路的电容电感等对传输信号波形衰减的影响越大。基带传输的传输距离一般不超过2公里，超过时则需加中继器放大信号，以便延长传输距离。 9( 频带传输 在远距离通信时，需要将数字信号调制成音频信号再发送和传输，接收端再将音频信号解调成数字信号。由此可见，采用频带传输时，要求在发送端和接收端安装调制解调器，这不仅解决了用电话线路传输数字信号的问题，而且可以实现多路复用，提高信道利用率。 10( 宽带传输 指传输介质频带较宽的信息传输，一般在300MHz~400MHz左右。系统 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 时将此频带分割成 -3- 内部公开? 几个子频带，采用“多路复用技术”，在一个信道中同时传播声音、图像和数据多种信息，使系统具有多种用途。 11( 串行传输 指一位一位地传送数据，从发送端到接收端只要一根传输线即可。优点是节省设备, 降低费用;缺点是速度慢。 12( 并行传输 一次可以传送一个字节，发端到收端用多根传输线。目前，计算机内部操作多采用并行传输。 13( 数据交换方式 在网络中的计算机通常是经过公用通信传输线路进行数据交换以提高传输设备的利用率。局域网中的交换方式有线路交换和存储交换两大类。存储交换类中常用报文交换和报文组交换。 14( 字符编码 在信道上传送的数据是以二进制位的形式出现的，如何组合0与1这两个码元，使之代表不同的数据和信息就叫字符编码。 15( 差错校正 字符代码在传输、接收过程中，难免发生错误，如何及时自动检测差错并进一步自动校正，也是数字通信研究的重要课题，通常的解决办法是采用抗干扰编码或纠错编码，目前常采用的编码有奇偶校验码、方块码、循环冗余码等。 16( 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 即网络通信规则，它规定了两台计算机通过一个网络进行通信的方式。 17( 同步传输 -4- 内部公开? 一种以报文和分组为单位进行传输的方式。由于报文可包含许多字符，因此可大大减少用于同步的信息量，提高传输速率。目前在计算机网络中大多采用此种传输方式。 18( 异步传输 传输的数据以字符为单位，而且字符的发送时间是异步的，也就是说，后一个字符与前一个字符的发送时间无关。 在数据通信系统中，根据所允许的传输方向，数据通信方式可分成以下三种: 1( 单工通信:数据只能沿一个固定方向传输，即传输是单向的。 2( 半双工通信:允许数据沿两个方向传输，但在每一时刻信息只能在一个方向传输。 3( 双工通信:允许信息同时沿两个方向传输，这是计算机通信常用的方式，可大大提高传输 速率。 1.2 网络交换技术 在广域网范围内，网络交换技术把数据从源节点经过中间交换节点的网络传送到目的地。这些交换节点不关心数据的内容，仅提供在节点间移动数据的交换设施。图1.2-1示出了一个简单的网络。进行通信的端点设备称为站。站可以是计算机、终端、电话或其它通信设备。我们把提供数据交换的设备称为节点，它们通过传输链路互相连接成一定的拓扑结构。每个站都连接到一个节点，所有节点的集合就叫做一个通信网络。 -5- 内部公开? C DB231 E56 F4A 7 端点站 网络节点 图1.2-1 一个简单的通信网络 在交换型通信网络中，从一个站进入网络的数据通过节点到节点的交换，被选路送往目的地。在图1.2-1中，由A站发给F站的数据被传到节点4，可以选择经过节点5和6或经过节点7和6，前往目的地。从这个简单的网络可以看出: 1( 某些节点仅连接到其它节点(例如节点5和7)，这些节点的唯一任务是数据的内部交换。 其它的节点连接了一个或多个站，除了交换功能，这些节点还可从附近连接的站接收数据， 以及把数据投递给相应站。 2( 节点到节点的链路通常是多路复用的，可以使用频分复用(FDM)，也可以使用时分多路 复用(TDM)。网络一般都不是全连接的，并非在每一个可能的节点对之间都有一条直接 链路;当然在每一对站点之间总是希望有多于一条的可能通路，以增加网络的可靠性。 在广域交换网络中，使用两种相当不同的技术:电路交换和分组交换。这两种技术有明显的差异。由于软交换主要的承载网络是基于分组交换网络的，因此我们主要介绍分组交换。 -6- 内部公开? 1.3 分组交换 在分组交换网络中，数据以短的分组形式传送，典型的分组长度上限是1000个字节(或称八位组)。如果一个源站有一个长的报文要发送，该报文就会被分割成一系列的分组，如图1.3-1所示。每个分组包含用户数据的一个部分(或一个短的报文的全部)加上一些控制信息。控制信息至少要包括网络为了把分组送到目的地做路由选择所需要的信息。在路径上的每个节点，分组被接收，短时间存储，然后传递给下一个节点。与电路交换相比，分组交换具有下列优点: 用 户 数 据 控制信息分组头 分组 图1.3-1 分组 1( 线路效率高。单个节点到节点链路可以由许多分组动态共享。分组被排成队列，并且尽可 能快地在链路上发送出去。而在电路交换中，节点到节点链路上的时间是使用同步的时分多路 复用方法预先分配的，分配给一条连接的时隙即使空闲也不能让其它连接使用。 2( 分组交换网络可以实现数据速率转换。两个不同传输速率的站可以交换分组，因为每个站 都以它自己的速度连接到它的通信往节点。而在电路交换中，电路所连接的两个站必须以 同样的速率发送和接收。 3( 在电路交换网络中，当话务负荷很大时，一些呼叫会被阻塞，即在网络上的负载减少之前 网络拒绝新的连接请求。而在分组交换网络中，分组仍然会被接收，但传送延迟会增加。 -7- 内部公开? 4( 可以使用优先级。如果一个节点有许多分组排队等待传送，它可以先发送高优先级的分组， 这些分组因此将经历比低优先级要少的延迟。 分组交换通常不发送用户的整个报文，取而代之的是将一个报文划分成若干个可以存放在内存中的分组，从而提高了交换的速度。根据其通信子网向端点系统提供的服务，分组交换还可以进一步分成数据报和虚电路两种交换类型。 1.4 IP电话技术 IP电话技术的主要目的是使IP网络和电话网结合起来，而且IP电话不仅计算机用户可以使用，普通电话用户也可以使用。两种网络有着不同的特性:IP网络是传送数据信息的网，用的是分组交换技术;电话网是传送模拟话音信号的网，用的是电路交换技术。我们已经知道，电路交换的特点是电话接通后就占用一条电路，只要通话人不挂机，电路一直被占用，不管用户是否在通话。通常通话时是一方讲话，另一方在听，因此至少有50%的电路没有利用上，电路利用率很低。分组交换技术是把要传送的信息数据按一定的长度分组，即切块“打包”，每个“包”都加上地址标志，然后用存储-转发的方式发送，每个会话的分组并不独占电路，而是遇到电路空闲就传送，多个会话可以异步地共享一条信道。电路利用率大大提高;再加上分组交换通常采用数字压缩技术，使得电路利用率比电路交换高好多倍。另外，分组传送的计费方式不考虑距离的远近，使得长途IP电话费用大大降低。 目前，随着队列、优先级、RSVP、VPN及MPLS等多种保证服务质量技术的应用，使得IP网络技术向着更高的速率和更好的服务质量发展，再加之IP电话可以大大节省通信费用，这使IP技术具有无比巨大的市场潜力。在市场的驱动下，各研究机构、国际标准组织、制造商等纷纷投入到IP相关技术的开发中，使之很快就达到了商用的程度。 -8- 内部公开? 1.5 常用的IP语音编码与压缩方式 通过IP网络传送实时的语音与通过它传送普通数据是不一样的，有关的应用设备必须满足语音所需要的实时性。语音分组的传送要求网络及时提供足够的带宽，所以对现有的许多速率还不是很高的IP网络而言，语音压缩技术是实施IP话音通信的关键所在。下面简单介绍当前使用较多的几种语音编码与压缩方式。 1( PCM 脉冲编码调制(PCM)是最早的数字话音技术，它不包含任何压缩算法，以64kbps带宽传输话音信号，即每秒采样8000次，每次采样获得8位数字的话音信号。PCM是G.711标准采用的编码方式。 2( CELP 代码激励线性预测(CELP)是当前最先进的低速率话音传输技术。CELP算法是将模拟信号采样与预先定义的代码薄内曲线进行对比分析，然后将与模拟信号采样最接近的代码薄代码传送给接收端，在接收端再对照代码薄重新生成原信号。原信号采样的间隔时间非常短，所以再生信号经过滤与原信号极其接近。CELP是许多高级专利话音压缩方式的基础，可将话音压缩到5.3kbps、8kbps和9kbps。 3( CS-ACELP 共轭结构代数代码激励线性预测(CS-ACELP)，或称G.729，是国际电信联盟(ITU)8kbps语音压缩和编码的标准。CS-ACELP是新发展的一种算法，能够编码出 8kbps的话音信号比特流(而普通的PCM信号为64kbps)，带宽效率是PCM的8倍，是32kbps ADPCM的4倍。现在，CS-ACELP是人们普遍看好的语音编解码方案。 在实际选择语音压缩算法时，需要综合考虑各种因素。例如，高比特率可以保证良好的话音质 -9- 内部公开? 量，但要占用大量存储空间，耗费更多的系统资源;而过低的比特率又会影响话音质量和增加延迟。所以，在较低比特率的前提下保持较好的话音质量，是选择压缩算法的原则。 1.6 IP地址 Internet协议地址(简称IP地址)对网上某个节点来说是一个逻辑地址，它独立于任何网络硬件和网络配置，不管物理网络的类型如何，它都有相同的格式。IP地址是一个4字节的数字，实际上由两部分组成:第一部分是IP网络号，第二部分是主机号。这种4字节的IP地址通常以小圆点分隔，其中每个字节都用十进制数字表示，如130.130.71.1，其网络号是130.130，主机号是71.1。 IP地址可分成五类，即A类、B类、C类、D类和E类。用二进制代码表示，A类地址的最高位等于0，B类地址的最高两位等于10，C类地址的最高三位等于110，D类地址的最高四位等于1110，E类地址的最高五位等于11110。由于D类地址仅用于主机组的特殊定义，E类地址作为保留地址暂未使用，故具体网络只能分配A类、B类、C类地址中的一种。 IP寻址机制允许这三种类型的网络配置。IP地址是节点间使用IP协议彼此通信的基础，无论是在私有的TCP/IP网络上，还是在公用的Internet上都是如此。 假如某个网络不想加入到公用的Internet上去，那么它可以用强制规定的形式来选择其IP地址。若采用这种方式，则对于该网络上的所有节点，IP地址必须满足以下规定: 1( 每个IP地址的网络号部分相同; 2( 网络上每个节点的IP地址必须是唯一的。 A类地址的最高位0和后随的7位是网络号部分，剩下的24位表示网内的主机号。这样在一个互连网内可能会有126个A类网络(网络号1~126，号码0和127保留)，而每个A类网络中允许有1600万个节点。非常大的地区网，如美国的MLNET和某些很大的商业网，才能使用A类地址。 -10- 内部公开? B类地址的最高两位10和后随的14位是网络号部分，剩下的16位表示网内的主机号。这样，可能会有大约16000个B类网络，而每个B类网络中可以有65000多个节点。一般的大单位和大公司营建网络使用B类地址。 C类地址的最高三位110和后随的21位是网络号部分，剩下的8位表示网内主机号。这样，一个互连网将允许包含200万个C类网络，每个C类网络中最多可以有254个节点，较小的单位和公司使用C类地址。 如果你不喜欢使用二进制，也可以按照IP地址的第一个字节值的十进制数表示三类网络:A类地址以1~126开始，B类地址以128~191开始，C类地址以192~223开始。 们约定，整个网络号部分的二进制编码(A类是开头一个字节，B类是开头两个字节，C类人 开头是三个字节)为全零时，该网络号解释为本地网，主机号部分的二进制编码(A类后面的三个字节，B类后面的两个字节，C类后面的一个字节)为全1时，该主机号解释为本地网络内的广播地址。 -11- 内部公开? 第2章 下一代网络(NGN)发展趋势 , 知识点 , 由通信网的历史背景看NGN的发展趋势～并了解对NGN目标网的一个定义。 , 由NGN的技术实现～了解软交换的体系架构及其关键技术。 2.1 NGN发展背景 自1876年贝尔发明电话以来，通信的发展经历了若干阶段，时至今日，现代通信在经过100多年的发展后，已经深刻影响了人类社会的方方面面。 分析通信行业百年来的发展规律，不怕以偏概全的说，有三个主要的驱动力在驱动着通信网的不断发展。如下图所示 -13- 内部公开? 图 2.1-1 电信发展的三大驱动力 首先是业务驱动，主要是人们对于信息的需求的快速增长，对通信的多样化，个性化，服务质量，安全保障等要求，都要求电信网向多业务，多接入方式，高质量，高保障的方面发展。 再次是资源与成本的驱动，由于资源的有限性，对于降低资源占用成本，提高资源的利用率，提高资源的管理水平等方面的需求，也驱动着电信网的继续发展。 第三个主要驱动力，是通信网技术的自身发展，为业务提供，资源利用提供了新的解决方案。 那么分析通信网发展史，这三者，成为了电信网的发展的三大主要驱动因素。下面我们从通信网的业务及技术发展趋势上面来看，通信网的向下一代网络发展的目标。 2.1.1 通信网业务发展趋势 通信业务的发展主要是由于人们对于信息的追求，人们沟通欲望无限制释放的要求，人类各种 2.1-2所示的数据社会、经济活动对信息容量、传播速度的要求。促使通信业务迅速的发展，从图可以看出， -14- 内部公开? 图 2.1-2 通信业务的发展趋势 通信网的业务发展正在从单纯语音业务为主向数据、多媒体业务为主的业务应用发展，从近几年的语音业务与宽带数据市场的增长率比较看来，全世界范围内，固定语音市场的增长速度普遍低于10%，甚至有些国家出现了负增长，而Internet为代表的数据通信网络的发展速度普遍大于30%。 从用户对于业务的需求角度来看，出现了几种明显的趋势，那就是业务需求的多样化，个性化。多样化主要体现在业务提供的种类要求多，不光是简单语音通信，数据通信，还存在一定要求有质量保证的视频点播，远程教育，多方通信，即时消息，机对机通信等多样需求。而个性化则体现在业务提供的定制特性，业务的移动特性等许多要求。 从运营商角度看来，同样需要业务驱动来维持自身的利润增长，主要原因在于下面三个方面， (1) 电信业务市场的成熟化,传统的电信业务饱和,语音业务尤其明显，这就要求运营商们需求 -15- 内部公开? 新的业务; ) 电信网络技术发展迅速,网络接入方式和传输带宽短期内基本不再成为业务的瓶颈; (2 (3) “电信泡沫”时期大量基础网络建设投入,资源利用率普遍偏低,大量闲置线路及带宽,网络 建设整体速度明显放缓，旧的电信网络,庞大的闲置资源提高利用率也需要引入新的业务应 用。 2.1.2 通信网技术发展趋势 从通信网的业务发展趋势看来，对于通信网技术的发展，提供了三个发展目标，就是移动化，宽带化，融合趋势。 移动化主要包括三个层面的理解， (1) 用户在移动中甚至在高速移动中使用业务的可能性。 (2) 用户在小范围内移动停止后或慢速移动中使用业务的可能性(游牧性)。 (3) 用户在大范围移动后使用业务的可能性(漫游性)。 宽带化主要指满足人们使用多样化业务的需要，提供高速的带宽，包括高宽带的接入与高带宽的汇聚与传输。 而融合趋势则包括了在原来不同技术上(例如数据与语音业务提供技术)、网络上(数据网、语音网、广播电视网)的有机融合，以期待一个网络提供所有的业务，使得业务网络建设与维护成本降低。 那么基于这些发展目标，通信网的各种技术都不约而同地向电信网全IP化发展。 IP技术是基于统计复用的分组交换技术。其主要特点如下: (1) 基于分组传送; -16- 内部公开? (2) 业务与承载网络分离; ) 全业务支持的网络机制; (3 (4) 端到端QoS; (5) 安全保证机制; (6) 广泛的移动性; 传统PSTN网 传统网络是基于TDM的PSTN话音网～以电路交换为主～当初主要是为了传输语音、保证语音质量、承担语音业务而设计建造的～只能提供64kbit,s的业务～且业务和控制都由交换机完成。电路交换模型如图 2.1-3所示。 图 2.1-3 PSTN交换机的模型 这种模型的特点: Everything in One Box -17- 内部公开? 升级维护困难 功能单一 设备利用率低，经营成本高 开放性差 业务开展困难 正是由于基于上述模型的PSTN网络的上述缺点，面对Internet网络的成功给人们的巨大鼓舞，永远不满足于现状的运营商、设备提供商、企业家和学者们逐渐开始放开想像的翅膀，企图从百年枷锁中解脱出来，以革命的手段创造一个全新的世界。 2.1.3 NGN通信网发展目标 ITU-T第13研究组2004年2月会议经过激烈的辩论，给出了NGN的基本定义为:NGN是基于分组的网络，能够提供电信业务;利用多种宽带能力和QoS保证的传送技术;其业务相关功能与其传送技术相独立。NGN使用户可以自由接入到不同的业务提供商;NGN支持通用移动性。 在此基础上，ITU-T再辅以对NGN的特征、能力、宏观目标及研究领域等一系列延伸描述，以进一步加固对此定义的延伸理介。指出其基本特征为基于分组传送;控制功能与承载能力、呼叫/会话、应用/服务分离;业务提供与网络分离;并提供开放接口;支持广泛的业务，包括实时、流媒体业务、非实时和多媒体业务;具有端到端QoS和透明的传输能力;通过开放接口与传统网络互通;具有通用移动性;允许用户自由地接入不同业务提供商;支持多样标识体系，并能将其解析为IP地址以用于IP网络路由;同一业务具有统一的业务特性;融合固定与移动业务;业务功能独立于底层传送技术;适应所有管理要求，如应急通信、安全性和私密性等要求。NGN的能力为具有业务开发、布署和管理各种业务的能力;业务和网络的分离，使得网络和业务可以独立发展演进;各功能实体分布在现有或新网络之中，具有与现有网络互通的能力;支持现有的和NGN新增的多种终端;提供 -18- 内部公开? 对现有语音业务向NGN的过渡中关键技术的支持;支持通用移动性，具有用户接入的无关性和业务使用的一致性特点;同时描述NGN政策层面在内的宏观目标为推动公平竞争, 鼓励私有投资;定义网络体系和能力框架以满足不同的电信管制要求;提供开放的网络接口，同时保证广泛的业务提供;推动公民平等机会及多元文化和语言，以及世界范围的广泛合作等。其研究内容为NGN通用框架模型，NGN的功能体系结构模型, 端到端的业务质量QoS，业务平台APIs，网络管理，安全性，广泛移动性，网络控制体系结构与协议，业务能力和业务体系结构,在NGN中业务与网络的互操作性，以及编号、命名与寻址等11个领域, 等等。 NGN的体系结构组成如图 2.1-4所示 图 2.1-4 ITU-T对未来NGN网络的描述(Release 1) -19- 内部公开? 2.2 NGN技术特征和标准 2.2.1 NGN技术特征 NGN需要得到许多新技术的支持。目前为大多数人所接受的NGN相关技术是:采用软交换(或IMS)技术实现端到端业务的交换;采用IP技术承载各种业务，实现三网融合;采用IPv6技术解决地址问题，提高网络整体吞吐量;采用多协议标签交换实现IP层和多种链路层协议(ATM/FR、PPP、以太网、SDH、光波等)的结合;采用光传输网和光交换网络解决传输和高带宽交换问题;采用宽带接入手段解决“最后一公里”的用户接入问题。由此，可以预见实现NGN的关键技术是: 软交换技术; 高速路由/交换技术; 大容量光传送技术; 宽带接入技术。 其中软交换技术(含移动软交换技术)是NGN的核心技术。 2.2.2 NGN标准研究 2.2.2.1 国际上NGN标准研究状况 国际上研究NGN的四个大的标准化组织主要是:ITU、ETSI、3GPP和IETF。除此之外还有美国的ATIS，中、日、韩CJK, 日本的NTT及韩国等国家也在积极开展NGN 方面的研究，下面分别就各组织对其研究的现状进行简要介绍: 1( ITU-T 在ITU-T中研究NGN的研究组有:SG13，SG11，SG15，SG16和SG19，其主要研究的领域划 -20- 内部公开? 分为: ) SG13在业务需求、框架、演进和QoS等方面进行研究。为了加速NGN研究的进展，2004(1 年6月成立了NGN Focus group，并于2004年12月将NGN Focus group并入该组。 (2) SG11组主要是研究信令和信令控制架构方面 (3) SG15组研究接入和传输的组 (4) SG16组主要是研究一些多媒体的业务 (5) SG19组致力于研究固网和移动网的融合 2003年ITU-T开始了NGN 2004Project的研究，2004年2月份提出了NGN的定义，同时提出了相关的11份草案，但没有特别实质性的内容。2004年6月份成立了NGN Focus group组织，这是国际电联为了加速标准化进程新成立的部门来专门对NGN进行研究的。每两个月开一次会(6, 7, 9, 11/2004 and 3, 4, 6,8,11/2005)，这种频繁的会议加速了研究的进程。NGNFocus group应该说涵盖了目前对NGN的研究范围的诸多领域，1)SR，2)FAM，3)QoS，4)CSC，5)SeC，6)EVOL，7)FPBN。目前进展比较多的是前三个方面，其他组都有一些草案，但是没有一些实质性的内容。在2005年3月份结束的会议上对Scope文件更加清晰了，对业务分类更明确了，也便于大家实施。 表 2.2-1 NGN Focus group 的分组、研究范围及目前的成果 工作组 研究范围 成果 WG1 SR(业务需求) NGN范围Release 1/基本要求，业务及能力， 移动性业务及能力 WG2 FAM(功能结构和移动性) NGN的架构，功能性要求，移动性，软路由 的功能要求 Req. and Architecture, Functional Req. for -21- 内部公开? NGN Mobility, Functional Req. for Soft Router WG3 TR-123.qos, TR-msnniqos, TR-NGN.qos, QoS(服务质量) TR-NGN.NHNperf, TR-e2eqos.1, TR-enet, TR-atmipa, TR-racs, TR-ipaqos WG5 SeC(安全能力) NGN安全框架 WG6 EVOL(演进) 向NGN 的网络演进，PSTN向NGN 的演进 WG7 FPBN(基于分组网的未来) 未来分组网的需求 NGN FG的主要研究成果: 业务需求工作组 - NGN Release 1 范围 ?假定所有的业务都在IP 上传输 ?骨干网是基于3GPP Release 6 and 3GPP2 revision A定义的IMS ?移动性，包括:业务移动性，用户移动性，终端移动性及支持不带无缝切换的游牧 ?PSTN/ISDN Emulation/Simulation ?多媒体业务/应用支持 ?与其他网络的互连接 ?接入网/客户网/NGN末端用户设备 ?安全/QOS/管理 ?编号、命名和寻址 ?计费和结算 - NGN Release 1 业务和能力(包括业务划分) -22- 内部公开? ?业务包括基于交互的业务，基于非交互业务，基于交互和非交互的业务，网络业务和常规业 务。 基于交互的业务有:实时会话语音业务，点对点交互多媒体业务，协同交互通讯业务，NGN“一键通”业务，即时消息，现有的PSTN/ISDN业务，数据通信业务，数据提取应用，在线、Speech-enabled 业务，SMS, MMS 的消息业务; 基于非交互业务有:内容发送业务，传感器网络业务，广播/组播业务，在网络上设备管理，远程控制/作用业务; 基于交互和非交互的业务有:VPN业务，企业的主机和穿越业务Hosted and transit services for cinema ticket information, motorway traffic status，Presence和enterprises (IP Centrex, etc.) 信息业务如 公共的通告业务，基于3GPP Release 6 and 3GPP2 Release A OSA的业务。 网络业务又分基本传输业务和增强性传输业务。 (1) 基本传输业务是指点对点，点对多点，多点对多点的连接性。基本传送包括:best effort 业 务，受限的安全性。 (2) 增强性传输业务 提供业务的连接，诸如在BTS加上不同的业务，像QoS的保证，安全性的高级的级别，虚拟专网的接入。 常规业务有:紧急通信业务，合法侦听业务，广播紧急警报业务。 在2005年3月的会议上对业务划分有了进一步讨论。业务分类为:基本业务，增强性业务，公共业务及其他业务。 基本业务:不用API接口，由运营商自己提供业务。 增强型业务:用开放API接口提供则属增强型的业务。有实时会话提供语音的业务，比如说软 -23- 内部公开? 交换，至少是一个开放的接口;点对点交互性多媒体业务，还有协作性的，成组的消息业务，这些业务都需要外部通过API接口提供的;多媒体短信业务，还有广播、多播的业务，还有其他一些传送业务等等，这些都是多媒体业务，还有一些信息服务。 公共业务:管制业务，如合法监听、用户标识呈现、紧急通信这些都是由政府来进行的促使运营商提供的一些业务 其他业务:是数据通信业务，数据提取、在线、电子商务，还有传感器业务，远端控制等。 所谓的仿真业务是传统的PSTN或者是ISDN提供的业务，与被叫方式有关可能是传统的也可能是非传统的，但只要是传统的PSTN接到NGN网络就是仿真业务，为传统的PSTN终端提供一些NGN的服务可有以下情况:a.是对现有的PSTN/ISDN的替代; b.是直接可以接到NGN网络之上。 - NGN Release 1 业务和能力需求 移动性，识别，鉴权，授权，位置管理，Presence，组管理，会话控制，业务登记管理，业务和终端框架管理，消息，策略控制，计费，应急通信的管理，合法截取管理，业务的独立性，应用业务互通，业务协同， 在网络能力方面分为以下三类: (1) 基本的网络能力:如:路由的功能、OAM的功能、OAM管理的功能，互操作性、互通、 识别、鉴权、授权等功能，计费、结算 (2) 业务支持的能力:引擎，提供相应的能力为上层应用和下层的网络提供一种桥梁，来提供 引擎的能力。 (3) 支持合法监听等业务的能力。 对于开放的业务环境，一般来讲现在都是一些open的API，另外是支持PSTN/ISDN的仿真能力。在Service Enablers一个是成组的管理，主要是提供一些闭合用户群一些其他相关服务，还有个 -24- 内部公开? 人信息、消息的处理，本国、多国的支持，位置管理、数字版权的管理等等都放在这里面了。认为 OAM、管理、业务发现等有一些承载的能力，都归结为开放业务环境里了。 像QoS、 1( ETSI 成立了TISPAN，专门研究NGN的相关课题，分为业务、体系、协议、号码与路由、服务质量、测试、安全和网络管理共8个组，希望在2005年夏天有一些相应的成果体现出来，其主要原则是希望能够尽量顺从IMS，分成Package1.1、Package1.2、Package1.3、Package1.0。 (1) Package 1.1 (July 2005): 业务需求和能力 •业务描述 •概貌和分系统的结构 (2) Package 1.2 (September 2005): •详细的功能性要求 •特殊业务/附加业务定义 •演进及IMS的协议规范 •互通规范和测试 (3) Package 1.3 (December 2005): •其他要求和架构 •协议 •OSS (4) Package 1.0 (GEN, July – December 2005): -25- 内部公开? •范围/指南，术语 Qos/ 安全/ 管理框架 • •ENUM-related 2( GPP 最新研究推出了IMS这套体系架构，现在正被ITU—T广泛应用并得到了不断的改进和完善，其他几个组织也在对此不断完善。IMS初衷是向移动用户提供多媒体的服务，目前3GPP Release6主要的核心实体是CSCF，它有HSS等，GPP是为了在现有网络上能够附加一块多媒体的功能为移动终端提供多媒体的服务。 2年6月冻结。其主要特点是: (1)R5于200 –为GPRS/3G网络设计了基于IP传输之上的标准化的多媒体解决方案IMS，包括安全功能，计费功能，漫游功能和服务质量 (QoS); –被视为将来3GPP网络中IP多媒体应用的通用系统，在线业务和信息业务将通过IMS标准化 –基于IETF的协议，采用SIP和SIP扩展;SIP作为唯一的IP多媒体服务“呼叫控制”协议;并通过SIP进行服务管理 –所有的IMS网络模块都用了IPv6，包括移动终端 –注册网络控制，漫游用户由原始注册网络控制 –接入独立，IMS独立于底层的IP接入网络 (2) R6于2004年年底被冻结。其主要特点是: –IMS到CS互通 – 支持SIP/ISUP 互通和CS 漫游情况 –IMS到PS互通 – 支持和IP端点的互通，包括IPv4/IPv6互通，SIP，编解码方式 -26- 内部公开? –支持WLAN接入方式 支持多种业务，如聊天，IMS会议，支持在线(presence)功能 – –传输层计费 – 支持基于IP流的计费 3( IETF 主要是SIP/IPv6的一些相关内容。 4( ATIS 美国的标准化组织，目前也在研究NGN。主要的工作仍然是接受ITU-T的成果，在美国进行应用。希望能够在固定和移动网络融合上有一些相关的进展。美国一方面考虑给用户提供需求，同时考虑对传统网络进行替代，另外也非常重视9.11等相关的紧急服务，在它的很多标准中也是非常强调的，包括国际电联，对国际紧急服务也是非常重视的，而且在不断地推进。 (1) ATIS NGN Focus Group 指导方针 准备向全球NGN 输入文稿，支持全球NGN标准并与之协调，接受ETSI TISPAN IMS对于增值业务的观念，与其他组织协同工作，尽快将标准推向市场。认为NGN 的实现将由商业需要推动，认同接受ITU-T Y.2001对NGN的定义(基于分组，功能分开，与PSTN互通等)，最终结果是期望一个融合的网络。 (2) 研究情况 •ATIS NGN FG 第一部分文件确定唯一的US需求，标准层次及特征需求 •ATIS NGN FG 第二部分文件继续层次分析并阐明标准的优先权 •高等级/指导原则 –PSTN 连接, FMC, 接入 agnostic -27- 内部公开? –继承业务演进替代 •对多媒体融合业务的支持 (3GPP IMS) •与PSTN的互连接/互操作 •对继承性业务和终端的支持 •美国常规需求 –LAES, E-911, 号码可携带及共享 pooling •末端用户应用 –交互语音,多媒体会议, 内容共享, 有线/无线的移动管理 •网络业务 Enablers –QoS, Presence, 政策, 位置, 游牧, 漫游, 个人信息 (one),数字版权管理, 内容和服务发现 •优先网络/支持能力 –安全性, OAM&P, 鉴别和授权, SLAs, 服务质量测量, 完整性, 保密性和私密性, 网络和业务 survivability 的机制 •商业模式 –OPEX, Implications for Service Providers I.e., partnerships, third party access, branding across wireline/wireless 5( CJK 是中日韩三国的标准化组织形成的临时性组织，由中国CCSA，日本TTC\ARIB及韩国TTA组成。设立了两个工作组，B3G工作组和NGN工作组。NGN Group于2004年7月6日全会通过成立，由韩国发起，希望能够在三国之间对NGN的发展研究进行交流。目前已召开了三次会议。 -28- 内部公开? CJK NGN工作组的目标: •在各个国家之间交流NGN相关的活动信息、标准研究状态; •力争在NGN相关标准领域达成更多的共识; •在将来的NGN网络上提供端到端的多媒体业务; •在感兴趣的各方之间进行一致性测试，验证NGN的互通性和互操作性; •收集并交流NGN标准开发信息，实现区域及全球合作。 •目前主要集中在QoS和IMS的问题 NTT现有的PSTN和ISDN是6千万的用户，希望在2010年能够把一半的用户(三千万)全部都转到NGN网络上，这将是一个比较浩大的工程。同时明确提到没有PSTN仿真阶段，直接就进入Simulation的阶段，直接提供PSTN模拟的阶段。因为它的宽带普及率非常高，终端出来直接出来的，不需要进行相应的转换。韩国将NGN称为BcN，意为宽带融合的网络。在韩国其标准化进展很快，有多个标准化组织进行相关的研究。 7( 本•NTT PSTN/ISDN目前的用户量达到60，000，000，NTT宣布到2010将有30，000，000用户向光纤接入及NGN业务转换，它是没有emulation的阶段的，直接提供simulation的业务。 8( 国 NGN相关的项目称为BcN(Broadband convergence Network)，其主要目的是通过动态接入并利用基于IP的综合网络提供高质量的融合业务。全国有大约10个软交换设备，软交换之间采用SIP-T协议。韩国的NGN标准化活动主要涉及两个标准化组织: (1) BcN Forum -29- 内部公开? 下设政策法规、业务、融合网络、无线接入、有线接入、终端、QoS和安全、互通共8个工作组，负责BcN环境下的商业模型、网络融合等方面的研究，制定BcN标准并向行业提供技术支持。 实现BcN的方案分为四步: 第一步:首先发展宽带接入网，包括有线(VDSL、FTTx)和无线(室内室外2.3GHz Portable Internet) 第二步:边缘网络智能化，核心网络增加QoS; 第三步:实现宽带家庭网络(home networking) 第四步:实现宽带融合网络(BcN)，实现业务融合和网络融合，即各种类型的宽带接入网，无论有线还是无线都融合到一个骨干网中，在各种类型的多媒体终端之间提供无缝的业务。 (2) NGN项目组 2004年成立的，有100多个成员组成，分为体系结构和业务、QoS和性能、移动性和控制3个工作组，负责开发NGN相关的标准。 2.2.2.2 国内NGN标准研究状况 NGN作为一个新的研究领域，NGN的标准化在国内、国际都有一个过程，尤其是NGN的体系架构能够保证服务质量和安全可靠的承载网技术是目前研究的重点，我国在NGN的研究和标准化方面与世界标准化组织的研究处于同步阶段，正在不断研究和制定我国的标准，并将以这些标准提交到国际标准化组织，为国际标准化作出贡献。NGN标准的研究工作主要在中国通信标准化协会(CCSA)内进行，在相关技术委员会如接入网与传送网，网络与交换，IP与多媒体及无线通信等的一些工作组中开展有关研究。 (1) 接入网方面:主要是面向宽带的无线接入技术。目前正在对下述的标准进行研究:第二代 不对称数字用户线，ADSL2，的技术，综合接入系统的技术要求，甚高速数字用户线。 -30- 内部公开? (2) 传送网方面:光传送网体系、设备功能的特性，自动交换光网络的结构和要求，自动交换 光网络设备技术要求。 (3) 软交换方面:网络总体组开展这方面的研究比较深入。网络总体的技术要求，已经制定了 相应的标准，设备规范、协议规范及业务规范有些完成了制订，有些正在制订之中。设备 规范有些正在报批中。制订了基于软交换的IP电话媒体网关控制器技术要求、ATM中继 媒体网关、IP中继媒体网关、综合接入媒体网关技术要求、基于H.248的媒体网关控制协 议技术要求的标准，其测试方法也已完成标准草案。协议方面完成的标准主要是媒体网关 MGCP方面的技术要求、测试方法，还有承载无关的呼叫控制规范等系列标准，另外还有 控制传输协议、会话初始协议等。业务系列方面的规范，主要是基于软交换的业务识别、 业务技术要求，号码识别类型的业务、呼叫前转业务、多方通话业务、点击拨号业务、视 频多媒体业务等等。软交换在移动方面也是有着很好的技术空间，在移动软交换方面正在 制订一系列的标准，如移动软交换服务器设备技术要求以及测试方法、移动媒体网关设备 规范和测试方法及接口方面。所有上述标准内容都是在中国标准化协会内经过广泛讨论和 征求意见的。 (4) IP与多媒体方面:NGN在众多的分组协议中首先考虑的是IP协议，这并不是因为理想， 而是因为IP已经无处不在了。 NGN将采用IPv6， 但并不排斥IPv4。ITU也在探讨引入 友好的IP，以改进QoS。IPv6是目前各界关心的焦点，同时也是NGN的一部分，国家正 在启动CNGI的项目，目的是组建一个全国范围内的IPv6示范网络，推动IPv6的产业化。 IPv6相关技术标准的研究制定正在进行中，国内电信制造企业也根据标准开展了IPv6路 由器等通信产品的生产研制工作，目前已完成了IPv6相应的技术标准。目前完成的IPv6 技术标准主要包括IPv6基本的协议，IPv4向IPv6演进方面的规定，双栈的一些设备规范。 现在生产的IPv6路由器已经很多了，在IPv6方面还要加紧做一些更深层次的标准。 (5) 无线通信方面:3G作为NGN的一部分，无线通信技术工作委员会已经完成了98项，分 -31- 内部公开? TD—SCDMA、CDMA2000、WCDMA三类。这些标准正在做最后的审查和修改阶段，即 将报批。 可以看到，中国通信标准化协会在软交换，IPv6、接入、传送，3G等方面对NGN标准的 研究制订取得了一些可喜的进展，这些标准的出台为运营商做商用试验或者是做一些技术 实验，为厂家提供相关的设备都起到了很好的指导作用。 2.3 NGN和软交换技术 2.3.1 软交换技术 2.3.1.1 软交换体系架构 作为NGN的核心技术，软交换是一种基于软件的分布式交换和控制平台。软交换的概念基于新的网络功能模型分层(分为接入层、承载层、控制层与业务层4层，如图 2.3-1所示)概念，从而对各种功能作不同程度的集成，使得业务与控制，控制与承载分离开来，通过各种接口协议，使业务提供者可以非常灵活的将业务传送和控制协议结合起来，实现业务融合和业务转移，非常适用于不同网络并存互通的需要，也适用于从语音网向多业务/多媒体网的演进。 -32- 内部公开? 图 2.3-1 软交换系统架构 1( 边缘接入层: 边缘接入层主要是指与现有网络相关的各种网关和终端设备，完成各种类型的网络或终端到核心层的接入，完成媒体处理的转换作用。 边缘接入层的主要设备介绍: 信令网关(SG):完成电路交换网(基于MTP)和分组交换网(基于IP)之间的NO.7心理的转换，将NO.7信令利用分组交换网络传送。 中继网关(TG):在软交换的控制下，完成媒体流的转换等功能，主要用于中继(NO.7信令)接入。 接入网关(AG): 在软交换的控制下，完成媒体流的转换和非NO.7信令处理等功能，主要用 -33- 内部公开? 于终端用户/PBX接入和中继(非NO.7信令接入)。 : 完成两个异构宽带网络中协议控制流和媒体流的中继功能。并具有流控，宽带网关(BGW) 黑白名单等功能。 综合接入设备(IAD):完成用户端数据、语音、图像等多媒体业务的综合接入功能。 SoftPhone:安装于用户电脑上的软件，实现数据、语音、图像等多媒体业务的终端。 2( 承载层 承载层是一个基于IP/ATM的分组交换网络。软交换体系网络通过不同种类的媒体网关将不同种类的业务媒体转换成统一格式的IP分组或ATM信元，利用IP路由器或ATM交换机等骨干传输设备，由分组交换网络实现传送。 3( 控制层 控制层是整个软交换网络架构的核心，主要指软交换控制设备。软交换是网络中的核心控制设备，它所完成的主要功能有: (1) 呼叫处理控制，完成基本的和增强的呼叫处理过程; (2) 接入协议适配，完成各种接入协议的(信令)的适配处理过程; (3) 业务接口提供，向业务平台提供开放的标准接口; (4) 互联互通功能，与其他对等实体互联互通; (5) 应用支持系统功能，完成计费、认证、操作维护等功能。 4( 业务层 业务层主要指面向用户提供各种应用和服务的设备。除了继承了传统交换网络的AAA服务器、数据库、SCP、OSS等设备外，还根据下一代网的基本特征，定义了两个新的实体。 -34- 内部公开? APP(应用服务器):作为全网统一的业务平台，利用Parlay API技术，提供业务生成环境，向用户提供增值业务、多媒体业务的创建和维护功能。 SHLR(Smart Home Location Rigester 智能归属位置寄存器):作为固网、NGN用户数据属性存储及管理中心。 2.3.1.2 软交换技术的特点 软交换的技术发展与演进是基于业务驱动的。 软交换技术架构可以抽象为如图 2.3-2所示的网络模型 图 2.3-2 软交换网络模型 由该模型带来了如下的特点: 全网用户数据统一管理; -35- 内部公开? 完成统一的用户签约、认证、鉴权和安全，同时对用户标志、状态和计费进行统一管理，为PHS、PSTN、软交换、3G网络融合提供基础; 全网业务统一提供; 基于开放的NGN开放的业务平台架构，提供新型宽带业务价值链，为运营商提供快速的、持续的新业务生成能力及多途径的业务运营和精细化业务管理能力;为用户提供全面的、融合的多媒体业务能力，并可以根据细分市场进行融合及定制。 实现了所有网络的融合; 由软交换核心控制设备完成全网统一的会话、路由、媒体、QoS等方面的端到端调度和控制。 用户接入手段多样性，包括宽带域和窄带域; 用户可全网移动。 通过这样的组网方式，将为其业务的发展带来网络智能化、网络宽带化、网络移动化、网络标准化这些特征。 2.3.1.3 软交换的协议 软交换网络是一个分层的具有开放性质的网络，层与层之间，网元设备与网元设备之间采用标准的协议进行互通。各种设备必须遵循共同的规范和约定，这就是通信标准或协议。 软交换网中的设备之间的协议，如图 2.3-3所示。 -36- 内部公开? 图 2.3-3 软交换中的协议 可以分为6大类协议: 语音与视频编码:G7xx,H26x等; 媒体流实时传输协议:RTP，RTSP等; 媒体控制协议:H248/Megaco，MGCP协议等; 呼叫控制协议:SIP，H323，SS7协议等; 信令传输协议:SIGTRAN协议等; 应用支持协议:COPS，PARLAY，TRIP，LDAP，RADIUS，CAP，MAP，Diameter等 几种控制协议 MGCP(Media Gateway Control Protocol) -37- 内部公开? 是一个为媒介网关和语音IP终端设备提供信令和呼叫控制的主从设备控制协议(MGC控制MG)，是简单网关控制协议和IP设备控制规范的结合。 H.248/MeGaCo 是MGCP的后继协议和最终替代者，但协议概念完全不同，随NGN的不断发展，MGC与MG之间的媒体控制协议将逐步统一到H.248。 Session Initiation Protocol -会话发起协议 是IETF制定的多媒体通信协议，它是一个基于文本的应用层控制协议，独立于底层协议，用于建立、修改和终止IP网上的双方或多方的多媒体会话。 2.3.2 软交换向FMC(固定移动融合)的演进 2.3.2.1 软交换和3G网络融合是下一代网络的发展方向 网络融合是今天通信业发展的一个基本方向，是适应通信市场的激烈竞争和降低网络运营和维护成本的需要。融合的目标就是向最终用户提供统一的业务体验，而不关心用户使用的接入手段和终端类型。通过融合，运营商可以提高资产的利用率，扩大网络覆盖范围，提高业务的易用性，扩展网络的多业务。 网络融合可以体现在两个方面，一方面是业务融合，另一方面是核心控制层面的融合。 业务融合指用户可以通过不同接入手段而使用网络所有业务。业务融合主要受市场竞争和对业务需求驱动。业务融合的最终目标是使用任何终端设备，选择一个最适合用户所处位置和需求的网络，实现任何业务的能力。业务融合使通信更容易和方便，既扩大了用户的活动空间，又节省费用。融合的目的就是结合各种网络的优势，在基本业务的基础上提供丰富多彩的增值业务。 控制层面的融合指的是采用通用的、开放的技术在实现不同网络或网络元素的合并或融合。控 -38- 内部公开? 制层面的融合和业务融合相互依存，互相发展和促进。驱动控制层面融合的因素除业务融合的需求之外，还包括运营商为了降低多业务网高昂的设备投资、减少运营人员、备件管理等运营和维护成本和网络自身的发展而实现网络融合。对于用户而言，业务融合和网络融合的发展方向就是享受可以感知的综合服务和业务。 目前许多设备商巨头都积极投身到全IP架构的实现过程中。爱立信提出的EMM(Engine Multi-Media)子系统可以同时为移动网络和固定网络提供IMS业务;朗讯提出了Accelerate?IMS下一代网络与业务融合移动网络和固定网络解决方案;诺基亚提出基于SIP的IMS通用平台可以同时支持固定和移动的多种接入方式，实现固定网与移动网的融合(FMC)。国内中兴通讯和华为也各自提出了相应的融合产品系列。 2.3.2.2 固定软交换和3G IMS具有相同的功能模型 比照3GPP的IMS系统体系结构，固网软交换设备实际上已经是集成了CSCF、MGCF、BGCF、MRFC等网元实体功能的物理设备。具体地说，IMS的主要技术基石包括: SIP呼叫模型和协议栈; 网关分离模型和H.248协议栈; 多媒体特征和开放业务架构等。 固网软交换设备已经基本实现了上述所有功能，只是没有达到IMS所描述的高度开放性。和现有其它产品(包括3G产品)相比，它是最接近于IMS定义的目标架构的。 固定软交换的实现方式如图 2.3-4所示，它承载于IP分组网络上，主要由业务应用层、核心控制层和边缘接入层组成。 -39- 内部公开? 图 2.3-4 固定软交换架构 业务应用层网元实体主要包括应用服务器APPS、Parlay网关等;核心控制层网元实体包括呼叫服务器Call Server、媒体网关控制器MG Control、数据库Memory DB和资源管理器Resource Manager等;边缘接入层网元实体包括信令网关SG、智能终端Intelligent Terminal以及媒体网关/媒体服务器等。 从网元实体功能结构上说，固定软交换和IMS逻辑功能结构的对照关系如下: Call Server – CSCF MG Control – MGCF Memory DB – HLR/HSS Resource Manager – MRFC -40- 内部公开? MG – IMS-MGW Media Server – MRFP SG – SGW 固定软交换在实现方式上的最大特点是把核心控制层功能实体呼叫服务器、媒体网关控制器、用户数据管理网元实体以及资源管理器全部集中在一个设备中。它既符合固定网的网络特点，也降低了网络设备的研发和运维的成本。其缺点是用户数据库位于核心控制设备之中，不适合在固网中引入移动特性以及和移动网融合。 2.3.2.3 固定软交换向全IP架构演进 固定软交换这种一体化实现方式非常适合目前固定网络的维护和建设需要，极大地节省了网络运营商的建设和运维成本，有利于软交换网络的发展。但是，固定软交换是按照固定网的发展模式研发和部署相应的网络，从目前的设备功能结构上看，不太适合和移动网络融合以及向全IP网络架构演进。 为实现固定软交换的智能化和移动化，必须改变固定软交换的业务触发方式。一个可行的方式就是参考移动网络的数据组织方式，把用户数据库从核心控制设备分离出来，形成独立的用户数据库HLR，HLR和核心控制设备之间的接口通常采用MAP协议(这可以看作是固定软交换向IMS演进的第一步，在后续阶段，HLR将演变成HSS，接口方面除MAP协议外也将支持Diameter协议)。如图 2.3-5所示。 -41- 内部公开? 图 2.3-5 固定NGN中的HLR与APP 固定软交换向全IP架构的演进，融合移动3G网络的下一个演进阶段是网络逻辑实体接口的标准化。具体地说，就是在第一阶段的基础上把相关的功能实体呼叫服务器Call Server、媒体网关控制器MG Control、用户数据管理网元实体Memory DB以及资源管理器Resource Manager之间的接口标准化，为最终实现固定网络和移动网络的融合准备条件。 不过，基于全IP网络的固定网络和移动网络的融合的实现将是一个漫长的过程，FMC融合首先会在网络的业务层面得以实现，然后才能在核心网上得以实现，在接入网仍然会是多种技术长期共存的局面。如图 2.3-6所示。 -42- 内部公开? 图 2.3-6 FMC融合示意图 同时，宽带化、移动化、智能化、多媒体化、个性化、无缝化将会是成功开展FMC融合最为关键的因素，它将体现在FMC产业的方方面面，如监管政策、经营策略以及网络平台等。目前这一进程才刚刚开始。 -43-