第九章 下一代网络与软交换技术 吴红海 2016.04.19.

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1 第九章 下一代网络与软交换技术 吴红海

2 9.1 NGN的特征和定义 NGN---Next Generation Network OR New Generation Network
技术发展： * 数字技术的迅速发展和全面采用 * 光通信技术的发展进步 * 软件技术发展 * 统一的IP协议的普遍采用 电信业务的发展： 电信管理环境：

3 9.1 NGN的特征和定义 9.1.1 NGN的定义： 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具有QoS保证的传送（承载）技术，业务与传送技术分离，用户可自由接入到不同的业务提供商，并支持通用移动性。

4 NGN的基本特征 1.分组传送。 2.业务提供与网络相分离，提供开放接口。 3.呼叫控制与承载、呼叫/会话、应用/业务相分离。
4.利用各基本的业务组成模块，提供广泛的业务和应用。 (包括实时、流、非实时和多媒体业务) 5.具有端到端的QoS和透明传输能力。 6.提供开放的接口规范与传统网络实现互通。 7.具有通用移动性，允许用户自由的接入不同业务提供商。 8.支持多样标志体系，并能将其解析为IP地址以用于IP网络路由。 9.同一业务具有统一的业务特性。 10.融合固定与移动业务。

5 下一代网络关键技术： 软交换 IPv6 自动交换光网络（ASON）

6 9.1.2 基于软交换的NGN体系结构 SCP 业务应用层 控制层 软交换 软交换 核心分组交换网（IP/ATM） 核心传送层 IAD
应用服务器 AAA 服务器 策略服务器 媒体服务器 控制层 软交换 软交换 核心分组交换网（IP/ATM） 核心传送层 IAD 边缘接入层 SG MG 各类接入网关 No . 7 信令网 PSTN / ISDN 各类用户终端

7 基于软交换的NGN体系结构 接入层: 将各类用户接至软交换网络，集中用户业务并送至目的 地，完成媒体格式相互转换。
传送层（承载层）:透明传送业务信息。 控制层:完成业务呼叫的智能控制。 业务层:创建、执行、管理软交换网络的增值业务。

8 9.2 软交换技术 软交换技术是在IP电话基础上产生的，思想来源于业务可编程、分解网关功能的概念；
9.2 软交换技术 软交换技术是在IP电话基础上产生的，思想来源于业务可编程、分解网关功能的概念； 在软交换体系中，将IP电话网关分解为媒体网关、信令网关和媒体网关控制器，随着标准化进展，软交换设备代替了媒体网关控制器，从而为各种业务应用提供了第三方可编程环境。

9 9.2.1 软交换基本概念 国际软交换协会（ISC）对软交换的定义： “软交换是提供呼叫控制功能的软件实体”
我国信息产业部电信传输研究所对软交换的定义： “软交换是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。”

10 是把呼叫控制功能从媒体网关分离出来，通过服务器
软交换的基本含义 是把呼叫控制功能从媒体网关分离出来，通过服务器 上的软件实现基本呼叫控制功能，包括呼叫选路、管理控 制、连接控制和信令互通。

11 9.1.2 软交换网络结构 构成。 应用服务器位于业务层，负责提供增值业务和管理功能； 软交换在控制层，负责完成各种呼叫控制和相应业务处理
从上到下由业务层、控制层、传送层和接入层四层 构成。 应用服务器位于业务层，负责提供增值业务和管理功能； 软交换在控制层，负责完成各种呼叫控制和相应业务处理 信息的传送，是NGN的核心控制设备； 网关在接入层，负责用户送来的信息与IP网上传送格式的 转换； 无线网、电话网、有线电视网在接入层，都将作为接入网存在。

12 软交换网络示意图 SCP SG HLR TG MG TG AG WAG IAD 软交换 软交换 软交换 IP/ATM承载网 特征服务器
目录服务器 应用服务器 H.323 GK SCP 软交换 SG 软交换 软交换 No.7信令 IP/ATM承载网 HLR TG PSTN MG TG PSTN H.248/MGCP终端 AG WAG IAD SIP/H.323 Phone V5.1/XDSL等接入 无线接入网

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14 9.1.3 软交换设备的主要功能 * 呼叫控制和处理功能 * 协议功能 * 业务供给功能 * 业务交换功能 * 互通功能 * 资源管理功能
* 计费功能 * 认证与授权功能 * 地址解析功能 * 语音处理功能 * 操作维护功能

15 9.1.4 软交换的呼叫控制模式 业务应用层 软交换 电路交换网 分组交换网 无线网络 第三方业务应用 软件开发商 业务应用API
业务提供商 网络运营商 电路交换网 分组交换网 无线网络

16 9.2 软交换网关技术 * 网关的作用，是完成两个异构网络之间信息(包括媒体信息和用于控制的信令信息)的相互转换，以使一个网络中的信息能在另一网络中传输。 * 软交换网关，主要有媒体网关、信令网关和接入网关，在软交换软件的控制管理下，共同实现传统电信网、计算机网和有线电视网的业务融合。

17 ---完成媒体流格式转换处理，使用媒体控制协议，
媒体网关MG (Media Gateway） ---完成媒体流格式转换处理，使用媒体控制协议， 分为三类媒体网关： * 中继网关TG (Trunking Gateway)：主要完成传统交换 机的汇接接入功能。 * 综合接入设备IAD（ Integrated Access Device ）： 提供话音、数据、多媒体业务的综合接入。 完成各种用户和接入网的接入。 *无线接入网关WAG（Wireless Access Gateway）: 完成移动用户和接入网的接入。

18 9.2.1 媒体网关的主要功能 * 通过媒体网关控制协议(H.248)与媒体网关控制功能MGCF通 信；
* 媒体处理，如：媒体编码转换、分组打包、回声抑制、抖动缓冲 管理、分组丢失补偿等； * 媒体插入功能，如：提示音、证实音及话音检测等； * 处理信令和媒体时间检测，如：DTMF检测、话音动作检测等； * 系统资源管理和分配； * 数字分析能力等。

19 9.2.2 媒体网关在网络中的位置 1. 中继应用

20 2. 接入应用 IP网络 接入网关 媒体网关控制器 RTP/ RTCP 信令网关 PSTN 中继网关 TDM M G C P / H . 2
4 8 模拟线路 接 入 网 S I T R A N 信 令 ： V 5 U 或 或ISDN BRI/ PRI 媒体+V5(V5.2)或GR303 或ISDN(Q.921)信令 终接GR303信令，并将其转换为对 应的MGCP/H.248事件 图10.5 接入网应用

21 3. Cable Modem应用 电缆数据服务 接口规范

22 * 接入网关AG （Access Gateway）
---大型接入设备，提供普通电话、ISDN PRI/BRI、V5等窄带接入，与软交换配合可以替代现有的电话端局 * 中继网关TG (Trunking Gateway) ---提供中继接入，与软交换及信令网关配合可以替代现有的汇接/长途局 ---支持的接口：E1或ISDN PRI接口（话音网络侧接口），10/100MLAN、千兆位以太网接口（分组网络侧接口），10BaseT/100BaseT接口（网管中心接口） ---支持的信令和协议：No.7, No.1, PRI, H.248, MGCP, H.323, SIP

23 * 信令网关SG (Signalling Gateway): 提供No.7信令网和分组网之间信令的转换。
信令网关位于No.7信令网和IP网的关口，对信令消息进行中继、翻译或终结处理，主要使用呼叫控制协议。 信令网关分两种： No.7信令网关，完成No.7信令消息与IP网中信令消息的互通。 用户信令网关，完成ISDN用户信令消息与IP信令消息的互通。 信令网关与软交换之间通信采用Sigtran协议。

24 * 媒体服务器MS (Media Server)
---媒体服务器完成媒体资源功能和媒体控制功能。 （1）支持多种编码之间的转换 （2）支持多个应用服务器或MGC的控制 （3）支持多种并发处理能力，包括数字监测、语音 通知、语音产生、多媒体录音、语音识别、文本到 语音、会议、传真处理、语音活动监测等。

25 * 应用服务器AS(Application Server):负责各种增值业务的逻辑产生和管理。并提供开放的API(Application Progamming Interface)，为第三方业务的开发提供统一的创作平台。 位于客户机与服务器之间的一个中间应用层 典型应用： --基于Web的具有三层结构的应用，一般与Web 集成，主要提供Web业务 --软交换网络，Web应用服务器在电信领域的应用

26 *AAA(Authentication、Authorization、Accounting)服务器：
负责提供认证、授权和计费功能。

27 9.3 媒体网关控制器 * 媒体网关控制协议，ITU和IETF定义了标准协议H.248/MEGACO，两者的文本基本相同，只是语法
稍有差别。 * H.248/MEGACO属于主从连接控制协议，它允许媒体 网关控制器建立或拆除媒体网关上的电路或者分组端口 间的媒体连接。 * 媒体网关控制协议的功能，支持资源控制、媒体处理 控制、信号与事件处理、连接管理、传输、安全和应用 支持等。

28 软交换网络的主要协议: 1) H.323 ITU-T制定的IP电话和多媒体通信协议， 提供VoIP和多媒体应用。

29 2) H.248/Megaco H.248／MEGACO (Media Gateway Control Protocol)协议是IETF、ITU-T制订的媒体网关控制协议，用于媒体网关控制器和媒体网关之间的通信。 　 

30 3)SIP 会话发起协议SIP是IETF制定的一种会话管理协议，是为Internet网上要求会话类型的应用而设计的，例如多媒体会议和IP电话等。SIP和H.323都可以用于Internet上的会话应用，但是两者有着本质的不同，SIP为松耦合会话应用而设计，而H.323是为紧耦合会话应用而设计的。。 4) SIGTRAN协议 SIGTRAN协议(信令传送协议)是由IETF SIGTRAN组织制 订的一套在IP网上传送PSTN/ISDN信令的协议。 5)BICC协议 BICC (Bearer Independent Call Control protocol)协议 是ITU-T SG11小组制订的与承载无关的呼叫控制协议。使呼叫 控制与承载控制分离。

31 9.4 信令网关技术 * 信令网关（SG）提供NO.7信令网络和分组语音网络之间的接口，能将NO.7信令协议转换为IP协议传送到软交换中。
* NO.7信令网关终接来自PSTN网络的NO.7信令消息，并通过基于IP的信令传输协议（如SCTP）中继NO.7高层协议到一个或者更多的基于IP的网络组件（例如软交换机）。 * IP信令网关提供IP到IP的信令转化(例如SIP或H.323）。

32 信令网关功能结构

33 4.软交换网络有哪些类型的网关？他们的作用？ 5.简述软交换设备的主要功能。 6.软交换网络有哪些主要协议？
思考题 1.什么是下一代网络？他有哪些基本特征？ 2.什么是软交换？它有什么优点？ 3.简述软交换网络的体系结构及特点。 4.软交换网络有哪些类型的网关？他们的作用？ 5.简述软交换设备的主要功能。 6.软交换网络有哪些主要协议？