第7章NGN與軟交換技術(shù)1小龍制作7.1NGN與軟交換網(wǎng)絡(luò)概述7.1.1NGN與軟交換網(wǎng)絡(luò)的概念1.通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的現(xiàn)狀2小龍制作1.通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的現(xiàn)狀1876年貝爾的電話發(fā)明。之后的一百余年的時間里，電話與通信幾乎等同，電信網(wǎng)絡(luò)幾乎等同于電話網(wǎng)絡(luò)。而傳統(tǒng)的電話網(wǎng)絡(luò)是基于電路交換技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)，提供的業(yè)務(wù)只有語音業(yè)務(wù)。3小龍制作目前，傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)都是基于TDM的PSTN話音網(wǎng)，以電路交換為主，當(dāng)初主要是為了傳輸語音、保證語音質(zhì)量、承擔(dān)語音業(yè)務(wù)而設(shè)計建造的，只能提供64kbit／s的業(yè)務(wù)，并且業(yè)務(wù)和控制都由交換機完成。隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)飛速增長，這種專為傳輸語音的設(shè)計給數(shù)據(jù)用戶帶來了巨大的痛苦：通信價格高、上網(wǎng)速度慢、等待時間長、傳輸質(zhì)量低、增加新業(yè)務(wù)難。4小龍制作數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)飛速增長，已經(jīng)超出電話網(wǎng)絡(luò)的承受能力。早在1998年，美國大部分運營商的公眾骨干網(wǎng)中的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量就超過語音業(yè)務(wù)量，并以20％到40％的速度增長。預(yù)計到2005年，美國數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量將占整個網(wǎng)絡(luò)通信量的絕對主流，而語音業(yè)務(wù)則成為陪襯。5小龍制作運營商面臨的一個尷尬的事實是：它們的收入來源的主體仍然是話音。網(wǎng)絡(luò)泡沫催生可管理、可運營網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)。6小龍制作電信運營商面臨這樣的尷尬局面：業(yè)務(wù)分離和運營維護分離導(dǎo)致運營商每提供一種新的業(yè)務(wù)，就需要建設(shè)一個新的網(wǎng)絡(luò)，從而造成大量的重復(fù)建設(shè)與巨大的資金浪費，而且在運營過程中還需要投入大量的人力、物力來維護多個不同的網(wǎng)絡(luò)；另一方面，用戶對于具有多媒體特性的綜合業(yè)務(wù)需求日益增加，業(yè)務(wù)需求不斷變化，對于這些新的需求，運營商不得不采用新的技術(shù)。。7小龍制作而傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)主要是基于TDM的PSTN話音網(wǎng)，以電路交換為主，當(dāng)初主要是為了傳輸語音、保證語音質(zhì)量、承擔(dān)語音業(yè)務(wù)而設(shè)計建造的，只能提供64kbit／s的業(yè)務(wù)，而且業(yè)務(wù)和控制都由交換機完成。這種網(wǎng)絡(luò)具有以下致命的缺點：在一個設(shè)備中完成所有的功能，導(dǎo)致升級維護困難、功能單一、設(shè)備利用率低、經(jīng)營成本高、開放性差以及業(yè)務(wù)開展困難等等8小龍制作2.NGN提出的主要因素

9小龍制作(1)發(fā)展與成熟的基礎(chǔ)技術(shù)

從影響網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)來看，微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，使CPU的性價比以每18個月翻一番；光傳輸容量的增長速度以每14個月翻一番，密集波分（DWDM）技術(shù)使光纖的通信容量大大增加，也提高了核心路由器的傳輸能力；移動通信技術(shù)與業(yè)務(wù)的巨大成功正使得運營商將發(fā)展的重心由固定網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)向潛力更大的移動網(wǎng)絡(luò)；IP的迅速擴張及其IPv6技術(shù)的日益成熟，預(yù)示著IP正進入一個鼎盛的發(fā)展時期。革命性技術(shù)的突破，已經(jīng)為新一代網(wǎng)絡(luò)的誕生打下了堅實的基礎(chǔ)。10小龍制作(2)日益增加的業(yè)務(wù)類型與需求量以電話業(yè)務(wù)為主的業(yè)務(wù)提供方式正日益受到來自于IP數(shù)據(jù)報業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)飛速發(fā)展的沖擊11小龍制作（3）NGN與軟交換的定義NGN從傳統(tǒng)的、以電路交換為主的PSTN網(wǎng)絡(luò)中，逐漸邁出了向以分組交換為主下一代網(wǎng)絡(luò)演進的步伐。它既可以承載原有PSTN網(wǎng)絡(luò)的所有業(yè)務(wù)，同時又把大量的數(shù)據(jù)傳輸卸載到IP網(wǎng)絡(luò)中，以減輕PSTN網(wǎng)絡(luò)的重荷，而且還以IP技術(shù)的新特性增加和增強了許多新老業(yè)務(wù)。從這個意義上講，NGN是基于TDM的PSTN語音網(wǎng)絡(luò)和基于IP的分組網(wǎng)絡(luò)融合的產(chǎn)物，它使得在新一代網(wǎng)絡(luò)上語音、視頻、數(shù)據(jù)等綜合業(yè)務(wù)成為了可能。12小龍制作國際電信聯(lián)盟ITU-T對NGN定義“NGN是基于分組的網(wǎng)絡(luò)，能夠提供電信業(yè)務(wù)；利用多種寬帶能力和QoS保證的傳送技術(shù)；其業(yè)務(wù)相關(guān)功能與其傳送技術(shù)相獨立。NGN使用戶可以自由接入到不同的業(yè)務(wù)提供商；NGN支持通用移動性”。13小龍制作NGN廣義論

NGN是一種業(yè)務(wù)驅(qū)動型網(wǎng)絡(luò)。業(yè)務(wù)和呼叫控制完全分離、呼叫控制和承載完全分離，使業(yè)務(wù)獨立于網(wǎng)絡(luò)。具有一個開放式業(yè)務(wù)架構(gòu)，集話音、數(shù)據(jù)、傳真和視頻業(yè)務(wù)于一體的全新的網(wǎng)絡(luò)。14小龍制作NGN狹義論下一代網(wǎng)絡(luò)又特指以軟交換設(shè)備為控制核心，能夠?qū)崿F(xiàn)語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的開放的分層體系架構(gòu)。在這種分層體系架構(gòu)下，能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)控制與呼叫控制相分離，呼叫控制與承載和接入控制相分離。各個功能部件之間則須采用國際化標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議進行互通，能夠兼容各種業(yè)務(wù)網(wǎng)（PSTN、IP網(wǎng)、移動網(wǎng)等等）技術(shù)，提供豐富的用戶接入手段，支持標(biāo)準(zhǔn)的業(yè)務(wù)開發(fā)接口，并且采用統(tǒng)一的分組網(wǎng)絡(luò)進行傳輸。15小龍制作業(yè)界專家認(rèn)為軟交換就是NGN最近期的目標(biāo)和核心實現(xiàn)技術(shù)，它注重于考慮NGN的具體物理實現(xiàn)，可以認(rèn)為它是實現(xiàn)NGN的至關(guān)重要的階段和關(guān)鍵技術(shù)。在本教材中，后續(xù)內(nèi)容若無特殊說明，可以理解為狹義的NGN，即軟交換網(wǎng)絡(luò)。16小龍制作軟交換最后的定義把呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)（傳輸層）中分離出來，通過服務(wù)器上的軟件實現(xiàn)基本呼叫控制功能，包括呼叫選路、管理控制、連接控制和信令互通。結(jié)果：把呼叫傳輸與呼叫控制分離開，為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面，使業(yè)務(wù)提供者可以自由地將傳輸業(yè)務(wù)與控制協(xié)議結(jié)合起來，實現(xiàn)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移。重要：軟交換采用了開放式應(yīng)用程序接口（API），允許在交換機制中靈活引入新業(yè)務(wù)。17小龍制作軟交換就是位于網(wǎng)絡(luò)分層中的控制層，它與媒體層的網(wǎng)關(guān)交互作用，接收正在處理的呼叫相關(guān)信息，指示網(wǎng)關(guān)完成呼叫。主要任務(wù)是：在各點之間建立關(guān)系，這些關(guān)系可能是一個簡單的呼叫，也可以是一個較復(fù)雜的處理。軟交換主要處理實時業(yè)務(wù)，首先是話音業(yè)務(wù)，也可以包括視頻業(yè)務(wù)和其他多媒體業(yè)務(wù)。軟交換通常也提供一些基本的補充業(yè)務(wù)，相當(dāng)于傳統(tǒng)交換機的呼叫控制部分和基本業(yè)務(wù)提供部分。18小龍制作7.1.2NGN與軟交換網(wǎng)絡(luò)的特點19小龍制作1.控制與承載分離控制與承載分離的最大好處就是，承載可以充分利用現(xiàn)有分組網(wǎng)絡(luò)IP，就成本和效益而言，這既可以大大降低運營商初期的設(shè)備投資成本，又可對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)挖潛增效，提高現(xiàn)有的分組網(wǎng)絡(luò)的資源利用率；就容量而言，重用現(xiàn)有分組網(wǎng)絡(luò)，其容量經(jīng)過多年的投資，部分地區(qū)容量已經(jīng)存在一定冗余；就可靠性而言，網(wǎng)絡(luò)的單節(jié)點或局部的故障，對NGN網(wǎng)絡(luò)不會產(chǎn)生影響或影響有限。20小龍制作2.業(yè)務(wù)與呼叫分離業(yè)務(wù)是網(wǎng)絡(luò)用戶的需求，需求的無限性決定了業(yè)務(wù)將是無限和不收斂的。如果將業(yè)務(wù)與呼叫集成在一起，則呼叫的規(guī)模和復(fù)雜度也必將是無限的，無限的規(guī)模和復(fù)雜度是不可控和不安全的。事實上，呼叫控制相當(dāng)于業(yè)務(wù)而言是相對穩(wěn)定和收斂的，在NGN中將呼叫控制從業(yè)務(wù)中分離出來，可以保持網(wǎng)絡(luò)核心的穩(wěn)定和可控，而不會妨礙人們無限想像力。21小龍制作3.接口標(biāo)準(zhǔn)化、部件獨立化各個功能部件之間均采用標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議，如媒體網(wǎng)關(guān)控制器(或稱軟交換服務(wù)器)與媒體網(wǎng)關(guān)之間采用MGCP、H.248、H.323或SIP協(xié)議。媒體網(wǎng)關(guān)控制器(或稱軟交換服務(wù)器)之間采用BICC、H.323或SIP-T協(xié)議等。接口標(biāo)準(zhǔn)化是部件獨立化的前提和要求，部件獨立化是接口標(biāo)準(zhǔn)化的目的和結(jié)果。22小龍制作接口標(biāo)準(zhǔn)化可以降低部件之間的相互依賴關(guān)系，各部件可以獨立演進，而網(wǎng)絡(luò)形態(tài)可以保持相對穩(wěn)定，業(yè)務(wù)的延續(xù)性有一定保障。23小龍制作4.核心交換單一化、接入層面多樣化核心承載網(wǎng)絡(luò)的主要功能是快速路由和轉(zhuǎn)發(fā)。如果功能復(fù)雜，則難以達到這個目標(biāo)。接入層則是面向最廣大用戶，來自各個國家、各個地區(qū)、各個民族和種族，不同年齡、不同性別、不同職業(yè)，背景的不同決定了需要的差異。所以，單一的接入層面根本無法滿足千差萬別的需求。以個性化、人性化的接入層面親近用戶是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的方向。24小龍制作5.開放的NGN體系架構(gòu)NGN不但在各個功能部件之間采用開放的標(biāo)準(zhǔn)接口，而且還對外提供開放的應(yīng)用編程接口（OpenAPI），開放的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)置可以滿足人們對于業(yè)務(wù)的自我定制。25小龍制作7.1.3NGN與軟交換網(wǎng)絡(luò)的意義1.NGN與軟交換對用戶的意義軟交換可以實現(xiàn)跨越地域的控制，可以對接入層面豐富多樣的設(shè)備進行控制和管理，以為用戶同時提供話音、數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)，以及其它各種融合業(yè)務(wù)。這是傳統(tǒng)程控交換機無法實現(xiàn)的。26小龍制作隨著通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展從技術(shù)驅(qū)動向業(yè)務(wù)（需求）驅(qū)動轉(zhuǎn)變，業(yè)務(wù)逐漸成為用戶關(guān)注的焦點。軟交換向互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容提供商（ICP）提供開發(fā)的業(yè)務(wù)接口（OpenAPI），由于分工的ICP往往比軟交換設(shè)備提供商更熟悉特定業(yè)務(wù)，所以ICP提供的業(yè)務(wù)更加貼近用戶、貼近生活。另外，大量的ICP參與競爭，將為用戶快速推出更多樣、更先進、更經(jīng)濟、更實用的業(yè)務(wù)。此外，軟交換作為NGN的獨立部件，結(jié)構(gòu)相對簡單，成本較低，最終用戶也將因此而享受更加經(jīng)濟實惠的業(yè)務(wù)。27小龍制作2.NGN與軟交換對運營商的意義作為NGN的核心部件，軟交換設(shè)備可以獨立開發(fā)、生產(chǎn)和采購。其開發(fā)成本、生產(chǎn)成本和采購成本都相對較低，因而運營商的設(shè)備投資成本也會相應(yīng)降低。28小龍制作對傳統(tǒng)運營商而言，軟交換繼承原PSTN網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，最大限度地保護運營商投資。對經(jīng)營數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的運營商，前幾年網(wǎng)絡(luò)泡沫導(dǎo)致投資過渡，帶寬冗余，軟交換可以作為其基本而關(guān)鍵的應(yīng)用，在現(xiàn)有冗余帶寬上迅速部署NGN業(yè)務(wù)，以在與其它運營商的競爭中取得優(yōu)勢。29小龍制作軟交換的出現(xiàn)，使三網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)層面上實現(xiàn)網(wǎng)間的互聯(lián)互通，在業(yè)務(wù)層面上實現(xiàn)各種業(yè)務(wù)互相滲透和交叉、承載多種業(yè)務(wù)成為可能。運營商可以終結(jié)三網(wǎng)分別投資局面，為融合的網(wǎng)絡(luò)上為用戶同時提供話音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)，實現(xiàn)國際電聯(lián)提出的“通過互聯(lián)互通的電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)和電視網(wǎng)等網(wǎng)路資源的無縫融合，構(gòu)成一個具有統(tǒng)一接入和應(yīng)用界面的高效率網(wǎng)路，使人類能在任何時間和地點，以一種可以接受的費用和質(zhì)量，安全的享受多種方式的信息應(yīng)用”的目標(biāo)。30小龍制作3.NGN與軟交換對設(shè)備提供商的意義31小龍制作7.2NGN與軟交換網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)7.2.1NGN與軟交換網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與功能32小龍制作軟交換的功能模型結(jié)構(gòu)33小龍制作2.軟交換網(wǎng)絡(luò)功能模型的各層功能軟交換網(wǎng)絡(luò)功能模型的各層具有如下功能：（1）接入層：接入層利用各種接入設(shè)備為用戶連接至軟交換提供各種接入手段；接入層設(shè)備包括中繼網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)、邊緣接入控制設(shè)備、接入網(wǎng)關(guān)、IAD和SIP終端等，此部分功能提供與接入方式密切相關(guān)，例如我國的固定電話網(wǎng)絡(luò)與移動電話網(wǎng)絡(luò)的軟交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)此部分就有較大區(qū)別；34小龍制作信令網(wǎng)關(guān)（SG）: No.7信令網(wǎng)關(guān)的功能，是完成No.7信令消息與IP網(wǎng)中信令消息的互通，信令網(wǎng)關(guān)通過其適配功能完成No.7信令網(wǎng)絡(luò)層與IP網(wǎng)中心靈傳輸協(xié)議棧（SIGTRAN）的互通，從而透明傳送No.7信令高層消息（TUP/ISUP或者SCCP/TCAP），并提供給軟交換控制設(shè)備（或稱為媒體網(wǎng)關(guān)控制器）。35小龍制作媒體網(wǎng)關(guān)（MediaGateway）:

簡稱為MG或者MGW,實際上是個廣義的概念，類別上可分為中級網(wǎng)關(guān)（TGW）和接入網(wǎng)關(guān)（AG）。36小龍制作中繼網(wǎng)關(guān)（TGW）負責(zé)橋接PSTN和IP網(wǎng)絡(luò)，完成多媒體信息（語音或者圖像）TDM格式和RTP數(shù)據(jù)包的相互轉(zhuǎn)換，中繼網(wǎng)關(guān)（TGW）沒有呼叫控制功能，由軟交換設(shè)備（媒體網(wǎng)關(guān)控制器）通過MGCP或H.248協(xié)議控制，完成承載連接的建立和釋放。37小龍制作媒體服務(wù)器是軟交換網(wǎng)絡(luò)中提供專用媒體資源功能的設(shè)備，為各種業(yè)務(wù)提供媒體資源和資源處理，包括DTMF信號的采集與編碼、信號音的產(chǎn)生與傳送、錄音通知的發(fā)送、不同編解碼算法間的轉(zhuǎn)換等各種資源提供的功能。38小龍制作邊緣接入控制

為設(shè)置在外網(wǎng)區(qū)的IAD和SIP終端提供業(yè)務(wù)接入的控制設(shè)備，具有安全防護、媒體管理、地址轉(zhuǎn)換、私網(wǎng)穿越等功能，配合軟交換核心設(shè)備和IAD/SIP。39小龍制作SIP終端包括SIP硬終端和SIP軟終端，SIP硬終端是基于SIP協(xié)議的多媒體設(shè)備，具有一體化、內(nèi)置按鍵、麥克風(fēng)、顯示屏、攝像頭等特征。SIP軟終端是基于多媒體協(xié)議的SIP軟件，運行于PC機上。40小龍制作綜合接入設(shè)備（IAD）IAD是IntegratedAccessDevice的簡稱。它是一個小型的接入層設(shè)備，為軟交換網(wǎng)絡(luò)用戶側(cè)設(shè)備，它向用戶同時提供模擬端口和數(shù)字端口，實現(xiàn)用戶的綜合接入，可提供語音、數(shù)據(jù)、視頻業(yè)務(wù)的綜合接入，上行可采用五類線、雙絞線、無線等接入方式。41小龍制作（2）承載層承載層基于IP分組交換技術(shù)，負責(zé)軟交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各類信息（媒體流和信令流）由源到目的地的傳輸；42小龍制作（3）控制層控制層是下一代網(wǎng)絡(luò)的核心控制設(shè)備，該層設(shè)備又被稱為軟交換機或者媒體網(wǎng)關(guān)控制器（MGC）。軟交換設(shè)備是軟交換網(wǎng)絡(luò)的核心控制設(shè)備，它獨立于底層承載協(xié)議，主要提供呼叫控制、承載控制，媒體網(wǎng)關(guān)接入控制、資源分配、協(xié)議處理、路由解析、認(rèn)證、計費等主要功能，并可以向用戶提供各種基本業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)。43小龍制作呼叫控制功能軟交換設(shè)備可為基本呼叫的建立、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)檢測和資源控制等。軟交換設(shè)備應(yīng)能支持基本的呼叫控制與多方的呼叫控制功能。它還應(yīng)能夠識別媒體網(wǎng)關(guān)報告的用戶摘掛機，撥號等事件；同時還應(yīng)能夠控制媒體網(wǎng)關(guān)向用戶發(fā)送各種信號音等。當(dāng)軟交換設(shè)備內(nèi)不包含信令網(wǎng)關(guān)時，它應(yīng)該能夠采用七號信令方式或者IP方式與單獨設(shè)置的信令網(wǎng)關(guān)互通，完成整個呼叫的簡歷與釋放功能。44小龍制作業(yè)務(wù)提供功能軟交換應(yīng)能夠提供PSTN/ISDN交換機提供的業(yè)務(wù)，包括語音、補充業(yè)務(wù)以及多媒體業(yè)務(wù)等基本業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)；還可與現(xiàn)有智能網(wǎng)配合，已提供智能網(wǎng)業(yè)務(wù)；還可與第三方合作，提供多種增值業(yè)務(wù)和智能業(yè)務(wù)。45小龍制作業(yè)務(wù)交換功能軟交換應(yīng)能夠提供智能網(wǎng)業(yè)務(wù)交換節(jié)點SSP的功能SSP包括業(yè)務(wù)交換與呼叫控制功能。業(yè)務(wù)交換功能包括：業(yè)務(wù)控制觸發(fā)的識別以及與SCF（業(yè)務(wù)控制功能）之間的通信；管理呼叫控制和SCF之間的信令；按要求修改呼叫/連接處理功能；在SCF控制下處理智能網(wǎng)業(yè)務(wù)請求；業(yè)務(wù)交互作用的相關(guān)管理等。46小龍制作互聯(lián)互通功能軟交換通過信令網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)分組網(wǎng)與現(xiàn)有七號信令網(wǎng)的互通；軟交換可通過信令網(wǎng)關(guān)與現(xiàn)有智能網(wǎng)互通；為用戶提供多種智能業(yè)務(wù)；軟交換還可通過其互通模塊，采用多種不同的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議實現(xiàn)互通。采用SIP協(xié)議實現(xiàn)與未來SIP網(wǎng)絡(luò)體系的互通；此外，軟交換設(shè)備之間也可以通過不同的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議實現(xiàn)互聯(lián)互通。他們之間的協(xié)議可以采用SIP或者BICC；軟交換還可提供IP網(wǎng)內(nèi)H.248終端、SIP終端盒MGCP終端之間的互通。47小龍制作資源管理功能軟交換應(yīng)該能夠提供資源管理功能，對系統(tǒng)中的各種資源進行集中地管理，這包括資源的分配、釋放和控制等。48小龍制作計費功能軟交換應(yīng)具有采集詳細話單及復(fù)式計次功能，并能夠按照運營商的需求將話單傳送到相應(yīng)的計費中心。49小龍制作認(rèn)證與授權(quán)功能

軟交換應(yīng)該能夠與認(rèn)證中心連接，并可將所管轄區(qū)域內(nèi)的用戶、媒體網(wǎng)管信息送往認(rèn)證中心認(rèn)證與授權(quán)，從而防止非法用戶或者設(shè)備的接入。50小龍制作地址解析功能軟交換設(shè)備可以完成E.164地址與IP地址、別名地址到IP地址的轉(zhuǎn)換功能，同時也可完成重定向功能。51小龍制作語音處理控制功能軟交換可以控制媒體網(wǎng)關(guān)采用語音壓縮技術(shù)，并提供多種可供選擇的語音壓縮算法。軟交換還可以控制媒體網(wǎng)關(guān)使用回聲抑制技術(shù)，以減少或者避免回聲。52小龍制作（4）業(yè)務(wù)/應(yīng)用層：下一代網(wǎng)絡(luò)中，業(yè)務(wù)與控制相分離，業(yè)務(wù)部份獨立地形成應(yīng)用層。應(yīng)用層的功能就是利用各種設(shè)備，為整個下一代網(wǎng)絡(luò)體系提供業(yè)務(wù)能力上的支持。即：業(yè)務(wù)/應(yīng)用層提供軟交換網(wǎng)絡(luò)各類業(yè)務(wù)所需要的業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)資源及媒體資源，包括應(yīng)用服務(wù)器系統(tǒng)、業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)及Web服務(wù)器等53小龍制作（5）運營支撐平面：運營支撐平面與其他四個層面都有接口，負責(zé)對整個軟交換網(wǎng)絡(luò)的用戶、數(shù)據(jù)、配置等信息的管理。54小龍制作7.2.2NGN與軟交換網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)網(wǎng)的實現(xiàn)55小龍制作1.軟交換網(wǎng)絡(luò)在固定電話網(wǎng)的實現(xiàn)（1）軟交換業(yè)務(wù)層網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)56小龍制作在軟交換網(wǎng)絡(luò)中，業(yè)務(wù)和控制相分離，業(yè)務(wù)層功能實體的設(shè)置不應(yīng)受軟交換設(shè)備設(shè)置的影響。同一個軟交換設(shè)備可接入多個業(yè)務(wù)層系統(tǒng)。57小龍制作按照業(yè)務(wù)覆蓋范圍的不同，應(yīng)用服務(wù)器系統(tǒng)可按照兩級結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，分為集團級應(yīng)用服務(wù)器系統(tǒng)和省級應(yīng)用服務(wù)器系統(tǒng)。集團級應(yīng)用服務(wù)器系統(tǒng)應(yīng)提供集團級業(yè)務(wù)，由集團統(tǒng)一部署，集中設(shè)置；省級應(yīng)用服務(wù)器系統(tǒng)應(yīng)以省、直轄市、自治區(qū)為單位設(shè)置，負責(zé)省、直轄市、自治區(qū)內(nèi)特色業(yè)務(wù)的提供。業(yè)務(wù)層系統(tǒng)應(yīng)靠近軟交換承載網(wǎng)骨干節(jié)點設(shè)置。58小龍制作（2）軟交換控制層網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)軟交換控制層網(wǎng)絡(luò)組織由軟交換設(shè)備和路由服務(wù)器組成。引入路由服務(wù)器之前，軟交換網(wǎng)絡(luò)控制層網(wǎng)絡(luò)組織宜遵循下列原則：59小龍制作-中國電信軟交換網(wǎng)絡(luò)采用兩級分級結(jié)構(gòu)，第一級為省際軟交換網(wǎng)絡(luò)，第二級為省內(nèi)軟交換網(wǎng)絡(luò)；省際軟交換設(shè)備暫不考慮直接接入軟交換網(wǎng)絡(luò)用戶，僅承擔(dān)各省用戶跨省呼叫的信令和媒體接續(xù)；省內(nèi)軟交換網(wǎng)絡(luò)應(yīng)完成用戶接入、話務(wù)匯接和省內(nèi)長途分流的功能。60小龍制作-省際軟交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)保持相對穩(wěn)定，軟交換設(shè)備間用采用扁平化路由結(jié)構(gòu)61小龍制作

省內(nèi)軟交換網(wǎng)絡(luò)宜按區(qū)域設(shè)置，軟交換設(shè)備控制的區(qū)域稱為軟交換業(yè)務(wù)區(qū)。省內(nèi)軟交換業(yè)務(wù)區(qū)的劃分應(yīng)結(jié)合本地/長途業(yè)務(wù)發(fā)展、本地網(wǎng)用戶分布及移動網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃等因素綜合考慮，軟交換業(yè)務(wù)區(qū)可又地理位置臨近的多個本地網(wǎng)構(gòu)成。同一省內(nèi)軟交換設(shè)備之間應(yīng)采用扁平化路由結(jié)構(gòu)62小龍制作-省內(nèi)軟交換用戶的省際呼叫信令由省際長途網(wǎng)或省際軟交換網(wǎng)絡(luò)接續(xù)，但省際軟交換設(shè)備與省內(nèi)軟交換設(shè)備之間暫不考慮直接IP互通。63小龍制作-全網(wǎng)所有軟交換設(shè)備應(yīng)位于同一平面，軟交換設(shè)備之間呈邏輯網(wǎng)狀連接-路由服務(wù)器可按照分層的模式或扁平模式進行組網(wǎng)，分層組網(wǎng)時，層次的數(shù)量應(yīng)由實際網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模和路由服務(wù)器的設(shè)備容量確定。64小龍制作-軟交換管理域宜以大區(qū)為單位劃分，即相鄰多個省組建跨省的軟交換管理域，業(yè)務(wù)量較大的省、直轄市、自治區(qū)也可以單獨組建管理域。65小龍制作-軟交換管理域的劃分應(yīng)保持相對穩(wěn)定，一個軟交換設(shè)備不得同時從屬于多個管理域。-不同管理域的軟交換設(shè)備之間的路由信息應(yīng)通過路由服務(wù)器進行查詢。66小龍制作（3）軟交換承載層網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)軟交換承載網(wǎng)分為內(nèi)網(wǎng)區(qū)承載網(wǎng)絡(luò)、外網(wǎng)區(qū)承載網(wǎng)絡(luò)和隔離區(qū)承載網(wǎng)絡(luò)。67小龍制作68小龍制作內(nèi)網(wǎng)區(qū)的承載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)為軟交換網(wǎng)絡(luò)提供安全組網(wǎng)保障，在網(wǎng)絡(luò)層面實現(xiàn)軟交換設(shè)備之間的相互通信、軟交換網(wǎng)絡(luò)與非軟交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的消息隔離。同時，內(nèi)網(wǎng)區(qū)的承載網(wǎng)絡(luò)還應(yīng)為軟交換信令、媒體等數(shù)據(jù)流提供服務(wù)質(zhì)量保證。69小龍制作（4）軟交換接入層網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)軟交換接入層網(wǎng)絡(luò)組織由中繼網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)、接入網(wǎng)關(guān)、媒體服務(wù)器、邊緣接入控制設(shè)備、IAD及SIP終端等設(shè)備組成。其中接入網(wǎng)關(guān)、中繼網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)和邊緣接入控制設(shè)備屬于可信任設(shè)備，應(yīng)直接接入軟交換內(nèi)網(wǎng)區(qū)承載網(wǎng)；IAD和SIP終端屬于不可信任設(shè)備，必須通過邊緣接入控制設(shè)備代理后方可訪問軟交換內(nèi)網(wǎng)區(qū)資源；邊緣接入控制設(shè)備應(yīng)跨接在軟交換內(nèi)網(wǎng)區(qū)承載網(wǎng)和外網(wǎng)區(qū)承載網(wǎng)之間。70小龍制作（5）軟交換相關(guān)的互聯(lián)互通與PSTN/ISDN網(wǎng)的互通軟交換網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能夠與PSTN/ISDN國際網(wǎng)、長途網(wǎng)和本地網(wǎng)互通。軟交換網(wǎng)絡(luò)與PSTN/ISDN網(wǎng)的互通點可設(shè)置在中繼網(wǎng)關(guān)與DC1交換局、DC2交換局、匯接局或國際局之間。當(dāng)有業(yè)務(wù)需求時，中繼網(wǎng)關(guān)與其所在本地網(wǎng)內(nèi)的端局、網(wǎng)間接口局、SSP之間也可以設(shè)置互通點71小龍制作與中國電信七號信令網(wǎng)的互通軟交換網(wǎng)絡(luò)與七號信令網(wǎng)之間的互通點設(shè)置在SG與七號信令網(wǎng)絡(luò)的HSTP、LSTP和SP之間，SP包括中國電信PSTN網(wǎng)中的各類交換局和參與七號信令交互的業(yè)務(wù)系統(tǒng)72小龍制作與其他運營商網(wǎng)絡(luò)的互通軟交換網(wǎng)絡(luò)通過PSTN網(wǎng)間接口局實現(xiàn)與其他運營商的互通，暫不考慮軟交換網(wǎng)絡(luò)與其他運營商網(wǎng)絡(luò)直接互通73小龍制作2.軟交換網(wǎng)絡(luò)在蜂窩移動通信網(wǎng)的實現(xiàn)74小龍制作基于R4的核心網(wǎng)部分，對電路域CS進行了較大改造，將MSC從功能以及物理上均分開，由MSC服務(wù)器（MSCServer）和媒體網(wǎng)關(guān)（MGW:MediaGateway）組成，實現(xiàn)了CS域中呼叫與承載的分離，并且支持信令的IP承載。75小龍制作（1）移動軟交換核心網(wǎng)主要節(jié)點功能76小龍制作MSC服務(wù)器MSC服務(wù)器完成電路域控制面功能，同時集成有VLR和SSF功能，以處理移動用戶業(yè)務(wù)以及智能網(wǎng)業(yè)務(wù)相關(guān)的控制功能；對外提供標(biāo)準(zhǔn)信令接口；對電路域基本業(yè)務(wù)以及補充業(yè)務(wù)所涉及的MGW中承載資源通過H.248或稱為GCP（GatewayControlProtopcol）協(xié)議實施控制；同時，與其他的MSC服務(wù)器間通過BICC協(xié)議實現(xiàn)承載無關(guān)的局間呼叫控制。77小龍制作GMSC服務(wù)器GMSC服務(wù)器完成GMSC的信令處理功能、請求被叫用戶的HLR協(xié)助查詢被叫用戶位置信息的功能。當(dāng)MS被呼叫時，需要通過GMSC查詢該用戶所屬的HLR,然后將呼叫連接到目前所等級的MSC服務(wù)器中。同時還可通過H.248協(xié)議控制適當(dāng)?shù)腗GW中的媒體通道的接續(xù)，并支持BICC與TUP/ISUP之間的協(xié)議互通。78小龍制作MGWMGW是R4核心網(wǎng)新引入的承載面的網(wǎng)關(guān)設(shè)備。它可以實現(xiàn)CS核心網(wǎng)承載面的承載連接；也可以位于CS核心網(wǎng)通往無線接入網(wǎng)（UTRAN/BSS）的連接處，或者位于與傳統(tǒng)固定網(wǎng)（PSTN/ISDN）的邊界處。MGW不負責(zé)任何移動用戶相關(guān)的業(yè)務(wù)邏輯控制功能的處理，而是通過MSC或者GMSC服務(wù)器下發(fā)的H.248信令，接收相應(yīng)控制命令，并按照命令要求提供媒體轉(zhuǎn)換、承載提供等功能。同時還可以支持電路域業(yè)務(wù)在多種傳輸媒介（基于AAL2/ATM、TDM或基于RTP/UDP/IP）上的實現(xiàn)，提供必要的承載建立的控制功能。79小龍制作SGWSGW可在基于TDM的窄帶SS7信令網(wǎng)絡(luò)與基于IP的寬帶信令網(wǎng)絡(luò)之間，完成MTP的傳輸層信令協(xié)議棧與基于IP的七號信令傳輸協(xié)議棧（SIGTRAN）的雙向轉(zhuǎn)換（即：SIGTRANM3UA/SCTP/IP<=>SS7MTP3/2/1）。SGW在物理實現(xiàn)上可與（G）MSCserver或MGW合并實現(xiàn)。目前的網(wǎng)絡(luò)中后者居多數(shù)。80小龍制作（2）軟交換技術(shù)在中國移動長途網(wǎng)的實現(xiàn)

中國移動的長途電話網(wǎng)原來采用TDM交換機完成長途話務(wù)匯接。雖然較為穩(wěn)定，但成本較高，線路的利用率由于TDM的使用方式而無法提高。為此，中國移動建立了采用軟交換技術(shù)的第二長途網(wǎng)，用于疏通長途話務(wù)。81小龍制作邊緣接入層其功能是將用戶/業(yè)務(wù)接入軟交換網(wǎng)絡(luò)。邊緣接入層中的物理實體是一系列媒體網(wǎng)關(guān)設(shè)備（MediaGateway，MG），各網(wǎng)關(guān)設(shè)備完成數(shù)據(jù)格式和協(xié)議的轉(zhuǎn)換，將接入的所有媒體信息流均轉(zhuǎn)換為采用IP的數(shù)據(jù)包在軟交換網(wǎng)絡(luò)中傳送。匯接網(wǎng)中需設(shè)置的網(wǎng)關(guān)主要有信令網(wǎng)關(guān)和中繼媒體網(wǎng)關(guān)。82小龍制作核心傳送層其任務(wù)是將接入層的各種媒體網(wǎng)關(guān)、控制層中的軟交換機、業(yè)務(wù)層中的各種服務(wù)器平臺等各軟交換網(wǎng)網(wǎng)元連接起來。軟交換網(wǎng)中各網(wǎng)元之間均是采用IP數(shù)據(jù)包來傳送各種控制信息和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息的，因此傳送層實際上就是IP承載網(wǎng)絡(luò)。83小龍制作控制層其功能是完成各種呼叫控制，并負責(zé)相應(yīng)業(yè)務(wù)處理信息的傳送?？刂茖又械奈锢韺嶓w是軟交換機（SS）84小龍制作中繼媒體網(wǎng)關(guān)（TMG）用于與電路交換網(wǎng)相連，負責(zé)將電路交換網(wǎng)中的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換為軟交換網(wǎng)中傳送的IP媒體流。85小龍制作信令網(wǎng)關(guān)（SG）用于與電路型交換網(wǎng)中的7號信令網(wǎng)相連，將窄帶7號信令轉(zhuǎn)換為適于在IP網(wǎng)中傳送的信令。86小龍制作（3）軟交換技術(shù)在中國移動本地網(wǎng)的實現(xiàn)87小龍制作

改造或者新建的移動軟交換端局均采用3GPP的R4核心網(wǎng)架構(gòu)，因此原來的（G）MSC功能都被分離成為（G）MSCServer和媒體網(wǎng)關(guān)MGW（信令網(wǎng)關(guān)SG），實現(xiàn)控制與承載的分離。88小龍制作89小龍制作7.2.3NGN與軟交換網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議NGN與軟交換網(wǎng)絡(luò)采用的主要協(xié)議包括NGN各設(shè)備之間采用的協(xié)議（圖7.13）和R4移動軟交換網(wǎng)絡(luò)的接口與協(xié)議（圖7.14）。90小龍制作、91小龍制作SIGTRAN協(xié)議稱為信令傳輸協(xié)議。是實現(xiàn)用IP網(wǎng)絡(luò)傳送電路交換網(wǎng)信令消息的協(xié)議棧，它利用標(biāo)準(zhǔn)的IP傳送協(xié)議作為底層傳輸，通過增加自身功能來滿足信令傳送的要求。SIGTRAN協(xié)議棧的組成包括3個部分：信令適配層、信令傳輸層和IP協(xié)議層。92小龍制作（1）信令適配層：用于支持特定的原語和通用的信令傳輸協(xié)議，包括針對No.7信令的M3UA、M2UA、M2PA、SUA和IUA等協(xié)議，還包括針對V5協(xié)議的V5UA等，其主要功能是協(xié)助完成信令的IP網(wǎng)絡(luò)中的路由功能。93小龍制作（2）信令傳輸層：支持信令傳送所需的一組通用的可靠傳送功能，主要指SCTP（流控制傳輸協(xié)議）。其主要功能是確保在IP網(wǎng)絡(luò)中，信令的面向連接的無錯傳送。94小龍制作（3）IP層：實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的IP傳送協(xié)議。圖7.15和圖7.16給出了SIGTRAN協(xié)議在固定網(wǎng)和移動網(wǎng)中的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)。95小龍制作MGCP/H.248/Megaco/GCP協(xié)議下一代網(wǎng)絡(luò)的一個重要特點是呼叫控制功能與承載連接功能相分離，由軟交換設(shè)備完成呼叫控制功能，由媒體網(wǎng)關(guān)完成媒體信息的處理于承載連接提供的功能。MGCP/H.248/Megaco/GCP協(xié)議是軟交換設(shè)備與媒體網(wǎng)關(guān)之間的一種媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議。因在不同網(wǎng)絡(luò)中使用時而名字略有不同。圖7.18示意了H.248協(xié)議在固定軟交換網(wǎng)絡(luò)中的位置。96小龍制作BICC協(xié)議BICC協(xié)議是由ITU-TSG11小組制定的，是一種在核心網(wǎng)中軟交換服務(wù)器之間的Nc接口上使用的，與業(yè)務(wù)承載無關(guān)的呼叫控制協(xié)議。其主要目的是解決呼叫控制和承載控制分離以后，呼叫控制信息在軟交換服務(wù)器之間的傳遞問題，以使呼叫控制信令可以在各種網(wǎng)絡(luò)上傳輸。BICC協(xié)議的功能非常類似于傳統(tǒng)的ISUP協(xié)議，然而它不會具有ISUP協(xié)議所具有的建立TDM承載的能力。就連BICC協(xié)議關(guān)于呼叫建立控制的消息類型都與ISUP類似。97小龍制作4.SIP協(xié)議SIP(SessionInitiationProtocol)是一個應(yīng)用層的信令控制協(xié)議。用于創(chuàng)建、修改和釋放一個或多個參與者的會話。這些會話可以好似Internet多媒體會議、IP電話或多媒體分發(fā)。會話的參與者可以通過組播（multicast）、網(wǎng)狀單播（unicast）或兩者的混合體進行通信。98小龍制作SIP是類似于HTTP的基于文本的協(xié)議。SIP可以減少應(yīng)用特別是高級應(yīng)用的開發(fā)時間。由于基于IP協(xié)議的SIP利用了IP網(wǎng)絡(luò)，固定網(wǎng)運營商也會逐漸認(rèn)識到SIP技術(shù)對于他們的深遠意義。99小龍制作SIP獨立于傳輸層。因此，底層傳輸可以是采用ATM的IP。SIP使用用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)以及傳輸控制協(xié)議(TCP)，將獨立于底層基礎(chǔ)設(shè)施的用戶靈活地連接起來。SIP支持多設(shè)備功能調(diào)整和協(xié)商100小龍制作7.3NGN與軟交換網(wǎng)絡(luò)前景7.3.1軟交換網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)交換網(wǎng)絡(luò)的比較101小龍制作1.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)差別大軟交換與傳統(tǒng)核心網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)變化較大102小龍制作103小龍制作從圖中可以看出：軟交換核心網(wǎng)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)的結(jié)構(gòu)變化較大。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的MSC節(jié)點既要完成業(yè)務(wù)控制的功能，也要負責(zé)提供用戶信息傳送的承載通道在軟交換結(jié)構(gòu)以后，MSC的功能由物理上分開的MSCServer和MGW共同提供，其中前者提供整個網(wǎng)絡(luò)的控制功能，后者則負責(zé)在前者的控制下完成用戶信息承載通道的建立。這就是所謂的控制與承載相分離。它們各自位于分層結(jié)構(gòu)控制面和連接面，其相互之間的協(xié)調(diào)配合，依賴于H.248協(xié)議實現(xiàn)。104小龍制作2.信令傳送方式不同

軟交換網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)核心網(wǎng)絡(luò)的信令傳送方式不同，105小龍制作在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，用戶信息的承載通道以及信令信息的傳送通道均由TDM方式提供，其控制呼叫的建立的信令采用ISUP，而該信令由傳統(tǒng)的MTP方式傳送軟交換結(jié)構(gòu)以后，用戶信息以及信令信息的傳送均由IP方式實現(xiàn)，此時在控制層面也僅僅負責(zé)完成呼叫控制信令BICC的傳送，故采用了基于IP的SIGTRAN信令傳輸協(xié)議方式。106小龍制作

3.媒體承載建立方式不同軟交換網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)核心網(wǎng)絡(luò)的媒體承載建立方式也不同107小龍制作在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，利用ISUP信令消息可以直接建立兩個MSC之間的用戶信息傳送通道而在軟交換網(wǎng)絡(luò)中，MSCServer之間利用BICC消息僅傳送了呼叫控制信息，建立承載的任務(wù)由MGW之間，利用IPBCP協(xié)議，基于SIGTRAN傳送完成，承載建立后的用戶信息以實時消息常用的RTP/UDP/IP數(shù)據(jù)報的方式傳送。而此過程中控制面與承載面的協(xié)調(diào)配合，由H.248協(xié)議基于SIGTRAN從MSCServer