TNSP015C10NC接口和协议-27.doc

第1章 BICC协议TN_SP015_C1_0 NC接口和协议 课程目标：l 掌握NC接口协议模型l 掌握BICC协议参考资料：l ZXWN MSCS MSC服务器 技术描述l ZXWN MGW 媒体网关 技术描述2目 录第1章 BICC协议11.1 概述11.1.1 BICC产生的原因和意义11.1.2 BICC的定义21.1.3 BICC支持的能力21.1.4 BICC的能力集51.2 BICC的基本概念61.3 BICC的协议模型91.3.1 BICC协议栈91.3.2 网络功能模型101.3.3 协议模型101.3.4 承载与控制分离111.3.5 承载控制隧道机制121.4 BICC信令消息131.5 BICC消息流程171.5.1 BICC承载建立方式171.5.2 呼叫建立流程171.6 BICC和ISUP的关系221.6.1 承载与控制分离221.6.2 CIC概念的扩充221.6.3 消息和参数的变化23第1章 BICC协议& 知识点l BICC的基本概念。l BICC的协议模型。l BICC的信令流程。1.1 概述1.1.1 BICC产生的原因和意义在过去几年，数据网络和语音网络集成的需求变得越来越明显了。电信网络使用拨号接入WWW。IP网络也用于提供低质量、低价钱的话音业务。电路竞争使语音流可以和数据流都在ATM网络上传送。尽管语音业务需要用拨号发起，WEB接入也可以对它进行管理。ETSI和TIPHON定义了网关，使用H.323为PSTN/ISDN提供VOIP业务。在1999年，ITU-T提出了BICC协议。导致BICC协议发展的问题是，网络运营商在过去几年内，经历了语音业务的飞速增长。这种增长中的很大成分归根于拨号接入WWW的大规模应用。这就给网络运营商带来了问题。一方面，PSTN/ISDN达到了一个伸缩极限，因此针对这种增长需要调节资金投入。另一方面，网络运营商不希望在投入太多到旧的网络中，因为很显然，将来几年，分组网络将变成电信的主要收入。在1998年，美国主要的电信网络运营商向他们的提供者提出该问题，希望得到解决。一个提供者提议分离PSTN/ISDN的呼叫控制和承载控制，将对ISUP协议进行修改，编写一种新的呼叫控制协议。这个修改的协议，就是BICC协议。它提供了全套的PSTN/ISDN业务。各种不同的分组网络都可以作为承载网络。举例来说：ATM交换网络和IP网络。承载控制协议用于建立支持PSTN/ISDN业务所需的承载。举例来说：用于ATM交换网络的UNI4.0、DSS2和BISUP。BICC协议使各种分组网络都可以提供PSTN/ISDN的全套业务，包括所有补充业务。PSTN/ISDN业务都要求运营级的质量。由于BICC体系结构，使得BICC网络有很强的伸缩性。BICC的发展是具有历史意义的。它使得运营商将他们的PSTN/ISDN网络搬移到高容量的分组网络中来。BICC变成了多业务平台发展的重要一步，使得IP可以提供语音和数据业务。1.1.2 BICC的定义BICC，就是Bearer Independent Call Control Protocol，与承载无关的呼叫控制协议。从这个名称我们就可以看出BICC最基本的一个特点，那就是将呼叫控制和承载控制两个层面分离，使得呼叫业务功能（CSF）和承载控制功能（BCF）相互独立。如果要用一句话来描述BICC的话，那就是BICC协议提供了支持独立于承载技术及现有信令消息传送技术的窄带ISDN业务所必需的信令功能，是ISUP的演进和发展。由于大家对ISUP都比较熟悉，先将ISUP和BICC做一个对比。1.1.3 BICC支持的能力表1.11列出BICC支持基本呼叫的信令能力，列出了BICC支持的通用信令程序、补充业务和一些额外的功能/业务。表1.11 BICC支持基本呼叫的能力功能/业务语音/3.1 kHz音频64 kbit/s 不受限多速率连接类型N 64 kbit/s 连接类型成组地址类型重叠地址信令转接网络选择导通指示简单分段音和录音通知接入递交信息传送用户电信信息暂停和恢复连接类型的信令程序允许降质能力传播时延确定程序 简化的回声控制信令程序自动重复试呼闭塞和解除闭塞 CIC 群查询双向占用复原 接收不合理的信令信息兼容性程序 (BICC和BAT APM用户应用)ISDN 用户部分信令拥塞控制自动拥塞控制与INAP的交互未装备的CIC ISDN用户部分可用性控制MTP暂停和开始超长消息临时替换选路 (TAR)跳计数器程序对方付费请求程序Hard-to-Reach主叫测量位置程序承载者选择程序节点间业务群识别编解码协商和修改程序接合BIWF 支持全局呼叫参考程序带外传送DTMF音和信息表1.12 通用信令程序、业务和功能功能/业务通用信令程序 通用号码传送通用数字传送通用通告程序业务激活远端操作业务单元 (ROSE)能力网络具体设施预释放信息传送应用传送机制(APM)改发Pivot选路承载改发补充业务直接拨入 (DDI)多用户号码 (MSN)主叫线识别提供 (CLIP)主叫线识别限制(CLIR)被连接线识别提供 (COLP)被连接线识别限制(COLR)恶意呼叫识别(MCID)子地址(SUB)遇忙呼叫前转 (CFB)无应答呼叫前转(CFNR)无条件呼叫前转 (CFU)呼叫转向(CD)明确的呼叫转移 (ECT)呼叫等待(CW)呼叫保持(HOLD)完成忙用户的呼叫 (CCBS)完成无应答呼叫 (CCNR)终端可携带(TP)会议呼叫(CONF)三方业务(3PTY)闭合用户群(CUG)多等级优先占用 (MLPP)全球虚拟专用网业务 (GVNS)国际电信计费卡 (ITCC)反向计费(REV)用户到用户信令(UUS)额外功能/业务支持具有PSS1信息流的VPN应用支持GAT协议支持号码可携带(NP)1.1.4 BICC的能力集目前，ITU-T提出了不同版本的承载无关的呼叫控制（BICC）协议：CS1（能力集1），CS2和CS3。 BICC CS1BICC CS1的应用背景源于ATM论坛提出的“ATM中继”，IP用ATM宽带网络取代PSTN/ISDN长途网，此时ATM网中的信令由两部分组成，承载信令可以是ITU-T建议的B-ISUP，也可以是ATM论坛的信令标准，呼叫控制则采用Q.1901定义的BICC信令。BICC信令的的功能一是中继传送窄带ISUP的信令消息，供后续的ISDN网络使用，二是传送ATM中继网络呼叫和承载的关联信息，这些关联的信息含于其后的承载信令中，出入关口局将此建立的承载连接和对应的呼叫关联起来。在BICC CS1中，ISN的CSF、BCF都综合在一个物理设备中，因此Q.1901中只定义了呼叫控制信令。CS1具有以下特征：l前向、后向骨干网建立；l使用No.7信令的MTP或ATM的呼叫控制传送；l支持绝大部分现有的窄带业务；l具有或没有编解码的骨干网的连接；l重新使用空闲的骨干网连接；l分离呼叫和骨干网连接的释放；l支持的承载传送类型：AAL1和AAL2。 BICC CS2BICC CS2的应用背景主要是IP电话使用的IP中继网络，受网络节点的功能从物理上进行分离思想的影响，CS2提出服务节点中CSF、BCF在物理上进行分离，CSF和BCF之间的接口称为垂直接口，而呼叫控制信令一般称为平行接口。CS2具有如下特征：l把BICC扩展使用到本地交换机；l支持IP承载；l定义呼叫承载控制接口；l新的标识符，包括业务量组和全局呼叫参考；l支持呼叫协商节点；l支持IP信令传送；l支持结构化AAL1。 BICC CS3BICC CS3是在CS2 Q.1902.4的基础上增加一些功能，形成CS3的版本，这些功能是：l支持端到端的QoS；l在国际关口局SN或CMN要处理国内使用的信息单元，除非网络运营者间达成双边或多边协议，否则标记为“国内使用”的消息、参数和参数值在国际网为无效；l对编解码协商进行修改；l增加自动重选路由的信令程序；l支持国际选路地址。1.2 BICC的基本概念为了更好地理解BICC协议的特点，首先对BICC的一些重要术语和概念作一个归纳，主要有如下一些：1骨干网连接(BNC)：表示骨干网内边缘到边缘传送连接，它由一个或多个骨干网连接链路(BNCL构成)，骨干网连接表示端到端网络承载连接(NBC)部分。2骨干网连接链路(BNCL)：表示两个包含承载控制功能的相邻骨干网实体之间的传送设施。3承载控制功能(BCF)：在功能模型中有五种类型的BCF：BCF-G、BCF-J、BCF-N、BCF-R和BCF-T。（1）承载控制接合功能(BCF-J)提供两个相关呼叫业务功能(CSF)的承载交换功能的控制、通信能力，以及建立和释放骨干网连接所需的信令能力。（2）承载控制网关功能(BCF-G)：提供它的相关呼叫业务功能(CSF-G)的承载交换功能的控制、通信能力，以及建立和释放骨干网连接所需的信令能力。（3）承载控制网关功能(BCF-N)：提供它的相关呼叫业务功能的承载交换功能的控制、通信能力，以及建立和释放到对等(BCF-N)骨干网连接所需的信令能力。（4）承载控制网关功能(BCF-R)：为完成边缘到边缘骨干网连接，提供承载交换功能的控制并中继承载控制信令请求到下一个BCF。（5）承载控制网关功能(BCF-T)：提供它的相关呼叫业务功能(CSF-T)的承载交换功能的控制、通信能力，以及建立和释放骨干网连接所需的信令能力。4承载控制分段(BCS)：表示两个相邻承载控制功能实体(BCF)的信令关系。5承载互通功能(BIWF)：提供服务节点(BCF-N、BCF-T或BCF-G)和一个或多个MCF和MMSF内的承载控制功能(BCF)和媒体映射/交换功能的功能实体，从功能上等效于包含承载控制的媒体网关。6承载互通节点(BIWN)：包含类似BIWF功能的物理单元。7呼叫控制偶联(CCA):定义呼叫间对等信令偶联，和位于不同物理实体的呼叫和承载状态机。8媒体控制功能（MCF=Media Control Function）：一个功能实体，和BCF相互作用，提供对承载和MMSF的控制。不属于本规范范畴。9媒体映射/交换功能（MMSF=Media Mapping/Switching Function）：一个功能实体，提供两种承载间的受控互联，以及承载从一种技术和适配/编码方式到另一种技术和适配/编码方式的随意转换。10呼叫协调节点(CMN)：提供没有有关BCF实体的CSF-C功能的功能实体。11呼叫业务功能（CSF）定义了以下四种的类型：（1）呼叫业务节点功能（CSF-N）：主要包括ISN中与窄带业务和同层对等的CSF互通时，BICC支持窄带业务所应具备的业务控制节点功能。（2）呼叫业务转接功能（CSF-T）：主要包括TSN中为建立、维持骨干网呼叫和在它CSF对等层之间信令中继有关的承载业务转接功能，以及调用在骨干网中传送窄带承载业务所需的承载控制转接功能（BCF-T）。（3）呼叫业务关口功能（CSF-G）：主要包括GSN中为建立、维持骨干网呼叫和在它CSF对等层之间信令中继有关的承载业务转接功能，以及调用在骨干网中传送窄带承载业务所需的承载控制关口功能（BCF-G）。（4）呼叫业务协调功能（CSF-C）：在CSF中不包括BCF功能的呼叫调节节点（CMN）中，应包括提供呼叫协调和在CSF对等层之间信令中继有关建立、维持骨干网呼叫有关协调（mediation）功能。在CSF-C中，将没有与BCF有关的功能，它只具有呼叫控制功能。12网关服务节点(GSN)：提供两个网域间的关口功能的功能实体，这个功能实体包含一个或多个呼叫业务关口功能(CSG-G)，和一个或多个承载互通功能(BIWF)。13接口服务节点(ISN)：提供非BICC网和终端设备接口的功能实体，这个功能实体包含一个或多个呼叫业务节点功能(CSF-N)，和一个或多个与非BICC网、终端设备以及宽带骨干网中对等交互的互通功能(BIWF)。14信令传送层(STL)：向BICC提供传送和/或网络层业务而规定的一组协议集。15信令传送转换器(STC)：STL和BICC间的协议层，它使BICC协议独立于所使用的STL。16转接服务节点(TSN)：在ISN和GSN间提供转接功能的功能实体，这个功能实体包含一个或多个呼叫业务转接功能(CSF-T)和一个或多个承载互通功能(BIWF)，TSN与骨干网域的其它TSN、GSN和ISN进行交互。17服务节点：ISN、TSN和GSN的统称。1.3 BICC的协议模型1.3.1 BICC协议栈图1.31为BICC协议关于MTP3B的协议栈模式。图1.31 STC on MTP协议栈图1.32为BICC协议关于IP的协议栈模式。图1.32 STC on SCTP协议栈1.3.2 网络功能模型BICC的完整网络功能模型，各种CSF之间传送的是呼叫控制信令，各种BCF之间传送的是承载控制信令。可以看出，BICC的呼叫控制和承载控制是分离的。1.3.3 协议模型图1.33 协议模型CSF与BCF之间的交互是通过映射功能完成的。映射功能对BICC的承载控制原语与不同的承载控制协议提供的接口之间进行影射。CSF的信令收发（BICC协议）是通过信令传送转换器（STC）完成的，STC屏蔽了下层传输协议的接口差别，对上层的BICC协议提供了统一的接口。BICC协议模型使用信令接口点将BICC消息封包在信令传送层的消息中，实现BICC实体之间的消息交互。通过信令转换层（STC）实现BICC的信令传送原语与具体的信令传送层（STL）之间的原语转换（例如，与MTP3、MTP3B、SCTP之间）。在信令传送层（STL）中，MTP3用于TDM信令承载网，SCTP over IP用于IP信令承载网络，MTP3B用于ATM网络。BICC使用承载接口点实现对承载的控制和查询。BICC协议模型说明了这么一种解决思路：为了彻底将BICC独立于与它接口的任何其它部分（传送信令或承载），BICC在这两个接口点上都进行了标准化，从BICC过程来看，它向外提供唯一的一套被抽象后的操作原语，然后经过一个“转换/映射”部件实现与具体相关部分（传送信令或承载）的原语的转换。1.3.4 承载与控制分离前面提到，BICC最基本的特点是将呼叫控制和承载控制两个层面分离了。这样做一个最直接的好处便是BICC规范将主要负责CSF部分的处理，而具体的承载控制，包括采用何种承载媒介，BICC就不用太关心。BICC呼叫、承载分离，呼叫业务功能（CSF）部分代表了BICC规范的主要范围。图1.34中服务节点（SN）具有承载控制功能（BCF），图1.35中呼叫协调节点（CMN）不具有BCF的节点。在一个服务节点，呼叫业务功能和承载控制功能实体可以在物理上分开，当这两个实体物理上分开时呼叫承载控制（CBC）信令用于它们之间。SN和CMN都使用“半呼叫”模型技术，即每个呼叫处理分为入局和出局信令程序。图1.34 SN模型图1.35 CMN模型1.3.5 承载控制隧道机制当媒体流的承载为IP时，承载控制协议为IPBCP，由于BCF之间不能直接传送IPBCP协议的相关消息，BICC协议采取了一种方法，将承载控制信令（目前为IPBCP消息）通过BCF和CSF，以及两个CSF之间的通道，使用H.248协议的隧道包和BICC协议的APM机制进行隧传，从而将媒体流之间的通道建立起来，达到话音在分组网络中的传输。这种方式被称为隧道。其实现机制如图1.36：图1.36 隧道机制1.4 BICC信令消息BICC消息使用信令传送转换功能的BICC信令传送业务在两个对等协议实体间进行交换，每BICC的PDU均由八位位组的整数倍组成，而且包括以下几部分（见图1.41）：1. CIC；2. 消息类型编码；3. 必备固定部分；4. 必备可变部分；5. 任选部分，它可能包括固定长度和可变长度参数字段。CIC消息类型编码必备固定部分必备可变部分任选部分图1.41 BICC消息（BICC PDU）BICC协议中的呼叫实例码（CIC）用来识别在两个对等BICC实体间的一个信令关系，以及属于这个信令关系的所有PDU。BICC协议中的CIC字段格式如图1.42所示。 876543211 CIC 最低有效位2 CIC3 CIC4最高有效位 CIC图1.42 BICC协议中的CIC字段消息类型编码是一个八位位组的字段，而且对于每个消息都是必备的，消息类型编码唯一地定义了每个BICC的PDU的功能和格式。表1.41 消息类型编码消息类型编码 地址全0000 0110 应答0000 1001 应用传送0100 0001 呼叫进展0010 1100 CIC群闭塞0001 1000 CIC群闭塞证实0001 1010 CIC群查询0010 1010 CIC群查询响应0010 1011 CIC群复原0001 0111 CIC群复原证实0010 1001 CIC群解除闭塞0010 1001 CIC群解除闭塞证实0001 1011 计费信息（国内使用）0011 0001 混乱0010 1111 连接0000 0111 导通0000 0101 性能0011 0011 性能接受0010 0000 性能拒绝0010 0001 性能请求0001 1111 前向转移0000 1000 识别请求0011 0110 识别响应0011 0111 信息0000 0100 信息请求0000 0011 初始地址0000 0001 环回防止0100 0000 网络资源管理0011 0010 预备释放信息0100 0010 释放0000 1100 释放完成0001 0000 CIC复原0001 0010 恢复0000 1110 分段0011 1000 后续地址0000 0010 后续号码簿号码0100 0011 暂停0000 1101 未配备的CIC0010 1110 用户到用户信息0010 1101 备用0000 10100000 10110000 11110010 00100010 00110010 01010010 0110 备用0001 11010001 11000001 11100010 0111 备用0011 1001到0011 1101 留作今后扩展1000 0000注：这个消息的格式由国内定义对于一个指定的消息类型，必备且长度固定的那些参数包括在必备固定部分。参数的位置，长度和顺序唯一地由消息类型规定。因此，在消息中不包括这些参数的名字和长度指示语。长度可变的必备参数将包括在必备可变部分。指针用来表明每个参数的开始。参数名不包含在该消息中。任选部分包含的参数可能出现在任何指定的消息类型中，这些参数可以是固定长度或可变长度的。每个任选参数应包括参数名（一个八位位组），长度指示语（一个八位位组）和参数内容。如果有任选参数，则在所有的任选参数发送以后，将发送为全0编码的“任选参数结束”八位位组。如果该消息中不包含任选参数，则不需要发送任选参数结束八位位组。图1.43中给出了一个基本的格式。图1.43 BICC PDU的格式1.5 BICC消息流程1.5.1 BICC承载建立方式 三类采用隧道机制：l快速建立承载控制消息在IAM和后续的APM中携带，既支持前向承载建立又支持后向承载建立。l延迟前向建立承载控制信息在第一个后向APM消息之后的APM消息中携带。l延迟后向建立承载控制信息在第一个后向APM和后续的APM中携带。两类采用非隧道机制：l前向上每个呼叫承载建立承载控制使用单独的承载控制协议实现，并且在前向上发起（相对于呼叫建立方向）。l后向上每个呼叫承载建立在这种类型中，承载控制使用单独的承载控制协议实现，并且在后向上发起（相对于呼叫建立方向）。1.5.2 呼叫建立流程 快速建立（前向）图1.51 快速建立（前向） 延迟前向建立图1.52 延时前向建立 延迟后向建立图1.53 延时后向建立 前向承载建立（非隧道）图1.54 前向承载建