下一代网络与软交换ppt课件.ppt

第10章下一代网络与软交换 Page1 10 1下一代网络 10 1 1下一代网络简介10 1 2下一代网络的功能模型10 1 3下一代网络的网络结构10 1 4下一代网络的关键构件10 1 5下一代网络中的网关10 1 6下一代网络的发展趋势与展望 Page2 10 1 1下一代网络简介 1 下一代网络的基本概念 NGN泛指不同于目前一代的 大量利用创新技术 以IP为中心 采用分层 开放和标准体系结构 支持多种接入技术 将多种业务融合的综合网络 Page3 NGN能够容纳各种形式的信息 在统一的管理平台下 实现音频 视频 数据信号的传输和管理 提供各种宽带应用和传统电信业务 是一个真正实现宽带窄带一体化 有线无线一体化 有源无源一体化 传输接入一体化的综合业务网络 NGN不是现有电信网和IP网的简单延伸和叠加 而应是两者的融合 所涉及的是整个网络的框架 是一种整体网络解决方案 另一方面 NGN的出现与发展不是革命 而是演进 即在继承现有网络优势的基础上实现的平滑过渡 Page4 如果特指业务网层面 NGN指下一代业务网 对于数据网 NGN指下一代互联网 而对于移动网 NGN指3G网和4G网 如果特指传送网层面 NGN则指下一代传送网 特别是光网络 泛指的NGN实际包容了所有新一代网络技术 而狭义的NGN往往特指以软交换为控制层 兼容所有三网技术的开放体系架构 NGN的核心思想 媒体与业务分离 媒体与控制分离 业务与网络分离 Page5 NGN的目标是 推动公平竞争 鼓励投资 定义网络体系和能力框架以满足不同的网络管制要求和新的通信需求 提供开放的网络接口 不断提高对各种业务的创建 实现和管理的能力 建设一个能够提供话音 数据 多媒体等多种业务的 集通信 信息 电子商务 娱乐于一体 满足自由通信的分组融合网络 2 下一代网络的目标和基本特征 Page6 NGN的主要特点 采用开放式体系架构和标准接口 各网络功能模块分离并独立发展 具有高速物理层 高速链路层和高速网络层 网络层趋向使用统一的IP实现业务融合 链路层趋向采用电信级大容量分组交换节点 Page7 传送层趋向实现光联网 接入层采用多元化的宽带无缝接入技术 是业务驱动的网络 基于分组传送 具有通用移动性保证质量 Page8 NGN研究的领域包括IPv6 光网 接入网 有线与无线的融合 业务 卫星通信 移动通信 互操作性等 NGN研究的内容为NGN的通用框架模型 NGN的功能体系结构模型 端到端业务质量 业务平台与模型 内容与网络的管理和安全 网络控制体系 NGN中业务和网间的互操作性 新业务及应用 网络传送的基础设施 网络融合技术 新型的控制管理和运维机制 新的网络协议 新的测试技术等 3 下一代网络的研究内容和技术 Page9 支撑NGN的主要技术包括IPv6 大容量光传送技术 高速路由 交换技术 光交换与智能光网络 宽带接入 城域网 软交换 3G和4G IP终端 网络安全技术等 Page10 入口业务 增强型多媒体会话业务 可视电话 ClicktoDial Web会议业务 增强型会话等待 语音识别业务 Text Speech Text 基本定位业务 个人路由选择策略 视频点播业务 增强型的呼叫功能 4 下一代网络提供的新业务 Page11 1 呼叫控制协议呼叫控制协议包括SIP SIP T和承载无关的呼叫控制协议 会话发起协议 SIP T 电话SIP BICC协议 H 323是ITU T制定的在各种网络上提供多媒体通信的系列协议H 32x的一部分 5 下一代网络支持的协议 Page12 媒体网关控制协议包括MGCP和Megaco H 248协议 3 基于IP的媒体传送协议NGN使用RTP RTCP作为媒体传送协议 2 媒体网关控制协议 Page13 4 业务层协议 API该类型协议包括SIP Parlay JAIN 软交换设备还应支持INAP 5 基于IP的PSTN信令传送协议该类型协议包括IUA M3UA M2PA 6 其他类型协议其他类型协议包括SNMP 普通开放策略服务 NTP 远端鉴权拨入用户服务 Page14 10 1 2下一代网络的功能模型 图10 1NGN功能模块 Page15 10 1 3下一代网络的网络结构 图10 2NGN的体系结构 Page16 1 资源接入层 该层面提供各种网络资源接入到核心骨干网的方式和手段 进行媒体格式及信令格式的转换 2 传输层 该层面负责提供各种信令流和媒体流传输的通道 3 控制层 该层面主要提供呼叫控制 连接控制 协议处理 媒体资源提供 消息处理等能力 并为业务层提供访问底层各种网络资源的开放接口 4 业务层 该层面为用户提供丰富的网络业务 Page17 NGN这种分层的体系结构具有如下优点 将一个复杂的网络分解为若干互相独立的层面 各个独立的层面便于独立地引入新技术 新拓扑 新业务和新应用 使网络规范与具体实施方法无关 可以采用统一的操作和维护系统 支持业务和网络分离的变革趋势 可见 NGN采用融合 分层 开放的体系结构 Page18 10 1 4下一代网络的关键构件 1 软交换 软交换只负责呼叫处理 信令和呼叫控制 没有传输功能 只有在呼叫建立和断开时 通过信令和软交换发生交互 其他时候 信息流并不经过软交换 2 接入设备 接入设备包括接入媒体网关和IAD 它的功能是实现最终用户的接入 Page19 它涵盖了PSTN网中交换机内的交换网板 信令网板以及传输网络的作用 4 中继网关和信令网关 中继网关和信令网关就是为了实现NGN和PSTN互通的设备 所谓中继网关 就是完成电路中继和分组网上的媒体流的转换 所谓信令网关 就是完成基于电路中继的七号信令系统和基于分组网 IP承载 的信令传输协议的信令系统的转换 3 分组传送网 Page20 它能够为NGN提供基于IP网络的媒体资源 它不仅能够提供基本的放音收号功能 而且可以提供视频资源以及多媒体会议资源 实现文语转换和语音识别功能等 6 业务服务器 NGN增值业务服务器可提供的增值业务包括SIP预付费 Web800 点击拨号 点击传真 统一消息 即时消息等 5 媒体资源服务器 Page21 10 1 5下一代网络中的网关 网关的总体模型 Page22 MG被定义为 实现将一种网络中的媒体格式转换成另一种网络所要求的媒体格式的功能设备 1 媒体网关 Page23 MG主要完成以下5种功能 1 用户或网络接入功能 2 接入核心媒体网络功能 3 媒体流的映射功能 4 受控操作功能 5 管理和统计功能 Page24 根据MG设备在网络中的位置 可以将其分为如下几类 1 中继媒体网关 TMG负责PSTN ISDN的C4或C5的汇接接入 将其接入到ATM或IP网络 2 综合接入MG 综合接入MG负责各种用户或接入网的综合接入 3 小区或企业用MG 主要解决用户话音和数据 主要指互联网数据 的综合接入 Page25 MGC能控制整个网络 监视各种资源并控制所有连接 负责用户认证和网络安全 发起和终结所有的传令控制 实际上 MGC主要是进行SG功能的信令翻译 2 媒体网关控制器 Page26 MG控制器主要完成以下功能 资源控制 能够为每一个呼叫动态地分配媒体资源 媒体处理功能 能够对每一个呼叫中的媒体流参数进行设定或调整 信号与事件处理 连接管理 网关控制协议能在MGC和MG之间建立一种控制关系 安全 应用支持 Page27 SG负责信令的转换和传递 它将PSTN中的七号信令转换为IP网对应的信令协议 SG通过SCTP将转化后的信令消息传递给软交换 反过来 从软交换接收IP网上的信令消息 转换为七号信令消息后通过PSTN信令接口传递到PSTN信令网上 3 信令网关 Page28 图10 4SG功能参考模型示意图 Page29 SG可分为两种 七号SG和IPSG 七号SG中继七号信令协议的高层信息跨越IP网络 七号SG只提供有限的路由能力 IPSG可以看作是部署在分组网络之间的应用层网关 SG提供的信令协议包括 七号信令消息传递部分第二级 MTP 2 七号信令消息传递部分第三级 MTP 3 七号信令消息信令连接控制部分 SCCP 七号信令MTP 3用户适配层 M3UA 七号信令MTP 2对等适配层 M2PA SCTP和IP 如果SG是提供SCN和IP网的电话互通 采用M3UA比较合适 采用M2PA的SG可以作为IP网中七号信令网的信令转接点 Page30 10 1 6下一代网络的发展趋势与展望 1 业务和承载分离是下一代网络发展和网络融合的要求 2 基础网络发展趋势IP承载网络发展的趋势是大容量 网络架构扁平化 并在网络边缘增强资源控制能力 实现从IPv4到IPv6技术的过渡 进而完全发展到IPv6 Page31 光纤承载将成为NGN理想的承载网络 电话网络还将在NGN的演化中扮演重要的角色 有线电视网也将是NGN的重要承载手段 4 扩展网络的边界随着信息技术领域的向外拓展 先是将移动用户囊括其中 后来又延伸到越来越小的移动和嵌入式设备 数据体系结构 通信 网络和存储也必将随之变化 网络边界的扩张还将导致计算方式的重大变革 3 未来的物理承载是多样化的网络 Page32 5 业务需求的发展趋势NGN是业务驱动的网络 传统意义上互联网络 有线电视 移动 固网的行业界限日趋模糊 分业经营格局正在被融合 开放的新经营模式所突破 未来是综合信息服务提供的竞争 6 业务网络发展趋势业务网络是由各种业务平台有机构成的网络 建立在基础网络之上 提供融合的业务就是使业务平台能够对不同的业务能力 不同的需求进行灵活的组合 关联和嵌入 从而形成新的业务产品 Page33 7 集中的用户数据管理和综合业务管理平台用户数据管理的发展目标是对包含业务管理平台 包括用户业务订购关系等 业务能力平台 业务控制 核心网数据库 接入数据库在内的各种用户数据进行统一集中管理 8 提供以用户为中心的业务生成环境构建以用户为中心的业务生成环境 让普通用户可以生成自己的业务和内容并共享 补充社交网络属性 Page34 9 提供多媒体业务控制不同类型业务 会话类 流媒体类和Web类等 采取不同业务控制模型 10 标识管理标识管理是构建安全可信的NGN的重要组成 标识管理的主要功能是对各种标识的完整生命周期 注册 验证和注销等 进行安全管理 Page35 NGN的总体趋势是技术IP化和IT化 业务融合化 开放化 承载宽带化 差异化 架构水平化 扁平化 管理智能化和集中化 NGN在业务网络层面的主要趋势是融合和开放 加强用户数据的统一管理 支撑融合 多样化信息服务的灵活提供和信息标识管理 在基础网络层面不断增加IP承载网络和接入网络的容量与带宽 提高网络的QoS保证水平以及多业务支撑能力 Page36 10 2软交换 10 2 1软交换的基本概念10 2 2软交换支持的主要协议10 2 3软交换系统结构与对外接口10 2 4软交换网络的关键技术 Page37 10 2 1软交换的基本概念 1 软交换的定义 软交换是一个基于软件的分布式交换 控制平台 是网络演进及NGN的核心设备之一 是一种提供了呼叫控制功能的软件实体 其核心思想是硬件软件化 通过软件的方式来实现原来交换机的控制 接续和业务处理等功能 各实体之间通过标准的协议进行接续和通信 Page38 软交换包含许多功能 主要完成网关管理 呼叫控制 带宽管理 资源分配 协议处理 路由 认证 计费等主要任务 同时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 从广义来看 软交换体系包含了NGN的各个组成部分 从狭义来看 软交换指的是软交换设备定位于控制层 Page39 图10 5软交换的基本概念 Page40 具有充分的优越性 软交换在具体实现上相互独立 互不影响 又能有机组合成一个整体 实现互连互通 软交换体系架构允许业务通过多种物理网关来实现 为网络的建设提供了多样的解决方案 软交换体系各组成部分在网络结构上和物理位置上是分布式的 从而节省相当的网络建设成本和运输费用 2 软交换的优越性 Page41 通过远程访问可以充分发挥应用服务器 策略管理等设备的集中管理能力 软交换体系对新业务实现的简洁性和快速性使得业务提供成本更低 为运营商取得竞争优势 创造新的收入来源提供了途径 实现了传统的静态网管到动态网管的飞跃 软交换体系能够与现有的各种网络进行完好的互通互用 Page42 软交换技术得到长足的发展 在结构方面 软交换采用分层结构模型 所有设备之间通过标准接口互通 在功能方面 软交换完成呼叫处理 协议适配 媒体接入 网络资源管理 业务代理 互联互通 策略支持等功能 在性能方面 软交换满足电信级设备要求 在覆盖范围方面 软交换定位于NGN 当前主要解决现有通信网络 3 软交换的技术发展情况 Page43 许多建立在软交换技术基础上的相关标准在不断的完成 多业务软交换技术已经取得了很大发展 提供长途电话业务 基于局域网的IP电话和基于互联网的IP电话应用在不断增多 无线通信网络采用软交换技术 对于软交换技术在C5应用的研究正在积极开展 Page44 目前 ITU T IETF ISC等国际组织正在合作制定和完善相关的协议和标准 中国通信标准化协会各技术工作委员会研究制订我国软交换的相关标准 1 软交换组网总体技术方面已开始研究软交换网络框架体系 4 软交换的标准化情况 Page45 已经完成以下设备规范的制订 软交换设备总体技术要求以及修订版 移动软交换设备技术规范 软交换设备测试规范 ATM中继MG IP中继MG 综合接入MG 支持多媒体业务部分 支持移动业务部分 ATM中继MG IP中继MG 2 组网设备方面 Page46 综合接入MG MG控制器技术规范 SG设备技术规范 SG设备测试规范 基于软交换的应用服务器技术规范 基于软交换的媒体服务器技术规范 基于软交换的综合接入设备技术规范 基于软交换的IAD测试规范 Page47 基于H 248的MGCP技术规范 BICC协议技术规范 SCTP技术规范 M3UA协议技术规范 M2UA协议技术规范 MGCP技术规范 SIP与H 323协议互通技术要求 Parlay协议技术要求 M2PA协议技术规范 ISDN用户适配层协议技术规范 V5用户适配层协议技术规范 3 组网协议方面 Page48 目前正在进行以下协议标准的制订 IP网络DIAMETER协议技术规范 在IP上的电话路由协议技术规范 基于会话起始协议 SIP 的呼叫控制技术规范 基于H 248的MG控制协议技术规范 ParlayxWeb服务器技术要求 SIP穿越NAT技术要求 MGCP穿越NAT技术要求 H 323协议穿越NAT技术要求 H 248协议穿越NAT技术要求等 Page49 综合接入设备管理系统技术要求 基于软交换的综合网络管理系统技术要求等 5 业务方面 业务体系技术要求 号码显示类业务技术规范 呼叫前转类业务技术规范 多方通话类业务技术规范 点击拨号类业务技术规范 视频多媒体业务技术规范等 4 网络管理方面 Page50 5 软交换的功能实体 图10 6软交换设备的功能实体图 Page51 MG接入功能 软交换可以连接各种MG 提供支持多种信令协议接口 业务提供功能 互通功能 操作维护功能 主要包括业务统计和告警等 资源管理功能 对系统中的各种资源进行集中的管理 计费功能 具有采集详细话单及复式计次功能 认证与授权功能 将管辖区域内的用户 MG信息送给认证中心进行认证与授权 Page52 地址解析功能 完成E 164地址至IP地址 别名地址至IP地址的转换功能 同时也可完成重定向的功能 语音处理功能 可以控制MG是否采用语音压缩 并提供可以选择的语音压缩算法过负荷控制能力与数据 多媒体业务相关的功能利用黑白名单进行呼出过滤功能呼叫鉴权功能呼叫拦截功能 Page53 10 2 2软交换支持的主要协议 软交换设备需要支持众多的互通协议 如TUP ISUP H 248 DSS1 SCTP M3UA Magaco 信令传输 SIGTRAN SignalingTransport INAP SNMP COPS SCCP 事务处理应用部分 TCAP TransactionCapabilitiesApplicationPart H 323 RADIUS BICC MGCP SIP SIP T Parlay等 Page54 上述这些协议或者接口可以分为以下几个类别 呼叫控制类协议 如应用服务器接口Parlay API INAP等相关协议 网间互通协议 如H 323 TUP ISUP R2 BICC SIP T SIGTRAN等相关协议 软交换系统之间的互通协议 可以通过BICC SIP T实现软交换之间的互通 媒体网关控制协议类 如Magaco H 248 MGCP等相关协议 软交换通过Magaco H 248 MGCP控制媒体网关或媒体服务器 来达到媒体和信令分离的目的 设备接入协议 如V5 2 DSS1 这两协议主要完成V5 2接口和ISDN设备的接入 Page55 10 2 3软交换系统结构与对外接口 1 软交换系统的参考模型 Page56 软交换软件的构架 Page57 3 软交换的对外接口 图10 10软交换的对外接口 Page58 1 软交换与信令网关SG之间的关系SG是七号信令网与分组网的边缘接收和发送信令消息的信令代理 Page59 2 软交