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软交换基础培训目标：顺利完成此课程的学员将能够了解：1) 软交换定义。2) 软交换技术产生的背景。3) 软交换体系思想的基本要素。4) 软交换体系架构的主要组成。5) 软交换的技术定义。6) 软交换与NGN。7) 软交换的驱动优势。8) 软交换的核心技术。9) 软交换网络的业务系统及业务应用。培训对象：需要了解下一代整体网络概况的人员。要点：1) 软交换定义。l 软交换这个术语从Softswitch翻译而得。Softswitch这一术语借用了传统电信领域PSTN网中的硬交换机switch的概念。l 狭义上讲，软交换专指软交换设备。基本含义就是把呼叫控制功能从媒体网关中分离出来，通过服务器或网元上的软件实现基本呼叫控制功能，包含呼叫选路、管理控制、连接控制(建立会话、拆除会话)、信令互通(如从SS7到IP)。从而实现呼叫传输与呼叫控制的分离，为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面。l 软交换是NGN的控制功能实体，是NGN呼叫控制和连接控制的核心。l 软交换是一种针对与传统电话业务和新型多媒体业务相关的网络和业务问题的解决方案。l 软交换是一种正在发展的概念，包含许多功能。2) 软交换技术产生的背景。l 基于由不同通信网络提供不同业务的运营模式难以满足用户“灵活地获取所需要的信息”的需求，只有构建一个全业务网络即能够同时承载和疏通语音、数据、多媒体业务的网络”才能满足用户日益增长的对通信业务的需求。l IP网中传送的IP包能够承载任何用户数据信息，为实现语音、数据、多媒体流等多种信息在一个承载网中传送创造了条件，但IP本身并不提供任何高层业务控制功能。l 为了能够实现在同一个网络上同时提供语音、数据以及多媒体业务，即通信业务的融合，产生了软交换(softswitch)技术。软交换为下一代网络(NGN)具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接控制功能。3) 软交换体系思想的基本要素。软交换是下一代网络的重要组成部分，是NGN的控制单元，其主要设计思想是将传统交换机中的呼叫控制单元从交换机中分离出来，形成NGN中的控制层面。其基本要素：l 开放的业务生成接口。l 综合的设备接入能力。l 基于策略的运行支持系统。4) 软交换体系架构的主要组成。软交换系统由多种设备组成，主要包括软交换设备、中继网关、信令网关、接入网关、媒体服务器、应用服务器等网络侧设备以及综合接入设备(IAD)、SIP终端等终端侧设备。l 软交换控制设备（ ）。l 业务平台（ ）。l 信令网关（ ）。l 媒体网关（ ）。l 终端（ ）。l 其它支撑设备，如策略服务器（ ）等。软交换网络体系结构及其功能： 采用软交换技术构成的网络可以分为边缘接入层、控制层、业务应用层和核心传送层四层。边缘接入层：其功能是将用户/业务接入软交换网络。边缘接入层中的物理实体是一系列媒体网关设备(MG：Media Gateway)，各网关设备完成数据格式和协议的转换，将接入的所有媒体信息流均转换为采用IP协议的数据包在软交换网络中传送。主要有以下几种网关设备： 信令网关(SG)：用于与电路型交换网中的七号信令网相连，将窄带七号信令转换为适于在IP网中传送的信令。 中继媒体网关(TMG)：用于与电路交换网相连，负责将电路交换网中的业务转换为软交换网中传送的IP媒体流。 综合接入媒体网关(AG或AMG)：用于直接连接电话用户和PC终端，电话用户可直接通过用户线连接至AMG，也可通过IAD设备与PC终端一起经IP网连接至AMG。 无线接入媒体网关(WAG)：用于将无线接入用户连接至软交换网中。 多媒体网关：用于将各种多媒体数据源连接至软交换网中。 网络接入服务器(NAS)：用于为电话网用户和与软交换网直接相连的用户提供拨号上网业务。控制层：其功能是完成各种呼叫控制，并负责相应业务处理信息的传送。控制层中的物理实体是软交换机(SS)，软交换机的主要功能如下： 对接入层的各种媒体网关的控制，指示媒体网关应与哪个媒体网关建立连接关系、信息压缩编码方式的控制、回声抑制功能控制、业务流量控制； 基本话音业务的呼叫处理和连接控制； 数据业务的处理和连接控制； 提供与更高层应用的接口； 计费功能。业务应用层：软交换网能提供的多种增值业务则是由业务层的各种应用服务器平台来完成的。业务应用层中的物理实体是各种应用服务器(AS：Application Sever)和智能网的SCP。对于话音业务的增值业务，可以由智能网的SCP平台来完成，也可以由应用服务器来完成(AS)。对于数据增值业务和特色的话音与数据融合的增值业务则是由AS来完成。AS提供标准的接口，可以供第三方应用业务开发商在AS上开发各种有特色的增值业务。核心传送层：传送层的任务是将接入层的各种媒体网关、控制层中的软交换机、业务层中的各种服务器平台等各软交换网网元连接起来。软交换网中各网元之间均是采用IP数据包来传送各种控制信息和业务数据信息，因此传送层实际上就是一个IP承载网络。概括: 接入层主要由各种网关设备及终端用户组成，负责将用户连接至网络，集中用户业务并将他们传递至目的地； 传输层主要指各种传输网络，负责将信息格式转换成能够在网络上传递的格式，例如将话音信号分割成ATM信元或IP包； 控制层包含呼叫智能，主要由软交换设备组成，此层决定用户收到的业务，并控制低层网络元素对业务流的处理； 业务层在呼叫建立的基础上提供额外的服务，并提供开放的业务开发接口API。l 软交换网络体系设计思路的特点： 高效灵活：将业务层和控制层与核心设备完全分离，有利于以最快的速度、最高效的方式引入各类新业务，缩短了新业务的开发周期。 开放性：所有网络部件之间均采用标准协议，因此各个部件之间既能够独立发展、互不干涉，又能有机结合成为一整体，实现互联互通。 多用户软交换。 强大的业务功能：利用标准的全开放应用平台为客户制定各种新业务和综合业务，最大限度地满足客户的需求。5) 软交换的技术定义。l 它是一种提供了呼叫控制功能的软件实体；l 它支持所有现有的电话功能及新型会话式多媒体业务；l 它采用标准协议（如SIP、H.323、MGCP、MEGACO/H.248、SIGTRAN以及各种 其它的数据及ITU 协议）；l 它提供了不同厂商的设备之间的互操作能力；l 它与下列一种或多种组件配套使用；l 媒体网关；l 信令网关；l 特性服务器（例如提供CLASS业务）；l 应用服务器（例如提供多媒体业务）；l 媒体服务器（如提供数据流媒体、会议和广告等业务）；l 管理、供应和收费/计费接口。6) 软交换与NGN。l 泛义的NGN包容了所有新一代网络技术，能够提供包括电信业务在内的多种业务的统称，他涵盖了传送网、IP网、业务网、软交换等多项网络技术。狭义的NGN就是指软交换。l 软交换平台的开放性可以为运营商提供一个灵活快捷的新业务开发模式，让NGN真正成为业务驱动的网络。l NGN涉及的核心技术存在两个层次：一个是承载网层面，备选的核心技术有TDM、ATM、IP等；一个是业务网层面，软交换技术将发挥核心的作用。软交换机体现的是通过媒体控制协议MGCP/H248技术来实现呼叫控制与媒体传输相分离的思想，软交换为下一代网络(NGN)具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接控制功能。l 软交换机是NGN的重要组成部分，是NGN中语音部分，即下一代电话业务网（包括固定网、移动网）中的核心技术。但它更多的是关注在IP网中呼叫控制功能的核心节点设备和系统，其本身并不能构成特别的整体组网技术机制和网络体系构架。l NGN的核心将体现在跨网络业务上，基于软交换的网络演进工作是NGN发展的重要内容之一。7) 软交换的驱动优势。软交换的驱动因素主要涵盖移动、多媒体与多接入这三个方面。l 降低运营成本。l 挖掘现网价值。基本业务将被整合，为最终用户提供可以任何接入形式访问的会话式多媒体业务。l 移动化能给运营商带来更高的ARPU值。l 一种改良方法。l 勾画完整的软交换概念。8) 软交换的核心技术。l 软交换网中的协议及标准： 媒体网关与软交换机之间的协议：SIGTRAN/SCTP协议、MGCP协议和MEGACO/H.248协议； 软交换机之间的协议：有BICC协议和SIP-T协议； 软交换机与应用服务器之间的协议：INAP、CAP、Parlay协议、SIP协议等；软交换体系架构中的主要协议种类如下表所示： 协议应用场合协议类型协议名称协议制定者软交换机媒体网关呼叫控制类MGCPIETFH.248ITU-T软交换机-软交换机SIPTIETFBICCITUT媒体网关-终端SIPIETFH.323ITU-T软交换机-信令网关控制信令类SIGTRANIETF软交换机-应用平台应用接口类Parlay APIParlay上述所有协议均是基于IP协议。1. 软交换机之间的协议目前，软交换机之间采用的标准协议底层为SCTP/IP，高层主要有BICC和SIP-T两种。BICC协议是ITU-T制定的标准协议，主要是将七号信令中的ISUP协议进行封装，SIP-T是IETF制定的标准协议，主要是对SIP协议进行扩展。BICC协议对窄带话音业务的支持能力较SIP-T强，与ISUP协议的互通性比SIP-T完善和成熟。若选用BICC协议，软交换机之间采用BICC(CS2)/SCTP/IP进行通信。2.SG与TDM交换机及SS之间的协议SG作为连接TDM交换机与软交换机设备，SG将采用标准的MISUP/MTP七号信令协议与TDM交换机互通。SG与SS之间通常采用SIGTRAN/IP协议互通，SIGTRAN的底层为传输层SCTP协议，为七号信令在TCP/IP网上传送提供可靠的连接；高层为适配层协议，目前有M2PA、M2UA和M3UA三种。M2PA具备较为强大的IP信令网组网能力，适用于利用IP网组建与传统七号信令网功能基本相同的信令网，但对于网络结构相对较为简单的汇接软交换试验网来说要求软交换机和信令网关均需处理MTP3层以下的协议，对其要求较高，因此优势较小。M2UA协议对SG处理能力的要求较低，但对软交换机处理能力要求相对较高，适用于软交换机通过SG直接与TDM交换机设置直联信令链路的组网模式，无法作到网络级的备份。而M3UA协议，SG既可以工作在信令转接点模式，又可以工作在信令代理模式，在网络组织上具有较大的灵活性，工作在信令转接点方式时，具备M2PA协议的优点。因此， M3UA协议的信令转接点模式，应用较广。3. TMG与SS间及TMG间的协议TMG与SS之间的协议主要有MEGACO/H.248协议和MGCP协议。MEGACO/H.248由IETF和ITU联合开发，协议简单，功能强大，扩展性好，允许在呼叫控制层下建立多个分区网关；MGCP协议是在MEGACO/H.248之前的一个版本，它的灵活性和扩展性比不上MEGACO/H.248，同时在厂家支持方面也不如MEGACO/H.248协议。因此本期工程TMG与SS之间将采用MEGACO/H.248协议。不同TMG之间将采用RTP/RTCP协议。4. TMG的语音编码方式TMG设备间承载在IP网上的语音编码主要有G.711、G.729、G.723.1三种。其中G.711编码的比特率为64kb/s，G.729编码的比特率为8kb/s，G.723.1编码的比特率为5.3或6.3kb/s。在不考虑IP网传输丢包、时延的前提下，三种编码方式下的话音质量相差不大，但在IP网传输过程中一旦发生了丢包，则G.711编码方式下的话音质量明显优于G.729和G.723.1编码方式，而G.729和G.723.1编码方式下的话音质量相差不大。从对传输带宽资源的占用上看，G.729编码方式下对传输带宽占用约是G.711编码方式的1/8，而G.723.1编码方式比G.729编码方式节省的传输带宽较为有限。因此，本期工程TMG将同时支持G.711和G.729两种语音编码方式，对于64kb/s承载类业务，软交换机控制TMG采用G.711编码，对于普通话音业务，软交换机应能够根据IP承载网络资源情况，控制TMG采用G.711或G.729编码，在IP承载网络资源较为充裕的情况下，应优先选用G.711编码方式，在IP承载网络资源较为紧张的情况下，应优先选用G.729编码方式，即软交换机能够根据IP承载网络资源情况动态控制TMG选用G.711或G.729编码方式。TMG还将具备静音压缩/舒适噪声功能，TMG在IP侧启动话音活动检测，对话音信号进行静音压缩并产生舒适噪声能够更为有效地节省IP承载网的业务负荷。5.网络组织根据软交换技术的体系结构，网络组织可分为电路侧网络组织(TMG/SG与GSM网TDM交换机之间的话路及信令网路组织)和IP侧网络组织(软交换网内的网路组织)两部分。5.1电路侧网络组织TMG/SG通过E1/STM-1中继电路和七号信令链路与电路侧网元相连（包括STP、MSC、GMSC、TMSC2等），可实现话务、信令的疏通，时钟同步等。5.2 IP侧网络组织软交换网的IP侧通过各类IP接口实现连接，具体的IP接口类型包括：（1）TMG/SG具备以下3类IP接口：- RTP接口：传送话音信息的媒体流，物理接口为FE、GE接口；- H.248接口：传送TMG与SS之间的控制信息，物理接口为FE；- SIGTRAN接口：传送SG与SS之间的七号信令信息，物理接口为FE接口。（2）SS具备以下3类IP接口：- H.248接口：传送TMG与SS之间的控制信息，物理接口为FE；- SIGTRAN接口：传送SG与SS之间的七号信令信息，物理接口为FE接口。- BICC接口：传送SS之间的呼叫控制信息，物理接口为FE接口。鉴于话音业务信息和信令信息对IP承载网的服务要求不同，即：话音业务信息要求低端到端时延和低时延抖动(端到端时延长，则影响话音业务的实时性；时延抖动大，则影响话音的连续性)，信令信息要求低丢包率(信令丢包将导致SCTP协议自动启动重传机制，增加话音业务接续时长)。因此，可要求TMG/SG的RTP接口采用物理独立的IP接口，而H.248接口和SIGTRAN接口可共用同一IP接口；SS的H.248接口、SIGTRAN接口和BICC接口可共用同一IP接口；以便于局域网VLAN的划分和IP承载网对话音业务信息和信令信息提供不同等级的服务。维护和网管接口：用于本地维护和网管，采用物理独立的IP接口。9) 软交换网络的业务系统及业务应用。l 软交换提供业务方式： 由软交换设备提供PSTN基本业务及补充业务； 采用SIP应用服务器或者Parlay应用服务器来提供运营商自营的新型业务； 利用Parlay应用服务器通过第三方提供业务。l 软交换网络的业务系统及业务应用： 多媒体软交换系统；（会话式多媒体、组合业务、会话业务与其它多媒体业务组合） 传统电话软交换系统； 多功能软交换解决方案。l 软交换网络提供的业务： 全面继承PSTN传统话音业务(包括基本话音业务、电话补充业务、CENTrEx业务、ISDN PRI补充业务、IN类业务等)； 基于SIP的宽带多媒体业务； PSTN与因特网相结合的业务(即PINT业务，如点击拨号、点击传真、WEB800、ICW等)； 用户可定制的个性化业务等。GMCC软交换现状1. 省际话务软交换网的建设2004年底起，CMCC集团公司就逐步开展省际话务软交换网络的建设，有计划地将各省的省际话务汇接到软交换网络上。在05年，GMCC紧跟集团公司的步伐，完成了省际软交换网络建设的三期工程。现在，广东省内的软交换网络情况如下： 全省设两对SS：GZSS1/GZSS2、GZSS3/GZSS4 全省设四对TMG：GZTMG1/GZTMG2、FSTMG1/JMTMG1、SZTMG1/SZTMG2、DGTMG1/HZTMG1 GZSS1/GZSS2控制GZTMG1/GZTMG2、FSTMG1/JMTMG1 GZSS3/GZSS4控制SZTMG1/SZTMG2、DGTMG1/HZTMG1 GZTMG1/GZTMG2负责粤中北片省际话务 FSTMG1/JMTMG1负责珠三角、粤西片省际话务 SZTMG1/SZTMG2负责深圳省际话务 DGTMG1/HZTMG1负责东莞、粤东片省际话务2. 省内话务汇接局（B局）的建设从2005年开始，GMCC对于省内新建B局的设备选型原则为：所有新建B局都必须具备向软交换过渡的能力。因此，05年GMCC新建的B局全部是华为的软交换设备（SOFTX3000、UMG8900），而且有信息表示今后GMCC新建B局的有可能都采用华为的设备。3. 省内GW局的建设05年，GMCC完成了GW局采用华为软交换设备的试验，并已投入运行，该GW局在广州。广东软交换网工程概况(2004.12) 全国长途汇接网五