交换技术的发展演进（轨道交通）

电话交换技术的发展之路,目录,&、电话交换的当前状况&、电话交换网络的演进&、由电路交换到软交换&、软交换系统的安全性&、软交换标准体系&、软交换三种协议比较&、软交换开放的体系结构及新业务的拓展,电话交换网路的当前状况,电信公网结构,电话交换网络的演进,方向：高速（宽带）、智能（开放）、综合,2000年国际电联ITU-T提出基于软交换的NGN四层结构,、明确了软交换在下一代网络（NGN）中的地位、确立了软交换是电话交换系统的发展方向。、制定了SIP、MGCP/H.24H.323等VoIP和软交换的系列国际标准。、关于软交换的中国国家标准已逐步完善。软交换体系结构已经确立。,下一代网络（NGN）的4层结构,国际电信联盟ITU-T定义的标准的NGN四层结构,1、接入层：电路交换的接入网关（AG）、综合接入设备（IAD）、SIP/MGCP/H.323IP电话终端等。兼容现有PSTN电话交换网络。2、承载层：智能光网络核心分组交换网。3、控制层：软交换平台。4、业务层：各种业务服务器的集合。如：可视电话会议服务器（MCU）；管理、注册、计费服务器（AAA）；集中语音邮箱；统一信息格式（WWO）；交互式语音应答系统（IVR）等等。,电话公网本地网已经发生了改变,三网合一和宽带接入网规划建设步伐加快,软交换开放的体系结构及叠加新业务,地铁公务电话交换网向VoIP和软交换方向发展,第一步：叠加VoIP功能,地铁公务电话交换网向VoIP和软交换方向发展,第二步：建立软交换调度平台,软交换+带内部交换的接入中继网关,软交换+IP电话接入+中继网关,软交换+分散用户接入模块+中继网关,IP公务电话的桌面布局,IP软件电话,IP电话座机,由电路交换到软交换,电话交换技术演变简介,电话交换系统的历代演进,功能从中心向边沿转移,电路交换设备的结构原理图,包交换设备的结构原理图,CSS软交换平台功能结构图,两个软交换终端之间的连接,CoralNGN中关于会话管理的核心网络协议，是基于3GPP的IMS。（IPMutimaidiaSubsystem）,软交换终端之间的接续流程,电路交换的缺陷,、只能完成窄带交换，实现语音和低速数据通信。、用户功能由交换机软硬件提供，不开放。增加新功能、新业务很困难。、不能适应用户对活动图像通信的要求。、当前IP网络发展迅速，不能直接与IP网络连接，与其共享资源。、受到IP业务发展和IP业务提供商（ISP）大力扩展VoIP电话业务的强烈冲击。、电路交换网络已经发展到了极至，没有新的发展空间了。,通往一家一户的“田埂小道”将为“高速公路”所取代,、宽带入户，将逐渐取代纯电话线的窄带接入方式。家家户户都具备了布放IP电话的接入能力。、IP电话开在IP网络上，适应了网络综合化的发展方向。、我国电信公网新建的汇接局，将全部采用软交换系统，淘汰了电路交换设备。,软交换的当前优势和潜在优势,、网络结构简单了，节省了管理维护的人力、物力和费用。、软交换的多中心分布式控制理念，淡化了电话交换中心平台，极大的提高了系统的运行可靠性和抗灾害生存能力。、可为专用通信网提供更多的新业务。、可根据用户的需求，提供更多的个性化服务。、实现跨区域、跨国界的内部电话放号。、实现可视电话和可视电话会议功能。、软交换的应用，将改变电话通信时、空理念。给走投无路的电话交换展一个现新的增值和发展空间。、兼容当前电路交换网络。逐步实现电路交换向软交换的无间隙过度。,软交换系统的安全性,IP网络对软交换的影响,1、网络特性：带宽（速率）、丢包率、网络时延、抖动、错序等2、非法入侵3、黑客攻击4、病毒感染5、网络风暴6、开放网络的不可预见因素：带宽不足、带宽波动、延时不均、硬件故障等等,软交换系统对IP网络特性的适应性,&、丢包率：30%&、网络延时：400mS&、抖动：通过缓存器来消除&、错序：重新排序&、带宽不足：媒体数据压缩：G.711、G.723、G.729等,抵御非法入侵,采用IPsec开放式IP网络安全标准框架协议&、安全注册触发控制机制（合法性验证）&、源地址过滤（端口MAC地址校验、合法终端密码校验），确定底层连接的合法性。&、目的地址过滤（软交换设置了加密的DNS网络地址域名库），阻止向非法地址发起的呼叫。&、密码登录（每个合法终端，在设置时都需键入该软交换系统的接入密码。当终端接入网络，自动向软交换控制中心提出带密码的注册申请。密码错误，将被视为非法终端，不予登录。）,防止黑客攻击,1、黑客特点：黑客是网络上的合法终端，攻击的不是某个用户而是软交换系统。即，软交换服务器和软交换系统软件。2、管理维护的源地址过滤（只有连接到指定网络地址上的终端，且具备指定MAC地址的IP端口，才能接入软交换管理维护系统。）3、管理维护人员的名称与通行密码控制（分级密码：初级（业务管理员级），只能浏览，不能修改任何系统数据；中级（系统维护员级），可以修改系统除密码外的所有业务数据；高级（系统管理员级），可以修改包括密码在内的所有系统数据。,防止计算机病毒感染,1、采用LINUX操作系统（有效防止了以WINDOWS操作系统为目标的病毒软件的侵袭。）2、软交换专业而封闭的平台，采用控制与承载完全分离的策略。终端之间的通话与数据交流，与软交换控制中心无关。3、采用IPSec的IP媒体流过滤策略（如：语音数据协议、实时控制协议、SIP/MGCP/H.248/H.323协议等，禁止规定协议之外的数据在终端之间传送。）4、终端之间相互传送的数据，统统作为媒体流处理，即使有病毒侵入，也只会对本次接续的语音或图像造成有限的影响。,防止网络风暴对IP电话的影响,1、IP公众网络是一个无管理、无控制、设备混杂、连接不规范的自由平台。2、IP网络风暴造成网络瘫痪。在安装软交换平台的之前，应当对承载网络出现网络风暴的灾害可能性进行评估，采取必要的网络改造措施。3、网络风暴，就是网络自激，由大量广播数据包在网络上无序的反复传送造成。4、可通过改善网络、虚拟分组、屏蔽收发环回、提高网络布线等硬件设施的可靠性、稳定性等措施来减少、克服网络风暴的发生。,排除开放网络不可预见因素的影响,1、开放网络的不可预见因素包括：&、无质量控制（QoS）&、带宽波动&、带宽不足&、网络时延不均&、数据包错位&、网络硬件故障&、等等2、在归划建设软交换中心之前，对网络现状进行评估，改善网络特性。3、根本的解决办法：建立通信IP专网（如电信公网的CN2）,软交换的分布式多点控制中心理念增强了系统的容灾备份保护能力,1、放置在不同地点的多个软交换控制中心平台组成一个共同的系统，具备一个统一的数据库。2、每个IP电话终端可注册到多个软交换中心，按设置的优先顺序登录。3、当主控制中心故障，自动转接到第二个软交换控制中心，第三个控制中心。等等。4、理论上只要一个软交换中心工作正常，整个系统的电话接续就不会中断。,承载网络的QoS分析,1、基于TCP/IP和UDP/IP的承载网络，通常不具备QoS能力。2、新型的IP承载网络普遍采用MPLS多协议标签交换技术（ATM交换机与传统路由器的结合技术，具备了满足DiffServ标准的QoS能力。）3、建立虚拟专网（VPN），用来承载以软交换为中心的IP电话通信系统。4、采用了RTP/RTCP实时传输协议与实时传输控制协议，提高电话媒体流在IP网路中传输的实时服务等级。,软交换系统功能,软交换系统的十大功能,1）、媒体网关接入功能2）、呼叫控制和处理功能3）、业务提供功能4）、互连互通功能5）、协议功能6）、资源管理功能7）、计费功能8）、认证与授权功能9）、地址解析功能10）、话音处理功能,CSS软交换功能简要描述,多媒体通信平台音频,视频,传真,HTMLXML,Email,和其它媒体.多媒体设备的选择IP电话(MGCP,SIP),FlexIP软件电话,FlexSetIP,FXO&FXS(MGCP),电话网关(Q-SIG&MGCP/H.248MEGACO)应用平台呼叫中心,即时短消息,统一信息系统。开放性接口用于第三方控制，开发用户特殊应用系统。结构易于添加新设备和应用软件。管理基于XML引擎,为开发人员提供了构造下一代丰富、灵活的Web应用程序的技术。通用于其它设备和应用。,CSS软交换平台功能简要描述1,多媒体通信平台音频,视频,传真,HTMLXML,Email,和其它媒体.多媒体设备的选择IP电话(MGCP,SIP),IP软件电话,FlexSetIP,FXO&FXS(MGCP),电话网关（Q-SIG&MGCP/H.248）应用平台呼叫中心,即时短消息,统一信息系统。开放性接口用于第三方控制，开发用户特殊应用系统。结构易于添加新设备和应用软件。管理基于XML引擎,为开发人员提供了构造下一代丰富、灵活的Web应用程序的技术。通用于其它设备和应用。,CSS软交换平台功能简要描述2,采用多平台结构，支持Linux，Windows2000/XP分布式结构：&、支持分布设置的应用服务器。&、端点/终端设备数据库。负荷处理BHCC达：325,000以上。透明连接到所有数据库功能。易于应用开发的结构。远端服务升级。内置AAA服务器：&、用户鉴权/登录；注册/注销。&、CDR（CallDetailRecord）I计费信息系统。,CSS软交换平台功能简要描述3,基于软件的自动话务员SIP/MGCPIP电话机模拟用户端口（IST）软件电话FXO（MGCP）中继FXS（MGCP）用户PCSIP/MGCP电话SIP电话（PC,PDA,WiFi）SIP中继视频电话机IP中继及IP宽带组网功能Q信令网关,CSS软交换平台功能简要描述4,支持Presence现场状态显示服务,SMS,和IM即时消息分布式IP呼叫中心集成式Composit呼叫中心应用集成:SIP语音邮件IVR统一消息录音系统会议安排程序,CSS软交换平台功能简要描述5,MCU-媒体控制单元每组会议不小于50个媒体流支持SIP中继支持已经注册或未注册于系统的SIP中继支持更多新型IP系列终端支持XML应用支持接入网关（AG）包括统一的网管功能软件电话新功能消息Presence现场状态显示服务语音留言,CSS软交换用户功能1,用户鉴权/登录用户注册/注销用户通话计费扬声器开/关扬声器切换呼叫排队内部DSS+外部DSS忙/闲DSS拨叫+挂断保持+回叫续接呼叫等待呼叫前转(内部,外部,全部),盲转咨询呼叫转移可编程键+系统功能键时间显示(电话空闲时显示.)音量显示主叫号码显示用户拨号方案最后号码重拨自动应答信息等待提示呼叫日志Presence现场状态显示服务,CSS软交换用户功能2,拓展的电话功能：支持“群”功能ACD队列、功能呼叫保持呼叫代答遇忙回叫拓展的Q.SIG网络功能QA品质保证,软交换标准体系,1、网络总体技术要求2、设备规范3、协议规范4、业务规范,由中国通信标准化协会（CCSA）制订,关于H.323建议（协议）,1、ITU-T为ISDN多媒体会议提出的协议群。在专门为IP电话编拟的MGCP和SIP协议发布之前，被“借”用来作为初期IP电话的标准。2、H.323协议的IP电话系统构成如下图,1、H.323网关：媒体网关功能。包括：媒体通道、媒体接口、语音数据压缩、信令协议、TDM与TCP/IP数据转换、用户侧管理等。2、网守（H.323协议独有）：网关控制、访问控制、地址解析、宽带控制、区域管理等功能。3、IP电话终端接口：支持普通模拟电话的IP接口。,H.323功能模块说明,H.323协议栈结构图,关于MGCP/H.248媒体网关控制协议,1、由Lucent和11个PBX厂商共同开发的IPDC和BellCore、Cisco联合提出的SGCP两个协议，经IETF整合发布。2、ITU-T基于MGCP发布了H.248建议。,1、MGCP/H.248是专门为TDM电路交换设备接入IP网络设计的协议系统。由媒体网关和媒体网关控制器组成。2、媒体网关控制器（又称呼叫控制器），置于IP网络外部实现对呼叫的接续控制。3、媒体网关，提供IP电话与TDN电话交换系统之间的连接。4、MGCP/H.248实现了控制