sipXservice SIP 软交换系统技术白皮书

1、 sipXservice SIP软交换系统技术白皮书Version 1.0 目录第一章sipXservice 软交换系统简介 (3第二章软交换系统模块和功能 (6第三章Sip 软交换系统应用 (9第四章硬件技术要求和性能指标 (12 第一章sipXservice 软交换系统简介目前存在完全独立的两个网络:PSTN网络和数据网络,分别提供语音业务和基本数据业务。网络分离、运维分立,使得网络的整体运维成本居高不下,而且难以提供复杂的融合业务,网络的融合已是大势所趋。科技的日新月异,客户不断增长的需求正推动着通讯技术的进步。下一代网络正成为一场新的通讯技术的革命。谁能迅速地适应,谁能对不同的用户快速

2、提供增值服务,谁就掌握了商业成功的关键。由于传统的语音网络是一种资源独占型的封闭网络,以Internet技术为代表的分组网络,以开放的架构、低廉的成本以及庞大的规模等优势取代PSTN网络成为下一代融合网络的基础架构,在现有分组网的基础上构建下一代网络已是业界共识。对于运营商来说,未来网络的建设必须要考虑资源利用以及投资保护的问题,一方面为了紧跟最新技术,运营商必须要演变现有的传统网络,将语音、视频和数据融合在同一个无缝网络中,赋予运营商利用现有网络提供更灵活适应性和更强的管理性的能力。另一方面,要尽量利用已有技术和资源,在尽量不涉及大规模网络改造的前提下,经济、迅捷地为用户提供大量业务,以实现

3、利润的最大化。从现有网络向下一代网络的平滑过渡方案成为解决问题的关键,基于软交换技术的Softswitch解决方案就是解决网络平滑演变的一种主流方案。同时,基于软交换技术的IP Centrex 的业务也逐步受到大量企业用户的青睐。软交换技术作为业务/控制与传送/接入分离思想的体现,是下一代体系结构中的关键技术,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连接和通信,便于在下一代网络中,更快地实现各类复杂的协议及更方便地提供业务。根据美国洋基集团(Yankee Group2000年1月的报告预测,今后几年全球软交换市场每年都会成

4、倍增长,预计市场价值将会从1999年的1.04亿美元增长到2004年的43亿美元。在中国VoIP成为电信运营商新的业务增长点。中国是全球最大的VoIP市场之一。据MII报告,2001年中国VoIP业务流量达到创纪录的202.8亿分钟,占整个长话业务的24.2%。而2000年同期,这一比例仅为4.5%。2002年1季度的数据显示,IP电话继续以惊人的速度发展。2002年13月份,IP电话通话时长高达115.8亿分钟,在整个长途电信中的比重已由2001年末的24.4%增长到46%。虽然目前软交换还面临诸如协议标准化、来自传统电信运营市场阻力等方面的一些问题,但其优势是传统PSTN网无法比拟的,软交

5、换的广阔前景已经展现在美国迅时公司面前。什么是VOIP(Voice over IP?VOIP是以IP数据网络为语音传输平台,对模拟的语音信号进行数字化,并进行压缩,打包等一系列特殊处理使之可以采用无连接的UDP协议进行传输。 VoIP语音通信业务流程为:用户电话/传真Æ VoIP语音信号压缩与调制Æ IP数据包传输Æ IP数据包解调制Æ目的地用户电话/传真或经中继网关转传统公共电话网PSTN。软交换的定义随着计算机和通信技术的不断发展,通过在一个公共的分组网络中承载话音,数据,图象已经被越来越多的运营商和设备制造商所认同。在这样的业务驱动和网络融合的趋势

6、下,诞生了NGN下一代网络模型,实现在分组网络中,采用分布式网络结构,有效承载话音、数据和多媒体业务。作为NGN网络的核心技术,软交换的发展因而受到越来越多的关注,作为下一代网络的控制功能模块,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。我国信息产业部电信传输研究所对软交换的定义是:“软交换是网络演进以及下一代分组网络的核心设备之一,它独立于传送网络,主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能,同时可以向用户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。”什么是SIP(Session Initiation Protocol?

7、SIP(Session Initiation Protocol,会话发起协议是由IETF(Interne工程任务组提出的IP电话信令协议。SIP用于发起会话,它能控制多个参与者参加的多媒体会话的建立和终结,并能动态调整和修改会话属性,如会话带宽要求、传输的媒体类型(语音、视频和数据等、媒体的编解码格式、对组播和单播的支持等。SIP与MGCP和H323并驾,为三种VOIP协议之一。SIP在设计上充分考虑了对其他协议的扩展适应性。它支持许多种地址描述和寻址,包括:用户名主机地址、被叫号码PSTN网关地址和如Tel:010-*这样普通电话号码的描述等。这样,SIP主叫按照被叫地址,就可以识别出被叫是

8、否在传统电话网上,然后通过一个与传统电话网相连的网关向被叫发起并建立呼叫。SIP的最强大之处就是用户定位功能。SIP本身含有向注册服务器注册的功能,也可以利用其他定位服务器如DNS、LDAP等提供的定位服务器来增强其定位功能。SIP借鉴了其他Internet标准和协议的设计思想,有其突出的优点。z其次,SIP会话请求过程和媒体协商过程等是一起进行的,因此呼叫建立时间短,而在H.323中呼叫建立过程和进行媒体参数等协商的信令控制过程是分开进行的。z最后,H.323进行集中、层次式控制。尽管集中控制便于管理(如便于计费和带宽管理等,但是当用于控制大型会议电话时,H.323中执行会议控制功能的多点控

9、制单元很可能成为瓶颈。而SIP类似于其他的Internet协议,设计上就为分布式的呼叫模型服务的,具有分布式的组播功能。 SIP比H.323具有更高的功能性和增长潜力,但SIP获得普遍接受的前提是整个分组语音承载技术先被人们接受。现在,这些条件已越来越成熟,SIP的发展正面临着一个大好时机,美国微软已经明确表示将采用SIP技术,WindowsXP就极有可能安装SIP。美国迅时公司的软交换系统是一套基于SIP协议、针对中国现有网络状况和市场需求,为电信运营商和二级/虚拟运营商、通信系统集成商和大型企业用户提供运营于下一代通信网络(NGN,Next Generation Network之上的一套集

10、VOIP语音及信号交换、管理及服务于一体的电信级系统平台,完全可以替代传统的Class 4/5电路交换机。该系统是NewRock Technologies公司拥有自主知识产权的核心产品,结合本公司的MX 系列中继网关(媒体网关和语音网关设备,为电信运营商(或虚拟电信运营商构架一套低成本、高可靠性、高可管理性、高灵活性的开放式VOIP系统。系统由sipXservice、CDRserivce和EMSservice三套软件系统所组成。sipXservice集登录/定位服务器(Registration/Location Server 、代理服务器(Proxy Server 、重定向服务器(Redire

11、ct Server 等功能与一身。CDRservice综合计费管理系统则提供了计费策略设置(包括各种优惠的实现、详细话务清单的采集、存储、管理、查询和打印、支持预付费用户和后付费用户等功能。EMSservice网元管理系统提供系统的管理、监测、控制、统计等功能,负责对sipXservice、中继网关和用户网关等设备进行管理,包括设备配置、路由配置、软件升级、监控与告警、网络安全、操作员管理等多种丰富功能,提供友好的图形化操作界面。系统的核心除了具有一般软交换平台的注册、记录维护、呼叫建立和路由管理等的功能之外,还有如RTP 包交换、NAT反穿透、负载均衡、最佳路由选择、基于Web的统一管理界面

12、、安全管理以及优秀的网络管理和预警等功能,能适应目前国内外各种复杂网境。系统采用模块化结构,使管理和运行相结合,各个模块在同一系统平台上运行,保障系统的高性能运行。与现有的PSTN网络无缝互联,提供交换机的所有业务;具有完善的认证系统,支持动态IP 地址;提供详细的通信记录,支持实时Radius 计费认证记账功能支持所有的Internet 接入方式,包括DDN、ADSL、CABLE、LAN(城域网甚至拨号线等;支持NAT 透传;支持在所有的Internet 接入方式的语音和传真;支持基于策略的动态负载均衡和路由选择功能;采用多级域管理方式;系统采用Linux操作系统,特别适合于高话务量的应用场

13、合。 第二章软交换系统模块和功能美国迅时SIP软交换系统由sipXservice、CDRserivce和EMSservice三套软件系统所组成。sipXservice 集登录/定位服务器(Registration/Location Server 、代理服务器(Proxy Server 、重定向服务器(Redirect Server 等功能与一身。CDRservice计费管理系统则提供了计费策略设置(包括各种优惠的实现、详细话务清单的采集、存储、管理、查询和打印、支持预付费用户和后付费用户等功能。EMSservice网元管理系统提供系统的管理、监测、控制、统计等功能,负责对sipXservice

14、、中继网关和用户网关等设备进行管理,包括设备配置、路由配置、软件升级、监控与告警、网络安全、操作员管理等多种丰富功能,提供友好的图形化操作界面。 图一系统总体架构支持SIP协议,提供集中灵活的用户管理、协议处理、呼叫控制、路由控制、资源分配等功能。在一般的Linux服务器上呼叫处理可达到1000CAPS,支持超过30万注册用户。由于sipXservice是整个软交换系统的核心,所以必须由固定IP地址接入,并支持双机冗余热备份、后台数据库服务器,稳定可靠。sipXservice 系统功能特点要览符合SIP协议标准,符合ITU提出的NGN的功能框架模型;使用多重安全认证体系,对用户信息进行认证;

15、支持动态IP地址;通过集成了语音代理的MX100-TG中继网关,实现多层NAT反穿透;与STUN 服务器一起解决穿越NAT问题;支持基于策略的动态负载均衡,提供各种路由选择;支持中继网关主备路由保护;E164 (PSTN电话号码 到SIP网关的映射;支持主/被叫号码字头变换;支持虚拟电话功能,PSTN主叫号码绑定鉴权;不同用户拨号权限设定;组群用户定义、权限设置、路由设置、并发限制等;提供详细的通话记录,支持实时Radius计费记账功能;支持流量统计,实时监控流量变化;友好的GUI用户界面,支持远程维护管理。CDRservice综合计费管理系统是基于Linux操作系统的为电信运营商和虚拟运营商

16、提供的功能强大的集运营管理、计费、统计分析于一体的解决方案,与sipXservice 软交换平台配合,采用标准Radius协议,完成集中的计费、报表、统计等功能,支持实时的预付费方式和普通的后付费方式,提供详细的CDR记录,并提供相关的统计、报表、结算、兑帐等功能,同时它又是sipXservice软交换模块的前台用户操作界面,可以对sipXservice 的用户管理模块进行开户、销户、权限设置及某些计费相关功能设定等操作,大大简化管理员的使用难度。在一般的Linux服务器上每秒可以处理200个并发呼叫的帐单管理,支持超过10万注册用户。CDRservice 系统功能特点要览基于性能稳定的Lin

17、ux环境;采用MySQL或Oracle数据库;基于标准的Radius协议,兼容支持标准Radius协议的网关设备;提供运营商营业厅模块管理和分级用户代理模块管理;采取全WEB界面管理,使管理者可以方便地进行对全系统进行操作、配置和管理; 直接接管sipXservice的用户管理模块,完成对客户信息录入/修改、开户、销户、呼叫权限、计费相关功能等的操作;支持批量开户和代理/大客户分机批量开户;支持实时计费,支持预付费/后付费运营服务模式;支持多重计费管理,包括市话、国内长话、国际长话、免费电话等;灵活的费率管理,如起步费率、计次费率、信息台费率等;支持各种话费套餐服务;提供详细的通话记录,完善的

18、用户帐单管理、缴费管理;实时监控功能,支持流量统计;产生各种营运统计报表、用户明细,完善的查询分析管理;灵活的员工权限控制;账单打印功能;自动数据库备份(可选;营业厅模块功能特点要览开户,包括客户信息录入、服务权限设定、资费相关设定、密码设定等;支持批量开户和代理/大客户分机批量开户;客户管理,包括客户列表、查看/修改客户资料、充值/缴费、费率查询、销户等;客户详细话单查询,打印账单、发票;产生营业厅运营统计报表;营业厅人员管理;代理商模块功能特点要览开户,代理商客户信息录入、服务权限设定、资费相关设定、密码设定等;客户管理,代理商客户列表、查看/修改客户资料、充值/缴费、费率查询、销户等;代

19、理客户详细话单查询,打印账单、发票;代理商运营统计报表; EMSservice是软交换系统的网络设备管理平台,提供系统中各网元的集中管理功能。该网管系统基于Windows操作系统,并结合SNMP管理架构,具有较强的扩展性;提供WINDOWS GUI管理界面;网管系统的安装、管理和维护均较为简易。EMSservice 系统功能特点要览实时监控软交换目前处理的呼叫和资源使用情况;实时监视媒体网关负载和端口使用情况;网关设备的状态查询;网关设备的事件查询,提供警告、一般告警、严重告警三种告警类别;网关设备的搜索、统计和快速定位;网关设备彩铃下载,彩铃动态更新;网关设备的集中配置(自动配置和手动配置网关设备的软件升级(自动升级和手动升级;操作日志;第三章Sip 软交换系统应用随着运营商VOIP业务的快速发展,现有两种模式已逐渐成熟:一是在运营商