交换第8章(软交换基本原理)

1软交换技术2NGN定义:NGN(NextGenerationNetwork，下一代网络)NGN是集话音、数据、传真和视频业务于一体的全新的网络。是一种业务驱动型网络。业务和呼叫控制完全分离、呼叫控制和承载完全分离，使业务独立于网络。开放式业务架构。下一代网络(NGN)概述3NGN体系结构边缘接入传输网络控制业务管理4NGN组网模型业务层控制层传输层接入层5边缘接入层：通过各种接入手段将各类用户连接至网络，并将信息格式转换成为能够在网络上传递的信息格式。例如：将话音信号分割成ATM信元或IP包。核心交换层：采用分组技术，提供一个高可靠性的、提供QoS保证和大容量的统一的综合传送平台。网络控制层：实现呼叫控制，其核心技术就是软交换技术，完成基本的实时呼叫控制和连接控制功能，它是与业务无关的，目的是支配网络资源，软交换要支持众多的协议接口。业务和应用层：在呼叫建立的基础上提供额外的增值服务，以及运营支撑。6NGN是基于标准协议的网络ISUPINOSSPARLAY/SIPSNMP/MMLAppServerSGPSTNswitchSTP分组核心网TMGPLMNMGWSoft-phoneE-phoneE-PhoneSIP/H.323SIP-T/BICC/H.323SoftswitchIADSIP/H.323H.248/MGCPAMGSIP/H.323H.248/MGCPTRIPLocationServerH.248H.248SoftswitchMRSMGCP/H248/SIPINAPM3UA/SCTP7NGN特点和优势开放分布式网络架构；业务与呼叫控制分离，呼叫与承载分离高速分组化核心承载

NGN承载网趋向于采用统一的IP协议实现业务融合；NGN网络是基于统一协议的网络；NGN同时支持语音、数据、视频等多种业务；接入和覆盖优势；地域概念消失，同一软交换系统下的用户可以位于任何一个网络可以到达的地方。建设成本和维护成本低。8软交换的基本概念9软交换的定义软交换是下一代网络的核心部分。国际软交换协会（ISC）的定义：提供呼叫控制功能的软件实体。广义的定义：泛指一种体系结构，利用该体系结构可以建立下一代网络框架，涵盖NGN架构中的四个功能层面，主要由软交换设备、信令网关、媒体网关、应用服务器等组成。狭义的定义：专指软交换设备，定位于控制层面。10软交换在网络中的位置11电路交换与软交换的比较在电路交换网中，呼叫控制、业务提供以及交换距阵均集中在一个交换系统中。软交换的设计思想是业务/呼叫控制与呼叫控制/承载分离，各实体之间通过标准的协议进行连接和通信，以便在网上更加灵活地提供业务。12电路交换与软交换的比较13软交换的主要特点高效灵活开放性多用户强大的业务功能14软交换的主要功能15软交换的主要功能呼叫控制和处理功能协议功能业务提供功能业务交换功能操作维护功能互通功能计费功能路由、地址解析和认证功能七号信令功能SIP代理功能H.323终端控制/管理功能（任选）H.248终端、SIP终端、MGCP终端的控制/管理功能16软交换的功能结构模型地址解析/路由功能业务提供功能网管、计费功能业务交换功能呼叫控制功能互通功能软交换设备各种媒体网关SIP终端H.248终端MGCP终端信令网关NO.7网络H.323IP电话网H.323SIP系统软交换信令网关现有INSIPSIP/BICCINAP/IPH.248IPAAA服务器业务生成APIs应用服务器网管服务器Radius待定SNMP17呼叫控制和处理功能为基本呼叫的建立、保持和释放提供控制功能，包括

呼叫处理、连接控制、智能呼叫触发检出和资源控制等。接收来自业务交换功能的监视请求，并对其中与呼叫相

关的事件进行处理。接受来自业务交换功能的呼叫控制相关信息，支持呼叫

的建立和监视。支持基本的两方呼叫控制功能和多方呼叫控制功能，提供

多方呼叫控制功能，包括多方呼叫的特殊逻辑关系、呼

叫成员的加入/退出/隔离/旁听以及混音过程的控制等。识别媒体网关报告的用户摘机、拨号和挂机等事件；控

制媒体网关向用户发送各种音信号，如拨号音、振铃音、

回铃音等；提供满足运营商需求的编号方案。18当其内部不包含信令网关时，应能够采用SS7/IP协议与外置的信令网关互通，完成整个呼叫的建立和释放功能，其主要承载协议采用SCTP。控制媒体网关发送IVR，以完成诸如二次拨号等多种业务。同时直接与H.248终端、MGCP终端和SIP客户端终端进行连接，提供相应业务。当其位于PSTN/ISDN本地网时，应具有本地电话交换设备的呼叫处理功能。当其位于PSTN/ISDN长途网时，应具有长途电话交换设备的呼叫处理功能。19协议功能呼叫控制协议：ISUP、TUP、PRI、BRI、BICC、SIP-T、H.323等传输控制协议：TCP、UDP、SCTP、M3UA、M2PA等媒体控制协议：H.248、MGCP、SIP等业务应用协议：PARLY、INAP、MAP、LDAP、RADIUS等维护管理协议：SNMP、COPS等。20业务提供功能现有交换机的基本业务与补充业务与现有智能网配合,提供现有智能网的智能业务与第三方配合,提供增值业务与智能业务业务控制触发的识别以及与SCF间的通信管理呼叫控制功能和SCF间的信令按要求修改呼叫/连接处理功能，在SCF控制下处理IN业务请求业务交互作用管理21操作维护功能系统配置功能：脱机、在线、远程配置（CLI或GUI）、数据库备份、数据升级告警功能：系统资源告警、状态告警、事件告警等业务统计功能运行状态分析功能访问权限控制功能22互通功能通过信令网关实现分组网与应现有七号信令网的互通。通过信令网关与现有智能网互通，为用户提供多种智能业务；允许SCF控制VoIP呼叫且对呼叫信息进行操作（如：号码显示等）。通过互通模块，采用H.323协议实现与现有H.323体系的IP电话网的互通。通过互通模块，采用SIP协议实现与未来SIP网络体系的互通。采用SIP或BICC协议，与其它软交换设备互联。提供IP网内H.248终端、SIP终端和MGCP终端之间的互通。23软交换网关24中继网关和信令网关也是大家常常听说的NGN部件。在一个纯粹的NGN网络中，中继网关和信令网关可以说是没有必要存在的，但是，由于NGN不可能一夜之间取代PSTN，也就是说，在NGN的建设过程中，会有一段十分漫长的时期，需要NGN和PSTN共存。而共存的网络，就需要互通，中继网关和信令网关就是为了实现NGN和PSTN互通的设备。中继网关，就是完成电路中继（基于PCM编码的64K链路）和分组网上的媒体流的转换；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SIGTRAN信令系统的转换。25与PSTN互通包括信令的互通和话路的互通信令互通由SG完成互通话路通过中继网关互通PSTNSTP中继网关SS7软交换信令网关SIGTRANE1、SDH155MGCPNGN和PSTN的互通26一次纯NGN的端到端的呼叫处理过程SoftSwitch分组核心网IADAMG（1）用户A摘机拨号，呼叫用户B（2）AMG收号，向SoftSwitch发起呼叫（3）SoftSwitch对用户A进行认证鉴权，对用户B进行认证鉴权，通过鉴权后，查找用户B归属网关IP地址（4）IAD检测用户线路状态，是否空闲（5）IAD向软交换上报用户B状态（6）如果用户B空闲，SoftSwitch将IADIP地址通知AMG，（7）AMG找到IAD，AMG/IAD之间进行协商（8）协商成功后，用户B摘机，用户A、用户B之间建立媒体流(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)用户A用户B通过这样一个简单的呼叫处理过程，大家可以发现，在呼叫处理的原理上，软交换模型和电路交换模型是一致的，只不过原来在一个交换机里头的各个功能模块，现在变成了分布在网络上的独立构件了。原来在交换机各部件之间交互的内部协议，现在变成了在分组网上，各构件间传送的标准协议了。27软交换支持的主要协议28ISUPINOSSPARLAY/SIPSNMP/MMLAppServerSGPSTNswitchSTP分组核心网TMGPLMNMGWSoft-phoneE-phoneE-PhoneSIP/H.323SIP-T/BICC/H.323SoftswitchIADSIP/H.323H.248/MGCPAMGSIP/H.323H.248/MGCPTRIPLocationServerH.248H.248SoftswitchMRSMGCP/H248/SIPINAPM3UA/SCTP29软交换支持的主要协议媒体网关控制协议（MGCP）媒体网关控制协议（H.248/MEGACO）会话初始协议（SIP）与承载无关的呼叫控制协议（BICC）流控制传输协议（SCTP）

MTP2层用户对等适配层协议（M2UA）MTP3层用户适配层协议（M3UA)30软交换协议系统MTP1IPTCPH.248MGCPSIPMACSS7H.248MGCPSIPMTP3MTP2ISUPSCTPIPMACSCTPUDPIPMACUDPIPMACUDP1234567OSI层IPH.323MACH.323TCPUDPM2UAM3UASCCPTCAPINAP31媒体网关控制协议（MGCP）

MGCP协议是H.323电话网关分解的结果,由IETF的MEGACO工作组制定,具体内容可参见IETFRFC2705。

MGCP协议主要用于软交换和媒体网关或软交换与MGCP终端之间。软交换通过MGCP协议控制媒体网关或MGCP终端上的媒体/控制流的连接、建立和释放。32MGCPUDPIPMAC链路层网络层传输层应用层MGCP协议栈33H.248/MEGACO协议MEGACO是由IETF的MEGACO工作组制定的，H.248是由ITU-T制定的。H.248和MEGACO实质是一样的，是IETF和ITU-T共同认可的标准协议。软交换和媒体网关或软交换与H.248/MEGACO终端之间的标准协议。软交换通过此协议控制媒体网关或H.248/MEGACO终端上的媒体/控制流的连接、建立和释放。H.248/MEGACO协议消息编码采用二进制或文本方式，底层传输机制将采用MTP-3b（基于ATM的信令传输）或SCTP/UDP（基于IP的信令传输）为其提供协议承载。34MGCP协议描述能力有欠缺，限制了其在大型网关上的应用。H.248协议克服了MGCP协议描述能力上的欠缺，能够支持更大规模的网络应用，而且更便于对协议进行扩充，因而灵活性更强。对于大型网关，H.248协议是一个好的选择。MGCP消息传递依靠承载在宽带IP网络上的UDP数据包，而H.248信令消息可基于UDP/TCP/SCTP等多种承载。35会话初始协议（SIP）会话初始协议SIP（SessionInitiationProtocol）是IETF提出的在IP网络上进行多媒体通信的应用层控制协议。SIP是一个在IP网络上进行多媒体通信的应用层控制协议，它被用来创建、修改、和终结一个或多个参加者参加的会话进程。采用基于文本格式的客户机/服务器方式，以文本的形式表示消息的语法、语义和编码，由客户机发起请求，服务器进行响应。SIP主要用于软交换与SIP终端、软交换与软交换之间、软交换与各种应用服务器之间。36

BICC协议

BICC协议是由ITU-T第11组提出的信令协议，属于应用层协议。BICC可用于建立、修改和终结呼叫，可以承载全方位的PSTN/ISDN业务。用于软交换与软交换之间。BICC是对ISUP协议的演进和发展，其最基本的特点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）相独立。37BICC功能结构38CIC－呼叫实例码（32bit)，用来标识两局之间属于同一呼叫

的消息Messagetypecode－消息类型，如：IAM/APM/ACM/ANM

等消息Mandatoryfixedpart－强制固定长度参数部分Mandatoryvariablepart－强制