1、第8章 下一代網(wǎng)絡技術8.1下一代網(wǎng)絡概述 從廣義上講，NGN泛指一個不同于現(xiàn)有網(wǎng)絡，大量采用業(yè)界公認的新技術，可以提供語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務，能夠實現(xiàn)各種網(wǎng)絡用戶之間的業(yè)務互通及信息共享的融合網(wǎng)絡。從狹義上講，NGN特指以軟交換設備為控制核心，能夠實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務的開放的分層體系結構。在這種分層體系結構下，能夠實現(xiàn)業(yè)務控制與呼叫控制的分離，呼叫控制與接入和承載的分離，各網(wǎng)絡部件之間采用標準的協(xié)議進行互通，能夠兼容PSTN、IP網(wǎng)、移動網(wǎng)等技術，提供豐富的用戶接入手段，支持標準的業(yè)務開發(fā)接口，采用統(tǒng)一的分組傳送方式。 8.1.1下一代網(wǎng)絡的定義和特點 ITU-T對下一代網(wǎng)絡（NGN）

2、的定義為：NGN是基于分組的網(wǎng)絡，能夠提供包括電信業(yè)務在內的多種業(yè)務，能夠利用多種帶寬和具有QoS能力的傳送技術，實現(xiàn)業(yè)務功能與底層傳送技術的分離；它提供用戶對不同業(yè)務提供商網(wǎng)絡的自由接入，并支持通用移動性。相對于現(xiàn)有的網(wǎng)絡，NGN具有如下3大特點。 將傳統(tǒng)交換機的功能模塊分離成獨立的網(wǎng)絡部件，各個部件可以按相應的功能劃分，各自獨立發(fā)展。部件間的協(xié)議接口基于相應的標準。 NGN是業(yè)務驅動的網(wǎng)絡，應實現(xiàn)業(yè)務與呼叫控制分離、呼叫與承載分離。 NGN是基于統(tǒng)一協(xié)議的分組網(wǎng)絡。 8.1.2下一代網(wǎng)絡功能分層結構國際分組通信協(xié)會IPCC（原國際軟交換論壇ISC）提出的基于軟交換的NGN網(wǎng)絡結構分為4層，

3、分別為接入層、傳送層、控制層和業(yè)務層。各層主要功能如下。接入層：將各類用戶連接至網(wǎng)絡，集中用戶業(yè)務并將傳送至目的地；包括各種接入手段，如固定或移動接入、窄帶或寬帶接入等。傳送層：將信息格式轉換成為能夠在網(wǎng)絡上傳遞的格式，如將語音信號分割成ATM信元或IP包，并實現(xiàn)信息媒體流的選路和傳輸。控制層：完成各種呼叫控制功能，控制底層網(wǎng)絡元素對接入和傳送層語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務流的處理，在該層實現(xiàn)了網(wǎng)絡端到端的連接。業(yè)務層：在呼叫建立的基礎上提供各種增值業(yè)務，同時提供開放的第三方可編程接口，易于引入新業(yè)務。另外也負責業(yè)務的管理功能，如業(yè)務邏輯定義、業(yè)務生成、業(yè)務認證和業(yè)務計費等。8.2基于軟交換的下一代

4、網(wǎng)絡8.2.1下一代網(wǎng)絡結構 圖8.3基于軟交換的NGN結構NGN提出了分層結構的概念，將網(wǎng)絡分成邊緣接入層、核心傳送層、控制層、應用層等，即把控制和業(yè)務的提供從邊緣接入網(wǎng)關和傳送層中分離出來，其中，控制層的核心功能實體就是軟交換設備?；谲浗粨Q的NGN組成如圖8.3所示。網(wǎng)絡自下而上劃分成為4層，即接入層、傳送層、控制層和業(yè)務層，各層之間采用標準化接口。 1接入層接入層負責將各種不同的網(wǎng)絡和終端設備接入分組核心網(wǎng)，將各種業(yè)務量進行集中，并利用公共的傳送平臺進行信息傳送。接入層設備不具有呼叫控制功能，它必須和控制層設備相配合，才能完成所需要的操作。媒體網(wǎng)關（MG）負責將各種終端和接入網(wǎng)絡接入核

5、心分組網(wǎng)，并將一種網(wǎng)絡中的媒體格式轉換成另一種網(wǎng)絡所要求的媒體格式。信令網(wǎng)關（SG）提供No.7信令網(wǎng)和分組網(wǎng)之間信令的轉換。信令網(wǎng)關通常和軟交換設備合設在一處，也可以單獨設置。綜合接入設備（IAD）可提供語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務的綜合接入。 2傳送層 傳送層對各種不同業(yè)務和媒體流提供傳送的公共平臺，一般采用基于分組的傳送方式。目前，比較公認的傳送網(wǎng)為IP骨干網(wǎng)。3控制層 控制層完成呼叫控制、媒體接入控制、資源分配、協(xié)議處理、路由、認證和計費等功能。其主要實體為軟交換機，有時也稱作媒體網(wǎng)關控制器。軟交換與媒體網(wǎng)關間的信令，可使用媒體網(wǎng)關控制協(xié)議H.248/Megaco，用于軟交換對媒體網(wǎng)關的承載

6、控制、資源控制及管理。軟交換與IP設備間信令，可使用會話啟動協(xié)議（SIP）或H.323。 4業(yè)務層業(yè)務層在呼叫控制的基礎上向用戶提供各種增值業(yè)務，同時提供業(yè)務和網(wǎng)絡的管理功能。該層的主要功能實體包括：應用服務器（Application Server，AS），特征服務器，策略服務器，認證、授權和計費服務器（AAA），目錄服務器，數(shù)據(jù)庫服務器，業(yè)務控制點（SCP），網(wǎng)管及安全系統(tǒng)（提供安全保障）。其中，AS負責各種增值業(yè)務的邏輯產(chǎn)生和管理，并提供開放的應用編程接口（API），為第三方業(yè)務的開發(fā)提供統(tǒng)一的創(chuàng)作平臺；AAA服務器負責提供接入認證和計費功能。 軟交換是下一代網(wǎng)絡控制層的核心設備，也是從電

7、路交換網(wǎng)向分組網(wǎng)演進的關鍵設備之一。軟交換的概念雖然是從媒體網(wǎng)關控制器、呼叫代理等概念發(fā)展而來的，但它在功能上又做了進一步的擴展，除了完成呼叫控制、連接控制和協(xié)議處理功能外，還將提供資源管理、路由及認證、計費等功能。由于不同的業(yè)務所需要的呼叫控制功能不同，因此在軟交換系統(tǒng)中，為了便于各類新業(yè)務和增值業(yè)務的引入，要求軟交換所提供的呼叫控制功能是各種業(yè)務的基本呼叫控制功能。概括起來，軟交換設備主要功能如下。 8.2.2軟交換設備功能媒體接入功能呼叫控制功能業(yè)務提供功能互連互通功能資源管理功能認證和計費與傳統(tǒng)的電路交換技術相比較，軟交換具有以下特點。 高效靈活。 開放性。 多用戶。 強大的業(yè)務能力。

8、軟交換分層的開放體系結構吸取了電信網(wǎng)、智能網(wǎng)和IP技術的精髓，是下一代網(wǎng)絡發(fā)展和業(yè)務提供的關鍵所在。 8.2.3軟交換的特點8.3軟交換設備8.3.1綜合接入設備 綜合接入設備（IAD）是適用于小企業(yè)和家庭用戶的接入產(chǎn)品，可提供語音、數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務的綜合接入。在網(wǎng)絡側，IAD的接口類型可以是數(shù)字用戶線路（DSL）、10/100M以太網(wǎng)接口、1000M以太網(wǎng)（GE）接口等。在用戶側，IAD的接口主要是Z接口（模擬用戶接口）、10/100M以太網(wǎng)接口。IAD的優(yōu)勢在于數(shù)據(jù)業(yè)務在網(wǎng)絡中具有很好的通過性，而為了滿足語音業(yè)務的質量要求，IAD必須具有下列功能：呼叫處理功能、資源管理功能、語音處理功能、

9、分組語音QoS管理功能和協(xié)議處理功能 。8.3.3信令網(wǎng)關在下一代網(wǎng)絡中，信令網(wǎng)關（SG）是在IP網(wǎng)和No.7信令網(wǎng)的邊界接收或發(fā)送No.7信令消息的設備。它可向/從IP設備發(fā)送/接收No.7信令信息，并可管理多個網(wǎng)絡之間的交互和互連，以便實現(xiàn)無縫集成。其實質就是為了實現(xiàn)PSTN端局與軟交換設備之間的No.7信令互通，實現(xiàn)信令承載層電路交換與IP分組交換的轉換功能。 圖8.4信令網(wǎng)關在軟交換網(wǎng)中的位置 1信令承載協(xié)議 BICC協(xié)議。BICC協(xié)議解決了呼叫控制和承載控制的分離問題，使傳統(tǒng)的呼叫控制信令可通過任何承載網(wǎng)絡進行傳送，如ATM和IP等。目前，BICC協(xié)議由CS1（能力集1）向CS2、C

10、S3發(fā)展。CS1支持呼叫控制信令在SS7 MTP、ATM上的承載，CS2增加了在IP網(wǎng)上的承載，CS3則關注MPLS、IP QoS等承載應用質量，以及與SIP的互通問題。BICC協(xié)議的主要應用領域是在3G的R4核心網(wǎng)絡中，MSC Server間的呼叫控制信令采用承載無關的控制協(xié)議BICC，由其提供在寬帶IP傳送網(wǎng)上等同于ISUP的信令服務。 SIGTRAN協(xié)議。IETF提出了SIGTRAN架構，其任務是建立一套在IP網(wǎng)上傳送PSTN信令的協(xié)議。 SIGTRAN架構是在流控制傳送協(xié)議（SCTP）的基礎上加上用戶適配層（UA）來傳送電話網(wǎng)信令的應用部分，用戶適配層由多個模塊組成。如MTP第二級用戶

11、適配（M2UA）、MTP第三級用戶適配（M3UA）、SCCP用戶適配（SUA）、MTP第二級對等適配（M2PA）等。 SCTP是一個傳輸層協(xié)議，支持多路徑并發(fā)傳輸，可替代TCP、UDP，用于在IP網(wǎng)上可靠地傳輸PSTN信令；SCTP在實時性、可靠性和安全方面均比TCP和UDP優(yōu)越。 信令承載協(xié)議體系。在IP網(wǎng)中，信令可以通過UDP、TCP、SCTP等傳輸層協(xié)議進行傳輸。UDP為無連接方式，簡單、易于實現(xiàn)，但不保證數(shù)據(jù)的正確傳輸，對于信令消息不適合。TCP是面向連接方式，在正常網(wǎng)絡狀況下可以保證數(shù)據(jù)的正確傳輸，但在網(wǎng)絡故障、擁塞等情況下性能較差，不提供冗余通路。SCTP是一個新型協(xié)議，支持經(jīng)過多

12、條路徑向同一目的地傳輸，可靠性和實時性都較高，適合信令傳輸要求。 2信令網(wǎng)關的接口信令網(wǎng)關位于No.7信令網(wǎng)與IP網(wǎng)之間，其功能是完成基于電路中繼的No.7信令系統(tǒng)和基于分組網(wǎng)（IP承載）的SIGTRAN信令系統(tǒng)的轉換。信令網(wǎng)關主要接口包括TDM電路接口和IP網(wǎng)絡接口，支持的協(xié)議包括電路交換網(wǎng)側的MTP、SCCP、OMAP等，以及IP分組網(wǎng)側的SCTP、M3UA、M2PA等協(xié)議。信令網(wǎng)關的No.7電路交換接口有64kbit/s的信令數(shù)據(jù)鏈路和2Mbit/s的高速信令鏈路。IP網(wǎng)接口包括10BaseT/Fx、100BaseT/Fx和1000BaseT/Lx/Sx/Cx（可選）的以太網(wǎng)接口。 8.

13、3.4SIP終端與服務器1用戶代理用戶代理（UA）是一個用于和用戶交互的SIP實體，又稱為SIP終端，可以為用戶提供語音、視頻及增值業(yè)務。根據(jù)SIP用戶代理在會話中扮演角色不同又可分為用戶代理客戶機（UAC）和用戶代理服務器（UAS）兩種。其中前者用于發(fā)送呼叫請求，后者用于響應呼叫請求。SIP終端通常需要包括UAC和UAS兩種功能。SIP終端可將語音信號壓縮并編碼為數(shù)字流。每一個SIP終端具有一個IP地址。SIP終端可通過IAD、以太網(wǎng)和其他寬帶方式接入網(wǎng)絡，在軟交換的控制管理下，實現(xiàn)SIP終端之間、SIP終端與其他接入網(wǎng)關及IAD用戶之間、SIP終端與固定電話網(wǎng)之間的互通。 2SIP服務器S

14、IP服務器的主要功能是地址解析和用戶定位，主要包括代理服務器、重定向服務器、注冊服務器等。 SIP代理服務器是基于SIP協(xié)議進行呼叫控制的設備。它既是客戶機又是服務器，主要功能為路由選擇和呼叫轉發(fā)，負責將SIP用戶請求和響應轉發(fā)到相應的下一跳代理服務器或終端。SIP重定向服務器主要用于地址解析。其功能是通過響應告訴客戶下一跳服務器的地址，然后由客戶根據(jù)此地址向下一跳服務器重新發(fā)送請求。SIP注冊服務器接收終端的注冊請求，記錄終端的SIP URI（統(tǒng)一資源標識）和IP地址。 8.4軟交換主要協(xié)議8.4.1H.248協(xié)議 H.248是ITU-T的第SG16工作組和IETF的Megaco工作組制定的

15、媒體網(wǎng)關控制協(xié)議，用于媒體網(wǎng)關控制器和媒體網(wǎng)關之間的通信。H.248協(xié)議又稱為媒體網(wǎng)關控制協(xié)議（Megaco）。H.248/Megaco提供媒體的建立、修改和釋放機制，同時也可攜帶某些隨路呼叫信令，支持傳統(tǒng)網(wǎng)絡終端的呼叫。該協(xié)議在構建開放和多網(wǎng)融合的下一代寬帶網(wǎng)絡中，發(fā)揮著重要作用。 1H.248連接模型H.248協(xié)議的連接模型主要用于描述媒體網(wǎng)關的邏輯實體或對象，以便媒體網(wǎng)關控制器對網(wǎng)關內部的承載連接進行監(jiān)視和控制。連接模型是對網(wǎng)關內部實體的抽象描述，模型中主要包括終端（Termination）和關聯(lián)（Context）兩個抽象概念。 終端。是能夠發(fā)送或接收一種或多種媒體流的邏輯實體。在終端中

16、，封裝了媒體流參數(shù)、modem和承載能力參數(shù)。媒體網(wǎng)關在創(chuàng)建終端時，賦予終端一個唯一的標識Termination ID來識別終端。 關聯(lián)。關聯(lián)（Context）表示網(wǎng)關內一組終端之間的連接關系和媒體流方向?？贞P聯(lián)是一種特殊的關聯(lián)，它是未定義連接關系的所有終端的集合。如在一個分解的接入網(wǎng)關中，所有空閑的電路都是空關聯(lián)中的元素。如果在一個關聯(lián)中有超過兩個終端，那么關聯(lián)就對系統(tǒng)的拓撲結構和媒體混合和/或交換參數(shù)進行描述。H.248連接模型的主要任務就是如何對終端和關聯(lián)的特性進行描述，并定義控制終端和關聯(lián)的相關命令。2命令H.248協(xié)議使用命令對連接模型中的邏輯實體進行管理，命令提供了對關聯(lián)和終端特性

17、進行控制的機制。H.248協(xié)議中定義了Add（添加）、Subtract（減去）、Move（移動）、Modify（修改）、AuditValue（審計值）、AuditCapability（審計能力）、Notify（通報）和ServiceChange（業(yè)務改變）八個命令。 3描述符和包在H.248協(xié)議中，命令的參數(shù)定義為描述符。描述符由名稱和一些參數(shù)值組成。不同命令可包含相同的描述符。常用描述符包括：媒體描述符、事件描述符、事件緩存描述符、信號描述符、數(shù)字映射描述符等。 為了適應終端不斷變化的需要，H.248協(xié)議采用了一種終端特性擴展機制包（Package），軟交換設備可以通過審計終端來確定網(wǎng)關實現(xiàn)

18、了哪一種類型的包。包的定義由特性（Property）、事件（Event）、信號（Signal）和統(tǒng)計（Statistic）組成，這些項分別由標識符進行標識。 4H.248呼叫控制流程圖8.7所示為一個基于H.248/Megaco協(xié)議的軟交換網(wǎng)絡結構示意圖。在該網(wǎng)絡結構中，普通的電話終端（TDM用戶終端）通過媒體網(wǎng)關（MG）連接到軟交換網(wǎng)絡，軟交換機（SS）利用H.248/Megaco協(xié)議建立和釋放呼叫?；贖.248/Megaco協(xié)議呼叫控制流程如圖8.8所示。 圖8.7基于H.248/Megaco的軟交換網(wǎng)絡結構圖 圖8.8基于H.248一般呼叫流程 8.4.2H.323協(xié)議H.323協(xié)議原

19、是ITU為在局域網(wǎng)上開展多媒體通信制定的，其初衷是希望該協(xié)議用于多媒體會議系統(tǒng)，但目前它卻在IP電話領域得到廣泛應用，并取得了很好的效果。目前，普遍認為H.323協(xié)議是在分組網(wǎng)上支持語音、圖像和數(shù)據(jù)業(yè)務最成熟的協(xié)議。H.323系統(tǒng)主要包含4個組成部分：終端（Terminal）、網(wǎng)關（Gateway）、網(wǎng)守（Gatekeeper）和多點控制單元（Multipoint Control Unit，MCU）。 1終端 終端是指用戶終端，是在包交換網(wǎng)絡中提供實時、雙向通信的用戶設備。所有的終端都必須支持語音通信，視頻和數(shù)據(jù)通信能力是可選的。終端間使用H.245協(xié)議進行信道容量等的協(xié)商，使用Q.931協(xié)議

20、進行連接建立，使用實時傳輸協(xié)議（RTP）/實時傳輸控制協(xié)議（RTCP）進行音頻和視頻分組傳輸。終端包括兩類：硬終端和軟終端。2網(wǎng)關 網(wǎng)關是H.323會議系統(tǒng)的一個可選部件，它可在H.323系統(tǒng)和其他會議（如H.320系統(tǒng)）間進行轉接，完成通信協(xié)議轉換和音視頻編碼格式轉換。 3網(wǎng)守網(wǎng)守也是H.323會議系統(tǒng)的一個可選部件，它完成別名到地址的解析、訪問控制、帶寬管理等功能。網(wǎng)守是H.323系統(tǒng)中完成信令功能的控制和管理實體，管理一個域（Zone）內的終端、MCU和網(wǎng)關等設備，完成RAS功能，實現(xiàn)地址翻譯和帶寬控制等。域是指一個網(wǎng)守管理的區(qū)域。在該域中所有的H.323設備，包括終端、網(wǎng)關和MCU需要

21、向該網(wǎng)守進行登記，網(wǎng)守負責進行本域內設備號碼和IP地址的解析，對本域的設備進行管理和監(jiān)控，如果被叫不屬于本域管轄，需要跨域處理。 4多點控制單元多點控制單元（MCU）支持多個終端間的會議功能，由多點控制器（MC）和多點處理器（MP）組成。多點控制器是H.323多點控制單元的一個必備部件，它可以控制多點處理器與各終端進行交互，采用H.245協(xié)議在多個終端間對語音、視頻、數(shù)據(jù)編解碼能力、信道容量等進行協(xié)商，設置會議成員優(yōu)先權，并決定哪些語音、數(shù)據(jù)、視頻流應該組播發(fā)送，但它并不直接處理這些比特流。多點處理器是H.323多點控制單元的一個可選部件，完成語音、數(shù)據(jù)、視頻流的混合、交換和處理。在軟交換體系

22、結構中，網(wǎng)守和多點控制功能可以在網(wǎng)絡控制層中由軟交換機等完成，網(wǎng)關和多點處理功能可以在邊緣接入層中由媒體網(wǎng)關等設備實現(xiàn)。 8.4.3SIP 圖8.9SIP的應用范圍SIP是一個獨立于底層的、基于文本的應用層信令協(xié)議，用于建立、修改和終止IP網(wǎng)上雙方或多方多媒體會話。如圖8.9所示，SIP主要用于SIP終端與軟交換之間、軟交換與軟交換之間以及軟交換與應用服務器之間。 1SIP的基本思想SIP的設計思想與H.248/Megaco和H.323完全不同，它采用基于文本格式的客戶機/服務器結構，客戶機發(fā)起請求，服務器響應請求。SIP信令交互過程類似于客戶機/服務器和HTTP的協(xié)議模型，由呼叫服務器、代理

23、服務器等提供業(yè)務，用戶終端的每一個請求觸發(fā)服務器的某種操作；每一對請求和響應構成一個事務，事務之間相互獨立，一個完整的呼叫包含多個事務；SIP獨立于底層UDP/TCP等傳輸協(xié)議，消息中可攜帶任意類型的消息體。 2SIP的基本功能用戶定位：SIP終端通過向DNS服務器進行查詢，可以得到某個用戶當前的IP地址和電話號碼。會話屬性協(xié)商：會話屬性是由SDP消息表達的，會話雙方通過交換SDP消息來協(xié)商會話的屬性。發(fā)起會話：主叫發(fā)起會話時使用INVITE請求。修改會話：會話中的一方通過發(fā)出re-INVITE請求消息，可以隨時改變會話屬性。結束會話：會話中任一方通過發(fā)出BYE或CANCEL消息，可以結束或取

24、消會話。以上這些功能是通過特定的SIP消息內容實現(xiàn)的。 3SIP的特點SIP具有下列特點。 簡單。 擴展性和靈活性好。 安全性和可靠性較高。 互通性好。 與Web和E-mail兼容性好。由于SIP具有上述特點，在開發(fā)與Web結合的綜合應用時簡單方便。這樣可以降低開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期。寬帶IP網(wǎng)絡的生命力在于能夠提供新的綜合業(yè)務，因此，SIP受到設備制造商和應用開發(fā)商的青睞。4SIP與H.323的比較 SIP特別適合于提供即時消息和呈現(xiàn)服務，而采用H.323很難提供這類服務。 采用SIP可以提供兼有傳統(tǒng)智能網(wǎng)和基于Web優(yōu)點的綜合服務。 采用H.323的VoIP服務對終端設備的要求較高，而SI

25、P則簡單易行并且很容易與其他服務集成，優(yōu)勢明顯。 H.323作為VoIP的基本通信協(xié)議，已經(jīng)過長期、大量應用的檢驗，這是SIP目前不具備的。SIP的作用類似于H.323協(xié)議簇中的H.225，用于呼叫控制信令的傳送。H.323采用專門的H.245協(xié)議負責描述媒體信道的類型和屬性，而SIP采用把基于文本的SDP媒體描述信息作為SIP的消息體封裝入SIP消息的方法，實現(xiàn)了呼叫控制和連接控制合二為一，有利于呼叫的快速建立。和H.323的另一個不同之處是SIP系統(tǒng)沒有網(wǎng)守這一網(wǎng)絡實體，H.323系統(tǒng)中網(wǎng)守完成的尋址、帶寬管理、計費信息采集等功能在SIP中分別由相應的服務器實現(xiàn)。8.5路由與TRIP8.5

26、.1軟交換路由方案 對于早期的軟交換網(wǎng)絡，軟交換局之間采用全互連方式，每個軟交換局都擁有網(wǎng)絡上其他軟交換局的相關路由信息，對于軟交換局較少時這是個經(jīng)濟簡便的組網(wǎng)方案，但是軟交換局逐步增多后這樣的路由配置將會逐漸變得煩瑣，因此，應采用演進的解決方案。進入軟交換演進中、后期，軟交換網(wǎng)承載的用戶數(shù)量接近或超過普通電話網(wǎng)的用戶數(shù)量，軟交換局增多，軟交換局之間日常路由信息維護將會相當困難。此時應引進定位服務器（LS）來負責路由服務工作，每個定位服務器分別為本地軟交換局提供路由服務，如圖8.11所示。定位服務器可以處于一個層次；當網(wǎng)絡容量大到一定程度時則可以考慮分層方式，優(yōu)化網(wǎng)絡結構。 圖8.11演進的軟

27、交換網(wǎng)路組織 8.5.2電話路由協(xié)議為解決在跨運營網(wǎng)絡或跨地域通信時如何定位網(wǎng)關和確定電話路由的問題，也就是電話號碼與IP地址的映射問題，IETF提出了電話路由協(xié)議（TRIP）。TRIP屬于一種域間網(wǎng)關定位和路由信息交換的專用協(xié)議，它吸取了BGP-4、OSPF等路由協(xié)議的優(yōu)點，并為諸如H.323、SIP等呼叫控制信令提供了無縫接口。定位服務器是TRIP的主要功能實體。每個IP電話自治管理區(qū)域被稱為一個Internet電話管理域（ITAD），每個ITAD至少擁有一個定位服務器、若干個網(wǎng)關和若干個終端用戶。每個定位服務器上都有電話路由信息庫（TRIB），TRIB包含了電話目的地可達性、路由、以及目

28、的地網(wǎng)關的相關信息。 8.5.3TRIP與路由服務 TRIP在最初就被設計成一種與具體呼叫協(xié)議無關的路由機制，因此可以解決由于網(wǎng)絡結構不同而帶來的路由互通問題；通過收發(fā)TRIP消息可以實現(xiàn)域內和域間路由信息的傳遞，并按一定策略將最佳路由信息保存在TRIB中。這樣，軟交換機本身不再需要維護大量的路由信息，而是通過請求TRIP的承載實體定位服務器，直接定位遠端設備，避免在IP網(wǎng)中呼叫信令的逐跳處理轉發(fā)。位于不同網(wǎng)絡內的定位服務器，盡管其注冊機制不同，但TRIP是其唯一的路由協(xié)議，定位服務器之間可通過TRIP消息交互路由信息，這樣，軟交換路由就不會因網(wǎng)絡規(guī)模大小和組網(wǎng)結構不同而受到影響。當然，也可以

29、通過設置定位服務器，使其具備接受多協(xié)議注冊的能力，從而讓軟交換設備、SIP代理和H.323設備共享一個定位服務器及其數(shù)據(jù)庫TRIB。 8.6軟交換組網(wǎng)技術8.6.1軟交換組網(wǎng)方案 圖8.12基于軟交換的組網(wǎng)結構示意圖 1窄帶組網(wǎng)方案所謂窄帶組網(wǎng)，可以簡單地認為是利用軟交換機、網(wǎng)關等設備替代PSTN長途/匯接局和端局。窄帶組網(wǎng)的網(wǎng)絡中除了包含軟交換機，還涉及一些接入設備。 軟交換機（SS）：提供傳統(tǒng)的長途和本地電話業(yè)務，完成信令處理、呼叫控制、資源管理、計費、用戶管理等功能。 接入網(wǎng)關：是大型接入設備，提供POTS、PRI/BRI、V5等窄帶接入，與軟交換配合可以替代現(xiàn)有的電話端局。 中繼網(wǎng)關：

30、提供中繼接入，可以與軟交換以及信令網(wǎng)關配合替代現(xiàn)有的匯接/長途局。 2寬帶組網(wǎng)方案所謂寬帶組網(wǎng)，可以簡單地認為是利用軟交換等設備為IAD、智能終端用戶提供業(yè)務。寬帶組網(wǎng)中除了包含軟交換等核心設備之外，還有下列設備和終端。 多點控制器（MC）：配合軟交換機（SS）工作，主要完成會議電話及視頻會議的控制功能，對會議進行集中管理。 會議電視網(wǎng)關：負責接收和處理來自非數(shù)據(jù)用戶終端的信令和音頻、視頻等媒體流。 多點處理器（MP）：配合會議電視網(wǎng)關工作。 智能終端：一般分為軟終端和硬終端兩種，包括SIP終端、H.323會議電視終端、MGCP終端等。 8.6.2軟交換網(wǎng)的編號1普通用戶的編號 軟交換網(wǎng)絡普通

31、用戶的編號一般采用E.164編號方式，號碼結構與普通電話號碼相同。2SIP用戶的編號 SIP用戶既可以采用E.164編號，也可以采用統(tǒng)一資源標識（URI）方式。 SIP用戶的URI地址格式為：用戶名域名。如一個SIP用戶的URI地址為zhang3example. 。在實際應用中，用戶往往會用他的某個電子郵件地址作為SIP用戶名在SIP服務器中注冊。 3地址轉換與ENUM在軟交換網(wǎng)中，固定終端、移動終端、SIP終端和多媒體終端之間是可以互通的。這就需要網(wǎng)絡完成E.164編號和URI地址間的轉換，這種轉換是由ENUM技術完成的。利用ENUM技術，可以實現(xiàn)通過E.164號碼來查找用戶的電子郵件、IP

32、電話號碼、統(tǒng)一消息、IP傳真或個人網(wǎng)頁等多種信息。E.164號碼是傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡中使用的重要資源，DNS系統(tǒng)是互聯(lián)網(wǎng)的重要基礎，ENUM技術將兩者結合起來，有益于傳統(tǒng)電信業(yè)務向基于IP分組網(wǎng)的方向發(fā)展，ENUM是對促進兩網(wǎng)最終融合具有重要意義的技術。 8.6.3軟交換相關問題1地址分配問題各類軟交換服務器和網(wǎng)關一般需要分配固定的公開IP地址。有時為了安全起見，可以把一些軟交換設備集中在一起，放在防火墻后面，此時防火墻后面的設備間的內部接口可以使用私有IP地址。用戶終端IP地址的分配可以采用固定或動態(tài)分配兩種方式。對于IAD下掛接的終端，一般分配公開的IP地址。如果IAD端口數(shù)量較多，可以采用固定

33、分配的方式；如果IAD端口數(shù)量較少，可以采用動態(tài)分配的方式。當SIP終端等直接掛接在寬帶IP網(wǎng)上時，一般采用動態(tài)IP地址分配方式。如果SIP終端位于一個子網(wǎng)內部（如企業(yè)網(wǎng)），往往只有私有IP地址，需在接入網(wǎng)關上使用網(wǎng)絡地址轉換（NAT）技術訪問寬帶IP網(wǎng)絡，此時網(wǎng)關需要支持SIP對NAT的穿越。 2NAT穿越問題由于普通NAT只能識別、修改UDP或TCP報文頭部地址信息以實現(xiàn)內、外地址的轉換（傳輸層網(wǎng)關），對于作為UDP或TCP報文內容的SIP等協(xié)議中地址信息則無法識別、修改，因此軟交換網(wǎng)絡中的SIP和H.323等信令無法穿過傳統(tǒng)的NAT網(wǎng)關。解決NAT穿越問題，需要同時解決信令和媒體流兩方面

34、的穿越，目前典型的穿越技術有STUN、ALG和Proxy 3種技術方案。 STUN方案的工作原理是通過客戶端與位于公網(wǎng)上的STUN 服務器通信來獲得自己的外部地址，并判斷自己在網(wǎng)絡中的位置和狀況。應用網(wǎng)關（ALG）方案是通過在NAT設備中嵌入ALG程序或在內網(wǎng)出口獨立設置的ALG設備，使之具備感知SIP、H.323和H.248/Megaco等呼叫控制協(xié)議的能力，具備呼叫控制協(xié)議的解析和地址翻譯功能，從而解決NAT穿越及防火墻穿越問題。代理（Proxy）方案是通過對私網(wǎng)用戶呼叫做信令代理和媒體代理的方式，解決語音、視頻等多媒體業(yè)務穿越NAT問題。根據(jù)我國相關規(guī)范的規(guī)定，代理方案支持多種靈活的NA

35、T穿越方式，無須改造客戶端和對傳統(tǒng)NAT設備進行協(xié)議擴展，具有很強的適應性。3安全性問題 SIP安全性問題。 RTP安全性問題。 代碼和腳本攻擊。對于安全性問題，解決的思路是加強網(wǎng)絡管理，強化業(yè)務使用時的注冊、鑒權和加密措施，如采用下列措施來提高安全性。 加強用戶接入安全認證和信息加密措施。 為了防范黑客的攻擊，可在各個層面設置防火墻和入侵檢測系統(tǒng)，保護應用服務器、軟交換服務器、媒體網(wǎng)關和接入網(wǎng)絡的安全。 采用各種網(wǎng)絡隔離措施，可消除IP遍在性帶來的安全性問題。4業(yè)務能力問題與應用服務器配合提供多種增值業(yè)務是軟交換網(wǎng)絡的特色和發(fā)展趨勢。但目前這種業(yè)務提供方式還存在一些問題：一是接口的開放性還不

36、夠，很多業(yè)務的開發(fā)還難以擺脫網(wǎng)絡設備供應商的束縛；二是軟交換與應用服務器的互通協(xié)議尚有爭議，而且這種業(yè)務提供方式的開發(fā)潛力、業(yè)務的管理、計費、安全等問題都還有待研究和市場驗證；三是通過應用服務器方式提供的各種增值業(yè)務需要相應的智能終端支持，這些智能終端一旦大規(guī)模引入，面臨的一個重要問題就是地址資源緊張問題，如何解決終端地址問題也是運營商必須考慮的問題。 8.7軟交換的組網(wǎng)應用目前，國內外許多電信運營商都部署了商用的軟交換網(wǎng)絡，其技術也日趨成熟。運營商在建設軟交換網(wǎng)絡時一般分3個步驟：第一步是利用軟交換技術實現(xiàn)長途網(wǎng)的優(yōu)化改造，并逐步將長途業(yè)務轉向軟交換網(wǎng)；第二步是利用軟交換技術實現(xiàn)替代和新建本

37、地網(wǎng)的功能；第三步是利用軟交換技術提供新型增值業(yè)務。 8.7.1軟交換在固定網(wǎng)中的應用傳統(tǒng)的PSTN在向下一代網(wǎng)絡的演進過程中，根據(jù)軟交換技術在網(wǎng)絡中應用層面的先后順序不同，分為端局先行和匯接局先行兩種改造方式。端局先行方式對本地網(wǎng)組網(wǎng)形態(tài)沒有特殊要求，由于演進速度較慢，帶來的改造風險也不高，但工程實施難度較大，對支撐系統(tǒng)的影響也較大。匯接局先行方式將呼叫控制從傳輸層面中分離出來比較容易，成功屏蔽了端局的差異性，從而避免了在局端先行方式下，工程實施難度大、對支撐系統(tǒng)影響較大，以及軟交換無法為整個本地網(wǎng)用戶提供完整的新型增值業(yè)務等缺點。因此，匯接局先行方式是固定網(wǎng)進行軟交換改造的首選方式。1基于軟交換的固網(wǎng)智能化改造 固網(wǎng)智能化改造的核心思想是用戶數(shù)據(jù)集中管理，并在每次呼叫接續(xù)前增加用戶業(yè)務屬性檢索機制，通過軟交換匯接局的業(yè)務處理能力實現(xiàn)對全網(wǎng)主、被叫用戶簽約信息的自動識別與觸發(fā)，從而屏蔽原有端局的差異（機型多、