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現(xiàn)代交換技術(shù)

ModernSwitchingTechnology第5章軟交換與IMS《現(xiàn)代交換技術(shù)》1第5章軟交換與IMS5.2軟交換網(wǎng)絡(luò)5.3軟交換主要協(xié)議5.1軟交換與NGN概述5.4IP多媒體子系統(tǒng)《現(xiàn)代交換技術(shù)》2一、軟交換與NGN概述軟交換的由來？什么是軟交換？軟交換有哪些特點？與電路交換相比有哪些區(qū)別？什么是NGN？基于軟交換的NGN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)《現(xiàn)代交換技術(shù)》3軟交換產(chǎn)生的背景4分組交換網(wǎng):適合各類型信息的傳輸，網(wǎng)絡(luò)資源利用率高PSTN話音網(wǎng):能保證業(yè)務(wù)的QOS，但對新業(yè)務(wù)的提供能力有限。PSTN網(wǎng)所面臨的問題：如何進行改造，使PSTN能適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需要？如何實現(xiàn)PSTN低成本地向基于分組的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)演進？如何將PSTN與數(shù)據(jù)網(wǎng)的體系融合？提出NGN的概念，軟交換（Softswitch）是NGN的核心技術(shù)?！冬F(xiàn)代交換技術(shù)》45NGN及其特點下一代網(wǎng)絡(luò)NGN(NextGenerationNetwork)：泛指下一代融合網(wǎng)，以IP為中心，同時支持語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的一個開放型的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。

NGN特點：

NGN采用分組交換作為統(tǒng)一的業(yè)務(wù)承載方式

NGN能與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)PSTN/ISDN/GSM等互通

NGN是安全并且支持服務(wù)質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)軟交換是NGN的核心技術(shù)《現(xiàn)代交換技術(shù)》5軟交換由來IPPhone（VoIP）1995.以色列VocalTec：“InternetPhone”1996.美國IDT：“Net2Phone”問題：VoIP需要解決哪些問題？《現(xiàn)代交換技術(shù)》6軟交換由來

網(wǎng)關(guān)需要解決主要問題：話音分組化傳輸：編解碼、解壓縮、實時傳輸…呼叫控制：尋址、信令解決方案：分離網(wǎng)關(guān)中控制和承載功能H.323標準（ITU-T，1998-2000）H.248SIPVOIP技術(shù)不僅僅帶了了話費的降低，它為NGN、軟交換的發(fā)展提供了豐富的歷史經(jīng)驗，使得用戶業(yè)務(wù)的提供更加多樣化?！冬F(xiàn)代交換技術(shù)》7網(wǎng)關(guān)分解傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)呼叫控制IPPortTDM呼叫代理/MGCIP網(wǎng)絡(luò)LineCard媒體轉(zhuǎn)換時分交換MG媒體網(wǎng)關(guān)TDMIP網(wǎng)絡(luò)LineCard媒體轉(zhuǎn)換IPPort時分交換《現(xiàn)代交換技術(shù)》8軟交換由來網(wǎng)關(guān)分成：媒體網(wǎng)關(guān)（MGW－MediaGateway）媒體網(wǎng)關(guān)控制器（MGC－MediaGatewayController）MGC呼叫控制（交換機的控制軟件）軟件實現(xiàn)交換控制

軟交換原始概念，話音信息由分組交換網(wǎng)傳輸，承載，實現(xiàn)話音信息端到端傳輸，無硬件交換矩陣軟交換、硬交換是對話音通信而言

《現(xiàn)代交換技術(shù)》9軟交換由來軟交換的不同名稱：H.323:GateKeeperSIP:Proxy/ServerH.248:MGC媒體網(wǎng)關(guān)媒體網(wǎng)關(guān)軟交換設(shè)備《現(xiàn)代交換技術(shù)》10什么是軟交換技術(shù)軟交換的含義：

基于分組網(wǎng)實現(xiàn)話音等實時流通信業(yè)務(wù)的一種工作方式，其特點是將呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)中分離出來，由網(wǎng)絡(luò)上的獨立軟件實現(xiàn)。

《現(xiàn)代交換技術(shù)》11電路交換與軟交換

傳統(tǒng)的電路交換方案軟交換方案專用封閉的環(huán)境應(yīng)用和業(yè)務(wù)呼叫控制和交換傳輸硬件應(yīng)用和業(yè)務(wù)呼叫控制和交換媒體和中繼網(wǎng)關(guān)開放、標準的接口《現(xiàn)代交換技術(shù)》12網(wǎng)絡(luò)層次變化核心傳送層業(yè)務(wù)應(yīng)用層會話控制層邊緣接入層呼叫控制交換TDMPOTS軟交換體系特征基于分組網(wǎng)傳輸和交換呼叫控制和語音承載的分離；業(yè)務(wù)提供和呼叫控制分離；開放性的標準接口，便于第三方提供業(yè)務(wù)；《現(xiàn)代交換技術(shù)》1314軟交換的特點和優(yōu)勢業(yè)務(wù)控制與呼叫控制分離呼叫控制與承載分離核心傳送層業(yè)務(wù)應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)控制層邊緣接入層呼叫控制交換網(wǎng)絡(luò)TDMPOTS通過在控制層與業(yè)務(wù)層間采用統(tǒng)一公開的接口來實現(xiàn)業(yè)務(wù)提供和網(wǎng)絡(luò)控制的分離，便于新業(yè)務(wù)的快速提供，使業(yè)務(wù)真正獨立于網(wǎng)絡(luò)。通過呼叫控制與承載傳送的分離，便于在承載層采用新的網(wǎng)絡(luò)傳送技術(shù)?！冬F(xiàn)代交換技術(shù)》1415軟交換的理解廣義上理解：軟交換泛指一種體系結(jié)構(gòu)，利用這種體系結(jié)構(gòu)可以建立下一代網(wǎng)絡(luò)框架，其功能涵蓋NGN的各個功能層面，主要由軟交換設(shè)備、綜合接入設(shè)備、媒體網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)、應(yīng)用服務(wù)器等組成。狹義上理解：軟交換指軟交換設(shè)備，定位在控制層。軟交換設(shè)備還有多個名稱，如呼叫服務(wù)器、呼叫代理、媒體網(wǎng)關(guān)控制器等?！冬F(xiàn)代交換技術(shù)》15下一代網(wǎng)絡(luò)NGN：NextGenerationNetwork下一代網(wǎng)絡(luò)泛指一個不同于目前一代的，大量采用創(chuàng)新技術(shù)，以IP為中心同時可以支持語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的融合網(wǎng)絡(luò)。NewGainNetwork：“新贏利網(wǎng)絡(luò)”。表示從經(jīng)濟（贏利）角度思考NGN發(fā)展的新理念?！冬F(xiàn)代交換技術(shù)》16下一代網(wǎng)絡(luò)的概念是一個分組網(wǎng)絡(luò)，它提供電信業(yè)務(wù)在內(nèi)的多種業(yè)務(wù)，能夠利用多種帶寬和具有Qos能力的傳送技術(shù)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)功能和底層傳送技術(shù)的分離；它提供用戶對不同業(yè)務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)的自由接入，并支持通用移動性，實現(xiàn)用戶對業(yè)務(wù)使用的一致性和統(tǒng)一性。NGN是業(yè)務(wù)驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)《現(xiàn)代交換技術(shù)》17NGN現(xiàn)狀和發(fā)展2002年NGN的準備階段2003年NGN的起步階段2005年后NGN發(fā)展階段爆炸式發(fā)展平穩(wěn)起步積極準備《現(xiàn)代交換技術(shù)》18軟交換發(fā)展的兩個階段

電路交換機逐步被軟交換替代，并最終全部淘汰；利用NGN實現(xiàn)長途網(wǎng)的優(yōu)化改造利用軟交換逐步替換、更新和擴容本地網(wǎng)功能利用軟交換網(wǎng)絡(luò)提供新的增值業(yè)務(wù)，并逐步實現(xiàn)固定和移動網(wǎng)絡(luò)的融合從純語音向多媒體業(yè)務(wù)發(fā)展，向IMS的全IP架構(gòu)轉(zhuǎn)變-IP多媒體子系統(tǒng)(IMS，IPMultimediaSystem)是一個基于IP網(wǎng)提供話音和多媒體業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)。

-將移動網(wǎng)與因特網(wǎng)有機的結(jié)合

-IMS的目標：提供對Internet支持的所有服務(wù)的移動接入《現(xiàn)代交換技術(shù)》19中國NGN的發(fā)展

1998年，我國開始跟蹤軟交換技術(shù)，并開發(fā)綜合業(yè)務(wù)交換機2001年底，網(wǎng)通和中國電信開始了NGN的實驗。包括中興、華為、北電、西門子、阿爾卡特等在內(nèi)的電信設(shè)備提供商，紛紛推出NGN解決方案；2004年，中國移動全面建成IP承載軟交換匯接局，全球規(guī)模最大，商用效果良好；2007年中國移動在部分城市TD-SCDMA的實驗網(wǎng)全面啟動并放號。2009電信重組，三大運營商ＣＤＭＡ（中國電信）WCDMA（中國聯(lián)通）TD-SCDMA（中國移動）2010-2012三網(wǎng)融合試點2013-2015三網(wǎng)融合推廣《現(xiàn)代交換技術(shù)》20第5章軟交換與IMS5.2軟交換網(wǎng)絡(luò)5.3軟交換主要協(xié)議5.1軟交換與NGN的基本概念5.4IP多媒體子系統(tǒng)《現(xiàn)代交換技術(shù)》2122NGN的功能分層結(jié)構(gòu)之一IADAMG寬窄帶接入UMGPLMN/3GSGTMGPSTNUMG業(yè)務(wù)層IP核心網(wǎng)控制層傳送層接入層SoftSwitchSoftSwitchiOSSPolicyServerApplicationServerSCPLocationServerRADIUSServerMRS將用戶連接至網(wǎng)絡(luò)，包括各種接入手段對各種不同的業(yè)務(wù)和媒體流提供公共的傳送平臺。多采用基于分組的傳送方式，目前比較公認的核心傳送網(wǎng)為IP骨干網(wǎng)。完成呼叫控制、路由、認證、資源管理等功能。軟交換功能處于控制層在呼叫控制的基礎(chǔ)上向用戶提供增值業(yè)務(wù)《現(xiàn)代交換技術(shù)》22Page23華為統(tǒng)一通信(UC)網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)《現(xiàn)代交換技術(shù)》23軟交換網(wǎng)絡(luò)主要設(shè)備1.接入層設(shè)備終端設(shè)備、媒體網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)2.傳送層設(shè)備：基于IP的承載網(wǎng)3.控制層設(shè)備軟交換機（媒體網(wǎng)關(guān)控制器）4.業(yè)務(wù)層應(yīng)用服務(wù)器、媒體服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、網(wǎng)管系統(tǒng)等《現(xiàn)代交換技術(shù)》24智能終端ZyXEL

Prestige2000WVoIPWi-FiPhoneSIP電話XteneyeBeamvideosoftphoneGrandstreamanalogphoneadapter

(FXSgateway)《現(xiàn)代交換技術(shù)》25軟交換設(shè)備也稱媒體網(wǎng)關(guān)控制器，作為系統(tǒng)的控制核心，完成協(xié)議適配、呼叫處理、資源管理、業(yè)務(wù)代理等，并作為系統(tǒng)的對外接口完成和其它系統(tǒng)的互連互通功能?！冬F(xiàn)代交換技術(shù)》26媒體網(wǎng)關(guān)負責(zé)將各種終端和接入網(wǎng)接入核心分組網(wǎng)，主要用于將一種網(wǎng)絡(luò)中的媒體格式轉(zhuǎn)換成另一種網(wǎng)絡(luò)所要求的媒體格式。如分組交換網(wǎng)媒體流和電路交換網(wǎng)業(yè)務(wù)之間的轉(zhuǎn)換。G.71164k

低速率編解碼《現(xiàn)代交換技術(shù)》27媒體網(wǎng)關(guān)功能接入功能協(xié)議處理功能語音壓縮功能語音處理功能分組網(wǎng)接入功能資源控制和管理功能維護和管理功能PSTN交換局模擬用戶V5.2用戶PBX用戶ISDN用戶ADSL用戶無線用戶分組傳送網(wǎng)軟交換設(shè)備《現(xiàn)代交換技術(shù)》28媒體網(wǎng)關(guān)分類

中繼網(wǎng)關(guān)（TG)：實現(xiàn)多個64K電路與分組中繼的語音編碼格式的相互轉(zhuǎn)換，與軟交換機配合，可替代：匯接/長途局接入網(wǎng)關(guān)（AG):提供各類傳統(tǒng)用戶的接入端口，實現(xiàn)基于分組網(wǎng)承載的傳統(tǒng)用戶接入，端口數(shù)量在100以上，一般放置于局端或小區(qū)內(nèi)。與軟交換機配合，可替代：端局綜合接入設(shè)備（IAD）：提供話音、數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)的綜合接入。小型的AG（提供1～48用戶接入端口）?！冬F(xiàn)代交換技術(shù)》29綜合接入設(shè)備IAD適用于小企業(yè)或家庭用戶接入，可提供話音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的綜合接入。實現(xiàn)用戶的數(shù)據(jù)、語音的綜合接入，提供1～48不等數(shù)量的用戶接入端口，一般放置于樓道或用戶家中，通過LAN或ADSL接入網(wǎng)絡(luò)。功能呼叫處理能力：DTMF檢測、呼叫控制等語音處理能力：VoCodec、VAD、CNG等《現(xiàn)代交換技術(shù)》30信令網(wǎng)關(guān)負責(zé)信令的轉(zhuǎn)換和傳遞，將PSTN中的七號信令轉(zhuǎn)換為IP網(wǎng)對應(yīng)的信令協(xié)議，如H.323消息。信令網(wǎng)關(guān)將轉(zhuǎn)化后的信令消息傳遞給軟交換機，相反，從軟交換機接收IP網(wǎng)上的信令消息，轉(zhuǎn)換為七號信令消息后通過PSTN信令接口傳遞到PSTN信令網(wǎng)上?！冬F(xiàn)代交換技術(shù)》31SS7CircuitSS7CircuitPSTNPSTNIP網(wǎng)絡(luò)通過信令網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)之間信令的互通SGSGMGMGMGCMGC通過媒體網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)之間媒體的互通PSTN網(wǎng)絡(luò)和NGN網(wǎng)絡(luò)互通原理《現(xiàn)代交換技術(shù)》32PSTN與NGN互連的體系SS7信令網(wǎng)智能網(wǎng)平臺SGMGMGCPSTNIPSIP/./IPorH.323/./IPISUP/SCTP/IPH