通信網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ) 第2章電話網(wǎng)下

通信網(wǎng)基礎(chǔ)第2章電話網(wǎng)固定電話網(wǎng)移動(dòng)電話網(wǎng)網(wǎng)間互通軟交換網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)2023/1/152軟交換網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)下一代網(wǎng)絡(luò)概述軟交換網(wǎng)的層次和組成軟交換網(wǎng)接口和協(xié)議軟交換技術(shù)的應(yīng)用2023/1/153業(yè)務(wù)融合的趨勢(shì)帶動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)融合終端簡(jiǎn)單語(yǔ)音業(yè)務(wù)為主多媒體業(yè)務(wù)/數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主終端智能化ATM網(wǎng)絡(luò)IP網(wǎng)絡(luò)固定網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)控制網(wǎng)絡(luò)IP承載網(wǎng)絡(luò)傳統(tǒng)接入網(wǎng)無(wú)線接入網(wǎng)寬帶接入網(wǎng)傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)IMS網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的多樣化業(yè)務(wù)的開(kāi)放性終端的智能化終端的融合性終端的多樣性網(wǎng)絡(luò)的歸一化網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)單化網(wǎng)絡(luò)的融合性2023/1/154什么是NGN？泛指一個(gè)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(shí)可以支持語(yǔ)音，數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的融合網(wǎng)絡(luò)。2023/1/155概念：廣義NGN下一代移動(dòng)網(wǎng)：3G/后3G下一代傳輸網(wǎng)：智能光網(wǎng)絡(luò)下一代數(shù)據(jù)網(wǎng)：NGI/IPV6下一代交換網(wǎng)：軟交換體系廣義的下一代網(wǎng)絡(luò)從業(yè)務(wù)上看對(duì)電話網(wǎng)而言，指軟交換體系對(duì)移動(dòng)網(wǎng)而言，指IP3G和后3G對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)而言，指下一代因特網(wǎng)和IPV6對(duì)傳輸網(wǎng)而言，指下一代智能光網(wǎng)絡(luò)2023/1/156概念：狹義NGN軟交換語(yǔ)音網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)視頻網(wǎng)分組網(wǎng)狹義的NGN指以軟交換為控制層，兼容所有三網(wǎng)技術(shù)的開(kāi)放體系架構(gòu)。2023/1/157NGN的特點(diǎn)采用開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架體系。是業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)。多用戶。高性能。是基于統(tǒng)一協(xié)議的分組網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)網(wǎng)關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的互通。2023/1/158傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)NGN演進(jìn)和融合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)將按照各自的階段進(jìn)行演進(jìn)

GSM/GPRSWCDMA(R99)WCDMA(R4)WCDMA(R5)…CDMACDMA20001xCDMA2000(AllIP)…PSTN（中間階段）固定NGN………現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)將會(huì)有步驟地逐步走向融合

運(yùn)營(yíng)支撐的融合增值業(yè)務(wù)的融合網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的融合2023/1/159第四章下一代網(wǎng)絡(luò)下一代網(wǎng)絡(luò)概述軟交換網(wǎng)的層次和組成軟交換網(wǎng)接口和協(xié)議軟交換技術(shù)的應(yīng)用2023/1/1510軟交換網(wǎng)的層次和組成軟交換的概念軟交換網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)軟交換的功能軟交換網(wǎng)的組成2023/1/1511軟交換的概念從交換的角度來(lái)說(shuō)，電路交換和分組交換有質(zhì)的不同。電路交換是基于時(shí)隙交換，一般由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)；而分組交換的實(shí)現(xiàn)實(shí)際上是包頭地址的改變，一般來(lái)說(shuō)，基于分組交換技術(shù)的業(yè)務(wù)交換全部是軟交換。在下一代電話業(yè)務(wù)網(wǎng)中的軟交換指的是：將媒體承載處理和業(yè)務(wù)信令處理與控制相分離的一種思維方式（信令處理與控制設(shè)備被稱為軟交換設(shè)備）。2023/1/1512軟交換的概念軟交換的基本含義就是把呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)中分離出來(lái)，通過(guò)服務(wù)器上的軟件實(shí)現(xiàn)基本呼叫控制功能，包含呼叫選路、管理控制、連接控制（建立會(huì)話、拆除會(huì)話）、信令互通（如從SS7到IP的Sigtran協(xié)議）。2023/1/1513軟交換的概念軟交換提供的呼叫控制功能與業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)。軟交換的核心思想是硬件軟件化，通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)交換機(jī)的控制接續(xù)和業(yè)務(wù)處理等功能。軟交換是一個(gè)基于軟件的分布式交換控制平臺(tái)。2023/1/1514軟交換只負(fù)責(zé)信令和呼叫控制，沒(méi)有傳輸功能，也就是說(shuō)，兩個(gè)用戶之間通信，只有在呼叫建立和斷開(kāi)的時(shí)候，通過(guò)信令（或稱協(xié)議）和軟交換發(fā)生交互，其它時(shí)候，兩個(gè)用戶之間的語(yǔ)音、視頻或者其它媒體流，并不經(jīng)過(guò)軟交換。2023/1/1515信令流向、語(yǔ)音流向業(yè)務(wù)服務(wù)器軟交換SS接入設(shè)備IAD接入設(shè)備AG/UG中繼網(wǎng)關(guān)TG信令網(wǎng)關(guān)SG分組承載網(wǎng)PSTN業(yè)務(wù)層控制層承載層接入層MRS6000媒體流信令流2023/1/1516軟交換網(wǎng)的層次和組成軟交換的概念軟交換網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)軟交換的功能軟交換網(wǎng)的組成2023/1/1517軟交換分層體系架構(gòu)業(yè)務(wù)層APPS控制層Softswitch承載層接入層中繼網(wǎng)關(guān)接入網(wǎng)關(guān)BAC-N(網(wǎng)際互通網(wǎng)關(guān))BAC-A(寬帶接入網(wǎng)關(guān))BAC-I(Internet互通網(wǎng)關(guān))OAM運(yùn)營(yíng)支撐平面信令網(wǎng)關(guān)網(wǎng)管計(jì)費(fèi)Softswitch雙絞線IP分組承載網(wǎng)PSTN/PHS寬帶接入網(wǎng)internet其他NGNIADIPPhoneIPVTLTHLR(HSS)2023/1/1518各層的功能邊緣層/接入層該層通過(guò)各種形式的接入手段將用戶通過(guò)接入設(shè)備所輸入的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、多媒體轉(zhuǎn)換成能夠在分組傳送網(wǎng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式，并且將這些數(shù)據(jù)通過(guò)各種形式的傳輸途徑提交給分組網(wǎng)絡(luò)。承載層/傳輸層它采用分組技術(shù)，提供一個(gè)高可靠性、端到端的QOS保證的綜合傳送網(wǎng)絡(luò)?？刂茖铀峁┖艚锌刂坪瓦B接控制功能，并實(shí)現(xiàn)各種信令協(xié)議的互通和轉(zhuǎn)換，同時(shí)管理支配著網(wǎng)絡(luò)資源?？刂茖邮钦麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心部分，軟交換、SIP網(wǎng)絡(luò)的SIP服務(wù)器等均位于這一層。業(yè)務(wù)/應(yīng)用層它主要指面向用戶提供各種應(yīng)用和服務(wù)的設(shè)備。2023/1/1519核心交換邊緣接入3GAccessAGIADBroadbandAccessPSTNTGSGPLMN分組核心網(wǎng)UMGUMG邊緣接入層2023/1/1520分組核心網(wǎng)以太網(wǎng)交換機(jī)Internet北京Internet深圳紐約巴黎大小承載層2023/1/1521分組傳送網(wǎng)分組傳送網(wǎng)：在NGN里邊，分組傳送網(wǎng)是至關(guān)重要的東西，整個(gè)NGN網(wǎng)絡(luò)的所有信息，包括信令流和媒體流的傳送轉(zhuǎn)發(fā)，都依賴于統(tǒng)一的分組傳送網(wǎng)。它涵蓋了原來(lái)PSTN網(wǎng)絡(luò)中交換機(jī)里頭的交換網(wǎng)板、信令網(wǎng)板以及傳輸網(wǎng)絡(luò)的作用。

NGN采用分組網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的信息承載，其目的就是為了在統(tǒng)一的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)的融合。從目前分組網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)看，基于IP技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，因此，NGN以IP作為承載網(wǎng)也基本得到業(yè)界的認(rèn)同。2023/1/1522對(duì)分組承載網(wǎng)的要求業(yè)務(wù)服務(wù)器軟交換SS接入設(shè)備IAD接入設(shè)備AG/UG中繼網(wǎng)關(guān)TG信令網(wǎng)關(guān)SG分組承載網(wǎng)PSTNMRS6000媒體流信令流1、帶寬2、時(shí)延2023/1/1523SoftSwitchSoftSwitch3GAccessAGIADBroadbandAccessPSTNTGSGPLMN分組核心網(wǎng)UMGUMG呼叫控制通道話路通道網(wǎng)絡(luò)控制層2023/1/1524應(yīng)用業(yè)務(wù)層開(kāi)放式架構(gòu)中繼媒體網(wǎng)關(guān)信令網(wǎng)關(guān)軟交換分組核心網(wǎng)綜合接入設(shè)備接入媒體網(wǎng)關(guān)NGN語(yǔ)音業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)視頻業(yè)務(wù)分組交換網(wǎng)業(yè)務(wù)管理呼叫控制邊緣接入WEB800ONLY統(tǒng)一通信數(shù)據(jù)協(xié)同2023/1/1525應(yīng)用業(yè)務(wù)層業(yè)務(wù)升級(jí)與基礎(chǔ)設(shè)備無(wú)關(guān)，不需要升級(jí)基礎(chǔ)設(shè)備。提供可擴(kuò)展的業(yè)務(wù)平臺(tái)，業(yè)務(wù)投放周期短。提供開(kāi)放的業(yè)務(wù)接口給第三方應(yīng)用做二次開(kāi)發(fā)。業(yè)務(wù)與呼叫控制分離，呼叫與承載分離。分離的目標(biāo)是使業(yè)務(wù)真正獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)，靈活有效的實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的提供。用戶可以自行配置和定義自己的業(yè)務(wù)特征，不必關(guān)心承載業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)形式以及終端類型，使得業(yè)務(wù)和應(yīng)用的提供有較大的靈活性。2023/1/1526軟交換網(wǎng)的層次和組成軟交換網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)軟交換的功能軟交換網(wǎng)的組成2023/1/1527軟交換的優(yōu)勢(shì)承載呼叫控制業(yè)務(wù)承載呼叫控制業(yè)務(wù)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)軟交換網(wǎng)絡(luò)2023/1/1528軟交換的優(yōu)勢(shì)分層結(jié)構(gòu)，每個(gè)模塊可以獨(dú)立發(fā)展各模塊之間采用標(biāo)準(zhǔn)接口，使網(wǎng)絡(luò)更為開(kāi)放控制與承載相分離軟交換系統(tǒng)基于分組交換的承載網(wǎng)絡(luò)，分組交換網(wǎng)絡(luò)能夠滿足語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、多媒體等多種業(yè)務(wù)的需求，為將來(lái)各種業(yè)務(wù)的開(kāi)展奠定了基礎(chǔ)呼叫控制獨(dú)立于承載網(wǎng)絡(luò)，脫離了媒體類型的限制使網(wǎng)絡(luò)更為靈活，功能更為強(qiáng)大業(yè)務(wù)與控制相分離屏蔽了控制和網(wǎng)絡(luò)，使業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)更簡(jiǎn)單獨(dú)立的業(yè)務(wù)提供模塊，能夠?yàn)檎麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)提供業(yè)務(wù)，使業(yè)務(wù)的部署更為靈活2023/1/1529NGN的網(wǎng)絡(luò)模型和電路交換機(jī)的對(duì)比SS7中繼網(wǎng)關(guān)NGN模型TDMTDM電路交換模型呼叫控制SS7LineCardTrunkCardTimeSlot交換矩陣7號(hào)信令鏈路模塊用戶模塊中繼模塊中繼網(wǎng)關(guān)信令網(wǎng)關(guān)軟交換分組核心網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)NGN的基本網(wǎng)絡(luò)模型包含軟交換、接入設(shè)備、分組承載網(wǎng)、中繼網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)等設(shè)備。這些設(shè)備完成的基本功能，和傳統(tǒng)交換機(jī)上的相應(yīng)模塊的對(duì)應(yīng)關(guān)系如上圖所示。2023/1/1530信令模塊中繼模塊用戶接口模塊

業(yè)務(wù)服務(wù)器軟交換中繼網(wǎng)關(guān)中繼網(wǎng)關(guān)中繼網(wǎng)關(guān)SS7信令網(wǎng)關(guān)接入網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)處理機(jī)模塊交換矩陣智能網(wǎng)核心分組傳送網(wǎng)與現(xiàn)有PSTN網(wǎng)絡(luò)的對(duì)比2023/1/1531軟交換網(wǎng)絡(luò)與電路交換網(wǎng)的區(qū)別設(shè)備方面?zhèn)鹘y(tǒng)的電話網(wǎng)中，用戶接入模塊、中繼模塊、交換矩陣、控制模塊都是集中在一臺(tái)硬件設(shè)備中，各功能模塊之間采用內(nèi)部總線連接。交換機(jī)屬于某一個(gè)廠商專有的系統(tǒng)，它提供的服務(wù)與硬件、軟件與業(yè)務(wù)應(yīng)用綁定在一起，開(kāi)放性差。在軟交換網(wǎng)絡(luò)中用戶接入模塊、中繼模塊、交換矩陣、控制模塊被分離出來(lái)，分別形成接入網(wǎng)關(guān)、中繼網(wǎng)關(guān)、分組承載網(wǎng)、軟交換設(shè)備等獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)部件和單元，各部件獨(dú)立發(fā)展，構(gòu)成開(kāi)放的體系架構(gòu)。業(yè)務(wù)提供方面?zhèn)鹘y(tǒng)的電話網(wǎng)中，為用戶提供的業(yè)務(wù)依賴于程控交換機(jī)，因此，當(dāng)程控交換機(jī)增加新的功能或業(yè)務(wù)時(shí)，工程量極大。軟交換網(wǎng)絡(luò)中，采用開(kāi)放的業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)接口，通過(guò)應(yīng)用服務(wù)器來(lái)提供增值業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)的提供者可以是運(yùn)營(yíng)商，也可以是業(yè)務(wù)提供商。2023/1/1532軟交換網(wǎng)絡(luò)與電路交換網(wǎng)的區(qū)別承載方面電路交換網(wǎng)中，交換機(jī)內(nèi)部采用交換矩陣進(jìn)行時(shí)隙交換，交換機(jī)之間采用TDM技術(shù)進(jìn)行語(yǔ)音承載。電話網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)是彼此獨(dú)立的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)共享，也難以實(shí)現(xiàn)電話和數(shù)據(jù)相結(jié)合的業(yè)務(wù)。軟交換網(wǎng)絡(luò)中，交換矩陣、交換機(jī)之間的傳送網(wǎng)絡(luò)演變?yōu)榉纸M承載網(wǎng)，各個(gè)網(wǎng)元設(shè)備之間通過(guò)分組網(wǎng)連接。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將電話網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)有機(jī)地結(jié)合在一起，可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)共享。協(xié)議方面電路交換網(wǎng)中的交換機(jī)之間的互通信令主要采用No.7信令，是一種窄帶信令。軟交換網(wǎng)絡(luò)中主要采用的協(xié)議為H.248/MGCP和SIP/SIP-T/SIP-I等，是承載在分組網(wǎng)上的協(xié)議。2023/1/1533一次純NGN的端到端的呼叫處理過(guò)程SoftSwitch分組核心網(wǎng)IADAMG（1）用戶A摘機(jī)撥號(hào)，呼叫用戶B（2）AMG收號(hào)，向SoftSwitch發(fā)起呼叫（3）SoftSwitch對(duì)用戶A進(jìn)行認(rèn)證鑒權(quán)，對(duì)用戶B進(jìn)行認(rèn)證鑒權(quán)，通過(guò)鑒權(quán)后，查找用戶B歸屬網(wǎng)關(guān)IP地址（4）IAD檢測(cè)用戶線路狀態(tài)，是否空閑（5）IAD向軟交換上報(bào)用戶B狀態(tài)（6）如果用戶B空閑，SoftSwitch將IADIP地址通知AMG，（7）AMG找到IAD，AMG/IAD之間進(jìn)行協(xié)商（8）協(xié)商成功后，用戶B摘機(jī)，用戶A、用戶B之間建立媒體流(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)用戶A用戶B通過(guò)這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的呼叫處理過(guò)程，大家可以發(fā)現(xiàn)，在呼叫處理的原理上，軟交換模型和電路交換模型是一致的，只不過(guò)原來(lái)在一個(gè)交換機(jī)里頭的各個(gè)功能模塊，現(xiàn)在變成了分布在網(wǎng)絡(luò)上的獨(dú)立構(gòu)件了。原來(lái)在交換機(jī)各部件之間交互的內(nèi)部協(xié)議，現(xiàn)在變成了在分組網(wǎng)上，各構(gòu)件間傳送的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議了。2023/1/1534軟交換設(shè)備的功能結(jié)構(gòu)業(yè)務(wù)提供功能網(wǎng)管功能計(jì)費(fèi)功能SSF功能呼叫控制功能各種媒體網(wǎng)關(guān)SIP終端H.248終端MGCP終端INH.323IP電話網(wǎng)NO.7AAA服務(wù)器網(wǎng)管服務(wù)器應(yīng)用服務(wù)器（APIS)SIP系統(tǒng)Softswitch互通功能信令網(wǎng)關(guān)信令網(wǎng)關(guān)軟交換設(shè)備

Radius

SIP/INAP

SNMPSS7/IP(SIGTRAN)

H.248INAP/IPSIP/BICCSIPH.323

SIP

H.248

MGCP2023/1/1535軟交換的主要功能媒體網(wǎng)關(guān)接入功能呼叫控制和處理功能協(xié)議功能業(yè)務(wù)提供功能業(yè)務(wù)交換功能互連互通功能網(wǎng)管與計(jì)費(fèi)功能地址解析功能認(rèn)證與授權(quán)功能話音處理功能2023/1/1536軟交換機(jī)提供業(yè)務(wù)的方式直接由軟交換提供業(yè)務(wù)。軟交換作為NGN的核心控制部件，將全面繼承原有的交換網(wǎng)絡(luò)的功能和業(yè)務(wù)。軟交換系統(tǒng)和現(xiàn)有智能網(wǎng)的SCP互通，提供智能網(wǎng)業(yè)務(wù)。軟交換作為SSP（業(yè)務(wù)交換點(diǎn)），調(diào)用現(xiàn)有智能網(wǎng)的業(yè)務(wù)。和ISP/ICP或?qū)Ｓ闷脚_(tái)互聯(lián)，提供ISP/ICP和專用業(yè)務(wù)平臺(tái)的業(yè)務(wù)。軟交換訪問(wèn)ISP/ICP或?qū)Ｓ闷脚_(tái)，調(diào)用其業(yè)務(wù)，此時(shí)，可以把Internet上大量孤立的應(yīng)用和NGN網(wǎng)絡(luò)的其它業(yè)務(wù)進(jìn)行組合，由運(yùn)營(yíng)商向用戶提供各種應(yīng)用。2023/1/1537軟交換機(jī)提供業(yè)務(wù)的方式利用服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)各種增值業(yè)務(wù)、智能業(yè)務(wù)。軟交換訪問(wèn)應(yīng)用服務(wù)器，由應(yīng)用服務(wù)器控制業(yè)務(wù)的執(zhí)行和管理，向用戶提供各種多媒體增值業(yè)務(wù)、智能業(yè)務(wù)或其它新業(yè)務(wù)。應(yīng)用服務(wù)器可以通過(guò)SIP協(xié)議與軟交換進(jìn)行互通從而提供多媒體業(yè)務(wù)，此時(shí)可以提供傳統(tǒng)智能網(wǎng)不能提供的業(yè)務(wù)。能夠?qū)⒒赪EB的新業(yè)務(wù)和SIP協(xié)議的優(yōu)勢(shì)結(jié)合，提供新的綜合類業(yè)務(wù)。開(kāi)放API（應(yīng)用程序接口），由第三方提供業(yè)務(wù)。應(yīng)用服務(wù)器向第三方提供各種開(kāi)放的API，為第三方業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)提供標(biāo)準(zhǔn)接口。2023/1/1538軟交換機(jī)的功能分工軟交換機(jī)其功能可以分為電話呼叫服務(wù)器、SIP服務(wù)器等。電話呼叫服務(wù)器：通過(guò)媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)所屬中繼網(wǎng)關(guān)和接入網(wǎng)關(guān)的控制，實(shí)現(xiàn)基于分組承載網(wǎng)絡(luò)的PSTN/ISDN業(yè)務(wù)特性。部分設(shè)備制造商將這類服務(wù)器再細(xì)分為匯接（長(zhǎng)途）層面的呼叫服務(wù)器、端局層面的呼叫服務(wù)器和移動(dòng)呼叫服務(wù)器。2023/1/1539軟交換機(jī)的功能分工SIP服務(wù)器：提供SIP代理、注冊(cè)、定位等SIP協(xié)議處理功能，實(shí)現(xiàn)基于分組網(wǎng)絡(luò)的SIP終端多媒體通信的能力.2023/1/1540軟交換設(shè)備的設(shè)置方式綜合設(shè)置方式在控制層提供單一機(jī)型的軟交換控制設(shè)備，支持多種協(xié)議，同時(shí)具有電話呼叫控制器和SIP服務(wù)器等多種功能。分散設(shè)置方式根據(jù)不同的功能需求，提供不同類型的軟交換控制設(shè)備，控制不同的媒體網(wǎng)關(guān)和終端設(shè)備，以分別提供傳統(tǒng)固話業(yè)務(wù)、移動(dòng)業(yè)務(wù)、IP多媒體業(yè)務(wù)。2023/1/1541軟交換網(wǎng)的層次和組成軟交換網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)軟交換的功能軟交換網(wǎng)的組成2023/1/1542軟交換網(wǎng)的組成軟交換控制設(shè)備（SoftswitchControlDevice）業(yè)務(wù)平臺(tái)（ServicePlatform）媒體網(wǎng)關(guān)（MediaGateway）信令網(wǎng)關(guān)（SignalingGateway）

IP終端（IPTerminal）其他支撐設(shè)備2023/1/1543業(yè)務(wù)平臺(tái)完成新業(yè)務(wù)的生成和提供功能，主要包括SCP和應(yīng)用服務(wù)器。應(yīng)用服務(wù)器位于軟交換網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)應(yīng)用與支撐層面，提供業(yè)務(wù)執(zhí)行環(huán)境，負(fù)責(zé)為接入軟交換網(wǎng)絡(luò)的用戶提供增值的智能業(yè)務(wù)和各種個(gè)性化的業(yè)務(wù)，廣義的應(yīng)用服務(wù)器應(yīng)包括傳統(tǒng)的智能網(wǎng)SCP、SIP應(yīng)用服務(wù)器和通過(guò)Parlay網(wǎng)關(guān)接入的第三方應(yīng)用服務(wù)器。2023/1/1544媒體服務(wù)器媒體服務(wù)器位于軟交換網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)應(yīng)用與支撐層面，是軟交換網(wǎng)絡(luò)中提供專用媒體資源功能的獨(dú)立設(shè)備，在軟交換或應(yīng)用服務(wù)器的控制下，提供各種業(yè)務(wù)所需的媒體資源，包括DTMF信號(hào)的采集與解碼、信號(hào)音的產(chǎn)生與發(fā)送、錄音通知的發(fā)送、會(huì)議、不同編解碼算法間的轉(zhuǎn)換等各種資源功能以及通信功能和管理維護(hù)功能。2023/1/1545媒體網(wǎng)關(guān)媒體網(wǎng)關(guān)位于軟交換網(wǎng)絡(luò)的接入層，不具備任何呼叫控制的功能，只按照控制層軟交換設(shè)備的指令執(zhí)行操作。定義：將一種網(wǎng)絡(luò)中的媒體轉(zhuǎn)換成另一種網(wǎng)絡(luò)所要求的媒體格式的設(shè)備。功能接入功能：實(shí)現(xiàn)各類用戶的接入。語(yǔ)音壓縮及處理功能：支持G.711,G.729,G.723.1等語(yǔ)音編碼方式，提供回聲抑制和靜音檢測(cè)等語(yǔ)音處理功能。2023/1/1546媒體網(wǎng)關(guān)功能資源控制與管理功能：資源的分配與釋放，資源狀態(tài)的管理與上報(bào)等。協(xié)議處理功能：對(duì)H.248/MGCP的處理，對(duì)V5.2/PRI等窄帶信令的傳送。2023/1/1547媒體網(wǎng)關(guān)功能與協(xié)議接入功能協(xié)議處理功能語(yǔ)音壓縮功能語(yǔ)音處理功能分組網(wǎng)接入功能資源控制和管理功能維護(hù)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(wú)線用戶分組傳送網(wǎng)軟交換設(shè)備2023/1/1548媒體網(wǎng)關(guān)(MediaGateway）分類中繼網(wǎng)關(guān)（TG)：提供2M中繼接口，是電路交換網(wǎng)和IP分組網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)，完成電路中繼（基于PCM編碼的64K鏈路）和分組網(wǎng)上的媒體流的轉(zhuǎn)換，提供媒體映射和代碼轉(zhuǎn)換功能；一般放置于局端，與分組骨干網(wǎng)相連。接入網(wǎng)關(guān)（AG或RG):實(shí)現(xiàn)用戶的接入及語(yǔ)音的編解碼，就像傳統(tǒng)交換機(jī)里邊的用戶板。提供各類傳統(tǒng)用戶的接入端口（PRI,V5.2等）。實(shí)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)，與分組城域網(wǎng)相連。2023/1/1549媒體網(wǎng)關(guān)(MediaGateway）分類綜合接入設(shè)備（IAD）：實(shí)現(xiàn)用戶的數(shù)據(jù)、語(yǔ)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(guò)LAN或ADSL接入網(wǎng)絡(luò)。一般將提供48端口以上的網(wǎng)關(guān)設(shè)備稱為接入網(wǎng)關(guān)，提供48端口以下的網(wǎng)關(guān)設(shè)備稱為IAD。無(wú)線接入網(wǎng)關(guān)：完成移動(dòng)用戶的接入。2023/1/1550信令網(wǎng)關(guān)用于連接No.7信令網(wǎng)與IP網(wǎng)的設(shè)備，主要完成基于電路中繼的七號(hào)信令系統(tǒng)和基于分組網(wǎng)（IP承載）的SIGTRAN信令系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和NGN網(wǎng)絡(luò)互通的信令層面，必須首先保證現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和NGN網(wǎng)絡(luò)中的交換設(shè)備使用相同的應(yīng)用層協(xié)議，同時(shí)，由于NGN網(wǎng)絡(luò)在承載層和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)不同，所以，在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的承載信令部分，分別使用窄帶信令承載，和寬帶信令承載，而信令網(wǎng)關(guān)就是兩種承載進(jìn)行轉(zhuǎn)換的專用網(wǎng)關(guān)設(shè)備。2023/1/1551NGN和PSTN的互通與PSTN互通包括信令的互通和話路的互通信令互通由SG完成互通話路通過(guò)中繼網(wǎng)關(guān)互通PSTNSTP中繼網(wǎng)關(guān)SS7軟交換信令網(wǎng)關(guān)SIGTRANE1、SDH155H.2482023/1/1552信令網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用No.7信令網(wǎng)與IP網(wǎng)的互通。采取SIGTRAN體系中定義的M3UA、M2UA、M2PA、SUA、IUA等不同的適配層協(xié)議實(shí)現(xiàn)，分為代理信令點(diǎn)和信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)兩種組網(wǎng)應(yīng)用方式。ISDNQ.931用戶與IP網(wǎng)的互通。采用IETF定義的ISDNQ.921用戶適配層協(xié)議IUA在IP網(wǎng)上透明傳送ISDN用戶的Q.931協(xié)議。V5.2用戶與IP網(wǎng)的互通。采用IETF定義的V5.2用戶適配層V5UA在IP網(wǎng)上透明傳送V5.2協(xié)議?；贗P的信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)。2023/1/1553信令網(wǎng)關(guān)的組網(wǎng)方式代理信令點(diǎn)方式信令網(wǎng)關(guān)與IP網(wǎng)上的節(jié)點(diǎn)（軟交換設(shè)備、媒體網(wǎng)關(guān)或IP域的一個(gè)業(yè)務(wù)控制點(diǎn)IP-SCP）共享一個(gè)信令點(diǎn)編碼，共同提供完整的信令點(diǎn)功能。信令適配協(xié)議為M3UA。軟交換不必具有MTP-3的功能。當(dāng)需要一個(gè)信令網(wǎng)關(guān)處理多個(gè)軟交換的業(yè)務(wù)，要求信令網(wǎng)關(guān)本身具有支持多個(gè)信令點(diǎn)編碼的功能。2023/1/1554信令網(wǎng)關(guān)的組網(wǎng)方式信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)方式信令網(wǎng)關(guān)有自己獨(dú)立的信令點(diǎn)編碼，可以提供完整的STP功能。可通過(guò)兩種適配協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)：M2PA和M3UA。M2PA方式下，軟交換設(shè)備中包含MTP-3功能；M3UA方式下，軟交換設(shè)備中不包含MTP-3功能。信令網(wǎng)關(guān)可以支持多個(gè)軟交換，構(gòu)建大規(guī)模軟交換網(wǎng)時(shí)可只設(shè)少量的大容量信令網(wǎng)關(guān)。2023/1/1555代理信令點(diǎn)組網(wǎng)方式（1）基于IP的軟交換機(jī)、媒體網(wǎng)關(guān)和信令網(wǎng)關(guān)的組網(wǎng)應(yīng)用示意圖2023/1/1556代理信令點(diǎn)組網(wǎng)方式（2）基于IP的SCP與信令網(wǎng)關(guān)的組網(wǎng)應(yīng)用示意圖基于IP的歸屬位置寄存器（HLR）和基于IP的短消息中心（SMC）與IP-SCP的應(yīng)用類似2023/1/1557信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)組網(wǎng)方式2023/1/1558內(nèi)置信令網(wǎng)關(guān)媒體網(wǎng)關(guān)內(nèi)可以內(nèi)置信令網(wǎng)關(guān)功能BRI/PRIMG(SG’)MGCIPNetworkM2UA/SCTPIUA/SCTPV5UA/SCTPNTLEXSS7MGCP/H248ANV522023/1/1559信令網(wǎng)關(guān)作為寬帶STP獨(dú)立的信令網(wǎng)關(guān)可實(shí)現(xiàn)STP功能，組建基于IP的七號(hào)信令網(wǎng)STPSEPIPNetworkSTPSEPSS7/MTPSS7/MTPSS7/IP2023/1/1560信令網(wǎng)關(guān)應(yīng)提供的信令協(xié)議MTP-2(64Kbit/s)MTP-2(2Mbit/s)MTP-3SCCPM3UA（No.7信令信息傳遞第三級(jí)用戶適配層）M2UA（No.7信令信息傳遞第二級(jí)用戶適配層）M2PA（No.7信令信息傳遞第二級(jí)對(duì)等適配層）SCTP（流控制傳送協(xié)議）IP協(xié)議2023/1/1561支撐設(shè)備網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)位于軟交換網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)應(yīng)用與支撐層面，提供所有軟交換框架體系下設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)管理功能。計(jì)費(fèi)營(yíng)賬系統(tǒng)位于軟交換網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)應(yīng)用與支撐層面，提供軟交換框架體系下所有終端用戶開(kāi)戶、業(yè)務(wù)的計(jì)費(fèi)處理、賬單生成與用戶交互。2023/1/1562策略服務(wù)器通過(guò)COPS（公共開(kāi)放策略服務(wù)）與軟交換系統(tǒng)的各個(gè)組件進(jìn)行通信實(shí)施策略管理，根據(jù)業(yè)務(wù)需求以及特性分配標(biāo)簽、控制接納等，能夠?yàn)椴煌瑯I(yè)務(wù)流保證QoS，滿足用戶日益?zhèn)€性化的業(yè)務(wù)需求。位置服務(wù)器位于軟交換網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)應(yīng)用與支撐平面，記錄所有軟交換網(wǎng)絡(luò)用戶的用戶信息，包括用戶位置、屬性等，供軟交換網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備如軟交換、應(yīng)用服務(wù)器等查詢用戶信息。2023/1/1563軟交換網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)下一代網(wǎng)絡(luò)概述軟交換網(wǎng)的層次和組成軟交換網(wǎng)接口和協(xié)議軟交換技術(shù)的應(yīng)用2023/1/1564軟交換網(wǎng)絡(luò)接口2023/1/1565Ia接口：軟交換和應(yīng)用服務(wù)器之間的接口，采用SIP。

Ib接口：軟交換和應(yīng)用網(wǎng)關(guān)之間的接口，軟交換可以通過(guò)應(yīng)用網(wǎng)關(guān)再連接到應(yīng)用服務(wù)器或第三方應(yīng)用服務(wù)器，軟交換和應(yīng)用網(wǎng)關(guān)之間采用SIP。

2023/1/1566Id接口：軟交換和軟交換之間的接口，軟交換和軟交換之間可以采用SIP/SIP-I或BICC協(xié)議。當(dāng)軟交換網(wǎng)絡(luò)僅支持傳統(tǒng)POTS終端用來(lái)提供傳統(tǒng)語(yǔ)音業(yè)務(wù)時(shí)，軟交換之間可以采用BICC或SIP-I協(xié)議；當(dāng)軟交換網(wǎng)絡(luò)同時(shí)支持傳統(tǒng)POTS終端和SIP終端時(shí)，建議軟交換之間采用SIP/SIP-I協(xié)議。Ie接口：軟交換和媒體服務(wù)器之間的接口，可采用的協(xié)議為SIP、H.248或MGCP。2023/1/1567If接口：軟交換和信令網(wǎng)關(guān)之間的接口，使用信令傳送協(xié)議（Sigtran），在IP網(wǎng)上傳送7號(hào)信令的高層信令信息（TUP/ISUP/SCCP）。

Ig接口：軟交換和中繼網(wǎng)關(guān)之間的接口，主要完成媒體網(wǎng)關(guān)控制、資源控制和管理功能。該接口協(xié)議為H.248或MGCP。

Ih接口：軟交換和接入網(wǎng)關(guān)之間的接口，主要完成媒體網(wǎng)關(guān)控制、資源控制和管理功能。該接口協(xié)議為H.248或MGCP。2023/1/1568Ii接口：應(yīng)用服務(wù)器/應(yīng)用網(wǎng)關(guān)和媒體服務(wù)器之間的接口，具體可采用的協(xié)議為SIP、H.248或MGCP。Ij接口：應(yīng)用服務(wù)器/應(yīng)用網(wǎng)關(guān)和信令網(wǎng)關(guān)之間的接口，具體采用INAP，應(yīng)用服務(wù)器/應(yīng)用網(wǎng)關(guān)通過(guò)信令網(wǎng)關(guān)與現(xiàn)有的智能網(wǎng)的SSP/IP等設(shè)備互通，通過(guò)INAP分別向軟交換用戶提供智能網(wǎng)業(yè)務(wù)。Il接口：軟交換和IAD之間的接口，具體可采用的協(xié)議為H.248和MGCP。2023/1/1569軟交換協(xié)議體系第三方業(yè)務(wù)平臺(tái)業(yè)務(wù)平臺(tái)/SCP用戶/業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)軟交換機(jī)媒體網(wǎng)關(guān)信令網(wǎng)關(guān)SIP、CORBA…信令轉(zhuǎn)換SIGTRAN（M3UA、M2UA、M2PA、IUA…）SS7、Q.931…智能終端實(shí)時(shí)媒體傳送（RTP,RTCP）媒體服務(wù)器PSTNPCM軟交換機(jī)策略服務(wù)器COPS網(wǎng)管系統(tǒng)網(wǎng)管接口協(xié)議（SNMP、MML…）數(shù)據(jù)訪問(wèn)（MAP、LDAP…）業(yè)務(wù)調(diào)用（INAP、SIP…）呼叫控制（SIP/SIP-T、BICC、H323…）呼叫控制（SIP、H323…）媒體網(wǎng)關(guān)控制（MGCP、H248…）API2023/1/1570網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)議軟交換與網(wǎng)關(guān)之間：H.248、MGCP軟交換之間：SIP-T

、SIP-I

、BICC軟交換與信令網(wǎng)關(guān)之間：SIGTRAN(SCTP、M3UA、M2UA、M2PA)2023/1/1571協(xié)議分類按照協(xié)議的功能，大致分為以下3類媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議呼叫控制協(xié)議信令傳輸協(xié)議2023/1/1572媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議SoftswitchIADAMGH.248/MGCPUMG用于媒體網(wǎng)關(guān)控制器（MGC）與媒體網(wǎng)關(guān)（MG）之間的通信2023/1/1573媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議功能：用于媒體網(wǎng)關(guān)控制器（MGC）與媒體網(wǎng)關(guān)（MG）之間的通信，如接入媒體網(wǎng)關(guān)（AMG）、中繼媒體網(wǎng)關(guān)（TMG）、以及用戶駐地網(wǎng)關(guān)（RG）。媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議是一種主從協(xié)議，包括：MGCP、H.248/MeGaCo兩種協(xié)議。媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議是不對(duì)等協(xié)議，僅用于MGC和MG之間。2023/1/1574MGCP協(xié)議MGCP是早期使用的網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議，由IETF制定，應(yīng)用于軟交換與TG/AG/MS/IAD之間。當(dāng)前版本=1.0RFC3435MGCP采用了網(wǎng)關(guān)分離的思路，將以前的信令和媒體集中處理的網(wǎng)關(guān)分解為兩部分：媒體網(wǎng)關(guān)（MG）和呼叫代理（CA）。CA處理信令，MG處理媒體。CA控制MG的動(dòng)作，由CA向MG發(fā)出要執(zhí)行的命令，MG將所搜集的消息上報(bào)給CA。2023/1/1575從本質(zhì)上說(shuō)MGCP是一個(gè)主/從協(xié)議，網(wǎng)關(guān)需要執(zhí)行媒體網(wǎng)關(guān)控制器發(fā)出的命令。MGCP采用會(huì)話描述協(xié)議（SDP）描述連接參數(shù)，如IP地址、UDP端口、媒體流特性等。2023/1/1576H.248協(xié)議H248/MEGACO:由ITU/IETF共同制定，功能與MGCP類似，但在多媒體業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)、協(xié)議維護(hù)管理等方面比MGCP有優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前版本=1.0RFC3015是MGCP的后繼協(xié)議和最終替代者，但協(xié)議概念完全不同，隨網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，MGC與MG之間的媒體控制協(xié)議將逐步統(tǒng)一到H.248。H.248協(xié)議可以支持更多類型的接入技術(shù)并支持終端的移動(dòng)性。H.248協(xié)議最顯著之處在于能夠支持更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。更便于對(duì)協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)充，因而靈活性更強(qiáng).2023/1/1577MGCP和H.248協(xié)議棧2023/1/1578呼叫控制協(xié)議功能：用于控制呼叫過(guò)程建立、接續(xù)、中止的協(xié)議呼叫控制協(xié)議是對(duì)等協(xié)議，可用于MGC與MGC之間，也即是局間信令。包括：ISUP、INAP－－電路交換網(wǎng)控制協(xié)議。H.323、SIP－－包交換網(wǎng)中呼叫控制協(xié)議。SIP-T：SIP協(xié)議的擴(kuò)展，用于在軟交換機(jī)之間透?jìng)鱅SUP的負(fù)載消息。2023/1/1579H.323：由ITU-T推出，基于二進(jìn)制，用于IP電話、視頻通信的協(xié)議體系，軟交換體系中主要應(yīng)用于軟交換與H.323

網(wǎng)守、軟交換與H.323

網(wǎng)關(guān)/終端之間、H.323終端之間。SIP：由IETF推出的基于文本的會(huì)話通信協(xié)議，主要應(yīng)用于軟交換設(shè)備與SIP終端之間、軟交換設(shè)備與軟交換設(shè)備之間、軟交換設(shè)備與應(yīng)用服務(wù)器之間。2023/1/1580SIP消息基于文本格式，分為消息頭和消息體，承載IP地址、端口信息、編碼方式、媒體能力等會(huì)話相關(guān)信息，消息機(jī)制采用了客戶機(jī)/服務(wù)器（client/server）請(qǐng)求和響應(yīng)的應(yīng)答機(jī)制。SIP的請(qǐng)求消息有Invite、ACK、Bye、Cancel、Register、Option。SIP與H.323是并列的協(xié)議體系，兩者都用于解決IP電話問(wèn)題，但SIP有著與H.323完全不同的設(shè)計(jì)思想，它是一個(gè)分散式的協(xié)議。在下一代網(wǎng)絡(luò)中，語(yǔ)音和多媒體數(shù)據(jù)由IP/ATM承載，因此，SIP比H.323更適用于呼叫控制。2023/1/1581SIP-T：SIP-T是基于SIP的一種擴(kuò)展補(bǔ)充協(xié)議，支持PSTN信令在IP網(wǎng)絡(luò)上的協(xié)議轉(zhuǎn)換和傳輸。用于在軟交換機(jī)之間透?jìng)鱅SUP的負(fù)載消息，ITU－T對(duì)SIP-T作進(jìn)一步完善，稱為SIP-I。SIP-T和SIP-I一般應(yīng)用于軟交換設(shè)備與軟交換設(shè)備之間。BICC：ITU-T推出的與承載網(wǎng)絡(luò)無(wú)關(guān)的呼叫控制協(xié)議，功能與ISUP類似。BICC解決了呼叫控制與承載控制分離的問(wèn)題，使呼叫控制信令可在各種網(wǎng)絡(luò)上承載。2023/1/1582BICC信令消息包括初始地址消息（IAM）、地址全消息（ACM）、應(yīng)答消息（ANM）、CIC系列消息等。

BICC定義了信令傳送轉(zhuǎn)換器（STC）、應(yīng)用傳送機(jī)制（APM）、承載控制隧道協(xié)議（BCTP）和IP承載控制協(xié)議（IPBCP）。通過(guò)信令點(diǎn)編碼建立信令聯(lián)系，信令鏈路通過(guò)靜態(tài)SCTP連接，BICC節(jié)點(diǎn)中采用正常呼叫的選路原則選定路由，為呼叫的信令建立通路。信令信息利用信令傳送轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換之后，采用APM傳送BICC特定的控制信息。2023/1/1583SIP協(xié)議在SoftSwitch中的實(shí)現(xiàn)IP骨干網(wǎng)SoftSwitch（A局）SIP中繼A市城域網(wǎng)SoftSwitch（B局）B市城域網(wǎng)SIP中繼AMGSIPSoftPhoneSIPPhone2023/1/1584媒體控制與呼叫控制協(xié)議的區(qū)別控制單元交換單元中繼單元用戶單元信令處理單元數(shù)字程控交換機(jī)的組成Softswitch中繼網(wǎng)關(guān)接入網(wǎng)關(guān)信令網(wǎng)關(guān)IP分組承載網(wǎng)媒體控制協(xié)議可以理解為局部的呼叫控制協(xié)議，相當(dāng)于原來(lái)交換機(jī)的內(nèi)部呼叫控制命令。呼叫控制協(xié)議則可以理解為兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間的呼叫，相當(dāng)于原來(lái)的局間控制信令。2023/1/1585信令傳輸協(xié)議(SIGTRAN)SIGTRAN是IETF的信令傳送工作組SIGTRAN所建立的一套在IP網(wǎng)絡(luò)上傳送PSTN信令的傳輸控制協(xié)議，它的功能包括適配和傳輸，是原來(lái)在傳統(tǒng)的電路交換信令網(wǎng)（SCN）中傳送的信令消息在IP網(wǎng)絡(luò)上傳送時(shí)所用的適配協(xié)議的總稱。

SIGTRAN定義了一個(gè)比較完善的SIGTRAN協(xié)議堆棧，分為IP協(xié)議、信令傳輸、信令傳輸適配和信令應(yīng)用4層。2023/1/1586SIGTRAN的應(yīng)用PSTNIP核心網(wǎng)SoftSwitchTGSG信令流媒體流SS7SIGTRANH.248電路交換網(wǎng)分組交換網(wǎng)2023/1/1587SIGTRAN協(xié)議堆棧IP協(xié)議層：IP；信令傳輸層：SCTP；信令傳輸適配層：SUA，M3UA，M2UA/M2PA，IUA；信令應(yīng)用層：TCAP，TUP，ISUP，SCCP，MTP3，Q.931/QSIG。2023/1/1588SIGTRAN協(xié)議棧協(xié)議組件2023/1/15892023/1/1590SIGTRAN協(xié)議堆棧M3UA：適配七號(hào)信令MTP3層的消息M2UA/M2PA:：適配七號(hào)信令MTP2層的消息IUA:適配ISDNQ.931協(xié)議V5UA:適配V5協(xié)議SCTP:在適配協(xié)議下層提供可靠的傳輸服務(wù),與TCP/UDP并列為IP網(wǎng)的傳輸層協(xié)議。SUA:信令用戶適配，支持SCCP用戶互通。2023/1/1591信令傳輸適配層與信令應(yīng)用層的對(duì)應(yīng)關(guān)系不同的信令應(yīng)用層需要不同的信令傳輸適配層，但I(xiàn)P協(xié)議層和信令傳輸層是共享的和相同的。信令傳輸適配層與信令應(yīng)用層的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：SUA對(duì)應(yīng)TCAP；M3UA對(duì)應(yīng)TUP、ISUP、SCCP、TCAP；M2UA/M2PA對(duì)應(yīng)MTP3、ISUP；IUA對(duì)應(yīng)Q.931/QSIG、ISUP。2023/1/1592M2UA協(xié)議M2UA（SS7MTP2-UserAdaptionlayerprotocol，即MTP2用戶適配協(xié)議），它使用流量控制傳輸協(xié)議(SCTP)，通過(guò)IP傳輸SS7MTP2層的用戶信令消息（即MTP3），該協(xié)議可用于信令網(wǎng)關(guān)(SG)和媒體網(wǎng)關(guān)控制器（MGC）之間的信令傳輸。2023/1/1593M2UA從No.7信令的第二級(jí)對(duì)消息進(jìn)行了適配。主要特點(diǎn)信令網(wǎng)關(guān)沒(méi)有MTP3功能，因此不屬于No.7信令網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)，只是完成窄帶No.7信令鏈路與IPNo.7信令鏈路的轉(zhuǎn)換。使用M2UA的SG（通常內(nèi)置于媒體網(wǎng)關(guān)）就像一個(gè)No.7信令鏈路與IP連接之間的一個(gè)交叉連接設(shè)備，通過(guò)信令網(wǎng)關(guān)功能只改變了鏈路第二級(jí)的傳送手段。信令網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)MTP1,MTP2的功能，軟交換設(shè)備必須具備MTP3及上層協(xié)議功能。信令網(wǎng)關(guān)沒(méi)有信令點(diǎn)編碼，信令點(diǎn)編碼在軟交換設(shè)備上，信令網(wǎng)關(guān)只是充當(dāng)信令代理的角色。是一種立足解決直聯(lián)方式的No.7與IP互通的協(xié)議。2023/1/1594SIGTRAN-M2UA應(yīng)用2023/1/1595M2PA從No.7信令的第二級(jí)對(duì)消息進(jìn)行了適配。主要特點(diǎn)SG有MTP3功能，因此有No.7信令點(diǎn)編碼，具有轉(zhuǎn)接MTP消息或中繼高層消息的能力。M2PA協(xié)議提供的服務(wù)和MTP2向MTP3提供的服務(wù)相同，代替了MTP3之下的MTP2鏈路。嚴(yán)格地說(shuō)，M2PA協(xié)議實(shí)際上不是一種適配協(xié)議，而是和SCTP一起實(shí)現(xiàn)MTP2的功能，通過(guò)M2PA協(xié)議，將一條SCTP在IP網(wǎng)上的連接完全封裝成一條信令鏈路，M2PA層之上的MTP3協(xié)議可以像管理一條PSTN信令鏈路一樣對(duì)其進(jìn)行無(wú)縫管理。2023/1/1596使用M2PA的信令網(wǎng)關(guān)完成了一個(gè)STP的功能，它可以被看做是一個(gè)IPSP和具有傳統(tǒng)No.7鏈路SP/STP的組合。采用M2PA的信令網(wǎng)關(guān)比采用M2UA的信令網(wǎng)關(guān)具有更強(qiáng)大的功能和靈活性。信令網(wǎng)關(guān)和軟交換設(shè)備擁有對(duì)等的協(xié)議層次，它們之間傳遞的不是層間原語(yǔ)，而是信令消息。信令網(wǎng)關(guān)和軟交換設(shè)備均需具備MTP3功能，具備獨(dú)立的信令點(diǎn)編碼。M2PA是目前SIGTRAN協(xié)議棧中唯一適合信令網(wǎng)關(guān)間IP信令互連的協(xié)議。2023/1/1597M3UAM3UA是SS7MTP3用戶適配層，為處于IP網(wǎng)中的MTP3用戶和處于網(wǎng)絡(luò)邊緣的MTP3（在SG上）提供原語(yǔ)通信服務(wù)，實(shí)現(xiàn)TDMSS7和IP互通M3UA支持如下功能：

七號(hào)信令點(diǎn)碼表示選路功能No.7信令與M3UA的互通擁塞管理SCTP流映射客戶端/服務(wù)器模型2023/1/1598M3UA對(duì)No.7信令的MTP3消息進(jìn)行適配。主要特點(diǎn)信令網(wǎng)關(guān)終結(jié)No.7信令網(wǎng)或IP網(wǎng)的信令消息，把MTP消息轉(zhuǎn)換為IP網(wǎng)中的M3UA消息格式或把M3UA消息轉(zhuǎn)換為MTP消息，高層信令消息不變。屬網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，需尋址功能，這通過(guò)M3UA中的網(wǎng)絡(luò)地址翻譯和映射功能模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，而不是像M2UA/M2PA那樣僅僅進(jìn)行簡(jiǎn)單的鏈路或接口之間的映射。信令網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)MTP1-MTP3的功能，軟交換設(shè)備只需具備MTP3層以上的協(xié)議功能。2023/1/1599信令網(wǎng)關(guān)可以是代理信令點(diǎn)方式，或信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)方式。轉(zhuǎn)接點(diǎn)方式下，軟交換設(shè)備可以通過(guò)兩個(gè)信令網(wǎng)關(guān)和No.7信令互通。支持準(zhǔn)直聯(lián)的組網(wǎng)方式。目前M3UA無(wú)法實(shí)現(xiàn)信令網(wǎng)關(guān)之間的互連。2023/1/15100SIGTRAN--M3UA應(yīng)用2023/1/15101SCTP(流控制傳輸協(xié)議)SCTP由IETF提出，是一個(gè)面向連接的傳輸層協(xié)議，采用了類似TCP的流量控制和擁塞控制算法，通過(guò)自身的證實(shí)與重發(fā)機(jī)制來(lái)保證用戶數(shù)據(jù)在兩個(gè)SCTP端點(diǎn)間可靠傳送。SCTP對(duì)TCP的缺陷進(jìn)行了一些完善，它的設(shè)計(jì)包括適當(dāng)?shù)膿砣刂?、防止泛濫和偽裝攻擊、更優(yōu)的實(shí)時(shí)性能和多歸屬性支持。相對(duì)于TCP等其他傳輸協(xié)議，SCTP傳輸時(shí)延小，可避免某些大數(shù)據(jù)對(duì)其他數(shù)據(jù)的阻塞，具有更高的可靠性和安全性。2023/1/15102SCTP協(xié)議SCTP是建立在無(wú)連接、不可靠的包交換網(wǎng)絡(luò)上的一種可靠的傳輸協(xié)議。SCTP是一個(gè)面向連接的協(xié)議。SCTP可看作是傳輸層,它上層是SCTP用戶,下層是分組網(wǎng)絡(luò)。SCTP提供的最基本服務(wù)就是為一對(duì)SCTP用戶之間交互的消息提供可靠的傳輸。SCTP綜合發(fā)展了UDP和TCP兩種協(xié)議的長(zhǎng)處。與TCP相比，主要增加了多宿特性及同一個(gè)連接上多個(gè)流的概念。SCTP的連接是多歸屬的。一個(gè)連接的任意一端的端點(diǎn)可以具有多個(gè)IP地址，但SCTP端口號(hào)唯一。2023/1/15103SCTP的功能在確認(rèn)方式下，無(wú)差錯(cuò)、無(wú)重復(fù)地傳送用戶數(shù)據(jù)；根據(jù)通路的MTU的限制，進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)的分段；在多個(gè)流上保證用戶消息的順序遞交；將多個(gè)用戶的消息復(fù)用到一個(gè)SCTP的數(shù)據(jù)塊中；利用SCTP偶聯(lián)的機(jī)制（在偶聯(lián)的一端或兩端提供多歸屬的機(jī)制）來(lái)提供網(wǎng)絡(luò)級(jí)的保證；SCTP的設(shè)計(jì)中還包含了避免擁塞的功能和避免遭受泛播和匿名的攻擊。2023/1/15104SIGTRAN協(xié)議棧－小結(jié)SIGTRAN采用SCTP作為傳送控制協(xié)議，SCTP綜合TCP和UDP的優(yōu)點(diǎn)，支持多宿主連接及流內(nèi)數(shù)據(jù)的有序遞交，比其他傳送協(xié)議有更高的傳輸效率和可靠性，更高的重發(fā)效率及更好的安全性。SIGTRAN的適配子層目前提供IUA、M2UA、M2PA、M3UA、SUA、V5UA等適配協(xié)議，可以根據(jù)NO.7信令網(wǎng)與IP網(wǎng)互通時(shí)的不同實(shí)現(xiàn)方式，在不同場(chǎng)合靈活應(yīng)用。2023/1/15105軟交換網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)下一代網(wǎng)絡(luò)概述軟交換網(wǎng)的層次和組成軟交換網(wǎng)接口和協(xié)議軟交換技術(shù)的應(yīng)用2023/1/15106軟交換技術(shù)的應(yīng)用軟交換在固網(wǎng)中的應(yīng)用軟交換在3G核心網(wǎng)中的應(yīng)用2023/1/15107軟交換當(dāng)前主要應(yīng)用建設(shè)軟交換長(zhǎng)途網(wǎng)軟交換替代匯接局交換機(jī)軟交換替代端局交換機(jī)2023/1/15108軟交換網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)模式平面組網(wǎng)模式軟交換設(shè)備分級(jí)組網(wǎng)模式DNS路由查詢組網(wǎng)模式路由（定位）服務(wù)器組網(wǎng)模式2023/1/15109軟交換組網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)組網(wǎng)的靈活性增加。在容量、互通性等方面均優(yōu)于傳統(tǒng)TDM交換機(jī)。靈活地提供包括語(yǔ)音、視頻以及數(shù)據(jù)在內(nèi)的多種業(yè)務(wù)。與電路交換機(jī)相比，軟交換成本較低。2023/1/15110軟交換長(zhǎng)途網(wǎng)2023/1/15111軟交換長(zhǎng)途網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商采用軟交換技術(shù)建設(shè)第2個(gè)DC1長(zhǎng)途網(wǎng)絡(luò)，與原有的基于TDM交換機(jī)的DC1網(wǎng)絡(luò)形成雙平面，2個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以對(duì)長(zhǎng)途流量進(jìn)行負(fù)荷分擔(dān)。具體的實(shí)施過(guò)程運(yùn)營(yíng)商首先建設(shè)一個(gè)覆蓋全國(guó)的骨干IP網(wǎng)，然后將全國(guó)的各個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）分成數(shù)個(gè)大區(qū)（一般不超過(guò)10個(gè)），每個(gè)大區(qū)在中心城市放置一對(duì)軟交換，而在每個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）內(nèi)放置TG設(shè)備與DC2交換機(jī)相連，同時(shí)配置相應(yīng)的SG與7號(hào)信令網(wǎng)相連。2023/1/15112軟交換用于長(zhǎng)途網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)由于DC1長(zhǎng)途網(wǎng)節(jié)點(diǎn)少，可以采用平面組網(wǎng)的方式，回避了軟交換的大規(guī)模組網(wǎng)問(wèn)題；長(zhǎng)途網(wǎng)軟交換不攜帶終端用戶，避免了安全攻擊等問(wèn)題；長(zhǎng)途網(wǎng)不涉及城域網(wǎng)或接入網(wǎng)，而骨干IP傳輸網(wǎng)的帶寬又比較容易保障，因此也不會(huì)出現(xiàn)QoS問(wèn)題。2023/1/15113軟交換當(dāng)前主要應(yīng)用建設(shè)軟交換長(zhǎng)途網(wǎng)軟交換替代匯接局交換機(jī)軟交換替代端局交換機(jī)2023/1/15114固網(wǎng)智能化改造全網(wǎng)匯接化，所有的呼叫都要經(jīng)過(guò)匯接局。匯接局具備SSP功能，在改造的過(guò)程中采用軟交換替代匯接局。增加SHLR（用戶歸屬寄存器）或SDC（用戶數(shù)據(jù)中心），主要保存用戶的智能業(yè)務(wù)號(hào)碼。主要工作是進(jìn)行號(hào)碼的變換，智能業(yè)務(wù)集中管理。

2023/1/15115SHLR的功能集中管理用戶數(shù)據(jù)提供號(hào)碼可攜帶的能力提供基于用戶屬性觸發(fā)業(yè)務(wù)的能力2023/1/15116MSLSSSPTS/GWIGWPSTN網(wǎng)絡(luò)域PCS網(wǎng)絡(luò)域MSCGMSCSGSNGGSN3G網(wǎng)絡(luò)域HLR/HSSHLR為多網(wǎng)提供統(tǒng)一用戶數(shù)據(jù)管理LS軟交換網(wǎng)絡(luò)域2023/1/15117HLR為多網(wǎng)提供統(tǒng)一用戶數(shù)據(jù)管理綜合HLR，作為固網(wǎng)、NGN用戶數(shù)據(jù)屬性存儲(chǔ)及管理中心，提供網(wǎng)絡(luò)智能化功能之外，同時(shí)作為PHSHLR以及3G移動(dòng)網(wǎng)HLR，為業(yè)務(wù)融合打下基礎(chǔ)；HLR可以利用現(xiàn)有的固網(wǎng)優(yōu)勢(shì)未來(lái)發(fā)展3G業(yè)務(wù)，包括固網(wǎng)用戶不改號(hào)平滑遷移為3G網(wǎng)絡(luò)用戶，以及發(fā)展固網(wǎng)/3G融合的業(yè)務(wù)；通過(guò)HLR解決固網(wǎng)用戶向3G遷移的問(wèn)題，同時(shí)為固定移動(dòng)的融合業(yè)務(wù)提供支撐。2023/1/15118固網(wǎng)智能化提供的業(yè)務(wù)移機(jī)不改號(hào)彩鈴業(yè)務(wù)預(yù)付費(fèi)業(yè)務(wù)“一號(hào)通”業(yè)務(wù)混合放號(hào)2023/1/15119改造方式端局+匯接局代理訪問(wèn)用戶數(shù)據(jù)庫(kù)TDM匯接局完全訪問(wèn)用戶數(shù)據(jù)庫(kù)用軟交換方式實(shí)現(xiàn)固網(wǎng)智能化2023/1/15120TDM匯接局完全訪問(wèn)用戶數(shù)據(jù)庫(kù)SHLR匯接局GWTSLS1LSnPHS…2023/1/15121軟交換替代匯接局交換機(jī)2023/1/15122軟交換替代匯接局實(shí)施步驟運(yùn)營(yíng)商首先在本地網(wǎng)中對(duì)需要進(jìn)行智能化改造的本地網(wǎng)進(jìn)行端匯結(jié)構(gòu)調(diào)整，取消端局之間的直達(dá)電路，形成完整的端匯兩級(jí)結(jié)構(gòu)，并且要求所有端局的本地呼叫都轉(zhuǎn)發(fā)到匯接局；然后在匯接局設(shè)置一個(gè)或一對(duì)軟交換，并同時(shí)建設(shè)軟交換的承載網(wǎng)。軟交換承載網(wǎng)可以單獨(dú)建設(shè)，如果城域網(wǎng)資源充足的話，也可以使用原來(lái)的城域網(wǎng)作為承載網(wǎng)。軟交換與智能網(wǎng)之間采用SG進(jìn)行互通，同時(shí)也可以配置應(yīng)用服務(wù)器來(lái)提供更為豐富的智能業(yè)務(wù)。接下來(lái)，在端局層面需要設(shè)置TG設(shè)備實(shí)現(xiàn)與端局交換機(jī)的互通，同時(shí)配置相應(yīng)的SG設(shè)備與7號(hào)信令網(wǎng)相連。2023/1/15123軟交換替代端局交換機(jī)2023/1/15124軟交換替代端局交換機(jī)當(dāng)傳統(tǒng)PSTN網(wǎng)上某個(gè)端局交換機(jī)達(dá)到使用年限需要退網(wǎng)時(shí)，采用軟交換的接入設(shè)備進(jìn)行替換。實(shí)施過(guò)程運(yùn)營(yíng)商首先要在本地網(wǎng)建設(shè)軟交換網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)SG和TG設(shè)備與原有PSTN網(wǎng)絡(luò)互通。當(dāng)有端局交換機(jī)退網(wǎng)時(shí)，采用大容量的AG設(shè)備進(jìn)行替換，同時(shí)將所有本地網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到軟交換網(wǎng)絡(luò)上。隨著TDM交換機(jī)的逐步退網(wǎng)，PSTN網(wǎng)絡(luò)也將逐步演進(jìn)到軟交換網(wǎng)絡(luò)。軟交換除了接納原有的PSTN用戶，也可以通過(guò)部署IAD或SIP終端發(fā)展新的軟交換用戶。2023/1/15125窄帶域用戶PHSPSTN軟交換體系架構(gòu)的特點(diǎn)SHLRAPPSS數(shù)據(jù)承載網(wǎng)寬帶域用戶全網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理全網(wǎng)業(yè)務(wù)統(tǒng)一提供實(shí)現(xiàn)了所有網(wǎng)絡(luò)的融合用戶接入手段多樣性，包括寬帶域和窄帶域。用戶可全網(wǎng)移動(dòng)IPATM2023/1/15126PSTN融合演進(jìn)后NGN本地網(wǎng)框架HLR統(tǒng)一業(yè)務(wù)信息平臺(tái)營(yíng)帳系統(tǒng)網(wǎng)管、112IP寬帶數(shù)據(jù)承載網(wǎng)SCPSoftswicthTG/SGIGW交換機(jī)端局OLTONUONU接入網(wǎng)PHS模塊OLTONU接入網(wǎng)模塊IAD匯接局優(yōu)化端局替代新型寬帶接入MAPSIPSNMPH.248H.248H.248SIPXML/MMLSIGTRANAG/MSAGMAPPHSININAP業(yè)務(wù)層控制層傳送層接入層2023/1/15127軟交換技術(shù)的應(yīng)用軟交換在固網(wǎng)中的應(yīng)用軟交換在3G核心網(wǎng)中的應(yīng)用2023/1/15128軟交換在3G核心網(wǎng)中的應(yīng)用3G核心網(wǎng)3G制式有WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三種。在這3種制式中，WCDMA和TD-SCDMA的標(biāo)準(zhǔn)由3G標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP制定，CDMA2000的標(biāo)準(zhǔn)由3G標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP2制定。核心網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)主要有基于GSMCCS7和ANSI-41兩種核心網(wǎng)。一般情況下，WCDMA和CDMATDD對(duì)應(yīng)于GSMCCS7核心網(wǎng)，CDMA2000對(duì)應(yīng)于ANSI-41核心網(wǎng)，但目前的標(biāo)準(zhǔn)允許任何無(wú)線接口同時(shí)兼容兩個(gè)核心網(wǎng)，這樣可以通過(guò)在無(wú)線接口上定義相應(yīng)的兼容協(xié)議來(lái)接入不同的核心網(wǎng)。2023/1/15129R99網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)R99是比較成熟的版本，其無(wú)線接入部分采用全新的3G接入網(wǎng)（RAN），核心網(wǎng)則在MSC+GPRS的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上演進(jìn)，如圖所示。R99核心網(wǎng)類似于目前GSM交換子系統(tǒng)與GPRS交換子系統(tǒng)的疊加，包括GSM電路交換部分及分組域部分，分別用于支持語(yǔ)音業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，完全體現(xiàn)了2G向3G平滑過(guò)渡的思想。不同的是，由于無(wú)線部分引入了可實(shí)現(xiàn)3G業(yè)務(wù)的無(wú)線網(wǎng)，核心網(wǎng)采用新定義的Iu接口與3G無(wú)線網(wǎng)相連，包括支持電路交換的Iu-CS和支持分組交換業(yè)務(wù)的Iu-PS兩部分。2023/1/151303GPPR99網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架2023/1/15131R4網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與R99版本比較，R4的無(wú)線接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并沒(méi)有變化，只是改進(jìn)了一些接口協(xié)議特性以提高系統(tǒng)性能。核心網(wǎng)電路域變化較大，引入了軟交換的概念，將控制和承載分開(kāi)，原來(lái)的MSC變?yōu)镸SC服務(wù)器和媒體網(wǎng)關(guān)MGW，語(yǔ)音通過(guò)MGW由分組域來(lái)傳送。2023/1/151323GPPR4電路域核心網(wǎng)的變化2023/1/15133R4核心網(wǎng)：控制和承載分離的電路域結(jié)構(gòu)

R4核心網(wǎng)電路域結(jié)構(gòu)2023/1/15134GMSCServer和MSCServer是移動(dòng)通信系統(tǒng)中電路域核心網(wǎng)向分組交換方式演進(jìn)的核心設(shè)備。它獨(dú)立于底層承載協(xié)議，主要完成呼叫控制、媒體網(wǎng)關(guān)接入控制、移動(dòng)性管理、資源分配、協(xié)議處理、路由、認(rèn)證、計(jì)費(fèi)等功能，并向用戶提供3GPPR4階段的電路域核心網(wǎng)所能提供的業(yè)務(wù)，以及配合智能SCP提供多樣化的第三方業(yè)務(wù)。MGW是將一種網(wǎng)絡(luò)中的媒體轉(zhuǎn)換成另一種網(wǎng)絡(luò)所要求的媒體格式。媒體網(wǎng)關(guān)能夠在電路交換網(wǎng)的承載通道和分組網(wǎng)的媒體流之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可以處理音頻、視頻，能夠進(jìn)行全雙工的媒體翻譯，可以演示視頻/音頻消息，也可以進(jìn)行多媒體會(huì)議等。2023/1/15135GMSCServer和MSCServer通過(guò)Mc接口控制MGW。GMSCServer和MSCServer之間通過(guò)Nc接口連接。MGW之間通過(guò)Nb接口連接。Mc接口：主要功能是媒體控制。使用基于H.248的呼叫承載控制協(xié)議。Nc接口：主要解決的是用控制和承載分離的方式解決移動(dòng)ISUP的呼叫控制。使用BICC和SIP-T協(xié)議。Nb接口：主要功能是使用ATM或IP的方式承載電路域的業(yè)務(wù)，包括語(yǔ)音和電路域的數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。使用分組交換方式對(duì)3GPP電路域的承載協(xié)議。2023/1/15136R5網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

R5版本是全I(xiàn)P化的第一個(gè)版本，在無(wú)線接入網(wǎng)方面，提出了高速下行分組接入HSDPA技術(shù)，在核心網(wǎng)方面，最大的變化是在R4的基礎(chǔ)上增加了基于軟交換的IP多媒體子系統(tǒng)（即IMS系統(tǒng)），它是對(duì)其核心網(wǎng)分組域（PS-CN）的補(bǔ)充，從而完成在R4結(jié)構(gòu)中核心網(wǎng)分組域不能夠完成的IP語(yǔ)音電話和多媒體業(yè)務(wù)等。在R5中仍然保留電路域并實(shí)現(xiàn)與IMS的互操作，主要是保護(hù)運(yùn)營(yíng)商的R99的網(wǎng)絡(luò)投資。全I(xiàn)P的組網(wǎng)方式是網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的趨勢(shì)，IMS是R5的新增部分。2023/1/151372023/1/15138IMS通過(guò)基于IP的網(wǎng)絡(luò)來(lái)控制語(yǔ)音、多媒體的呼叫和會(huì)話以及與其它網(wǎng)絡(luò)（例如PSTN、UMTS）的互聯(lián)，從而達(dá)到支持以下業(yè)務(wù)的目的：語(yǔ)音電話；實(shí)時(shí)交互游戲；視頻電話；即時(shí)消息；緊急呼叫；多媒體會(huì)議這些業(yè)務(wù)具有一個(gè)共同的特征，即：它們通常是兩方或多方之間需要一定程度實(shí)時(shí)性交互的會(huì)話。該特征對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出了兩個(gè)方面的要求：一方面是實(shí)時(shí)性要求，這就要求IMS應(yīng)建立在能夠達(dá)到語(yǔ)音和多媒體QoS要求的核心IP網(wǎng)絡(luò)之上；另一方面就是對(duì)會(huì)話建立和呼叫控制的要求，3GPP選擇SIP作為UE和IMS以及IMS內(nèi)部各元素之間的信令協(xié)議以滿足第二個(gè)要求。2023/1/15139

3GPP定義的IMS的系統(tǒng)架構(gòu)2023/1/15140IMS（IPMultimediaSubsystem）的概念I(lǐng)MS是一個(gè)在PS域上的多媒體控制/呼叫控制平臺(tái)。IMS（IPMultimediaSubsystem）是3GPP在Release5版本提出的支持IP多媒體業(yè)務(wù)的子系統(tǒng)，并在Release6與Release7版本中得到了進(jìn)一步完善。它是一個(gè)在PS域上面的多媒體控制/呼叫控制平臺(tái)，支持會(huì)話類和非會(huì)話類多媒體業(yè)務(wù)，為未來(lái)的多媒體應(yīng)用提供一個(gè)通用的業(yè)務(wù)使能平臺(tái)。IMS使得PS具有CS的部分功能。通過(guò)提供QOS和增強(qiáng)的計(jì)費(fèi)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)各種實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)。2023/1/15141IMS技術(shù)提供了一種新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)思路。雖然IMS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)源于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，但是在對(duì)固網(wǎng)的寬、窄帶用戶都提供了接入的機(jī)制，IMS的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)做到了網(wǎng)絡(luò)接入、承載、控制、業(yè)務(wù)平臺(tái)的真正分離，相比于狹義的軟交換NGN更軟。在電信運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)思路上，使得運(yùn)營(yíng)商對(duì)用戶資源做到了進(jìn)一步的控制，同時(shí)業(yè)務(wù)同網(wǎng)絡(luò)的無(wú)關(guān)性使得運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)能夠開(kāi)放給更多的第三方應(yīng)用開(kāi)發(fā)商，從而能開(kāi)發(fā)出種類繁多的增值業(yè)務(wù)。2023/1/15142IMS是移動(dòng)和固定融合比較合適的架構(gòu)?；贗MS的FMC能夠得到認(rèn)同，主要是因?yàn)镮MS兼有兩個(gè)基本點(diǎn)，一個(gè)是技術(shù)融合的匯聚點(diǎn)——IP，一個(gè)是業(yè)務(wù)融合的匯聚點(diǎn)——多媒體。2023/1/15143IMS的特點(diǎn)基于SIP的會(huì)話控制

IMS的核心功能實(shí)體是呼叫會(huì)話控制功能(CSCF)單元，并向上層的服務(wù)平臺(tái)提供標(biāo)準(zhǔn)的接口，使業(yè)務(wù)獨(dú)立于呼叫控制。為了實(shí)現(xiàn)接入的獨(dú)立性及Internet互操作的平滑性，采用SIP協(xié)議作為會(huì)話控制協(xié)議。接入無(wú)關(guān)性IMS網(wǎng)絡(luò)的通信終端與網(wǎng)絡(luò)都是基于IP的，這種端到端的IP連通性，使得IMS真正與接入無(wú)關(guān)，不再承擔(dān)媒體控制器的角色，不需要通過(guò)控制綜合接入設(shè)備(IAD)/接入網(wǎng)關(guān)（AG）等實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類型終端的接入適配和媒體控制。IMS提供對(duì)各種接入方式的兼容，支持多種接入類型。2023/1/15144業(yè)務(wù)與控制徹底分離傳統(tǒng)軟交換雖然將大部分增值業(yè)務(wù)分離出來(lái)放到了業(yè)務(wù)層，但其自身仍然保留了一些補(bǔ)充業(yè)務(wù)。IMS將保留的業(yè)務(wù)放在了業(yè)務(wù)層的應(yīng)用服務(wù)器中，做到了呼叫控制和業(yè)務(wù)的徹底分離。IMS也實(shí)現(xiàn)了會(huì)話呼叫控制與媒體網(wǎng)關(guān)控制的分離。傳統(tǒng)軟交換提供了基于SIP的會(huì)話呼叫控制和基于H.248/MEGACO/MGCP的媒體網(wǎng)關(guān)控制的功能，IMS將這兩者分離，基于SIP的會(huì)話呼叫控制由CSCF提供，完成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信令路由和呼叫控制；基于H.248/MEGACO/MGCP的媒體網(wǎng)關(guān)控制由MGCF提供，存在于IMS網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互通的邊界點(diǎn)上。2023/1/15145具有移動(dòng)性管理能力IMS全面支持用戶在地理位置的移動(dòng)和接入方式上的變化，支持多種接入方式之間的漫游切換。IMS網(wǎng)絡(luò)具有分布式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，P-CSCF位于接入側(cè)，從而可以實(shí)現(xiàn)更靈活的NAT、QoS控制，更適合不同的組網(wǎng)模式以及用戶在不同IP地址域中的漫游。一致的歸屬業(yè)務(wù)提供能力IMS所有業(yè)務(wù)處理信令都要回到歸屬網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)環(huán)境由歸屬網(wǎng)絡(luò)提供，從而保障了業(yè)務(wù)的一致性、簡(jiǎn)單性，使得用戶無(wú)論在何處接入，采用何種接入方式均可享受與在歸屬地一樣的業(yè)務(wù)感受。2023/1/15146提供豐富而動(dòng)態(tài)的組合業(yè)務(wù)

IMS給用戶帶來(lái)的一個(gè)直接的好處，就是實(shí)現(xiàn)了端到端的IP多媒體通信,同時(shí)，IMS具有在多媒體會(huì)話和呼叫過(guò)程中增加、修改和刪除會(huì)話和業(yè)務(wù)的能力，并且還可以對(duì)不同的業(yè)務(wù)進(jìn)行區(qū)分和計(jì)費(fèi)的能力。因此對(duì)用戶而言，IMS業(yè)務(wù)以高度個(gè)性化和可管理的方式支持個(gè)人與個(gè)人以及個(gè)人與信息內(nèi)容之間的多媒體通信，包括語(yǔ)音、文本、圖片和視頻或這些媒體的組合。2023/1/15147IMS體系結(jié)構(gòu)2023/1/15148IMS的主要功能實(shí)體包括：呼叫控制服務(wù)器（CSCF）是最主要的軟交換控制實(shí)體,主要功能是處理用來(lái)控制用戶多媒體會(huì)話的信令消息，它可以作為三種角色出現(xiàn)：P-CSCF（Proxy-CSCF）：ProxyCSCF是SIP終端接入IMS系統(tǒng)的入口，實(shí)現(xiàn)了在SIP協(xié)議中的Proxy和UserAgent功能。P-CSCF的作用就像一個(gè)代理服務(wù)器，負(fù)責(zé)直接接受所有來(lái)自UE的SIP信令，并轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的S-CSCF或I-CSCF處理，反向亦然。I-CSCF（Interrogating-CSCF）：I-CSCF是各個(gè)IMS網(wǎng)絡(luò)域的入口節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)為一個(gè)發(fā)起SIP注冊(cè)請(qǐng)求的用戶分配一個(gè)S-CSCF

。S-CSCF（Serving-CSCF）：是IMS的核心控制功能實(shí)體，它位于用戶歸屬網(wǎng)絡(luò)，其作用類似于軟交換系統(tǒng)中的軟交換設(shè)備，負(fù)責(zé)提供注冊(cè)