《通信交换》课程项目第二组

《通信交换》课程项目研究报告题目(B)：NGN网络（下一代网络）研究组号：2任课教师：朱燕裕组长：1212成员：12123018 陈冰沁成员：12123023 欧青青成员：12123028 余心怡成员：1212联系方式：二零一五年十月三日NGN网络（下一代网络）研究2015年10月3日摘要：下一代网络（NGN）是可以在电信网、计算机网和有线电视网3种互联互通的网络上提供语音、数据、视频的新一代网络，它实现了业务与网络的分离，并采用开放的体系结构，使NGN能够提供丰富的多媒体业务，NGN时代的到来也就成为电信网络发展中的一座重要里程碑。

而统一通信则是利用NGN软交换核心设备的统一核心网的地位和控制能力，以实现多种业务功能的综合，达到统一通信的目的。

关键字：下一代网络（NGN）统一通信1.引言自从ITU提出NGN概念以来，NGN经历了一个发展和演化的过程。

作为下一代网络标准的框架，它凝聚着电信业对下一代网络的各种需求。

2004年，ITU决定在第三代移动通信3GPP的IMS基础中发展NGN，使得NGN有了一个明确的体系结构，使得NGN步入快速发展的轨道。

NGN是下一代网络的缩写，是以软交换为核心，能够提供话音、视频、数据等多媒体综合业务，采用开放、标准体系结构，能够提供语音、数据、多媒体等丰富业务的下一代网络。

其中话音的交换将采用软交换技术，而平台的主要实现方式为IP技术，逐步实现统一通信。

2.NGN总体介绍在了解下一代网络（NGN）之前，我们有必要先确认上一代网络的定义。

上一代网络就是普通的电话网。

自从亚历山大·格拉汉姆·贝尔发明了世界上第一台电话机以来，电话网，也就是以音声传导为目的的回线交换技术被使用至今。

电话网的出现拉近了人们的距离，但在这个阶段，只能进行声音的传送。

随着技术的进步，以数据通信为主要目的的基于因特网的分组交换通信也渐渐被使用。

至2000年为止，第一代以声音为主的网络通信量尚占有优势。

而现今，因为数据通信大量增加的原因，更加节省费用并同样可以支持音声传送的分组交换传送通信网络渐渐被使用。

音声通信与数据通信相结合的一元化信息传送的第二代网络被赋予运用。

因特网与电话网相比，简单性与安全性是一个弱点。

于是，集合了IP网络的长处的下一代通信网络NGN出现了。

NGN网路除了以上说的电话网、IP网络以外，也包括播放网。

以NGN为基础的流媒体服务和播放服务也在被标准化，融合了前两者网络的"通信与播放的融合网络"也正在被开发中。

NGN是从传统的以电路交换为主的PSTN网络，逐渐迈向以分组交换为主的网络，它承载了原有PSTN网络的所有业务，把大量的数据传输卸载到IP网络中以减轻PSTN网络的重荷，又以IP技术的新特性增加和增强了许多新老业务。

从某种意义上讲，NGN是基于TDM（时分复用）的PSTN语音网络和基于IP/A TM的分组网络融合的产物，它使得新一代网络上语音、视频、数据等综合业务成为了可能。

如右图所示。

NGN是一个分组网络，它提供包括电信业务在内的多种业务，能够利用多种带宽和具有QoS能力的传送技术实现业务功能与底层传送技术的分离；它允许用户对不同业务提供商网络的自由接入，并支持通用移动性，实现用户对业务使用的一致性和统一性。

它是以软交换为核心的，能够提供包括语音、数据、视频和多媒体业务的基于分组技术的综合开放的网络架构，代表了通信网络发展的方向。

NGN具有分组传送、控制功能从承载、呼叫/会话、应用/业务中分离、业务提供与网络分离、提供开放接口、利用各基本的业务组成模块、提供广泛的业务和应用、端到端QoS和透明的传输能力通过开放的接口规范与传统网络实现互通、通用移动性、允许用户自由地接入不同业务提供商、支持多样标志体系，融合固定与移动业务等等特征。

从网络层次上来看，NGN在垂直方向从上往下依次包括业务层、控制层、媒体传输层和接入层，从网络功能层次上看，NGN在垂直方向从上往下依次包括业务层、控制层、媒体传输层和接入层，在水平方向应覆盖核心网和接入网乃至用户驻地网。

如果将NGN和人体结构做对比，那么各个层分别充当了如下的角色：业务层：业务层主要为网络提供各种应用和服务，提供面向客户的综合智能业务，提供业务的客户化定制。

相当于人的脸，是用户最能直接感受到的部分。

控制层：控制层负责完成各种呼叫控制和相应业务处理信息的传送。

在这一层有一个重要的设备即软交换设备，它能完成呼叫的处理控制、接入协议适配、互连互通等综合控制处理功能，提供全网络应用支持平台。

相当于人的大脑，指挥着整个身体的运作。

媒体传输层：媒体传输层主要指由IP路由器等骨干传输设备组成的包交换网络，是软交换网络的承载基础。

媒体传输层就好比人体的血管，媒体包相当于血液，正是有了血管作为承载，才能将血液传送到身体各个部位。

接入层：接入层主要指与现有网络相关的各种接入网关和新型接入终端设备，完成与现有各种类型的通信网络的互通并提供各类通信终端（如模拟话机、SIP Phone、PC Phone可视终端、智能终端等）到IP核心层的接入。

接入层就好比人的四肢，做的任何一个动作都会将信号发送给大脑。

从NGN的网络架构我们可以总结为一句话：NGN不仅实现了业务提供与呼叫控制的分离，而且还实现了呼叫控制与承载传输的分离。

3.NGN的主要协议下一代通信系统是一个承载与控制相分离、控制与业务相分离的系统。

传统交换机的功能模块分离成为独立的网络部件，部件间采用标准的协议进行互通，因此，软交换网络中涉及的协议很多，在下图中表示了下一代网络通信设备间互通互联过程中可能涉及的主要协议及互相间的关系。

3.1软交换设备与媒体网关之间的控制协议根据《软交换设备总体技术要求》，软交换设备与各种媒体网关之间的协议将买用MGCP、MEGACO/H.248。

目前国内通信标准推荐应用MEGACO/H.248协议，但由于MGCP先出现，所以MGCP还会存在一段时间。

MGCP是由IETF的MEGACO工作组较早定义的媒体网关控制协议，主要用于软交换和媒体网关或软交换与MGCP终端之间。

软交换通过此协议控制媒体网关、MGCP终端上的媒体、控制流的连接、建立和释放。

MEGACO/H.248是ITU与IETF两大国际组织合作，在MGCP协议的基础上，结合其他媒体网关控制协议的特点发展而成的。

它主要应用在媒体网关和软交换设备之间及软交换设备与MEGACO/H.248终端之间，在媒体网关控制功能和兼容性方面比MGCP大大增强。

MEGACO/H.248协议可以成为控制功能部件与承载部件进行互交的标准。

3.2软交换件互通协议软交换互通协议包括BICC、SIP-T及SIP-I。

目前由于BICC协议的复杂性，越来越多的设备厂家倾向于用SIP-I替代BICC作为软交换之间互通的核心协议。

BICC协议属于应用层控制协议，可用于建立、修改、终结呼叫。

BICC是ITU-T制定的与承载无关的呼叫控制协议，采用呼叫信令与承载信令功能分离的思路，可使ISUP洗衣在不同承载网络上传送。

呼叫与承载分离，使得异种承载的网络之间的业务互通变得十分简单，只需要完成承载级的互通，业务不用进行任何修改。

SIP-T是SIP扩展协议，主要支持基于IP的语音中继，其前身为SIP-BCP-T，它由IETF 的SIPI工作组负责制定。

为了使SIP-T能够更严谨和支持力度更大地在电信领域应用，ITU-T 以SIP-T为基础制定流SIP-I标准。

SIP-I协议内容不仅涵盖流基本呼叫地互通，还包括流BICC/ISUP补充业务的互通。

3.3信令网关与软交换间的协议为在IP网上传送PSTN/ISDN的信令信息，IETF SIGTRAN组织制定了SIGTRAN协议。

SIGTRAN作为作为信令网关的控制协议，其底层为传输层，上层为适配曾。

根据适配方式的不同，适配曾协议又分为用户适配层协议和端到端适配层协议。

4. NGN组网结构下一代网络组网结构主要研究下一代网络中用户信息的组织结构、信令路由的组织以及媒体路由的组织。

用户信息的组织主要指下一代网络中的软交换系统中用户信息应如何维护；软交换系统是否需要维护全网的用户信息，即是否可以自主确定任何一个被叫用户直属于哪个软交换系统。

一般情况下用户信息的组织将直接决定信令路由的方式。

如果软交换系统可以自主确定任何一个被叫用户直属于哪个软交换系统，则信令路由都将采用单跳方式，即由主叫软交换系统直接将信令路由至被叫软交换系统；反之软交换系统将不得不依赖上级设备协助完成信令路由。

因为下一代网络将基于IP网络构建，IP网络的全连接特性将使下一代网络中媒体路由都可以采用单跳结构，即由主叫软交换系统直接路由至被叫软交换系统。

但是出于系统管理（如计费、QoS）等方面的考虑也可能需要将主叫与被叫间的媒体流通过上级软交换系统转接，从而使单跳、平面的媒体路由方式变为多跳、分级的媒体路由方式。

根据前述这些方面的不同可以将下一代网络的结构划分为: 单平面结构的下一代网络、路由服务器分层的下一代网络、软交换分层的下一代网络。

4.1单平面结构的下一代网络在NGN发展的初期，软交换设备和接入用户数量不多时，可以采用下图所示的单平面全互连的组网方式。

在这种方式下，所有软交换设备痘处于同一平面，软交换设备之间以网状互联。

这种组网方式要求所有软交换设备都了解全网的路由设置数据。

单平面全互联结构的下一代网络结构简单清晰，寻址时间短，只需要经过一次寻址就能找到被叫用户所对应的软交换设备，建立连接。

当其中一个软交换设备发生故障时可以通过其他设备进行迂回，系统稳定性较高。

缺点时任一软交换设备中用户的增加或减少，所有的软交换设备均需要做路由数据的更改。

因此这种组网方式仅适用于NGN发展初期，软交换设备数量较少、网络规模小的情况。

4.2路由器服务分层的下一代网络在这种组网方式下，引入路由数据分层的概念，即软交换设备仅了解本区域内的用户信息，在软交换设备之上增加一层路由服务器，用于对其他区域被叫用户的寻址，如下图所示。

当用户呼叫同一区域的其他用户时，软交换设备将寻址请求转发给路由器服务器。

路由服务器通过向其他的路由服务器发出寻址请求后，得到被叫的软交换设备地址并返回给主叫的软交换设备以完成连接。

这种方式的优点是路由服务器之间实现路由信息的共享和互通，因此其他区域软交换设备的增加或减少，无须对该区域内软交换设备进行路由数据更改，仅需调整路由服务器中的路由数据。

其缺点是增加了网络结构和呼叫建立流程的复杂度，所以不适于规模较小的网络，而对于规模较大的网络，这种网络结构的优势才会逐步显现出来。

4.3软交换分层的下一代网络在软交换分层的方式下，将软交换划分为不同层次，如下图。