软交换

分层组网是建设低成本融合网络的核心理念
软交换开放体系结构
电路交换模型 软交换模型 计费系统 管理系统
SS7
管理系统 计费系统
扩展业务 SS7 软交换
呼叫控制
H.248/MGCP T D M Line Card Time Slot 交换 Trunk Card T D M T D M
H.248/MGCP
百度文库MGW/SG
A接口信令
ISUP MTP3 MTP2 MTP1 2G MSC
BSS
3G 阶段 软交换接口
RANAP SCCP M3UA SCTP IP
IuCS接口信令
ISUP M3UA SCTP IP
BICC M3UA SCTP IP
BSSAP SCCP M3UA A接口信令 SCTP IP
MSC Server
2、移动软交换的优越性
软交换在架构、业务和接入能力上的优势，使其成为运营商拓展市场的有力武器 分层的架构，构件化的网络模型：运营商建网更加灵活方便，易于规划实施和 根据业务发展情况实现滚动建设，组网更为扁平，维护成本降低
IP/ATM/TDM多承载方式，多业务统一平台：真正实现语音、数据和视频等业务 在统一平台上承载，便于各种业务的融合，以及移动与固定网的业务互通
BICC协议的基本能力集
▪ 与ISUP相同 – 呼叫控制
‐语音/3.1kHz音频 ‐成组地址信令 ‐导通指示 ‐信号音和通知音 ‐自动重复试呼 ‐与CAP的交互
SGW
网元设备可以分为四部分：
1）接入层
为用户接入移动软交换网络提供无线接入手段，采用标准的A 口/Iu 口接入核心 网。
2）承载层
基于 IP 分组交换技术，负责将软交换网络内包括信令流和媒体流在内的各类信 息传送至目的地。
3）核心层
提供呼叫控制，承载控制，媒体转换和媒体处理的能力，主要的网元设备主要包 括软交换设备(MSC Server) 、移动媒体网关（MGW）、归属位置服务器（HLR）。
4.2 移动软交换
4.2.1 引入软交换原因
在用户数迅速增长的同时，移动的业务类型也在急剧扩展，从过去仅限于话音 领域，到目前迅速向移动Internet 接入、移动视频等领域扩展，移动网络多 媒体化、个性化、网络化的趋势已经非常明显，而2G 向3G 的迁移正是这一趋 势的具体表现。
IP 承载必要性 业务量的迅速增长在给运营商带来丰厚收益的同时，也向运营商提出了严峻 的挑战：用户数量的剧增和MoU 的持续增长使移动核心网对承载网带宽的需 求急剧增长，核心承载网的带宽迅速从M 量级演进到G 量级，不断地扩容使 运营商感受到了空前的压力。很明显，传统的TDM 组网方式难以满足带宽的 持续增长。与TDM 相比，IP 部署更加灵活，能够使用已有的任何物理网络， 不会浪费运营商现有的网络资源，且具有低成本的显著优势。同时IP 组网具 有网状网特点，适宜移动核心网的扁平化组网，避免了传统TDM 分层组网的 复杂结构。此外，要满足未来移动业务扩展的需求，实现多业务承载，IP 承 载网无疑是最经济、最合理的选择。因此，选择全IP 承载符合中国移动未来 的发展战略。
信令承载：IP 新增网元：MSC Server、MGW、内置SG 接口变化：MSC Server-MSC Server接口->Nc接口 新增接口：MSC Server-MGW接口－Mc接口 MGW-MGW接口->Nb接口 MSC Server-内置SG接口 新增信令/协议：BICC （IPBCP、BCTP） 、NbUP MSC Server-MSC Server接口 话音承载：IP MGW-MGW接口 信令承载：IP 新增信令协议：H.248、SIGTRAN
T D M MG
IP
IP 分组网 ATM
ATM
MG
核心变化
▪
▪
传统网络业务控制对象和业务应用单元被封闭在业务交换网内,同时用户接口和网 络接口的不同使用户的业务能力受限;
将传统交换机的功能模块分离成为独立的网络部件，各个部件可以按相应的功能 划分各自独立发展。部件间的协议接口基于相应的标准,有利于实现各种异构网的 互通。
4）业务层
提供软交换网络各类业务所需的业务逻辑、数据资源以及媒体资源，业务层的网 元设备主要包括业务控制点（SCP）、短消息服务器（SMS-C）等。
MSC SERVER
MSC SERVER 位于软交换网络的控制层，是软交换网络的控制核心，为具
有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接功能。其主要功能包括：
软交换主要完成以下功能：
1）媒体网关控制功能
软交换可以连接各种媒体网关，如PSTN/ISDN IP 中继媒体网关、ATM 中 继媒体网关、用户媒体网关、无线媒体网关、数据媒体网关等，完成 H.248 协议的功能。同时还可以直接与H.323 终端和SIP 客户端终端进行 连接，提供相应业务。 2）呼叫控制功能 软交换的重要功能之一，它完成基本呼叫的建立、维持和释放提供控制功 能，包括呼叫处理、翻译和选路、连接控制、智能呼叫触发检出和资源控 制等。
▪
传统网络的仅支持单业务(语音)交换能力成为发展的最大瓶颈, 低层交换能力支持 并约束了高层能力;
通过统一的、基于IP 的传输基础结构，可以将呼叫控制设备(软交换机)， 配合其它的IP 技术和数据应用技术构造一个系统来支持多媒体和其他智能 业务。 我们可以将这样的系统称为软交换机系统。广义来讲，软交换机系统是呼叫、 媒体和业务控制多种逻辑功能实体的集合。 软交换是下一代网络的控制功能实体，为下一代网络提供具有实时性要求的
软交换主要完成以下功能：
3）业务提供功能
软交换在网络从电路交换网向分组网演进的过程中起着十分重要的作用， 因此软交换应能够提供传统交换机提供的全部业务，包括基本业务和补充 业务；同时还应该可以与现有智能网配合提供现有智能网已经提供的业务。
4）信令互通功能
软交换可以通过一定的协议与外部实体如媒体网关、应用服务器、SCP、 媒体服务器、多媒体服务器、策略服务器、信令网关、其它软交换进行交 互，可以与NGN 系统内部各实体协同工作来完成各种复杂的业务。
Nc IP
GMSC Server
Mc
Nb IP
Mc MGW/SG
NbUP RTP UDP IP
H.248 SCTP IP
BSSAP SCCP MTP3 MTP2 MTP1
MGW/SG
A接口信令
控制平面 RANAP SCCP MTP3B GERAN SSCF-NNI SSCOP AAL5 ATM 用户平面IuCS接口信令
TDM承载
BSSAP 1）BSC-SG
TDM； /SCCP/MTP
无
2) SG-MSS
IP:/M3UA /SCTP/IP
2) SG-MSS
IP:/SCCP /M3UA /SCTP/IP
2G VOIP
2G 软交换
BICC IP承载
/M3UA/ SCTP/IP
同上
同上
IP承载 NbUP RTP/UDP /IP 同上
BSSAP SCCP M3UA A接口信令 SCTP IP
MSC Server
TDM
GMSC Server
Mc
TDM
Mc MGW/SG
ISUP MTP3 MTP2 MTP1
H.248 SCTP IP
BSSAP SCCP MTP3 MTP2 MTP1
MGW/SG
A接口信令
BSS
2G MSC
2G Voice over IP阶段 2G软交换 接口
无 同上
同上
3G R4
R4 软交换
同上
同上
同上
同上
RANAP 1）RNC-SG
ATM；
同上
2) SG-MSS
IP：
IuUP RNC-MGW
ATM:
3G R4 信令 承载 IP化
R4 软交换
同上
同上
同上
同上
同上
同上
MAP CAP IP承载
软交换信令协议简介
▪ BICC协议
▪ H.248协议
▪ SIGTRAN
（1）呼叫控制和处理功能 （2）协议处理功能
（3）业务提供与交换
（4）互通功能 （5）对资源的管理功能
（6）计费功能
MGW
媒体网关定位于软交换网络的核心网，按照软交换网络的概念，媒体网 关只是按照控制层 MSC SERVER 的指令执行操作，因此媒体网关是软交 换网络的触角，通过它的延伸，软交换网络可以扩展到控制层 MSC SERVER 所在地以外的地方。媒体网关的主要功能包括： （1）接入和协议处理功能
开放接口，第三方业务开发支持：使个性化的业务开发成为可能，更能够全面 贴近最终用户需求
多样化的接入手段：软交换可利用各种传输通道，包括无线接入、各种固定接 入方式
随着全球越来越多的主流运营商开始全面引入移动软交换技术，核心网新一 轮的演进已经进入实质性阶段。
软交换网络结构
软交换网络结构优势如下： 灵活的组网方式：TDM/ATM/IP组网； 承载网络融合：TDM/ATM/IP组网电路域与 分组域采用相同的分组传输网络； 可扩展性：控制面MSC Server、承载面 MGW可分别扩展； 可管理性：控制面MSC Server集中设置在 省会中心，承载面MGW分散设在在本地网内， 更便于新业务迅速普及开展。
第四章
软交换
4.1 软交换的概念 ▪ 软交换的概念最早起源于美国.软交换是一种 正在发展的概念，包含许多功能。其核心是一 个采用标准化协议和应用编程接口（API）的 开放体系结构。这就为第三方开发新应用和新 业务敞开了大门。软交换体系结构的其它重要 特性还包括应用分离、呼叫控制和承载控制 ▪ 软交换提出了这样的思想:将传统的交换设备 部件化,分为呼叫控制与媒体处理.两者之间采 用标准的协议处理。
话音承载：TDM 信令承载：TDM ＋IP
演进过程中的软交换接口
▪ 2G Voice over TDM阶段 2G软交换接口
▪ 2G VOIP阶段 2G软交换接口
▪ 3G R4阶段 R4软交换接口
2G Voice over TDM阶段 2G软交 换接口
ISUP MTP3 MTP2 MTP1
ISUP M3UA SCTP IP
BICC协议
BICC协议 – Bearer Independent Call Control protocol
‐承载无关的呼叫控制协议
– 由ISUP信令协议继承而来，能够无缝继承现有业务
‐应用在BICC架构中的呼叫控制接口，3GPP R4核心网电路 域Nc接口。
– 支持的底层协议栈
‐M3UA/SCTP/IP ‐SCTP/IP ‐MTP3B ‐MTP3/MTP2/MTP1 ‐支持TDM、ATM、IP三种不同的承载方式
2G MSC
IuUP AAL2 ATM
UTRAN
发展 阶段 2G VO TDM
软交换
Nc接口
Mc接口
与MSC接口
Nb接口
A接口
IuCS接口
MAP CAP 接口 MAP CAP
TDM承载
2G 软交换
ISUP TDM承载
/MTP3/2/1
H.248 IP承载
/SCTP/IP
ISUP 1）MSC-SG
TDM；/MTP
业务的呼叫控制和连接控制功能，是下一代网络呼叫与控制的核心。
核心思想:承载面与控制面分离
▪ SS-SoftSwitch （MSC Server）负责呼叫控制，即进行呼叫连接的建 立、监视和拆除，这包括为呼叫建立在整个网络内找寻最佳路由。 MGW－Media GateWay:负责媒体的传输，包 括将模拟的或者电路交换的 语音转换为分组交换的语音，反之亦然. SG-Signaling Gateway负责信令转换工作.实现SS7与IP间的信令互通.
BICC M3UA SCTP IP
ISUP M3UA SCTP IP
BSSAP SCCP M3UA A接口信令 SCTP IP
MSC Server
Nc IP
GMSC Server
Mc
Nb IP
Mc MGW/SG
NbUP RTP UDP IP
H.248 SCTP IP
BSSAP SCCP MTP3 MTP2 MTP1
软交换分层组网理念
业务管理
iOSS Policy Server App Server IN
网络控制
宽带接入 网络
SoftSwitch
SoftSwitch
核心交换
router
多业务分组交换网络
router
router
边缘接入
AMG
BAS
SG
TMG
WMG
GGSN
宽带接入网络
PSTN网络
2G/3G 无线网络
（2）语音压缩及处理功能
（3）资源控制与管理功能 （4）QoS 的管理功能
核心网电路域的演进过程
2G阶段 2G 传统交换 R4软交换 3G阶段
新增接口：MSC Server-RNC－IuCS 接口
2G软交换
Voice over TDM
2G软交换
Voice over IP
新增信令/协议：RANAP、IuUP 话音承载：IP