IMS 软交换和NGN的关系
软交换与IMS技术分析探讨
软交换与IMS技术分析探讨2009-12-22 15:131 引言随着互联网的蓬勃发展和社会经济的信息化，数据及多媒体业务将迅速超越传统语音业务，成为巨大的通信需求。
在此背景下，下一代网络（NGN）应运而生。
NGN 将基于IP 与Internet，其核心控制层形态目前正在经历软交换与IP 多媒体子系统（IMS）技术的竞争合作阶段。
软交换是近年发展起来的一种新的呼叫控制技术。
它具有分层的体系架构、基于分组传输、能提供多种接入方式等特点，并能综合提供语音、数据、多媒体业务。
近年来的现场试验及规模商用结果证明，软交换体系在技术上已经基本成熟。
同样地，IMS 也是NGN 的主要技术之一。
IMS 不仅可将单一类型的移动网络融合到全IP, 还是融合固定网、移动网和企业网的基础。
同时由于IMS 具有SIP 标准化接口的特性，使其适应NGN 业务与控制分离的基本原则，为支持各种业务奠定了基础，从而被当前业界公认为未来融合的控制平台，是面向未来多媒体通信的NGN 核心技术。
要解决好IMS 与软交换网络的融合问题，需要了解它们的技术特点与差别。
2 软交换软交换是基于包交换网络，以软件来实现交换与呼叫控制管理的网络技术。
它是网络演进以及下一代电信网络中的核心设备之一，独立于传输网络，主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、带宽管理、计费等功能，同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务以及多样化的第三方业务。
软交换技术从1998 年就开始出现并且已经历了实验、商用等多个发展阶段，目前已比较成熟。
全球范围早已有多家电信运营商开展了软交换试验，发展至今，软交换技术已经具备了替代电路交换机的能力，并具备一定的宽带多媒体业务能力。
软交换的基本含义就是把呼叫控制功能从媒体网关中分离出来，通过服务器上的软件实现基本呼叫控制功能，从而实现呼叫控制与承载的分离。
从广义上讲，软交换泛指一种体系结构，它包括四个功能层面：接入层、核心传输层、控制层和应用层。
IMS和NGN
近来IMS成为媒体关注的焦点，大有取代所有网络的气势，多个国际标准组织也在加紧制定其标准。
目前电信运营商实施网络转型的目的是要简化网络结构、减少网络运营成本，加速将新业务推向用户的能力和速度，优化运营商与用户之间的关系。
网络演进的发展凸显融合、调整、变革的新趋势，但运营商会根据自身的网络情况采用成熟稳健的策略。
一、IMS标准化概况1.TISPANTISPAN是2003年9月由从事固定网标准化的SPAN组织和进行VoIP研究的TIPHON组织进行了合并而成的，是ETSI旗下的从事NGN标准化研究的主要机构。
TISPAN分为八个工作组，包括业务、体系、协议、号码与路由、服务质量、测试、安全和网络管理工作组。
TISPAN将他们的研究计划分为阶段完成，第一阶段(Release1)主要研究能够提供多媒体业务的NGN系统，并计划于2005年中期完成Release1的研究。
目前，TISPAN定义的NGNRelease1业务能力要求能够支持PSTNEmulation业务、PSTNSimuiation业务、多媒体业务、数据业务等业务能力。
TISPAN定义的NGN体系结构包括PSTN仿真子系统(PSTNEmulation)、IP多媒体(IMS)、流媒体和其他业务等四个业务子系统，以及网络附着(NASS)和资源控制与接纳(RACS)子系统。
Release1将对PSTN仿真子系统(PSTN Emulation)、IP多媒体业务系统以及NASS、RACS接入子系统进行规范和研究。
IP多媒体子系统主要使用3GPP的IMS的核心网络作为核心控制系统，并在3GPP 规范的基础上对IMS系统进行扩展以支持xDSL等固定接入方式。
由于有线和无线网络在网络带宽、终端鉴权、位置信息和资源管理等多方面存在差异，TISPAN将在这些方面加以扩展，实现固定接入。
对于IP多媒体子系统的另一个研究重点在于完善IMS子系统与PSTN仿真子系统、RACS子系统和NASS子系统的互通。
IMS、软交换、NGN三者关系与网络演进
IMS、软交换、NGN三者关系与网络演进两年前业界在谈论NGN的时候，不同的人说的NGN差别很大，以至于有人提出了狭义的NGN和广义的NGN概念，以示区别。
现在，随着IMS概念在国内的引入，谈论IMS的人也多起来了，难免出现当初NGN概念刚推出时的情形。
因此，本文企图从什么是IMS和提出的背景开始，结合我们熟悉的软交换和NGN概念，来解读这三者之间的关系，以便对IMS的作用有一个更好的认识。
一、什么是IMS1、3GPP IMS和3GPP2 MMDMS是IP Multimedia Subsystem的英文缩写，最初出现于3GPP研究的R5版本3G系统中。
了解3GPP 3G移动系统的人知道，随着技术、业务和时间上的不断推进，3G的规范分为R’99、R4、R5、R6等版本。
从3G移动系统的核心网角度来看，R’99版本同2.5G相比，其网络架构是一致的，均存在一个电路域和一个分组域。
也就是说，从2.5G到3G的R’99，主要是在提供的业务上有所变化，而在网络架构上没有什么变化。
但是，到了R4版本，网络架构有了较大的变化。
其电路域的核心网不再基于TDM的电路交换方式，而是基于分组域相同的IP骨干网；同时，引入了MSC 服务器和媒体网关来替代传统的MSC，以便在R4版本的网络中提供语音业务。
所以，R’99到R4是网络架构上的变化，但在提供的业务上是没有区别，引入的MSC服务器也只是为了语音业务而设计。
自从以GPRS为代表的分组域概念推出后，出现了多种移动数据业务，也不乏有成功者，而在前几个版本中，对数据业务和应用的提供没有定义统一的网络架构，因此，到了R5版本，为了解决如何为移动数据用户提供IP多媒体业务，提出了IMS的概念。
也就是说，IMS是为了IP多媒体业务所提出，因此，从理论上来说，R4到R5主要是在提供的业务上，而不是在网络架构上的变化。
随着时间的进一步推移,以及无线和终端全IP化的出现，R4网络中的MSC 服务器架构将逐步退出，取而代之是IMS网络的扩大和扩张。
试述软交换、IMS及NGN的关系
丘日瞄盈 口囫困t2：U而IU丽I)U画．ZJ丽咖 。d酬帅
试 述 软 交 换 、 I MS及 NGN的 关 系
杨蔫 吴鹏 ( 中国移动通信集团设计院有限公司黑龙江分公司，黑龙江哈尔滨150000)
信息技术
摘要：在I MS出现之前， 软交换被认为是提供VOI P及其他NGN业务的理 想体系架掏。但自从3GPP在R5版本中提出了I MS标 准，人们 给予其极大的关 注。下一代网络( NGN)是业 界的热点话题， NGN是一 个非常宽泛的网 络概念，它涵盖了 从交换、接入、 数据承 载、传输、移动到业务和应用等电信网络的所有领域。 关键词：软件换：I MS；NGN
1前言 软交换和I MS都是属于NGN的业务网。 软交换是NGN的初级阶段，而I MS将是目标网 络技术．并成为—个融合的网络架构；软交换从 设备的实现而言，应该可以平滑演进到I MS，但 是从网络的演进而言，由于软交换将主要支持 传统的公共交换电话网腙合业务数字网业务。 而它的基本业务和补充业务都是在本地实现， 因此要实现向I MS的平滑演进有一定难度。 I Ms 不是NGN的全部，泛指一种业务网络架构 技术，就提供的业务而言，只代表I P多媒体业 务而已。 2 I MS是NGN的业务架构实例之一 I MS不是NGN的全部，而只是一种业务网 络架构技术，就提供的业务而言，只代表I P多 媒体业务。所以，I MS不能完全同NGN划等号。 3GPP I MS的接入与传输层基本上是由 RAN、SGSN、GGSN和IP网络组成的。也就是 说。3GPP 1MS主要是为移动多媒体用户设计 的。没有考虑移动窄带用户。而在1r ISPAN NGN网络 体系 架构中 。除了 I MS外， 还定义 了 PSTNVI SDN仿真子系统( PES)和流媒体子系统 等。也就是说，TI SPAN I MS只是TI SPAN NGN网络体系 架构中的— 个子集。仅 用来为移 动和固定宽带用户提供包括语音在内的多媒体 业务。 3GPP I MS是一 —卜 基于 SI P的全分布式网 络架构，便于实现和灵活部署，同时做到与接入 无关，支持控制与业务分离．提供普遍移动性和 用户数据的集中管理，具有良好的安全性。非常 有利十 固定和移动 融合。目前 。3GPP对 IMS的 定义已基本完善，涉及了业务、框架、实体、接 口、协议等 多个方面。 3软交换是NGN的具体物理实现之一 由于3GPP、TI SPAN以及I TU-T等国际标 准化研究组织通常只按照网络功能实体来研究 相应 的网络 组织 和网络 技术， 因此 ，不管 是 3GPP I MS还是TI SPAN I MS．都根据功能实体 来构建 相应的NGN网络结 构，并不关 心功能实 体在实际网络中是否就—个个实实在在的物理 实体。或者由其中的几个功能实体映射到一个 物理实体 上。 而软交换概念的提出，完全是对应于目前 PsTN上广泛使用的程控电话交换机，其考虑的 出发点更多的是将控制和承载分离。由于网络 中央只有软交换—个控制点。因此带来了许多 局限性。尽管软交换概念在提出之初，就放赋予 了NGN的历史使 命，但要它进一 步支持除语音 业务以外的如管带多媒体，移动等业务．也必须 像3GPP和TI SPAN一样．将功能逐步细化，并 将—些功能逐渐分离出来才行．如HSs 等。 也正是由于软交换更加注重物理实体的具 体实现．所以．也就有r 固定软交换、移动软交 换、窄带软交换和宽带软交换的提法。顾名思
NGN_软交换和IMS的关系_续合元
ＧＷ：网 关
ＮＡＣＦ：网 络 附 着 控 制 功 能 ＰＳＴＮ：公 共 交 换 电 话 网
ＩＳＤＮ：综 合 业 务 数 字 网 ＮＧＮ：下 一 代 网 络
ＲＡＣＦ：资 源 和 接 纳 控 制 功 能
▲图１ ＮＧＮ的框架结构
原 有 ＰＳＴＮ／ＩＳＤＮ的 许 多 特 征 ， 就 会 失 去 ＩＭＳ的 一些 天 然 优 势 ， 因 此 并 不 一 定 适 合 所 有 ＰＳＴＮ／ＩＳＤＮ业 务 的 提 供 。
中图分类号： ＴＮ９１５ ．６
文献标识码： Ａ
文章编号： １００９－ ６８６８ （２００６ ） ０５－ ０００１－ ０３
下一 代 网 络 （ＮＧＮ）从 其 概 念 提 出 之 日 起 ，关 于 它 的 名 称 、定 义 和 业 务 范围 的 讨 论就 是 热 点话 题 ，到 后 来关于它的业务层采用何种技术也 成 为 一 个 焦 点 问 题 。起 初 业 务 层 网 络 技 术 以 软 交 换 （Ｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈ） 技 术 为 主 ， 认 为 ＮＧＮ是 提 供 多 业 务 和 网 络 融 合 的 系 统 ；后 来 又 出 现 了 ＩＰ多 媒 体 子 系 统 （ＩＭＳ），认 为 ＩＭＳ将 会 取 代 软 交 换 成 为 ＮＧＮ在 业 务 层 的 主 要 网 络 技 术 。那 么 ＮＧＮ、软 交 换 和 ＩＭＳ的 关 系 如 何 ？软 交 换 的 作 用 何 在 ？下 面 就 这 些 问 题 进 行分析和探讨。
软交换和IMS的关系
软交换和IMS的关系摘要：当前软交换和IP多媒体子系统（IMS）成为下一代网络融合的2个方向，两者都基于IP承载，都具有呼叫控制与承载分离的思想。
根据二者的体系结构与特点，软交换可作为传统电话网的平滑过渡，而IMS在业务的应用方面具有更多的灵活性。
文章介绍了NGN、软交换及I MS等概念，对软交换及I MS 做了简单比较，并对网络融合方向提出了看法。
NGN 是英文Next Generation Net-work的缩写，字面意思是下一代网。
目前研究的NGN是一个基于分组的核心网络（有别于先前的时分复用网络），能够提供包括电信业务在内的多种业务，支持多种宽带能力和具有按需求的服务质量（QoS）进行传送的技术，实现与业务相关的功能与底层传送技术的独立。
它可以根据用户的选择自由地接入网络、业务提供者和业务。
软交换是交换是一种功能实体，为NGN提供具有实时性要求的业务的呼叫控制和连接控制功能，是NGN呼叫与控制的核心。
软交换技术作为业务/控制与传送/ 接入分离思想的体现，是NGN體系结构中的关键技术，其核心思想是硬件软件化，通过软件的方式来实现原来交换机务的控制、接续和业务处理等功能，各实体之间通過标准的协议进行连接和通信，在NGN中更快地实现各类复杂的协议及提供业务。
在我国《软交换设备总体技术要求》中规定，软交换是电路交换网向分组网演进的核心设备，也是下一代电信网络的重要设备之一。
它独立于底层承载协议，主要完成呼叫控制、媒体网关接入控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能，并可以向用户提供现有电路交换机所能提供的业务以及多样化的第三方业务IMS（IP multimedia subsystem，IP 多媒体子系统）是3GPP 在Release 5 及更高版本中提出的支持IP 多媒体业务的子系统，它为移动通信构建了提供IP 多媒体业务的统一的体系构架和基础设施，尤其基于SIP （sessioninitiation protocol，会话初始化协议）的功能丰富的业务控制过程，将IP 灵活的业务能力植根于移动通信体系之中，极大地提高了移动业务生成能力。
NGN与IMS中的共性和区别
NGN与IMS中的共性和区别软交换和IMS的出现是基于想讲移动网络和固定网络，语音的IP话和移动化，尤其是无线网络越来越普及IMS是一个在PS域上的多媒体控制/呼叫控制平台核心特点是采用SIP协议，具有分布式特点、接入无关的特性和标准开放的业务控制接口IMS被认为是下一代网络的核心技术，也是解决移动与固网融合，引入语音、数据、视频三重融合等差异化业务的重要方式下一代多媒体融合业务已成为通信市场的发展趋势。
这正与IMS不谋而合，业务驱动是网络演进的前提，技术驱动是网络演进的保证软交换更多地是把程控交换机“软”化，依旧与移动软交换是风马牛不相及的关系，IMS却因为与接入无关、支持用户漫游等特点，必然成为固定与移动融合的核心技术NGN与IMS中的共性和区别摘要基于电路交换的传统通信网络的IP化和宽带化，进而实现NGN的目标，是电信网络发展的必然趋势，本文详细分析了目前电信网络向NGN演进的两种主流方案：软交换和IMS。
结合国内外状况，我认为现阶段IMS和软交换应该共同存在，相辅相成；从长远来看，IMS是发展方向。
1、NGN的主旋律：网络融合随着信息技术的快速发展和互联网的迅速普及，人们对通信的需求呈现宽带化、个性化、综合化的特征。
为了满足人们多样化的需求，基于固定电话网、移动电话网和互联网多种异构网络融合，能够提供多媒体综合业务的、开放的下一代网络（NGN）体系架构逐渐形成。
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；它提供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。
NGN只是一个目标，并没有限定采用哪种技术来实现这一目标。
语音的IP化和移动化让固网运营商陷入困境，不得不将原有网络转型为可管理的IP网，希望通过整网向IP化的演进来稳固自身的语音通信收入，并希望通过各种增值业务来扩展自己的市场空间，现在传统通信网络向IP化和宽带化的演进已经成为趋势，电信运营商迫切需要一种技术把移动网络和固定网络融合在一起。
NGN中的软交换与IMS
Ｎ Ｎ 中的 软 交换 与 Ｉ Ｇ ＭＳ
王 向群
（ 京 邮 电 大学 通信 与 信 息 工 程 学 院 ， 苏 南 京 ２ ００ ） 南 江 １０ ３
摘要 ： 前软 交换 和 Ｉ 当 Ｐ多 媒 体 子 系 统 （ＭＳ 成 为 下 一 代 网络 融 合 的 ２个 方 向 ， 者 都 基 于 Ｉ Ｉ ） 两 Ｐ承
中图 分 类 号 ： Ｎ １ ． １ Ｔ ９９ ２ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文章 编 号 ： ０ １ ５—７ ４ （ ０ ７ ０ — ０ ８— ３ ０ ６ １２ ０ ） ２ ０ ３ ０
０ 引 言
２０ ０ ４年 ２月 的 ＩＵ—Ｔ Ｓ １ Ｔ Ｇ ３会 议 给 出 了下一 代 网络 （ Ｇ 的定 义 ： Ｇ Ｎ Ｎ） Ｎ Ｎ是一 个分 软 交 换
软交 换是 一种 功 能 实 体 ， Ｎ Ｎ 提供 具 有 实 为 Ｇ 时性 要求 的业 务 的 呼 叫 控 制 和 连 接 控 制 功 能 ， 是 Ｎ Ｎ呼叫 与控 制 的 核 心 。软 交 换 技 术 作 为 业 务／ Ｇ
图 １ 软 交 换 的 体 系结 构
ＩＵ—Ｔ将 Ｎ Ｎ 应 具 有 的基 本 特 征 概括 为 以 Ｔ Ｇ 下几 点 ： 多业 务 （ 音 与数 据 、 话 固定 与移 动 、 到 点 点 与广播 的会 聚 ） 宽 带 化 （ 有 端 到端 透 明性 ） 分 、 具 、 组化 、 开放 性 （ 制 功 能 与 承 载 能 力 分 离 ， 务 功 控 业
和用 户所 普遍 关 心 的 ， 是 Ｎ Ｎ与 目前 的互 联 网 也 Ｇ
的主要 区别 。
核心交换层
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NGN网络发展中软交换及IMS应用分析
NGN网络发展中软交换及IMS的应用分析摘要：软交换是一种正在发展的概念和技术，核心是一个标准化协议和应用编程接口的开发体系结构，以便提供更广泛的应用和业务平台。
本文介绍ngn网络发展中软交换及ims的应用分析，以期为相关研究者提供借鉴。
关键词：ngn网络；软交换；ims中图分类号：tn711 文献标识码：a 文章编号：1001-828x（2013）05-0-01一、软交换的应用软交换是一种正在发展的概念和技术，核心是一个标准化协议和应用编程接口的开发体系结构，以便提供更广泛的应用和业务平台。
软交换的核心思想是通过硬件软件化的思想来实现原来交换业务的控制连接和处理，可以同时在同一个网络上提供语音、数据以及多媒体业务。
软交换的体系结构如图1所示。
由图可知，软交换体系结构分为业务管理层、网络控制层、核心交换层和边缘接入层。
边缘接入层：负责将各种网络和终端设备介入软交换体系机构；核心交换层：对各种不同的业务和媒体流提供公共的传送平台，多采用基于分组的传送方式，目前比较公认的核心传送网为ip网或atm骨干网；网络控制层：其主要实体为软交换设备，完成呼叫控制、媒体网关接入控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等功能，并可向用户提供基本语音业务、移动业务、多媒体业务以及api接口；业务管理层；在呼叫控制的基础上向最终用户提供各种增值业务。
在软交换系统中，ip承载使网络调整更为灵活，同时也使媒体能力增强，进而带来一些新的业务，增强运营商网络的网络价值。
另一方面，软交换分离的架构使得网络部署更灵活，可以有效降低运营商网络的建网成本和运营维护成本。
二、ims的应用ims（ip多媒体子系统，ip multimedia subsystem）在3gpp release 5版本中提出，是对ip多媒体业务进行控制的网络核心层逻辑功能实体的总称。
ims体系结构从上向下分为四层：应用层、控制层、承载层和接入层。
应用层主要实现传统的电话业务、智能网的接入以及提供基于sip的非传统电信业务等；控制层主要完成基本会话的控制、sip会话路由控制等功能；承载层采用具有qos 保证的ip网进行承载；接入层主要完成各类sip会话的发起、终结，完成与传统pstn/plmn间的互联互通。
现代交换原理 第8章 NGN与软交换
21
媒体网关控制协议
MGCP协议是软交换机和媒体网关之间或软交换 与MGCP终端之间的通信协议或软交换与MGCP终端之 间的通信协议，用于完成软交换对MG的控制，处理 软交换与媒体网关的交互，软交换通过此协议来控 制媒体网关或MGCP终端上的媒体/控制流的连接、建 立和释放。
22
MGCP协议栈
MGCP UDP IP Security IP 接入层
本章小节
下一代网络NGN是一种开发、综合的网络架构，提供语 音、数据和多媒体等业务，NGN通过优化网络结构，既实现 了网络融合，又实现了业务的融合。 软交换是NGN中的关键技术，，NGN采用分层体系结构， 将网络分为业务层、控制层、承载层和接入层等四层结构， 软交换设备位于控制层。它独立于传送网络，主要完成呼叫 控制、资源分配、协议处理、路由、认证和计费等功能。 软交换网络可以通过多种网关设备与其它现有网络相连， 包括有PSTN、No.7信令网、智能网和H.323网络等，保证了 软交换网络的兼容性。软交换网络是一个开发的体系结构， 各个功能模块之间采用标准的协议进行互通，包括有MGCP协 议、H.248/MEGACO协议、SIGTRAN协议、SIP协议、H.323协 议。
27
SIGTRAN协议栈
MTP-3用户
TCAP
Q.931
V5.2
信令应用层
MTP-3 M3UA M2PA M2UA M3UA IUA V5UA
信令适配层
SCTP
信令传送层
IP
IP层
SIGTRAN协议参考模型
28
SCTP功能描述
（1）偶联的建立和释放 （2）流内数据的顺序递交 （3）用户数据分段 （4）数据接收确认和避免拥塞 （5）块复用
浅析IMS在固网向NGN过渡中扮演的角色
浅析IMS在固网向NGN过渡中扮演的角色发布时间：2021-11-26T02:34:13.466Z 来源：《科学与技术》2021年第24期作者：胡仁杰[导读] ：软交换与IMS作为目前被主流下一代融合网的核心框架技术胡仁杰中国民用航空西南地区空中交通管理局四川省成都市 610200摘要：软交换与IMS作为目前被主流下一代融合网的核心框架技术，是传统的PSTN网络向NGN和V oIP过渡的关键。
近年来，国内网络运营商逐渐加大IMS网络的建设。
关键词：IMS；PSTN；NGN；角色前言：NGN(Next Generation Network)，广义上讲是指下一代融合网。
狭义上是指固网软交换，它主要思想是在一个统一的网络平台上以统一管理的方式提供多媒体业务，同时在整合现有的市内固定电话、移动电话的基础上，增加多媒体数据服务以及其他增值型服务。
其中语音交换采用软交换技术，而平台的主要实现方式为IP技术，逐步实现统一通信。
固网软交换是基于TDM的PSTN语音网络和基于IPATM的分组网络融合的产物，它是一种业务驱动型网络，采用综合、开放、融合的网络架构，通过业务与呼叫控制完全分离、呼叫控制与承载完全分离，从而实现相对独立的业务体系，使业务独立于网络。
从而有效地提高了网络通信的质量。
随着通信事业的快速发展，人们对通信质量，业务种类要求逐渐增高，促进核心技术不断推成出新。
一、NGN的核心技术随着下一代网络的迅速发展，网络运营商的运营范围不断被打破，语音通信的IP化和移动化让原来的固网运营商（例如中国电信）陷入难题，不得不将原有网络转型为可管理的IP网，希望通过整网向IP化的渐进来稳固自身的语音通信收入，并希望通过各种增值业务来扩展自己的市场空间，在这种情况下，软交换和IMS作为为当前主流的两种技术有着各自的特点。
1.软交换及其特点。
软交换是利用把呼叫控制功能与媒体网关分开的方法来构建公用电话交换网(PSTN)与IP电话的一种交换技术。
现代网络交换技术-NGN与软交换技术
8.3.3 信令网关
• 在下一代网络中，信令网关（SG， Signaling Gateway）是在IP传送网和No.7信 令网的边界设备。
• 它可向/从IP设备发送/接收No.7信令信息， 并可管理多个网络之间的交互和互连，以便 实现无缝集成。
• 其实质就是为了实现PSTN端局与软交换 设备之间的No.7信令互通，实现信令承载 层电路交换与IP分组交换的转换功能。
• 通过各种接入手段将用户连接至网关，由 网关接入传送层，实现不同用户的接入，并 实现不同信息格式之间的转换。
• 接入层设备不具有呼叫控制功能，必须和 控制层设备相配合，才能完成所需要的操作。
（1）媒体网关 （2）信令网关 （3）综合接入设备
2．传送层
• 传送层对各种不同业务和媒体流提供传送 的公共平台，一般采用基于分组的传送方式。
• 在网络侧，IAD的接口类型可以是数字用 户线路（DSL，Digital Subscriber Line）、 10/100M以太网接口、1 000M以太网（GE） 接口等。
• 在用户侧，IAD的接口主要是Z接口（模 拟用户接口）、10/100M以太网接口。
• IAD的优势在于数据业务在网络中具有很 好的通过性，而为了满足话音业务的质量 要求，IAD必须具有下列功能。
• ETSI、3GPP提出的NGN分层结构包括传 送层、会话控制层和应用层，如图8-1所示。
图8-1 ETSI和3GPP提出的NGN分层结构
• ITU以ETSI和3GPP提出的NGN分层结构 为基础，进一步明确区分各层的功能，提 出了各层的细化模型，如图8-2所示。
图8-2 ITU提出的NGN功能分层的模型
• 以软交换为核心的交换系统如图8-5所示。
NGN和软交换的发展
在移动通信网络中，软交换技 术用于构建高效、可扩展的网 络架构，支持语音、数据和多 媒体业务。
专网和虚拟运营商
软交换技术也广泛应用于专网 、虚拟运营商等领域，提供灵 活、定制化的通信服务。
物联网和5G网络
随着物联网和5G网络的发展， 软交换技术将进一步拓展应用 场景，支持海量设备接入和低
技术发展趋势
IPv6的普及
01
随着IPv4地址的耗尽，IPv6将逐渐成为主流，为NGN和软交换
提供更广阔的地址空间。
云计算技术的融合
02
云计算技术将与NGN和软交换深度融合，实现资源动态分配、
弹性扩展和按需服务。
5G技术的推动
03
5G技术将为NGN和软交换带来更高的传输速率、更低的延迟和
更大的连接数。
软交换采用软件实现传统交换机的功能， 具有更高的灵活性和可扩展性。
分布式网络架构
支持多种协议和接口
软交换采用分布式网络架构，将控制和承 载分离，提高了网络的灵活性和可扩展性 。
软交换支持多种协议和接口，如SIP、 H.323等，能够与不同厂商的设备互操作。
NGN和软交换的关系
01
NGN和软交换都是基于分组的网络技术，支持话音、数 据和多媒体业务。
ngn和软交换的发展
目录
• NGN和软交换概述 • NGN的发展历程 • 软交换的发展历程 • NGN和软交换的比较分析 • NGN和软交换的未来发展趋势
01 NGN和软交换概述
NGN的定义和特点
A
定义
下一代网络（NGN）是一种基于分组的网络， 能够提供电信业务和宽带业务，采用开放、标 准体系结构，支持话音、数据和多媒体业务。
对通信行业的影响
移动NGN、IMS网络架构及其平台的探讨
移动NGN、IMS网络架构及其平台的探讨经过几年的技术探讨和测试，3G似乎已是万事俱备只欠东风。
与固定核心网络技术较成熟但投资相对乏力的现状相比，在移动通信市场强大的投资推动下，移动核心网络应该更有可能后来居上，在几年内快速打造成全国规模的下一代移动核心网络，实现网络架构NGN 化，网络设备平台通用化。
中国移动市场目前完美的财政状况和用户增长形势，及中长期更加竞争化的市场和ARPU必然下降趋势，不断督促着设备提供商和电信运营商提供和建设更有成本优势、更强大、方便未来演进的下一代移动核心网络。
具体来说下一代移动核心网络应达到以下要求：达到成本优化，综合考虑CAPEX和OPEX有利于快速业务引入，包括网络架构和设备改造等方面符合电信/IT技术和业务融合发展的要求，更加具有开放性同时保证网络稳定和质量，确保最终客户的满意度为满足这些要求，通信界经过十几年的技术准备和探索，已普遍认可网络架构NGN化的发展方向，并逐渐确定网络设备平台通用化的发展策略。
两种发展方向相互交织、相互促进，共同成为下一代移动核心网络的核心要素。
下一代核心网络架构特点1.移动NGN网络架构NGN化在移动界的普遍认同应该归功于3GPP中R4的电路域NGN和R5/R6/R7的IMS规范的确定。
而目前业界正广泛讨论的NGMN在核心网侧架构更延续和拓展了NGN化的趋势。
图一：R4 NGN结构图R4电路域NGN的基本思想是承接IETF组织的承载控制分离的定义，即承载由MGW 完成、控制由MGC（又称软交换）完成，其结构图参见图一。
可以说R4 NGN架构的选择已经是下一代移动核心网络发展的第一步，已基本满足相应的要求，如下做一简要分析：成本优化可分为机房环境、局所数量、传输资源、维护人员等几个方面考虑。
在机房环境成本方面，由于设备尤其是MGW普遍采用了更新的技术，占地、耗电、空调等的成本都能大大降低，估计能优化70％。
在局所数量成本方面，集中控制的MGC可以保证更少的局所，这尤其在目前国内流行的大本地网组网方式上更能体现，估计能优化50％。
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IMS、软交换和NGN的关系本文关键字: 3GPP2UMTS ETSI ITU运营商PSTN网关多媒体电信服务器接入网网络下一代网络信令DSL SGSN宽带接入SIP电话网移动通信ATM软交换IMS QoS NGN下一代网络(NGN)是业界的热点话题，其中关于IP多媒体子系统(IMS)、软交换(Softs witch)的定位和未来发展方向需要达成共识。
软交换和IMS都是属于NGN的业务网。
软交换从设备的实现而言，应该可以平滑演进到IMS，但是从网络的演进而言，由于软交换将主要支持传统的公共交换电话网/综合业务数字网(PSTN/ISDN)业务，而它的基本业务和补充业务都是在本地实现，因此要实现向IMS 的平滑演进有一定难度。
接纳控制是人们在NGN中引入的一个全新的概念，位于业务控制层和承载传送层之间。
通过实行资源接纳控制，向上向业务层屏蔽传送网络的具体细节，支持业务控制与传送功能相分离，向下感知传送网络的资源使用情况，通过接纳和资源控制，确保正确合理地使用传送网络资源，从而保证业务的服务质量(QoS)，并防止带宽和业务被盗用的现象发生。
对资源接纳控制的研究已成为国内外标准化组织的热点课题，ITU-T、TISPAN、3GPP、3GPP2以及中国标准化协会(CCSA)都对其进行了不同程度的研究。
各组织对资源接纳控制的称谓不同，功能架构和研究的范围等也有一定程度的差别。
资源接纳控制首先在TISPAN中明确提出，其相关功能称为资源接纳控制子系统(RACS)，目前已经发布了R1阶段的规范ETSI ES 282 003 v1.6.8。
ITU-T中相关功能称为资源接纳控制功能(RACF)，在2004年6月启动的下一代网络热点组(FGNGN)中展开研究，2005年11月FGNGN工作结束后，相关工作继续在ITU-T的其他研究组中进行。
ITU-T SG13研究组主要研究RACF的功能架构，其R1阶段的草案Y.RACF已经在2006年7月份的会议上通过；SG11组对RACF涉及到的物理实体之间的接口和协议进行研究，目前已经制订了5个接口的7个规范草案，还有两个规范已经纳入计划。
3G PP中与资源接纳控制相关功能被称为策略和计费控制(PCC)，目前已经发布了3GPP R7版本的规范3GPP TS 23.203 v1.0.0。
中国对资源接纳控制功能的研究基本上与ITU和TISPAN的研究保持同步，在2006年的3月召开的网络总体工作组(WG1)13次会议和信令与协议工作组7次会议上分别通过了《电信级IPQoS体系架构》和涉及的3个接口协议的技术报告，部分成果已经转化为文稿提交给TISPAN和ITU-T中的相关研究组。
1、功能架构和实体1.1 TISPAN RACS的功能架构TISPAN RACS R1阶段的功能架构如图1所示[1]。
RACS由两个实体组成：基于业务的策略决策功能(SPDF)和接入资源接纳控制功能(A-R ACF)。
SPDF向应用层提供统一的接口，屏蔽底层网络拓扑和具体的接入类型，提供基于业务的策略控制。
SPDF根据应用功能(AF)的请求选择本地策略，并将请求映射成IPQoS参数，发送给A-RACF和边界网关功能(BGF)，以请求相应的资源。
A-RACF位于接入网中，具有接纳控制和网络策略汇聚的功能。
从SPDF接收请求，然后基于所保存的策略实现接纳控制，接受或拒绝对传送资源的请求。
A-RACF通过e4参考点从网络附着子系统(NASS)获得网络附着信息和用户QoS清单信息，从而可以根据网络位置信息(例如接入用户的物理节点的地址)确定可用的网络资源，同时在处理资源分配请求时参考用户QoS清单信息。
传送层中包含3种功能实体，其中BGF是一个包到包(Packet-to-packet)网关，可位于接入网和核心网之间(实现核心边界网关功能)，也可以位于两个核心网之间(实现互联边界网关功能)。
BGF在SPDF的控制下完成网络地址转换(NAT)、门控、QoS标记、带宽限制、使用测量以及资源同步功能。
资源控制执行功能(RCEF)实施A-RACF通过Re参考点传送过来的接入运营商定义的二层/三层(L2/L3)媒体流策略，完成门控、QoS标记、带宽限制等功能。
二层终结功能(L2TF)是接入网中终结二层连接的功能实体。
RCEF和L2TF是两个不同的功能实体，通常在物理设备IP边缘(Edge)上一起实现。
R1阶段没有对接入节点进行研究。
1.2 ITU-T RACF的功能架构ITU-T RACF的功能体系架构如图2所示[2]。
和TISPAN RACS的功能架构一样，RACF也由两部分组成：策略决策功能实体(PD-FE)和传送资源控制功能实体(TRC-FE)。
PD-FE和传送技术无关，和业务控制功能(SCF)也无关。
PD-FE基于网络策略规则、SCF提供的业务信息、网络附着属功能(NACF)提供的传送层签约信息，以及TRC-FE提供的资源接纳决策结果，然后作出网络资源接纳控制的最后决策。
PD -FE基于每个流对PE-FE进行门控制，基于业务使用策略规则。
TRC-FE和业务无关，但和传送技术相关。
TRC-FE负责收集和维护传送网的拓扑和资源状态信息，基于拓扑、连接性、网络和节点资源的可用性，以及基于接入网中传送层签约信息等网络信息控制资源的使用，对传送网络实行接纳控制。
PD-FE通过Rt参考点请求TRC-FE检测或者决定所请求的媒体流路径上的QoS资源。
传送层由策略执行功能实体(PE-FE)和传送资源执行功能实体(TRE-FE)组成。
PE-FE是包到包网关，可以位于用户终端设备(CPE)和接入网络之间、接入网和核心网之间或者不同运营商网络之间，是支持动态QoS控制、端口地址转换(NAPT)控制和NAT穿越的关键节点。
TRE-FE执行TRC-FE指示的传送资源策略规则，其范围和功能以及Rn参考点有待进一步研究，不在R1阶段的研究范围之内。
2、TISPAN RACS和ITU-T RACF的异同点2.1 功能实体和参考点从功能上看，PD-FE和SPDF相对应，但SPDF还包括TRC-FE的部分功能，如收集传送层资源使用情况。
TRC-FE和A-RACF相对应，但不完全相同，TRC-FE的位置更加灵活，可以位于接入网络中，也可以位于核心网络中，而A-RACF是接入网中的一个功能。
根据在网络中位置的不同，PE-FE分别和核心边界网关功能(C-BGF)、互联边界网关功能(I-BGF)以及RCEF 相对应[3]。
由于功能定义的差异，在参考点方面相应地也有一些不同。
首先，由于RACF架构中PD-FE可能需要给PE-FE推送一些关于底层网络的信息，如物理连接标识符和逻辑连接标识符，而这些信息需从NACF中获取，因此RACF和NACF的连接点为PD-FE，而TISPAN架构中RACS和NASS的连接点为A-RACF[4]。
ITU-T RACF的架构考虑了接入网、核心网以及外部网络全程的QoS控制，而TISPAN RACS架构在R1中只考虑对接入网进行控制，对IP核心网、外部网络等未定义。
为此，相对于RACS，RACF增加了新的参考点，包括同一个运营商网络内多个PD-FE实例之间的Rd参考点，不同运营商之间PD-FE实例之间的Ri参考点，同一运营商核心网中多个TRC-FE实例之间的Rp参考点。
RACF架构中涉及的参考点和RACS之间的对应关系，如表1所示2.2 接入网类型和终端RACF定义了3种类型的终端，第1类是没有QoS协商能力的CPE，在发起业务请求的时候不能直接请求QoS资源；第2类是具有业务层QoS协商能力的CPE，如能发出会话描述的支持会话初始协议(SIP)的电话，通过业务层信令执行QoS的协商；第3类是具有传送层QoS协商能力的CPE，如通用移动通信系统(UMTS)终端，支持资源预留协议(RSVP)或者其他传送层信令(如PDP上下文、A TM PNNI/Q.931等信令)，能通过传送设备，如不对称数字用户线接入复用器(DSLAM)、服务通用分组无线业务支持节点/网关通用分组无线业务支持节点(SGSN/GG SN)等，直接执行传送层QoS的协商。
因此，RACF中的CPE考虑了移动这种情况，而目前TISPAN RACS中只考虑了数字用户线(xDSL)方式的接入网，终端类型包括上述的第1类和第2类。
2.3 资源控制模式RACF支持“拉(Pull)”和“推(Push)”两种方式的QoS资源控制模式[5]，以适应不同类型的CPE。
所谓Pull方式是指SCF为CPE发起的业务向RACF请求QoS资源授权和资源预留，传送功能收到传送层QoS信令消息时主动向RACF请求决策。
这种方式适用于第3类具有传送层QoS 协商能力的CPE，可以通过传送层QoS信令显式地请求QoS资源预留。
所谓Push方式是指SCF为CPE发起的业务向RACF请求QoS资源授权和资源预留，如果该请求能够满足，则RACF主动将决策推送给传送实体(TE)以获得相应的传送资源。
这种方式适用于第1类和第2类CPE，对于第1类CPE，SCF代表CPE决定所请求的业务的QoS需求；对于第2类CPE，SCF从应用层信令中提取QoS需求。
目前RACS只支持Push模式。
2.4 选择机制为了能够在相关功能实体之间传递QoS请求，功能实体首先需要选择通信方，RACF 定义了两种机制：静态机制和动态机制[5]。
所谓静态机制是指功能实体通过静态配置的本地信息确定对端实体(例如SCF到PD-FE，PD-FE到PE-FE、TRC-FE)的IP地址或者域名。
所谓动态机制是指功能实体通过动态信息(如根据业务类型和业务属性组合)确定对端实体和对应的网络地址，或使用用户标识查询域名服务器(DNS)。
目前RACF要求必须支持静态机制，动态机制任选。
RACS中AF可以通过与NASS的接口或者本地配置获得SPDF的IP地址或者域名，SPDF通过本地配置获取A-RACF和BGF的地址。
2.5 组网和互联ITU-T考虑了两种引入RACF之后实现端到端QoS的组网模式[6]，当接入网和核心网属于不同运营商时，可以由应用层SCF完成不同运营商之间的QoS协商，SCF分别和接入网以及核心网的PD-FE通过Rs参考点进行交互，接入网和核心网的PD-FE之间没有交互；也可以在RACF层完成QoS协商，SCF通过Rs参考点仅仅和核心网的PD-FE交互，接入网和核心网的PD-FE之间通过Ri参考点互通。
不同运营商的核心网之间的互联与上述一致。
TISPAN是在假设核心网络部分的QoS可以得到保证的情况下，专注于解决接入网部分的QoS，因此未涉及到端到端的QoS实现。
核心网和接入之间通过C-BGF进行互联，核心网之间通过I-BGF进行互联2.6 和NACF/NASS的交互ITU-T RACF和NACF之间交互的信息描述目前不清晰，而TISPAN中明确规定了A-RACF如何对应来自NASS和SPDF的信息，从而完成对资源接纳的控制。