软交换技术北京邮电大学课件

软交换技术产生驱动力： 软交换技术产生驱动力： ①分组交换的驱动 ②业务需求的驱动 ③网络开放的驱动 ④网络融合的驱动
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软交换系统原理
软交换概念 软交换系统组成 软交换系统协议栈 软交换系统网关和接入技术 软交换系统业务技术 软交换控制器原理
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1.软交换概念 1.软交换概念
传统电路交换机体系结构
中继网关（TG/TMG） 中继网关（TG/TMG）
提供中继接入，可以和软交换以及信令网关配合替代现有的 提供中继接入 汇接/长途局，因此可放置在现有电话网的汇接/长途局位置。中 继网关由软交换控制，主要作用是将媒体从一种传输格式转换为 将媒体从一种传输格式转换为 另一种传输格式，最常见的是将电路媒体格式转换为分组媒体 另一种传输格式 格式。中继网关要实现以下几种功能： 1）异构网络接入 2）媒体流的映射功能 3）受控操作功能： 在软交换的控制下，中继网关能够选择 编码压缩算法、能够检测各种特殊的信号，能够对自身资源 进行申请、预约、占用、释放等操作。 4）管理和统计功能
3G/B3G
NGI IPV6 MSTP ASON Softswitch IMS
NGN主要技术方向 NGN主要技术方向
NGN
下一代 交换网： 交换网： 软交换 IMS
下一代 传送网： 传送网： MSTP ULH ASON
下一代 互联网： 互联网： NGI/IPv6
下一代 接入网： 接入网： Wimax, GPON， GPON， NomeNet IPTV
程控交换机的历史贡献： 程控交换机的历史贡献： 史贡献
用软件实现对交换的控制
存在问题：
新业务功能开发复杂 新业务标准统一困难 新业务实施灵活性差 扩展接入能力局限性大（协议，终端） 扩展接入能力局限性大（协议，终端）
1.业务层技术演进 1.业务层技术演进 典型的智能网结构
早期的新业务提供方式 业务结点（ 业务结点（Sevice Node): 汇接局方案（特殊局向-集中提供业务） 汇接局方案（特殊局向-集中提供业务） 1.交换机技术 1.交换机技术 2.CTI技术 2.CTI技术 问题：流量瓶颈，组网困难， 问题：流量瓶颈，组网困难，业务生成笨重
-----信息产业部
2.软交换系统组成 2.软交换系统组成
智能网
业务/ 业务/管理层
SCP
AS
业务提供 商
NMC
运行支 撑系统
应用服务器
提供业务执行，管理，开发环境
系统管理中心
－提供系统管理功能 －连接运行支撑系统 其它软交 换系统
会话控制层
MS
SSC
媒体服务器 软交换控制器（软交换机） 软交换控制器（软交换机） 中继媒体网关 －提供特殊媒体资源 – 呼叫控制 综合接入设备 信令网关 接入网关 －连接PSTN与IP网络 核心传送层 －提供IVR功能 网络 －用于终端用户/PBX/无线基站的接入 －连接SS7和 IP －实现媒体传输格式转换 – 资源管理 －用于传统用户终端设备的接入 – 路由控制 －主要用于中继接入 －实现SS7信令传输格式转换－完成用户端数据、语音等的接入功能 －完成媒体流转换和用户信令处理等功能
资源接入层
CMTS
信令 网关
媒体 网关
短消息 网关
定位 网关
EMAIL 网关
Switch/SSP/MSC SMS SERVER
MGCP/SIP/ H.323终 端 终
EMAIL SERVER
CM/MTA
End User HLR
Cable Network
PSTN/GSM/IN INTERNET
参考书：（北京邮电大学出版社出版） 参考书：（北京邮电大学出版社出版） ：（北京邮电大学出版社出版 《软交换与IMS技术》 软交换与IMS技术》 IMS技术 下一代网络业务支撑环境》 《下一代网络业务支撑环境》 异构网络中间件与开放式API技术》 API技术 《异构网络中间件与开放式API技术》 基于软交换的下一代网络解决方案》 《基于软交换的下一代网络解决方案》 下一代网络业务冲突的控制方法》 《下一代网络业务冲突的控制方法》
SIGTRAN
M3UA SCTP
SCCP
协议分类
按功能实体划分：
软交换设备和应用服务器间的接口：SIP、INAP和Parlay API等； 软交换设备和媒体网关间的接口：MGCP和Megaco/H.248等； 软交换设备之间的接口：BICC和SIP-T； 软交换设备和媒体服务器间的接口：MGCP和SIP； 软交换设备和IP终端之间的接口：MGCP、SIP和H.323等； 软交换设备和维护管理服务器间的接口：SNMP和COPS等。
网络能力的开放
能力特征集： 能力特征集： 1）基本呼叫控制 ） 2）多方呼叫控制 ） 3）多媒体呼叫控制 ） 4）会议呼叫控制 ） 5）基本用户交互 ） 6）移动性管理 ） 7）终端能力 ） 8）数据会话控制 ） 9）通用消息 ） 10）连通性管理 ） 11）帐户管理 ） 12）计费管理 ） 13）策略管理 ） 14）呈现和可用性管理 ） Network 15）多媒体消息 ） Resources ……
... 应用编程接口API
Framework Interfaces
Resource Interface
Service Interface Service Interface
Resource Interface
Resource Interface
资源
提供目前 和将来网 络能够提 供的各种 网络资源 的控制能 力
下一代 移动网： 移动网： 3G E3G B3G
以软交换为核心的NGN示意模型 以软交换为核心的NGN示意模型 NGN
业务层
AAA 服务器 RADUIS 应用 服务器 Parlay API SIP
SIP-T/BICC
网管 服务器 SNMP 消息 服务器
控制层
媒体 服务器
软交换
软交换
核心传送层
核 心 传 输 网 络 （ IP网 ） 网
信令网关 SG 中继网关 TG 接入网关 AG 综合接入设备IAD 综合接入设备
信令网关
用来实现SCN网络与 网络的信令互通 网络与IP网络的信令互通 网络与 网络的信令互通，提供SS7信令点和IP网内呼 叫控制实体（软交换/呼叫服务器/媒体网关控制器）双向的信令接口，实 现SCN信令信息的中继、转换或终结处理。 信令网关的协议包含两部分：SCN侧信令协议和IP网络侧协议。在 SCN信令侧，信令网关必须发送、接收标准的SCN信令消息，如标准的 七号信令协议。IP网络侧采用IETF的SIGTRAN协议，完成7号信令在IP 网络层的封装，解决7号信令网与IP网实体相互跨界访问的需要。
H.225 (TCP) Q.931
Capabilities Exchange Open Logical Channel Open Logical Channel Acknowledge
H.245 (TCP)
RTP Stream RTP Stream RTCP Stream
Media (UDP)
SIP（Session Initiation Protocol会话启动协议） 会话启动协议） 会话启动协议
– 地址解析/翻译
外围接入层
SG
MG
AG
IAD
7号信令 网络
PSTN
各类接入 网
其它VoIP 系统
3.软交换系统协议栈 体现通信软件特征） 3.软交换系统协议栈（体现通信软件特征）
BSSAP
MAP INAP TCAP ISUP Parlay API H.323 CORBA TCP IP UDP FTP SIP MGCP、 、 Radius SNMP Megaco
内容安排
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软交换技术产生的背景 软交换系统原理 软交换组网
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思考：软交换的主要技术特征是什么？ 思考：软交换的主要技术特征是什么？ 面临什么问题 背景） 问题（ 面临什么问题（背景） 采用什么方法 原理） 方法（ 采用什么方法（原理）
1
软交换技术产生的背景
业务层技术演进 VoIP技术的发展 VoIP技术的发展 控制层技术演进
智能网技术又面临新问题
与各个承载网捆绑 业务执行环境技术封闭 网络资源不能共享
网络结构需要改变
开放业务
统一传输
多种接入
异构网络中间件的产生
1）为网络运 ） 营商范围之 外的第三方 提供安全可 控的接入网 络资源的能 力 2)提供资源能 提供资源能 力的注册、 力的注册、 查找和订购
Application Application 业务/应用 业务 应用
举例
接入网关 (AG/AMG)
用户网络接入软交换核心传送层的“入口”，负责大容量密集 用户或各种接入网用户的综合接入。 与中继网关相同点：接入网关的主要功能是媒体处理功能 接入网关的主要功能是媒体处理功能，负 接入网关的主要功能是媒体处理功能 责将SCN侧语音转换为RTP/RTCP分组进行发送，反之亦然。接入 网关可以通过各种具有语音动态预测编码技术的编码器（如G.711、 G.723和G.726及其变种）来优化带宽。 与中继网关不同的点：接入网关除具有媒体处理功能外，通常 还具有用户信令处理功能。 还具有用户信令处理功能
Байду номын сангаас
普通交换机
呼叫控制与业务处理物理分离产生智能网
业务生成环境SCE 业务生成环境
LAN(TCP/IP)
业务管理系统SMS 业务管理系统
业务控制点 SCP
数据网
LAN(TCP/IP)
信令网 独立智能 外设IP 外设
业务管理接入点 SMAP
业务交换点SSP 业务交换点SSP 特殊的交换机） （特殊的交换机）
多种技术体系并存的共性
媒体控制器MGC 媒体控制器 网守GateKeeper 网守 SIP 终端
MGCP 终端
IP 网
集成接 入设备
H.323 终端
计算机
电话
传真
3.控制层技术演进（移动网为例） 控制层技术演进（移动网为例） 控制层技术演进
2G移动通信系统结构 移动通信系统结构
3G移动通信系统 结构 移动通信系统R4结构 移动通信系统
按协议功能划分：
呼叫控制协议：包括ISUP、BICC、SIP-T、SIP、H.323等； 媒体控制协议：包括H.248、MGCP、SIP等； 应用支持协议：包括PARLAY、SIP、INAP、MAP、LDAP、RADIUS等； 维护管理协议：包括SNMP、COPS。
4.软交换网关和接入技术 软交换网关和接入技术
现代交换原理
第七部分
软交换技术
下一代网络NGN定义 下一代网络NGN定义 NGN
2004年2月，ITU-T在新颁布的 《Y.NGN-overview》建议草案中给 出了下一代网络的初步定义： “NGN是一个分组网络 分组网络，它提供包括 分组网络 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 QoS能力 QoS能力的传送技 术，实现业务功能与底层传送技术 的分离 分离；它提供用户对不同业务提 分离 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。”
软交换体系结构
应用服务器
网络管理与计费
业务控制层
管理/业务控制 管理 业务控制 开放的接口协议
信令/呼叫控制 信令 呼叫控制 电路交换矩阵
软交换机
分组交换网
呼叫控制层 媒体交换层
外围模块
接入网关
接入层
软交换定义
网络演进以及下一代分组网络的核 心设备之一。它独立于传送网络， 心设备之一。它独立于传送网络，主要 完成呼叫控制、资源分配、协议处理、 完成呼叫控制、资源分配、协议处理、 路由、认证、计费等主要功能， 路由、认证、计费等主要功能，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， 的所有业务，并向第三方提供可编程能 力。
Network Resources
FRAMEWORK
End User
2.VoIP技术的发展 技术的发展
SCN GW
IP 网守
SCN 信令 SG B MGC A MG 语音
IP 网守 H.323 终端
H.323 终端
网关功能的分离举例
H.323协议 协议
RAS (UDP) 注册和接入管理
Setup Connect
Applications
Parlay API
Call Control User Interaction Policy Management Charging Account Management Terminal Mobility Capabilities Data Presence Session Control Connectivity Management Generic Messaging