精品课件-现代交换原理与技术课件-赵瑞玉-第7章

这是传统程控交换机无法实现的。
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随着通信网络发展从技术驱动向业务（需求）驱动转变，业务逐 渐成为用户关注的焦点。
软交换向互联网内容提供商（ICP）提供开发的业务接口（Open API），由于分工的ICP往往比软交换设备提供商更熟悉特定业 务，所以ICP提供的业务更加贴近用户、贴近生活。
功能，配合软交换核心设备和IAD/SIP。
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包括SIP硬终端和SIP软终端，SIP硬终端是基于SIP协议的 多媒体设备，具
有一体化、内置按键、麦克风、显示屏、摄像头等特征。 SIP软终端是基于多媒体协议的SIP软件，运行于PC机上。
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IAD是Integrated Access Device的简称。它是一个小型 的接入层设备，为软交换网络用户侧设备，它向用户同时 提供模拟端口和数字端口，实现用户的综合接入，可提供 语音、数据、视频业务的综合接入，上行可采用五类线、 双绞线、无线等接入方式。
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核心承载网络的主要功能是快速路由和转发。如果功能复 杂，则难以达到这个目标。
接入层则是面向最广大用户，来自各个国家、各个地区、 各个民族和种族，不同年龄、不同性别、不同职业，背景 的不同决定了需要的差异。
所以，单一的接入层面根本无法满足千差万别的需求。以 个性化、人性化的接入层面亲近用户是网络发展的方向。
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承载层基于 IP 分组交换技术，负责软交换网络内各类信 息（媒体流和信令流）由源到目的地的传输；
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控制层是下一代网络的核心控制设备，该层设备又被称为 软交换机或者媒体网关控制器（MGC）。软交换设备是软交 换网络的核心控制设备，它独立于底层承载协议，主要提 供呼叫控制、承载控制，媒体网关接入控制、资源分配、 协议处理、路由解析、认证、计费等主要功能，并可以向 用户提供各种基本业务和补充业务。
运营商可以终结三网分别投资局面，为融合的网络上为用户同时 提供话音业务、数据业务和多媒体业务，实现国际电联提出的 “通过互联互通的电信网、计算机网和电视网等网路资源的无缝 融合，构成一个具有统一接入和应用界面的高效率网路，使人类 能在任何时间和地点，以一种可以接受的费用和质量，安全的享 受多种方式的信息应用”的目标。
事实上，呼叫控制相当于业务而言是相对稳定和收敛的，在 NGN中将呼叫控制从业务中分离出来，可以保持网络核心的稳 定和可控，而不会妨碍人们无限想像力。
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各个功能部件之间均采用标准化协议，如媒体网关控制器 (或称软交换服务器)与媒体网关之间采用MGCP、H.248、 H.323或SIP协议。
另外，大量的ICP参与竞争，将为用户快速推出更多样、更先进、 更经济、更实用的业务。
此外，软交换作为NGN的独立部件，结构相对简单，成本较低， 最终用户也将因此而享受更加经济实惠的业务。
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作为NGN的核心部件，软交换设备可以独立开发、生产和采 购。
其开发成本、生产成本和采购成本都相对较低，因而运营 商的设备投资成本也会相应降低。
IP的迅速扩张及其IPv6技术的日益成熟，预示着IP正进入一个鼎盛 的发展时期。革命性技术的突破，已经为新一代网络的诞生打下了 坚实的基础。
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以电话业务为主的业务提供方式正日益受到来自于IP数据 报业务为基础的数据业务飞速发展的冲击
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NGN从传统的、以电路交换为主的PSTN网络中，逐渐迈出了向以 分组交换为主下一代网络演进的步伐。它既可以承载原有PSTN 网络的所有业务，同时又把大量的数据传输卸载到IP网络中，以 减轻PSTN网络的重荷，而且还以IP技术的新特性增加和增强了 许多新老业务。从这个意义上讲，NGN是基于TDM的PSTN语音网 络和基于IP的分组网络融合的产物，它使得在新一代网络上语音、 视频、数据等综合业务成为了可能。
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电信运营商面临这样的尴尬局面：业务分离和运营维护分 离导致运营商每提供一种新的业务，就需要建设一个新的 网络，从而造成大量的重复建设与巨大的资金浪费，而且 在运营过程中还需要投入大量的人力、物力来维护多个不 同的网络；另一方面，用户对于具有多媒体特性的综合业 务需求日益增加，业务需求不断变化，对于这些新的需求， 运营商不得不采用新的技术。。
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是软交换网络中提供专用媒体资源功能的设备，为各种业 务提供媒体资源和资源处理，包括DTMF信号的采集与编码、 信号音的产生与传送、录音通知的发送、不同编解码算法 间的转换等各种资源提供的功能。
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为设置在外网区的IAD和SIP终端提供业务接入的控制
设备，具有安全防护、媒体管理、地址转换、私网穿越等
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简称为MG或者MGW,实际上是个广义的概念，类别上可分为 中级网关（TGW）和接入网关（AG）。
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负责桥接PSTN和IP网络，完成多媒体信息（语音或者图像） TDM格式和RTP数据包的相互转换，中继网关（TGW）没有呼 叫控制功能，由软交换设备（媒体网关控制器）通过MGCP 或H.248协议控制，完成承载连接的建立和释放。
主要任务是：在各点之间建立关系，这些关系可能是一个 简单的呼叫，也可以是一个较复杂的处理。软交换主要处 理实时业务，首先是话音业务，也可以包括视频业务和其 他多媒体业务。软交换通常也提供一些基本的补充业务， 相当于传统交换机的呼叫控制部分和基本业务提供部分。
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控制与承载分离的最大好处就是，承载可以充分利用现有分组网 络IP，就成本和效益而言，这既可以大大降低运营商初期的设备 投资成本，又可对现有网络挖潜增效，提高现有的分组网络的资 源利用率；
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软交换就是NGN最近期的目标和核心实现技术，它注重于考 虑NGN的具体物理实现，可以认为它是实现NGN的至关重要 的阶段和关键技术。
在本教材中，后续内容若无特殊说明，可以理解为狭义的 NGN，即软交换网络。
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把呼叫控制功能从媒体网关（传输层）中分离出来，通过服务 器上的软件实现基本呼叫控制功能，包括呼叫选路、管理控制、 连接控制和信令互通。
NGN与软交换技术
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7.1.1 NGN与软交换网络的概念 1. 通信网络发展的现状
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1876年贝尔的电话发明。之后的一百余年的时间里，电话 与通信几乎等同，电信网络几乎等同于电话网络。而传统 的电话网络是基于电路交换技术的网络，提供的业务只有 语音业务。
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目前，传统的通信网络都是基于TDM的PSTN话音网，以电路 交换为主，当初主要是为了传输语音、保证语音质量、承 担语音业务而设计建造的，只能提供64kbit／s的业务，并 且业务和控制都由交换机完成。随着数据业务飞速增长， 这种专为传输语音的设计给数据用户带来了巨大的痛苦： 通信价格高、上网速度慢、等待时间长、传输质量低、增 加新业务难。
媒体网关控制器(或称软交换服务器)之间采用BICC、H.323 或SIP-T协议等。
接口标准化是部件独立化的前提和要求，部件独立化是接 口标准化的目的和结果。
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接口标准化可以降低部件之间的相互依赖关系，各部件可 以独立演进，而网络形态可以保持相对稳定，业务的延续 性有一定保障。
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数据业务飞速增长，已经超出电话网络的承受能力。早在 1998年，美国大部分运营商的公众骨干网中的数据业务量 就超过语音业务量，并以20％到40％的速度增长。预计到 2005年，美国数据业务量将占整个网络通信量的绝对主流， 而语音业务则成为陪衬。
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运营商面临的一个尴尬的事实是：它们的收入来源的主体 仍然是话音。网络泡沫催生可管理、可运营网络的出现。
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NGN不但在各个功能部件之间采用开放的标准接口，而且还 对外提供开放的应用编程接口（Open API），开放的网络 接口设置可以满足人们对于业务的自我定制。
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1. NGN与软交换对用户的意义
软交换可以实现跨越地域的控制，可以对接入层面丰富多 样的设备进行控制和管理，以为用户同时提供话音、数据 和视频业务，以及其它各种融合业务。
就容量而言，重用现有分组网络，其容量经过多年的投资，部分 地区容量已经存在一定冗余；
就可靠性而言，网络的单节点或局部的故障，对NGN网络不会产 生影响或影响有限。
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业务是网络用户的需求，需求的无限性决定了业务将是无限 和不收敛的。
如果将业务与呼叫集成在一起，则呼叫的规模和复杂度也必 将是无限的，无限的规模和复杂度是不可控和不安全的。
结果：把呼叫传输与呼叫控制分离开，为控制、交换和软件可 编程功能建立分离的平面，使业务提供者可以自由地将传输业 务与控制协议结合起来，实现业务转移。
重要：软交换采用了开放式应用程序接口（API），允许在交 换机制中灵活引入新业务。
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软交换就是位于网络分层中的控制层，它与媒体层的网关 交互作用，接收正在处理的呼叫相关信息，指示网关完成 呼叫。
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而传统的电信网络主要是基于TDM的PSTN话音网，以电路交 换为主，当初主要是为了传输语音、保证语音质量、承担 语音业务而设计建造的，只能提供64kbit／s的业务，而且 业务和控制都由交换机完成。这种网络具有以下致命的缺 点：在一个设备中完成所有的功能，导致升级维护困难、 功能单一、设备利用率低、经营成本高、开放性差以及业 务开展困难等等
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从影响网络发展的基础技术来看，
微电子技术的迅猛发展，使CPU的性价比以每18个月翻一番；