现代交换原理-第七讲2 IP交换技术及下一代网络NGN
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现代交换技术第7章路由与IP交换技术PPT课件
199.1.1.128/26（拥有50台计算机的部门2用此网络）
199.1.1.192/26 (b)
11000111.00000001.00000001.1|1|00|0000 11000111.00000001.00000001.1|1|01|0000 11000111.00000001.00000001.1|1|10|0000
•首部的最小长度为20字节，其中包含用于 路由选择的地址信息。
第7章 IP交换技术
Page 1
整体 概述
Page 2
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
• 在局域网中，交换技术的引入减少了网络 冲突，简化了大型局域网的拓扑结构，提高 了用户带宽及网络性能。
• 但局域网交换技术仍然无法解决广播风暴 和大型组网中存在的异构互联问题，因此需 要从更高层面引导和路由网络的流量，为此， 引入了路由器。
(c)
Page 33
图7-3 VLSM工作原理
2．域名服务
（1）域名Internet域名体系结构
（2）域名系统。
Page 36
图7-5 域名解析服务
7.1.3 IP分组格式
• IP是计算机网络的核心协议，在网络中传 输的基本单位是IP分组。
• IP分组由分组首部和净荷两部分构成。
199.1.1.192/28（拥有10台计算机的部门3用此网络） 199.1.1.208/28（拥有10台计算机的部门4用此网络） 199.1.1.224/28（拥有10台计算机的部门5用此网络）
11000111.00000001.00000001.1|1|11|0000
199.1.1.240/28
下一代网络(NGN)的关键技术——软交换
下一代网络(NGN)的关键技术——软交换作者：卢郅睿来源：《价值工程》2010年第24期摘要:下一代网络(NGN)是一种综合、开放的网络架构,提供语言、数据和多媒体等业务。
软交换作为下一代网络的核心技术,受到业界的普遍关注。
本文对下一代网络(NGN)及其关键技术进行了介绍,并在此基础上,对其中最为重要的软交换技术的体系结构、实现功能以及特点作出分析和思考。
Abstract: NGN is an integrated, open network architecture which provides services such as language, data and multimedia. Soft switch, as the core technology of NGN is drawing the industry's attention. The paper introduces the NGN and its key technology, basing on this, the author analyzes the soft switch technology, its structure, function and features.关键词:NGN;软交换;体系结构Key words: NGN;soft switch;architecture中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)24-0172-010 引言随着信息业务的兴起与发展,在新世纪初,全世界网上传送的数据业务量已经超过语音业务,同时全球移动用户也超过了固定用户。
以IP业务为代表的数据业务量将超过或大大超过话音业务量的增长趋势,而宽带IP网络的建设,各种形式的宽带接入技术在网络中得到大量应用后, Internet基本接入业务的种类将越来越多。
为了支持层出不穷、越来越多的网络应用,世界各国都在探索与试验可持续发展的下一代网络,并提出了下一代网络的相关概念。
《现代交换原理》PPT课件
19
分组交换（PS：Packet Switching）
采用存储转发方式的分组交换与报文交换 的不同在于：分组交换将用户要传送的信息分 割为若干个分组（packet），每个分组中有 一个分组头，含有可供选路的信息和其他控制 信息。
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20
分组交换和报文交换比较
报文交换的时延
分组交换的时延
接口
网
接口
中
继
接口
线
控制系统
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48
电信交换的基本技术
互连技术
交换网络的拓扑结构、选路策略、控制机理、多播方 式、阻塞特性、故障防卫
接口技术
模拟用户接口、数字用户接口、模拟中继接口、数字 中继接口
信令技术 用户信令、局间信令
控制技术
控制系统的结构方式、处理机间的通信方式、多处理
机结构
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11
交换节点的基本功能
交换节点可控制的接续类型： 本局接续、出局接续、入局接续、转接接续
交换节点必须具备的基本功能： 能正确接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫
信号、地址信号 能按目的地址正确地进行选路以及在中继线上转
发信号 能控制连接的建立与拆除
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12
交换节点接续类型图示
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29
分组交换协议
分组交换基于X.25协议，该协议包含了3层，第一层 物理层，第二层数据链路层，第三层分组层，对应于OSI 模型的下三层。
X.25分组层 网络层
3
LAPB 数据链路层 2
物理层
物理层
1
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30
分组交换协议
X.25
现代交换原理——软交换技术与NGN
媒体网关 H.248
软交换
H.248
H.248/ Megaco 终端
图５
H.248协议应用范围
四、SIP 会话初始协议（SIP）是IETF提出的在IP网上进行多媒体 通信的应用层控制协议。 SIP系统的基础协议是SIP协议和用于SIP消息体的会话描 述协议（SDP：session description protocol）。 SIP主要用于SIP终端和软交换之间、软交换和软交换之间 以及软交换与各种应用服务器之间，如图6所示：
NGN是业务驱动的网络，业界公认的主要特征有： 业务和终端趋于IP化； 高速宽带，能综合实时业务、非实时业务、宽带 业务、窄带业务以及多媒体业务； 业务网采用业务与呼叫控制分离，呼叫与承载分 离的体系结构； 安全可信的网络； 能够保证电信级的服务质量； 有良好的生态模型和商业价值链。
软交换功能
软交换的主要设计思想是业务/控制与传送/接入分离， 各实体之间通过标准的协议进行连接和通信。软交换主要 完成以下功能：媒体网关接入功能、呼叫控制功能、业务
提供功能、互连互通功能（H.232和SIP、INAP）、支持
开放的业务/应用接口功能、认证与授权功能、计费功能、 资源控制功能和QoS管理功能、协议和接口功能等。它的 主要功能如图2所示：
4. 多点控制单元。支持三个以上的终端用户进行会话。
二、MGCP • H.323网络向下一代IP电话网 络演进时，H.323网关的媒体 和信令处理功能分离：媒体 网关（MG）负责媒体的处理， 信令处理功能将会转移到媒 体网关控制器（MGC）中。 MGCP • MGCP 主要应用在 MGCP 终 MGCP 端和软件交换之间、 MGCP 媒体网关和软交换之间，如 媒体网关 图4所示：
软交换
H.248
H.248/ Megaco 终端
图５
H.248协议应用范围
四、SIP 会话初始协议（SIP）是IETF提出的在IP网上进行多媒体 通信的应用层控制协议。 SIP系统的基础协议是SIP协议和用于SIP消息体的会话描 述协议（SDP：session description protocol）。 SIP主要用于SIP终端和软交换之间、软交换和软交换之间 以及软交换与各种应用服务器之间，如图6所示：
NGN是业务驱动的网络，业界公认的主要特征有： 业务和终端趋于IP化； 高速宽带，能综合实时业务、非实时业务、宽带 业务、窄带业务以及多媒体业务； 业务网采用业务与呼叫控制分离，呼叫与承载分 离的体系结构； 安全可信的网络； 能够保证电信级的服务质量； 有良好的生态模型和商业价值链。
软交换功能
软交换的主要设计思想是业务/控制与传送/接入分离， 各实体之间通过标准的协议进行连接和通信。软交换主要 完成以下功能：媒体网关接入功能、呼叫控制功能、业务
提供功能、互连互通功能（H.232和SIP、INAP）、支持
开放的业务/应用接口功能、认证与授权功能、计费功能、 资源控制功能和QoS管理功能、协议和接口功能等。它的 主要功能如图2所示：
4. 多点控制单元。支持三个以上的终端用户进行会话。
二、MGCP • H.323网络向下一代IP电话网 络演进时，H.323网关的媒体 和信令处理功能分离：媒体 网关（MG）负责媒体的处理， 信令处理功能将会转移到媒 体网关控制器（MGC）中。 MGCP • MGCP 主要应用在 MGCP 终 MGCP 端和软件交换之间、 MGCP 媒体网关和软交换之间，如 媒体网关 图4所示：
现代网络技术(第二版)第14章下一代网络技术(NGN)
03
下一代网络技术的应用场景
智能家庭网络
智能家居控制
下一代网络技术可以实现家庭内部各 种智能设备的互联互通，通过统一的 控制平台实现对灯光、空调、门窗等 设备的远程控制和自动化管理。
高清视频传输
下一代网络技术能够提供高速、稳定 、低延迟的数据传输，支持高清视频 在家庭网络中的流畅播放，提升家庭 娱乐体验。
03
02
多媒体处理技术
支持语音、视频等多种媒体的编解 码和处理。
安全技术
保障网络通信的安全性和可靠性。
04
02
下一代网络技术的主要类型
基于IP的下一代网络技术
总结词
基于IP的下一代网络技术以IP协议为基础，实现语音、数据和多媒体业务的融合。
详细描述
基于IP的下一代网络技术利用IP协议的高效、灵活和可扩展性，实现各种业务在统一的网络平台上的 传输。这种技术能够提供高质量的语音通话、视频会议和多媒体服务，满足用户多样化的通信需求。
要点一
沉浸式体验
下一代网络技术能够提供高带宽、低延迟的数据传输，支 持虚拟现实和增强现实技术的沉浸式体验效果。
要点二
交互性应用
通过虚拟现实和增强现实技术，实现人机交互的智能化和 自然化，拓展其在教育、游戏、医疗等领域的应用。
04
下一代网络技术的挑战与前景
网络安全问题
网络安全威胁
随着网络技术的不断发展，网络安全威 胁也日益严重，如黑客攻击、病毒传播 、网络犯罪等。
基于无线的下一代网络技术
总结词
基于无线的下一代网络技术利用无线通信技术，实现移动终端的高速接入和广泛覆盖。
详细描述
基于无线的下一代网络技术利用无线通信技术的灵活性、移动性和广泛覆盖范围，为用 户提供高速数据传输、语音通信和移动互联网服务。这种技术包括第四代移动通信
现代交换原理 IP交换
从下游节点收 到改向消息
在ATM直通连 接上传送分组
现代交换原理
48
IP交换的两种路由
非连续数据流
大量、连续数据流
现代交换原理
49
3、Tag交换技术
Tag交换的组件 Tag交换的基本原理
现代交换原理
50
Tag交换组件
Tag交换节点由转发组件和控制组件构成。
（对应于IP交换中的ATM交换器和IP交换控制器）
1
入线
1 1
DLC I
12
15
出线
1 2
DLCI
11 20
2
3
FRS4
入线 1
DLCI 出线 11 1
DLCI 50
入线 1
DLCI 出线 50 1
DLCI 62
入线 1
DLCI 出线 20 1
DLCI 25
现代交换原理
6
ATM的VPI/VCI 交换
现代交换原理
7
ATM连接
入线 VPI/ 出线 VPI/
VCI
VCI
ATM用户甲
UNI ATM用户
ATM 交换机 NNI
1
ATM 交换机
2
ATM 交换机
3
现代交换原理
ATM用户乙
入线 VPI/ 出线 VPI/
VCI
VCI
ATM用户 ATM用户
8
简介：IP路由器技术的发展
现代交换原理
9
路由器
子网 1(1.0.0.0) 子网 2(2.0.0.0)
A 1.0.0.1
带宽保证
可扩展的网络规模，有业务量 工程设计
全网成本高、运营成本高
RSVP 网络规模大时，路由表复杂 全网成本低、运营成本低
现代通信网络技术课件：下一代网络
下一代网络
这一标准规定了软交换设备的系统结构、主要功能、通 信接口、协议及其性能要求，并重点规定分组语音业务的技 术要求。标准规定，软交换处理的协议及控制的媒体流基于 TCP/IP承载方式。直接利用ＡＴＭ方式承载呼叫控制协议和 媒体流的技术要求及相关系统结构待定。
下一代网络
3. 软交换的对外接口 软交换与媒体网关间的接口用于软交换对媒体网关的承 载控制、资源控制及管理，可使用媒体网关控制协议 (MGCP)、Internet设备控制协议(IPDC)、SIP协议、H.323或 Ｈ.248协议。 软交换与信令网关间的接口用于传递软交换和信令网关间的 信令信息，可使用信令控制传输协议（ＳＣＴＰ）或其他类 似协议。
同时把大量的数据传输卸载（offload）到ATM/IP网络中以 减轻PSTN网络的重荷，又以ATM/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ATM/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。
另外，承载采用分组网络，NGN可以很好地与现有分 组网络实现互连互通，结束原PSTN网络、DDN网络、HFC 网络、计算机网络等孤岛隔离，独自运营状况。再者，不同 域的互连互通，也必将从中衍生出一些在单一媒体上无法开 展的新业务，如WECC、PINT、SPIRITS业务等。
控制与承载以标准接口分离，可以简化控制，让更多的 中小企业参与竞争，打破垄断，降低运营商采购成本。
下一代网络
软交换间的接口实现不同软交换间的交互，可使用SIPT、H.323或BICC协议。
软交换与应用／业务层之间的接口提供访问各种数据库、 三方应用平台、各种功能服务器等的接口，实现对各种增值 业务、管理业务和三方应用的支持。包括软交换与应用服务 器间的接口可使用SIP或API，如Parlay，提供对三方应用和 各种增值业务的支持功能；软交换与策略服务器间的接口对 网络设备的工作进行动态干预，此接口可使用COPS协议； 软交换与网关中心间的接口实现网络管理，可使用SNMP； 软交换与智能网的SCP之间的接口实现对现有智能网业务的 支持，此接口可使用INSP。
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。
第7章 软交换及下一代网络技术
协议功能具体包括：
（1）呼叫控制协议：ISUP，TUP，PRI，BICC，SIP-T，H.323 等； （2）传输控制协议：TCP，UDP，SCTP，M3PA等； （3）媒体控制协议：H.248，MGCP，SIP等；
（4）业务应用协议：PARLy，INAP，MAP，LDAP， RADIUS等；
（5）维护管理协议：SNMP，COPS等；
7.1 软交换及软交换系统构成
7.2 下一代网络技术
要求掌握的重点内容是：
1.软交换的概念及特点； 2.软交换系统的构成； 3.媒体网关、信令网关的基本功能； 4.软交换系统支持的主要协议及基本功能； 5.下一代网络的定义与概念； 6.下一代网络的特点及下一代网络的分层结构。
7.1 软交换及软交换系统构成
7.2.4
基于软交换系统的下一代网络体系结构
7.2.5 NGN的网络发展策略
1. 网络建设模式 采用分步建设策略。 2. 网络互通模式 a. NGN与PSTN/ISDN/GSM/CDMA的互通
NGN与PSTN电路交换网以及与核心网为电路交换的移动通信网 (GSM、CDMA)的互通，均可通过中继网关TMG完成。
（4）媒体网关的协议
a. 控制层接口协议 b. 用户接入协议 c. 核心网接入协议
(1) ATM和IP (2) RSVP(资源预留协议)和Diffserv
d. 媒体处理协议
(1) 媒体编码协议 (2) RTP(实时传输协议）
e. 网络管理与统计协议
3.信令网关
（1）7号信令网关 a. 与支持连接控制的7号信令互通 b. 与支持数据库访问的7号信令的互通 c. IPSTP(用于IP网的7号信令转接点)
软交换网络总体框架
（1）IP媒体服务器和应用服务器 IP媒体服务器主要完成媒体资源功能和媒体控制功 能；应用服务器主要用于提供业务的执行环境。
现代交换原理与技术第7章
3、特殊信元
• 在物理层上的预分配信头值如表7.2所示。含有表中信 头值的信元都是物理层使用的信元，这类信元不送往 ATM层，只是在物理层处理。由于在物理层使用，这 些信元头不具有PTI、CLP以及GFC字段的含义。
• 空闲信元（idle cell）是由物理层产生的不包含用户信 息的单元，是物理层为了将信元流的速率适配到所用 传输媒体的载荷能力而插入的信元。
●CLP（Cell Loss Priority）：信元丢弃优先权，只有1 个比特，CLP=0表示信元具有高优先级，CLP=1表示 信元具有低优先级，当网络发生拥塞时，首先丢弃 CLP=1的信元。
●HEC（Header Error Control）：信头差错控制，共8 比特，代表一个多项式，用来检验信头在传输中是否 出错。
• 如果我们选定的逻辑子信道是在虚通道这个层次上， 即用VPI来标识，则这样的连接就叫做虚通道连接 （VPC—Virtual Path Connection），如果是在虚信道 这个层次上，即用VCI来标识，则这样的连接就叫做虚 信道连接（VCC—Virtual Channel Connection）。在 VPC中，我们可将串接起来的每段逻辑子信道称作VP 链路，同样我们将串接起来形成VCC的每段逻辑子信 道叫做VC链路。正如前面所介绍的那样，用VPI来标 识每段传输通道上的VP链路，用VCI来标识每段传输 通道上的VC链路。
• 每一时刻正在进行的通信有可能是不同的，因而传输 通道上的VPI和VCI的值，在不同的时刻其含义是不同 的。例如：在早晨某一时刻，某传输通道上VPI = 2、 VCI = 5的逻辑子信道用于传送的是向北京方向的一个 电话通信；到了中午，这个通话已经结束，这时，又 有用户开始与天津一个用户进行数据通信，这个通信 在这个传输通道上仍可能用VPI = 2、VCI = 5来表示。
现代交换技术第7章 路由器与IP交换技术
第7章 路由器与IP交换技术
(2) 采用子网划分和基于子网的路由选择技术，能够有效降
低路由选择的复杂性，提高选路的灵活性和可靠性。 子网划分的方法如图8.3所示。在Internet地址中，网络地 址部分不变，原主机地址划分为子网地址和主机地址。与传统 的分类地址一样，地址中的网络部分(网络前缀+子网)与主机部 分之间的边界是由子网掩码来定义的。 网络部分
第7章 路由器与IP交换技术
3. TCP/IP分层模型
• TCP/IP共分五层。与OSI七层模型相比，TCP/IP没有表示层 和会话层，这两层的功能由最高层——应用层提供。同时， 在层名称定义及功能定义等方面与也存在着差异，如图所示。
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 传输层 网络层 网络接入层 物理层 应用层
7.2 IP协议
• 7.2.1 IP地址 • 1. IP地址格式
• 一个IP地址由4个字节共32位(4字节×8比特=32比特)的数字 串组成，这4个字节通常用小数点分隔。每个字节可用十进 制或十六进制表示，IP地址也可以用二进制表示。 • 一个IP地址包括两个标识码(ID)，即网络ID和主机ID。 • 同一个物理网络上的所有主机都有同一个网络ID，网络上的 每个主机只有一个主机ID与其对应。据此把IP地址的4个字 节划分为两个部分：一部分用以标明具体的网络段，即网络 ID；另一部分用以标明具体的节点，即主机ID。
第7章 路由器与IP交换技术 • 在这32位地址信息内有5种定位的划分方式，这5种划分方式 分别对应于A、B、C、D和E类IP地址，这样设计是为了不同 规模(大规模、中等规模和小规模)组织的需要，具体见表8.1。 表8.1 IP地址分类
网络类型 A类 B类 C类 D类 E类 特征地址位 0xxxxxxxB 10xxxxxxB 110xxxxxB 1110xxxxB 1111xxxxB 开始地址 0.0.0.0 128.0.0.0 192.0.0.0 224.0.0.0 240.0.0.0 结束地址 127.255.255.255 191.255.255.255 223.255.255.255 239.255.255.255 255.255.255.255
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ITU-T,ETSI和3GPP,3GPP2参与API标准的制 定，该标准命名为OSA/Parlay。
什么是软交换系统？
传统电路交换机体系结构
业务管理控/业制务/控管制理 信信令令//呼呼叫叫控控制制 电电路路交交换换矩矩阵阵
外围模块
NGN与软交换体系结构
网络管理与计费
应用服务器
业务控制层
软交换机 宽带核心交换
LAN(TCP/IP)
业务控制点 SCP
数据网
LAN(TCP/IP)
信令网
独立智能 外设IP
业务管理接入点 SMAP
业务交换点SSP （特殊的交换机）
智能网又面临新问题：
业务开发技术封闭 业务执行环境封闭 网络资源不能共享
网络结构还合适吗？
综合业务：要求网络在业务层面融合
设想：
最擅长的编程手段？ 中间件的延伸？
开
开放的接口协议
放 的
呼叫控制层
接
口 协
媒体交换层
议
接入网关
接入层
两大特征：话音分组化，控制与承载的分离
软交换系统统一接入各种终端
媒体控制器MGC 网守GateKeeper SIP 终端
MGCP 终端
H.323 终端
软交换
IP 网
集成接入设 备
计算机
电话
传真
软交换系统的体系结构
业务/管理层
智能网
Service ...
Interface
Service Interface
Resource Interface
Resource Interface
资源
Resource Interface
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
Parlay API已被广泛接受
Parlay Group1998年3月由BT、Ulticom、 Microsoft、Nortel和Siemens 等5家公司联合发起成 立;目前Parlay组织成员数量超过60个；
MS
H.323/SIP
H.323/SIP
H.323/MSICPU
Network
MGCP,NCS
SG
BS PLMN LE
MG
T1/E1 Line
IP BACKBONE MG IAD
T1/E1 Line
Twisted Line
CMTS Cable
Cable Network
CM/MTA
IAD
Twisted
呼叫控制与承载控制分离
关于NGN定义的思考……
小结：
在通信网中为什么要引入软交换的概念？ 异构网络中间件的基本原理是什么？ 下一代网络如何与传统网络技术和设备兼
容？
与软交换相关的协议有哪些？
思考：从网络演进的进程预测下一代网络之 后的网络？
1、下一代网络概述
从交换技术的角度认识NGN 知识点：
传统网络技术的缺陷（比较） 下一代网络技术的优势（产生原因）
演进：传输-交换-智能网-下一代网络-？
传统电信网的主要缺陷：
网络封闭
体系结构？ 实现技术？ 产业链 ？ ……
以程控交换机为例：
历史贡献：
解决了软件对交换的控制
现实问题：
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
现代交换原理与通信网技术
第8章 IP交换技术及下一代网络NGN
电信交换概论 交换网络 程控数字电话交换与电话通信网 信令系统 分组交换与分组交换网 ISDN交换技术与N-ISDN ATM交换技术与B-ISDN IP交换技术与下一代网络（NGN）
本章内容安排（10课时）
1. 下一代网络概述（1课时） 2. IP交换技术（6课时） 3. 软交换系统原理（3课时）
-----信息产业部电信传输研究所
NGN网络模型
下一代网络中软交换系统的作用
SCP
PS
AAA
NMC
Other
SoftSwitch
System
LE
T1/E1 Line
SSC AS
Radius, SNMP, CPOS
INAP
NEM
GK/SIP S AS
H.323/SIP
SIP-T/BICC Sigtran
SCP
业务提供 商
ASBiblioteka NMC运行支 撑系统应用服务器
系统管理中心
提供业务执行，管理，开发环境
－提供系统管理功能
会话控制层
MS
SSC
－连接运行其支它撑软系交统
媒体服务器中继媒体网关
换系统
软交换控制设备（软交换机）
信令网－关提供特殊媒－体连资接源P接ST入N与网I综P关网合络接入设–备呼叫控制
核心传送－层连接－S提S供7和IVRIP功－网能实络现媒－体用传于输终－格用端式转于用换传户统/P–用B资X户源/无终管线端理基设站备的的接接入入
CORBA
SCTP
TCP
UDP
IP
我国下一代网络发展部署
软交换：从技术实验、业务实验转向试商用； 宽带接入网：ADSL已进入大规模发展阶段，
其他宽带新型接入技术正在研究实验； IP网：正在重点研究，NGI将按国家CNGI的部
署进行现场实验； 国家863计划重大项目“支持多媒体和移动业
务 的软交换系统”（北京邮电大学承担）
呼叫控制与业务处理分离=智能网
（从业务结点演变而来的概念……）
业务生成与 业务处理分开
---快速提供业务
虚拟 专用网
800
神州行 上网呼
300 预付费 叫等待
移动智能 网
业务传输/交换 与业务处理分开
---集中提供业务
PSTN ISDN GSM CDMAInternet ATM
典型的智能网结构
业务生成环境SCE 业务管理系统SMS
目前NGN发展中的关键问题：
软交换支持的各种协议和开放业务API接口被广 泛认可是NGN发展的前提；
组网，QoS，网络安全技术的成熟是NGN大规 模应用的关键；
运营支撑系统是整个NGN系统运行的保证； 业务市场和广泛业务提供模式的形成是NGN成
熟的标志。
NGN的特征：
开放的网络体系架构 业务处理与呼叫控制分离，
IT领域丰富的 业务开发人力资源
开放编程接口
电信领域丰富的 网络能力资源
异构网络中间件？
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)提供服务的 注册、查找 和订购能力
AAp业ppp务lilcic/aa应titoi用onn
应用编程接口API Framework Interfaces
Line
PSTN
PBX
Twisted
House/ Line
House/
EnterpriseBuilding
Building House/Building
MAP INAP
BSSAP TCAP
SCCP
ISUP
H.323
Parlay API
FTP
SIP
MGCP、 Megaco
Radius SNMP
M3UA
－实现SS7信令－传主输要格用－式于完中转成继换媒－（体完S流S成7转）用换接户和入–端非路数S由S据控7信、制令语处音理等等的功接能入功能
– 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
软交换：
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，主要 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，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，并向第三方提供可编程能 力。
什么是软交换系统？
传统电路交换机体系结构
业务管理控/业制务/控管制理 信信令令//呼呼叫叫控控制制 电电路路交交换换矩矩阵阵
外围模块
NGN与软交换体系结构
网络管理与计费
应用服务器
业务控制层
软交换机 宽带核心交换
LAN(TCP/IP)
业务控制点 SCP
数据网
LAN(TCP/IP)
信令网
独立智能 外设IP
业务管理接入点 SMAP
业务交换点SSP （特殊的交换机）
智能网又面临新问题：
业务开发技术封闭 业务执行环境封闭 网络资源不能共享
网络结构还合适吗？
综合业务：要求网络在业务层面融合
设想：
最擅长的编程手段？ 中间件的延伸？
开
开放的接口协议
放 的
呼叫控制层
接
口 协
媒体交换层
议
接入网关
接入层
两大特征：话音分组化，控制与承载的分离
软交换系统统一接入各种终端
媒体控制器MGC 网守GateKeeper SIP 终端
MGCP 终端
H.323 终端
软交换
IP 网
集成接入设 备
计算机
电话
传真
软交换系统的体系结构
业务/管理层
智能网
Service ...
Interface
Service Interface
Resource Interface
Resource Interface
资源
Resource Interface
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
Parlay API已被广泛接受
Parlay Group1998年3月由BT、Ulticom、 Microsoft、Nortel和Siemens 等5家公司联合发起成 立;目前Parlay组织成员数量超过60个；
MS
H.323/SIP
H.323/SIP
H.323/MSICPU
Network
MGCP,NCS
SG
BS PLMN LE
MG
T1/E1 Line
IP BACKBONE MG IAD
T1/E1 Line
Twisted Line
CMTS Cable
Cable Network
CM/MTA
IAD
Twisted
呼叫控制与承载控制分离
关于NGN定义的思考……
小结：
在通信网中为什么要引入软交换的概念？ 异构网络中间件的基本原理是什么？ 下一代网络如何与传统网络技术和设备兼
容？
与软交换相关的协议有哪些？
思考：从网络演进的进程预测下一代网络之 后的网络？
1、下一代网络概述
从交换技术的角度认识NGN 知识点：
传统网络技术的缺陷（比较） 下一代网络技术的优势（产生原因）
演进：传输-交换-智能网-下一代网络-？
传统电信网的主要缺陷：
网络封闭
体系结构？ 实现技术？ 产业链 ？ ……
以程控交换机为例：
历史贡献：
解决了软件对交换的控制
现实问题：
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
现代交换原理与通信网技术
第8章 IP交换技术及下一代网络NGN
电信交换概论 交换网络 程控数字电话交换与电话通信网 信令系统 分组交换与分组交换网 ISDN交换技术与N-ISDN ATM交换技术与B-ISDN IP交换技术与下一代网络（NGN）
本章内容安排（10课时）
1. 下一代网络概述（1课时） 2. IP交换技术（6课时） 3. 软交换系统原理（3课时）
-----信息产业部电信传输研究所
NGN网络模型
下一代网络中软交换系统的作用
SCP
PS
AAA
NMC
Other
SoftSwitch
System
LE
T1/E1 Line
SSC AS
Radius, SNMP, CPOS
INAP
NEM
GK/SIP S AS
H.323/SIP
SIP-T/BICC Sigtran
SCP
业务提供 商
ASBiblioteka NMC运行支 撑系统应用服务器
系统管理中心
提供业务执行，管理，开发环境
－提供系统管理功能
会话控制层
MS
SSC
－连接运行其支它撑软系交统
媒体服务器中继媒体网关
换系统
软交换控制设备（软交换机）
信令网－关提供特殊媒－体连资接源P接ST入N与网I综P关网合络接入设–备呼叫控制
核心传送－层连接－S提S供7和IVRIP功－网能实络现媒－体用传于输终－格用端式转于用换传户统/P–用B资X户源/无终管线端理基设站备的的接接入入
CORBA
SCTP
TCP
UDP
IP
我国下一代网络发展部署
软交换：从技术实验、业务实验转向试商用； 宽带接入网：ADSL已进入大规模发展阶段，
其他宽带新型接入技术正在研究实验； IP网：正在重点研究，NGI将按国家CNGI的部
署进行现场实验； 国家863计划重大项目“支持多媒体和移动业
务 的软交换系统”（北京邮电大学承担）
呼叫控制与业务处理分离=智能网
（从业务结点演变而来的概念……）
业务生成与 业务处理分开
---快速提供业务
虚拟 专用网
800
神州行 上网呼
300 预付费 叫等待
移动智能 网
业务传输/交换 与业务处理分开
---集中提供业务
PSTN ISDN GSM CDMAInternet ATM
典型的智能网结构
业务生成环境SCE 业务管理系统SMS
目前NGN发展中的关键问题：
软交换支持的各种协议和开放业务API接口被广 泛认可是NGN发展的前提；
组网，QoS，网络安全技术的成熟是NGN大规 模应用的关键；
运营支撑系统是整个NGN系统运行的保证； 业务市场和广泛业务提供模式的形成是NGN成
熟的标志。
NGN的特征：
开放的网络体系架构 业务处理与呼叫控制分离，
IT领域丰富的 业务开发人力资源
开放编程接口
电信领域丰富的 网络能力资源
异构网络中间件？
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)提供服务的 注册、查找 和订购能力
AAp业ppp务lilcic/aa应titoi用onn
应用编程接口API Framework Interfaces
Line
PSTN
PBX
Twisted
House/ Line
House/
EnterpriseBuilding
Building House/Building
MAP INAP
BSSAP TCAP
SCCP
ISUP
H.323
Parlay API
FTP
SIP
MGCP、 Megaco
Radius SNMP
M3UA
－实现SS7信令－传主输要格用－式于完中转成继换媒－（体完S流S成7转）用换接户和入–端非路数S由S据控7信、制令语处音理等等的功接能入功能
– 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
软交换：
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，主要 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，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，并向第三方提供可编程能 力。