(NTP)等,下面简单介绍软交换技术部分相关标准协议。 2.2.3.1呼叫控制协议
SIP(Session Initiation Protocol)由IETF制定,用来建立、修改和终结多媒体会话的应用层协议,有较好的扩展能力。SIP-T(SIP for Telephones)将传统电话网信令(目前仅对ISUP消息)通过\封装\和\翻译\转化为SIP消息,提供了用SIP实现传统PSTN网与SIP网络的互连机制。在NGN中,SIP终端与软交换系统之间、软交换系统与应用服务器之间运行SIP协议;同时SIP(SIP-T)已被软交换接受为通用的接口标准,以实现软交换之间的互连。 2.2.3.2媒体网关控制协议MGCP/MAGACO/H.248
软交换体系结构中涉及三部分:信令网关(SG),媒体网关(MG)和媒体网关控制(MGC)。这个体系结构实现了呼叫控制和承载控制相分离,在这两个分离的单元之间定义了多个协议,其中有两个协议得到了广泛支持。一个是MGCP(Media Gateway Control Protocol),它是一个RFC文档(RFC 2705),但是包括了一个协议的规范内容。MGCP属于应用层控制协议,主要完成MGC对MG的控制,以实现网络中MG之间的连接,并且处理MG与MGC的交互。H.248和MECACO在协议文本上相同,只是在协议消息传输语法上有所区别,H.248采用ASN.1语法格式(ITU-T X.680 1997),MEGACO采用ABNF语法格式(RFC2234)。
MGCP主要从功能的角度定义媒体网关控制器和媒体网关之间的行为,实现比较简单,事件交互的机制也比较简单。但其互通性和支持业务的能力受到限制。H.248/Megaco协议是网关分离概念的产物。网关分离的核心是业务和控制分离,控制和承载分离。这样使业务、控制和承载可独立发展,运营商在充分利用新技术的同时,还可提供丰富多彩的业务,通过不断创新的业务提升网络价值。H.248/Megaco是在MGCP协议(RFC2705定义)的基础上,结合其它媒体网关控制协议特点发展而成的一种协议,它控制媒体的建立、修改和释放机制,同时也可携带某些随路呼叫信令,支持传统网络终端的呼叫。
8
2.2.4软交换技术设备
软交换设备位于控制层,主要提供多种业务的连接控制、路由、网络资源管理、计费、认证等功能。软交换设备与各种媒体网关、终端、应用服务器、其他软交换设备间采用标准协议相互通信。软交换系统主要由下列设备组成:
1,软交换控制设备(SoftSwitch Control Device)这是网络中的核心控制设备。它完成呼叫处理控制功能、接入协议适配功能、业务接口提供功能、互连互通功能、应用支持系统功能等。 2,业务平台(Service Platform)完成新业务生成和提供功能,主要包括SCP和应用服务器。
3,信令网关SG(Signaling Gateway)目前主要指七号信令网关设备。传统的七号信令系统是基于电路交换的,所有应用部分都是由MTP承载的,在软交换体系中则需要由IP来承载。通过信令网关完成PSTN网与包交换网七号信令的互通功能。
4,媒体网关MG(Media Gateway)完成媒体流的转换处理功能。按照其所在位置和所处理多媒体网关MSAG(Multimedia ServiceAccess Gateway)、无线网关WAG(Wireless Access Gateway)等。软交换通过不同的网关设备完成与各种网络及终端的互通。
5,IP终端(IP Terminal)目前主要指H.323终端和SIP终端两种,如IP PBX、IP Phone、PC等。它们和媒体网关的主要区别在于不存在媒体流转换过程。
6,其它支撑设备如AAA服务器、大容量分布式数据库、策略服务器(PolicyServer)等它们为软交换系统的运行提供必要的支持。 2.2.5软交换技术与传统固网(PSTN)之间的融合
传统的PSTN电话网交换机是基于电路交换技术的,话音通信以64Kbit/S的速率在网络中传输。在交换机的接口处,64Kbit/S的信号流经时分复用后进入高速数字设备。呼叫路由与智能化控制和电路交换网络紧密地结合在一起。电路交换机最复杂的部分是执行呼叫处理的软件。它做出呼叫路由的选择并完成成百上千种处理
9
功能。对于传统运营商来说,PSTN网络依然足够的庞大,但是,PSTN固定电话方面业务不可避免的面临着收入持续下降的趋势。IP电话极大地分流了传统的长途电话业务,一般话音业务被手机短信SMS、E—mail、QQ、网络电话等其他通信方式替代的情况也越来越严重。2003年、2004年,我国固定电话的通话总时间增长分别只有7.2%和2.9%,而移动电话通话时长的增长却高达45%与39%。在各种电信新技术的冲击和带动下,对PSTN网的改造势在必行。PSTN的改造有两种:一种是抛弃原有的PSTN网络,全面向基于IP的NGN转型;另外一种是考虑到目前网络上的交换机仍相对较新,设备利用价值还很大,而且话音业务还是目前运营商最重要的电信业务,采取在原有设备过度的基础上结合新的通信技术实现业务创新。 1,Internet业务卸载的功能:软交换的一个重要功能就是将拨号业务从现有5类交换机上卸载下来。传统5类(CLASS 5)交换机不适合处理大量的长时间呼叫业务,如果能在传统汇接网络的边缘放置较便宜的软交换机,把拨号业务在 进入5类交换机之前直接交换到ISP的网络或Internet网上,而话音业务不受 影响,继续向下传送,这样就会极大减轻交换机的负担。 2,代替4类(CLASS 4)交换机
随着软交换标准的不断完善和协议的通过,新一代软交换将有能力成为4类汇接交换机的代替产品。4类交换机不需要具有5类交换机那么多的特性,所以只要信令网关能够提供适的SS7接口,下一代交换机就可以胜任其职。它们的主要应用将是长途VoIP业务。
3,代替5类(CLASS 5)交换机5类交换机的价格往往是CLEC和业务提供者进入市场的一大障碍。他们希望有新产品,既具备5类交换机的特性,又价格便宜,还可以在网络层提供增强型业务。下一代交换机适合本地环路的VoIP方案,它即可以接收ATM或IP上传送的业务,又可以把业务转移到PSTN上,还能继续把业务作为数据业务传到骨干网上。
10
第三章软交换系统CST设计
软交换网络通过基于IP传输的协议实现呼叫、业务的控制和语音、数据的传输,不仅解决了目前PSTN存在的问题,更重要的是它将交换网和数据网巧妙有机地结合起来,并在此基础上又提出了多种灵活丰富的业务提供方式。
3.1传统固网改造方案
下一代网络和现有网络不是对立的,NGN必须在继承现有网络优势的基础上实现平滑过渡,NGN的出现与发展不是革命,而是演进。在向下一代网络演进的过程中,目前主要存在两种思路。 1.混合网络演进策略:核心交换机主要采用分组交换技术,但同时具有宽窄带的接入能力以及TDM中继、ATM中继和IP网关的功能。
2.重叠网演进策略:重叠网方案是在PSTN与IP网络间设置网关来实现的,网关主要完成PSTN与IP网络或ATM的互通功能,建立PSTN与IP网络的呼叫关系。前者的特点是提供语音数据的综合平台和综合接入,但网络升级难度大、费用高。后者因引入网关以满足语音市场需要的出发点从而继续利用和建设现有的电话网,网络的融合着重于业务层的融合。显然重叠网演进策略方案更符合我们目前的需要,在该方案当中又有多种路径来实现固网的改造,主流的方案有以下两种: 1),替代Class 5交换机的软交换端局服务器方案。
它的主要方法是:建设一个集中的、外置的数据库,存放用户的智能业务签约属性以及智能业务接入码;所有端局通过改造具备访问集中数据库的能力。在用户发起呼叫时端局首先查询集中数据库,集中数据库根据用户的签约属性返回智能业务接入码,网络通过接入码将呼叫路由到对应的SSP或专用业务平台,触发智能业务。100%的市话详单在改造后端局实现,而号码携带性通过在数据库中引入物理号码和逻辑号码的方式实现。
11
2),替代Class 4交换机的中继呼叫服务器方案。
它的主要方法是:首先在本地网中对需要进行智能化改造的本地网进行端汇结构调整取消端局之间的直达电路,形成完整的端汇两级结构,并且要求所有端局的本地呼叫都转发到汇接局;然后在汇接局设置一个或一对软交换,并同时建设软交换的承载网。软交换承载网可以单独建设,如果城域网资源充足的话,也可以使用原来的城域网作为承载网。软交换与智能网之间采用SG进行互通,同时也可以配置应用服务器来提供更为丰富的智能业务。接下来,在端局层面需要设置TG设备实现与端局交换机的互通,同时配置相应的SG设备与七号信令网相连。利用软交换技术可以继承传统C4固定端局及C5长途局交换机的所有业务处理及信令接口功能,并通过MGCP/H.248协议控制固定接入网关或中继网关完成媒体流的汇聚、映射及交换,实现与PSTN用户及其他运营商或传统网络的互通。因此本课题提出了采用重叠网演进策略方案,采用替代Class 4交换机的中继呼叫服务器来实现对传统固网的改造。通过软交换中继呼叫服务器的设计和软件实现来探讨传统电话网络PSTN向分组交换网演进。
3.2软交换中继服务器设计
软交换网络与PSTN电交换网络的互通是指媒体层面上的互通与信令层面上的互通。媒体层面互通是指NGN与PSTN电路交换网的媒体互通是通过中继网关MG将语音等媒体转化为IP包。中继媒体网关实现在IP分组网络上承载语音业务流和PSTN电路话务之间的解析码、打包/拆包、时延抖动的去除等功能,可以直接与PSTN网的汇接局和关口局连接,实现综合关口局/前置机的功能。
而信令层面互通是指NGN网络和PSTN网络信令互通可以分为两个层次,一个在应用层面,一个在传输层面。前者要求软交换必须使用和互通的PSTN网络中交换设备相同的应用层协议(如ISUP,MAP,INAP),后者要求必须解决信令第三章软交换系统CST设计在软交换网络与PSTN网络之间传输的通路问题。
12