通信网络技术-ch02-2基于软交换的业务网的演进

第二章第二部分基于软交换的业务网的演进参考教材第十章2019/8/15通信网基础2电话业务是未来网络中的重要业务之一，作为业务网的一种，电话业务网将继续存在，并将在功能上有所发展和增强。电话业务将逐步过渡到IP承载网上传送。电话业务网过渡的关键是软交换技术。2019/8/15通信网基础3提纲基于软交换的业务网业务网体系架构软交换设备功能网关接口和协议组网及应用2019/8/15通信网基础4基于软交换的业务网从交换的角度来说，电路交换和分组交换有质的不同。电路交换是基于时隙交换，一般由硬件来实现；而分组交换的实现实际上是包头地址的改变，一般由软件来实现。在下一代电话业务网中的软交换指的是：将媒体承载处理和业务信令处理与控制相分离的一种思维方式（信令处理与控制设备被称为软交换设备）。2019/8/15通信网基础5基于软交换的业务网的体系结构2019/8/15通信网基础6边缘接入层：由各种媒体网关或智能接入终端设备组成，通过各种接入手段将各类用户连接至网络，并将信息格式转换成为能够在网络上传递的信息格式。例如：将话音信号分割成ATM信元或IP包。核心交换层：采用分组交换技术，提供一个高可靠性的、提供QoS保证和大容量的统一的综合传送平台。主要是宽带ATM交换机或IP/MPLS路由器等骨干设备。2019/8/15通信网基础7控制层：实现呼叫控制，其核心技术就是软交换技术，完成呼叫处理控制、接入协议适配、互连互通等综合控制处理功能和业务逻辑的具体执行。并能控制低层网元对业务流的处理。业务层：主要负责业务逻辑的相关处理，提供面向客户的综合智能业务，实现业务的客户化，实现业务生成、业务逻辑定义和业务编程接口以及与业务相关的管理功能，如业务认证和业务计费等。2019/8/15通信网基础8组成应用服务器利用软交换提供的应用编程接口（API），通过提供业务生成环境，完成业务创建和维护功能。软交换设备（SS）作为系统的控制核心，完成协议适配、呼叫处理、资源管理、业务代理等，并作为系统的对外接口完成和其它系统的互连互通功能。信令网关（SG）完成电路交换网和分组交换网之间SS7转换的功能2019/8/15通信网基础9组成IAD主要完成终端用户的语音、数据、图象等的综合接入功能。中继媒体网关（TG）在软交换的控制下，完成流媒体的转换功能，主要用于中继接入接入媒体网关(AG)在软交换的控制下，完成流媒体的转换功能，主要用于终端用户、PRI、BRI、V5接入2019/8/15通信网基础10组成分组承载网以IP为核心协议的分组交换网络，分为汇聚层和骨干层，其结构如下图。承载网层次结构图图10.5软交换承载网的结构2019/8/15通信网基础12系统处理机模块智能网中继模块用户接口模块信令终端交换矩阵业务服务软交换设备中继网关中继网关中继网关SS7信令网关与传统电话业务网络的对比用户接入网关核心分组承载网2019/8/15通信网基础13软交换模型和电路交换模型的对比SS7中继媒体网关软交换模型TDMTDM电路交换模型呼叫控制SS7LineCardTrunkCardTimeSlot交换矩阵7号信令链路模块用户线模块中继线模块中继媒体网关信令网关软交换分组核心网接入设备开放分布式组件结构控制与承载分离业务控制与呼叫控制分离2019/8/15通信网基础14一次基于软交换的端到端呼叫处理过程SoftSwitch分组核心网IADAMG(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)用户A用户B通过这样一个简单的呼叫处理过程，大家可以发现，在呼叫处理的原理上，软交换模型和电路交换模型是一致的，只不过原来在一个交换机里头的各个功能模块，现在变成了分布在网络上的独立构件了。原来在交换机各部件之间交互的内部协议，现在变成了在分组网上，各构件间传送的标准协议了。2019/8/15通信网基础15基于软交换的电话业务网的特点和优势业务与呼叫控制分离，呼叫与承载分离：分离的目标是使业务真正独立于承载网络，灵活有效的实现业务的提供。在业务层用户可以自行配置和定义自己的业务特征，不必关心承载业务的网络形式以及终端类型，使得业务和应用的提供有较大的灵活性。2019/8/15通信网基础16基于软交换的电话业务网的特点和优势业务升级与基础设备无关，不需要升级基础设备。提供可扩展的业务平台，业务投放周期短。提供开放的业务接口给第三方应用做二次开发。地域概念消失，同一软交换系统下的用户可以位于任何一个网络可以到达的地方。2019/8/15通信网基础17提纲基于软交换的业务网业务网体系架构软交换设备功能网关接口和协议组网及应用2019/8/15通信网基础18控制核心：软交换设备软交换机(Softswitch）是一种功能实体，为具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接控制功能，是网络呼叫与控制的核心。2019/8/15通信网基础19软交换设备的功能结构业务提供功能网管功能计费功能SSF功能呼叫控制功能各种媒体网关SIP终端H.248终端MGCP终端INH.323IP电话网NO.7AAA服务器网管服务器应用服务器（APIS)SIP系统Softswitch互通功能信令网关信令网关软交换设备RadiusSIP/INAPSNMPSS7/IP(SIGTRAN)H.248INAP/IPSIP/BICCSIPH.323SIPH.248MGCP2019/8/15通信网基础20软交换设备的功能分工软交换设备按其功能可以分为电话呼叫服务器、SIP服务器等电话呼叫服务器：通过媒体网关控制协议实现对所属中继网关和接入网关的控制，实现基于分组承载网络的PSTN/ISDN业务特性。部分设备制造商将这类服务器再细分为汇接（长途）层面的呼叫服务器、端局层面的呼叫服务器和移动呼叫服务器。2019/8/15通信网基础21软交换设备的功能分工SIP服务器：提供SIP代理、注册、定位等SIP协议处理功能，实现基于分组网络的SIP终端多媒体通信的能力.2019/8/15通信网基础22软交换设备的设置方式综合设置方式在控制层提供单一机型的软交换控制设备，支持多种协议，同时具有电话呼叫控制器和SIP服务器等多种功能。分散设置方式根据不同的功能需求，提供不同类型的软交换控制设备，控制不同的媒体网关和终端设备，以分别提供传统固话业务、移动业务、IP多媒体业务。2019/8/15通信网基础23软交换设备提供业务的方式基本业务和补充业务都是在Softswitch中直接完成的新业务提供方式有三种通过API开放业务，由ApplicationServer或第三方业务平台放业务逻辑，Softswitch负责业务具体的实施；2019/8/15通信网基础24软交换机提供业务的方式Softswitch充当SSP,通过INAP和智能网中已有的SCP通信，重用目前已经存在的智能业务；直接在Softswitch设备上提供增值业务（如800号、移机不改号）2019/8/15通信网基础25方式一：软交换设备自身提供业务，包括话音、视频；方式二：通过智能网设备提供成熟智能网业务；方式三：软交换与业务服务器协同提供多媒体增值业务方式四：通过Parlay/OSA应用接口将业务开放给第三方提供多媒体增值业务方式五：同企业OA系统或其它内容服务提供商配合的增值业务。如统一通信、实时股评、SVOD...方式二SGSoftSwitch传统SCP方式三双绞线AMG方式四U-NICAAPPServer第三方/虚拟运营商应用服务器方式一L2方式五ISP/ICPOSA/ParlayServerPORTALServerVODServerParlaySIP/H323PhoneOpenEyeU-PathParlay网关OPENAPIINAPSIP业务提供方式极大丰富了运营商的业务提供能力2019/8/15通信网基础26提纲基于软交换的业务网业务网体系架构软交换设备功能网关接口和协议组网及应用2019/8/15通信网基础27媒体网关功能与协议接入功能协议处理功能语音压缩功能语音处理功能分组网接入功能资源控制和管理功能维护和管理功能PSTN交换局模拟用户V5.2用户PBX用户ISDN用户ADSL用户无线用户分组传送网软交换设备2019/8/15通信网基础28媒体网关(MediaGateway）分类中继网关（TG)：提供2M中继接口，实现64K电路与分组中继的语音编码格式的相互转换，一般放置于局端，与分组骨干网相连。用户驻地网关（AG或RG):提供各类传统用户的接入端口，实现基于分组网承载的传统用户接入，端口数量在100以上，一般放置于局端或小区内，与分组城域网相连。2019/8/15通信网基础29综合接入设备（IAD）：实现用户的数据、语音的综合接入，提供1～48不等数量的用户接入端口，一般放置于楼道或用户家中，通过LAN或ADSL接入网络。2019/8/15通信网基础30分组语音承载类型TG或AG可支持IP承载：VoIPATM承载：VoATM(AAL1/2)、VoIPoATM(AAL5)IAD可支持IP承载（网络侧为以太网接口）：VoIPxDSL承载（网络侧为xDSL接口）：如VoADSL2019/8/15通信网基础31提纲基于软交换的业务网业务网体系架构软交换设备功能网关接口和协议组网及应用2019/8/15通信网基础32接口与协议接口：代表两个相邻网络实体间的连接点协议：定义了这些连接点（接口）上交换信息需要遵守的规则。在不同的接口上往往会使用不同的协议同一个接口上也可能使用不同的协议。2019/8/15通信网基础33软交换系统的接口与协议MRSIADAMGTMG(UMG)SGSIP-TBICCSIGTRANH.248MGCPMGCP/SIP/H.323EPhoneSIPdomainSIPH.323SNMPNMSFTPBCApplayerControllayerEdgeaccessOtherNetworkSoftSwitchSoftSwitchSS7H.323domainPSTN/PLMNSCPAPPServer2019/8/15通信网基础34软交换系统中的接口软交换系统中的接口分为以下几类：中继接口：由TG提供E1,T1,SDH分组网接口：媒体网关和软交换都有以太网接口：10/100/1000FE,GEATM接口用户接口：由AG提供POTS：PlainOldTelephoneServiceBRA：2B+DPRA：30B+DXDSL2019/8/15通信网基础35接口与协议的对应关系接口应用协议信令传输协议SoftSwitch-SGSIGTRANM3UA/M2UA/SCTP/IPSoftSwitch-UMG(TMG)H.248、MGCPUDP/IP、SCTP/IP、TCP/IPSoftSwitch-AMGMGCP、H.248UDP/IPSoftSwitch-IADMGCP、H.248UDP/IPSoftSwitch-MRSMGCPUDP/IPSoftSwitch-用户终端MGCPUDP/IPSIPUDP/IPH.323UDP/IP、TCP/IPSoftSwitch-SoftSwitchSIP，BICCUDP/IPSoftSwitch-PSTN/ISDNSS7/ISUPMTPSoftSwitch-SIP实体SIPUDP/IPSoftSwitch-H.323实体H.323UDP/IP、TCP/IPSoftSwitch-NMSSNMP-2019/8/15通信网基础36MTP1IPTCPH.248MGCPSIPMACSS7H.248MGCPSIPMTP3MTP2ISUPSCTPIPMACSCTPUDPIPMACUDPIPMACUDP1234567OSI层IPH.323MACH.323TCPUDPM2UAM3UASCCPTCAPINAP协议栈2019/8/15通信网基础37协议分类按照协议的功能，大致分为以下3类承载控制协