北京邮电大学现代交换原理PPT7软交换与IMS技术

现代交换原理第七部分软交换与IMS主要内容21软交换技术产生的背景3软交换系统原理IMS技术思考问题：软交换的主要技术特征是什么？面临什么问题（背景）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控制层技术演进程控交换机的历史贡献：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）1.业务层技术演进早期的新业务提供方式业务结点（SeviceNode):汇接局方案（特殊局向-集中提供业务）1.交换机技术2.CTI技术问题：流量瓶颈，组网困难，业务生成笨重普通交换机虚拟专用网800300神州行预付费PSTNISDNGSMCDMAInternetATM业务传输/交换与业务处理分开---集中提供业务业务生成与业务处理分开---快速提供业务上网呼叫等待移动智能网呼叫控制与业务处理物理分离产生智能网LAN(TCP/IP)业务生成环境SCE业务管理系统SMS数据网信令网LAN(TCP/IP)业务管理接入点SMAP业务控制点SCP独立智能外设IP业务交换点SSP（特殊的交换机）呼叫控制与业务处理物理分离产生智能网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电信领域丰富的网络能力资源开放编程接口设想：IT领域丰富的业务开发人力资源业务接口需要开放ApplicationFrameworkInterfacesServiceInterfaceServiceInterface...ResourceInterfaceResourceInterfaceResourceInterfaceApplication业务/应用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)提供资源能力的注册、查找和订购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资源应用编程接口API异构网络中间件的产生ParlayAPIEndUserApplicationsNetworkResourcesNetworkResourcesCallControlUserInteractionPolicyManagementMobilityChargingAccountManagementTerminalCapabilitiesDataSessionControlConnectivityManagementGenericMessagingFRAMEWORKPresence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15）多媒体消息……网络能力的开放ParlayGroup1998年3月由BT、Ulticom、Microsoft、Nortel和Siemens等5家公司联合发起成立。目前，成员超过80个，成功应用案例超过70个，成熟产品超过150个。。与ETSI、3GPP(3GPP2)和ITU-T成立JointWorkingGroup,PAMForum并入Parlay,与OMA签署合作协议Parlay2.VoIP技术的发展IP电话相关协议（H.323、SIP）网关技术IP电话的三种形式（PC-PC）IP电话的三种形式（PC-Phone）IP电话的三种形式（Phone-Phone）H.323协议ITU-T的H.323系列建议定义了在无服务质量保证的Internet或其它分组网络上进行多媒体通信的协议及其规程（系统构成、协议及过程）。H.323是一个协议族，由一系列协议组成。H.323协议栈UnderlyingTechnologiesIPUDPH.225.0呼叫信令H.245T.120系列H.225.0RASRTCPRTPG.7XXG.26XTCPAudio/VideoRASChannelCallsignalingChannelCallcontrolChannelH.323系统结构H.323的三条信令通道H.323终端注册H.323呼叫控制/逻辑信道的建立H.323呼叫终止H.323网络中信令SIP协议SIP（SessionInitiationProtocol）是由IETF（RFC3261）提出的；SIP是IP网络上进行多媒体通信的应用层控制协议；SIP是一种轻量级的协议，可建立、修改和终止IP网上的话音和多媒体会话。SIP标准•RFC2543(originalSIPstandard)March1999•RFC3261(latestSIPrevision)June2002•RFC3262–ReliabilityofProvisionalResponsesinSIP•RFC3263–SIP:LocatingSIPServers•RFC3264–Anoffer/answermodelwithSessionDescriptionProtocol•RFC3265–SIP:SpecificEventNotificationSIP网络结构SIP是一种C/S（客户-服务器）结构的协议在语法和语义上与HTTP类似SIP客户发出请求，SIP服务器给出响应SIP系统组成PSTN位置服务器重定向服务器注册服务器代理服务器代理服务器gateway用户代理SIPSIPSIPSIPSIPLDAPLDAP移动性SIP协议结构SIP通话流程SIP消息SIP请求消息：SIP响应消息：1XX：请求已收到，告知发送方正在处理请求2XX：行动已经成功收到，理解并接受3XX：重定向响应，为完成呼叫请求还需采取进一步动作4XX：请求有语法错误或不能被服务器执行，修改，再发5XX：服务器出错6XX：全局错误SIP基本呼叫控制过程Internet网关SCN传真机电话机PC用户PC用户网关技术的发展GWSCNIPMG信令语音SCNIP网守H.323终端SGAB网守H.323终端MGC网关功能的分离举例2G移动通信系统结构3.控制层技术演进（移动网为例）GPRS移动通信系统3G移动通信系统R4结构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网络融合的驱动业务、VOIP、控制213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软交换控制器原理软交换系统网关和接入技术软交换系统业务技术外围模块电路交换矩阵信令/呼叫控制管理/业务控制1.软交换概念接入层接入网关业务控制层网络管理与计费应用服务器软交换体系结构传统电路交换机体系结构媒体交换层分组交换网呼叫控制层软交换机开放的接口协议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。-----信息产业部软交换定义外围接入层核心传送层会话控制层业务/管理层NMC运行支撑系统业务提供商PSTN各类接入网7号信令网络其它VoIP系统其它软交换系统智能网SGMGASAGSCPMSSSC软交换控制器（软交换机）–呼叫控制–资源管理–路由控制–地址解析/翻译信令网关－连接SS7和IP网络－实现SS7信令传输格式转换中继媒体网关－连接PSTN与IP网络－实现媒体传输格式转换－主要用于中继接入接入网关－用于终端用户/PBX/无线基站的接入－完成媒体流转换和用户信令处理等功能应用服务器提供业务执行，管理，开发环境媒体服务器－提供特殊媒体资源－提供IVR功能系统管理中心－提供系统管理功能－连接运行支撑系统IAD综合接入设备－用于传统用户终端设备的接入－完成用户端数据、语音等的接入功能2.软交换系统组成以软交换为核心的NGN示意模型PSTN/GSM/INCableNetworkCM/MTAINTERNETEMAILSERVERMGCP/SIP/H.323终端Switch/SSP/MSCSMSSERVERRADUISParlayAPISIPSNMPSIP-T/BICCHLR核心传输网络（IP网）核心传送层AAA服务器应用服务器HLR媒体服务器软交换软交换消息服务器CMTS信令网关媒体网关短消息网关定位网关EMAIL网关业务层控制层资源接入层EndUserOAM网管计费运营支撑平台分层架构用户数据统一管理全网业务统一管理开放融合呼叫控制与承载相分离业务处理与呼叫控制相分离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，它提供包括电信业务在内的多种业务，能够利用多种带宽和具有QoS能力的传送技术，实现业务功能与底层传送技术的分离；它提供用户对不同业务提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。”NGIMSTP3G/B3GASONSoftswitchIPV6IMS下一代网络NGN定义3.软交换系统协议栈媒体控制协议H.248、MGCPGWSCNIPMG信令语音SCNIP网守H.323终端SGAB网守H.323终端MGC3.软交换系统协议栈媒体控制协议呼叫控制协议H.248、MGCPSIP/SIP-T/SIP-I、H.323、No.7SIP协议扩展SIP-T（SIPforTelephones）应用：软交换之间通用的接口标准；功能：封装、映射（基本业务，使SIP与PSTN互通时，提供ISUP消息的“透传”）IETF定义：RFC3372SIP-I（SIPwithEncapsulatedISUP）应用：软交换之间通用的接口标准；功能：封装、映射（基本业务、补充业务，资源预留、媒体信息转换；既考虑了软交换环境下SIP与BICC/ISUP互通，又考虑了移动3GPPSIP与BICC/ISUP的互通）ITU-T定义：TRQ.BICC/ISUPSIP和Q.1912.5SIP-I的功能更完善SIP协议核心分组网位置服务器重定向服务器注册服务器代理服务器软电话1软交换中的SIP协议的服务器功能SS1SS2视频电话23.软交换系统协议栈媒体控制协议呼叫控制协议H.248、MGCP维护管理协议应用支持协议SIP/SIP-T/SIP-I、H.323、No.7SNMP、COPSSIP、INAP、MAP、Parlay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ParlayAPI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。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。3.软交换系统协议栈媒体控制协议呼叫控制协议H.248、MGCP维护管理协议应用支持协议SIP/SIP-T/SIP-I、H.323、No.7SNMP、COPSSIP、INAP、MAP、Parlay信令传输协议SIGTRANSIGTRAN协议IP协议层IPSCTPM2PAM2UAMTP3M3UAIUASUATCAPQ.931MTP3用户(ISUP)SCCPV5UAV5.2信令传输层SS7适配子层IUA（ISDNUserAdaptationLayerProtocol），ISDN用户适配协议；M2PA（MTPlevel2UserPeer-to-PeerAdaptationLayerProtocol），MTP2用户对等适配协议；M2UA（MTPlevel2UserAdaptationLayerProtocol），MTP