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1、第9章下一代网络与网络融合 下一代网络NGN以软交换为核心 能够提供话音 视频 数据等多媒体综合业务 采用开放 标准体系结构 能够提供丰富业务 网络融合将以前分别基于PSTN的语音数据和基于CATV的视频数据 以及基于IP的多媒体数据 整合在一个网络中进行传输 9 1下一代网络概述9 1 1NGN的基本特征9 1 2NGN的体系结构9 2NGN网络组成结构9 2 1软交换解决方案9 2 2NGN系统构成9 2 3网关技术 2020 5 31 Xi anUniversityofPostsandTelecommunications 9 3NGN网络协议9 3 1H 323协议9 3 2会话发起协议
2、 SIP 9 3 3媒体网关控制协议 MGCP 9 4网络融合9 4 1融合与开放是下一代网络发展趋势9 4 2基于IMS的固定NGN9 4 3NGN发展存在的问题 2020 5 31 Xi anUniversityofPostsandTelecommunications 首先是数字技术的迅速发展和全面采用 使得电话 数据和图像信号都可以通过统一的编码进行传输和交换 其次是光通信技术的发展为综合传送各种业务信息提供了所需带宽和传输质量 是三网合一的理想平台 第三是软件技术发展 使得三大网络和终端通过软件变更最终支持用户所需的特性 功能和业务 最后是统一的IP协议的普遍采用 使得各种业务以IP为
3、基础能在不同的网络上互通 4 9 1下一代网络概述 NGN是基于分组的网络 能够提供电信业务 可利用多种宽带能力和具有QoS保证的传输技术 业务与传送技术分离 用户可自由接入到不同的业务提供商 并支持通用移动性 5 9 1下一代网络概述 1 采用开放式体系架构和标准接口 2 呼叫控制与媒体层和业务层分离 3 具有高速的物理层 链路层和网络层 4 网络层采用统一的IP协议实现业务融合 5 链路层采用电信级分组节点 即高性能核心路由器加边缘路由器 6 传送层实现光联网 可透明支持任何业务 7 接入层采用多元化的宽带无缝接入技术 6 9 1 1NGN的基本特征 下一代网络 NGN 包含三个关键技术
4、软交换 IPv6和自动交换光网络 ASON 广义的NGN泛指不同于目前一代的 大量采用创新技术 支持语声 数据和多媒体业务的融合网络 狭义的NGN特指以软交换为核心 光互连网络为基础 兼容所有三网技术的开放体系架构 7 9 1下一代网络概述 NGN的主要特征采用开放的网络架构体系 将传统交换机的功能分离成独立的网络部件 部件按功能划分 可独立发展 部件间采用标准协议和接口互通 业务驱动的网络 NGN功能特点是业务与呼叫控制分离 呼叫与承载分离 基于统一协议的分组网络 NGN可使用IP协议 使得基于IP的业务都能在不同网上实现互通 成为三大网都能接受的通信协议 8 9 1 2NGN的体系结构 9
5、 基于软交换的NGN体系结构 图9 1NGN的体系结构 接入 媒体层 将各类用户接至网络 集中用户业务并送至目的地 提供各种接入手段 完成媒体格式相互转换 功能实体包括信令网关SG 媒体网关MG 网络接入服务器NAS 以及各类接入网关 核心传输层 透明传送业务信息 可采用ATM技术 目前共识是采用基于IP协议 光纤传输的分组网络 10 基于软交换的NGN体系结构 控制层 主要功能是完成业务呼叫的智能控制 依据业务呼叫请求控制低层网络元素对业务流处理 并向业务层设备提供业务能力或特殊资源支持 业务 应用层 主要功能是创建 执行 管理软交换网络的增值业务 其主要设备是应用服务器 还包括其它一些功能
6、服务器 如鉴权服务器 策略服务器等 也可以连接智能网的SCP 11 基于软交换的NGN体系结构 软交换技术是在IP电话基础上产生的 思想来源于业务可编程 分解网关功能的概念 在软交换体系中 将IP电话网关分解为媒体网关 信令网关和媒体网关控制器 随着标准化进展 软交换设备代替了媒体网关控制器 从而为各种业务应用提供了第三方可编程环境 12 9 2NGN网络组成结构 软交换技术 以松绑传统电路交换机核心功能为前提 以软组件形式把这些核心功能分散跨越在一个分组骨干网上 并运行在商用标准的计算机上来实现 软交换解决方案 对于想要创建和提供新业务的业务提供者及任何第三方功能开发者 其非捆绑的和分散的功
7、能结构都是开放的 并且可编程 从而能为竞争化的市场提供所要求的伸缩性和可靠性 13 9 2 1软交换解决方案 软交换是提供呼叫控制功能的软件实体 是多种逻辑功能实体的集合 提供融合业务的呼叫控制 连接和部分业务功能 软交换的主要设计思想是业务与控制分离 传送和接入分离 各实体之间通过标准的协议进行连接和通信 创建一个可伸缩的 分布式的与底层硬件 操作系统无关的软件系统 能够处理各种各样的通信协议 支持第三方应用业务开发和部署 14 软交换设计思想 呼叫控制和处理功能 为基本呼叫的建立 保持和释放提供控制功能 包括呼叫处理 连接控制 智能呼叫触发检测和资源控制等 协议功能 软交换是一个开放的 多
8、协议实体 实体间采用标准协议通信 包括H 248 SCTP ISUP TUP INAP H 323 RADIUS SNMP SIP M3UA MGCP BICC PRI BRI PARLY INAP MAP等协议 15 软交换系统的主要功能 业务供给功能 提供PSTN ISDN交换机提供的业务 包括基本业务和补充业务 智能网业务 与第三方合作的多种增值和智能业务 16 软交换系统的主要功能 业务交换功能 业务交换功能与呼叫控制功能相结合提供呼叫控制和业务控制之间的通信功能 主要包括 业务控制触发的识别 业务控制间的通信 管理呼叫控制和业务控制功能间的信令 按要求修改呼叫 连接处理 在业务控制功
9、能的控制下处理IN业务请求 业务交互作用管理 17 软交换的功能 互通功能 通过信令网关实现分组网与现有七号信令网 智能网的互通 为用户提供多种智能业务 通过互通模块 与现有H 323 SIP网体系的IP电话网以及其它软交换设备间的互通 资源管理功能 提供资源管理功能 对系统中的各种资源进行集中管理 如资源的分配 释放和控制等 18 软交换的功能 计费功能 具有详细话单及复式计次功能 并将话单传送到相应的计费中心 记帐卡应用时 具备实时断线功能 认证与授权功能 与认证中心连接 将媒体网关信息送往认证中心进行认证和授权 以防止非法用户 设备的接入 地址解析功能 完成E 164与IP地址 别名地址
10、的转换功能 可完成重定向的功能 语音处理功能 控制媒体网关是否采用语言压缩以及选择压缩算法G 729 G 723等 19 软交换的功能 20 软交换的呼叫控制模式 图9 2呼叫控制模式 21 9 2 2NGN系统的构成 软交换 中继媒体网关 信令网关 MGCP ISUP TCAP SCCP Sigtran 网管中心 MDCP MGCP 综合接入媒体网关 IP媒体服务器 MGCP 应用服务器 ParlyAPI SIP 图9 3NGN的系统构成 信令网关位于No 7信令网和IP网的关口 对信令消息进行中继 翻译或终结处理 主要使用呼叫控制协议 信令网关分两种 No 7信令网关 完成No 7信令消息
11、与IP网中信令消息的互通 用户信令网关 完成ISDN用户信令消息与IP信令消息的互通 信令网关与软交换之间通信采用Sigtran协议 22 1 信令网关 信令传输协议 Sigtran 是用IP网络传送电路交换网信令消息的协议栈 它利用标准的IP传送协议作为底层传输 通过增加自身功能来满足信令传送的要求 23 Sigtran信令传输协议 媒体网关的功能是将一种网络中的媒体转换成另一网络所要求的格式 媒体网关主要使用媒体控制协议 分为两类媒体网关 中继媒体网关 主要完成传统交换机的汇接接入功能 综合接入媒体网关 IAD 完成各种用户和接入网的接入 24 2 媒体网关 25 中继媒体网关的应用 图9
12、 4中继媒体网关 26 综合接入媒体网关的应用 图9 5综合接入网关 媒体服务器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 27 3 媒体服务器和应用服务器 在软交换设备或应用服务器直接控制下 为来自电路交换或分组交换的媒体会话 提供高级媒体处理能力 28 媒体服务器定义 支持多种编码之间的转换支持多个应用服务器或MGC的控制支持多种并发处理能力 包括数字监测 语音通知 语音产生 多媒体录音 语音识别 文本到语音 会议 传真处理 语音活动监测等 29 媒体服务器的功能 位于客户机与服务器之间的一个中间应用层典型应用 基于Web的具有三层结构的应用 一般与Web集成 主
13、要提供Web业务 软交换网络 Web应用服务器在电信领域的应用 30 应用服务器的概念 是一个独立的组件 与控制层的软交换无关 实现了业务与呼叫控制的分离 专为增值业务而引入的 提供增值业务的执行 管理和开发平台 处理与软交换之间的接口信令负责各种增值业务的逻辑产生和管理 还提供各种开放的API 为第三方业务的开发提供创作平台 31 NGN中的应用服务器 网关的作用 是完成两个异构网络之间信息 包括媒体信息和用于控制的信令信息 的相互转换 以使一个网络中的信息能在另一网络中传输 软交换网关 主要有媒体网关 信令网关和接入网关 在软交换软件的控制管理下 共同实现传统电信网 计算机网和有线电视网的
14、业务融合 32 9 2 3网关技术 媒体网关功能 MGF 定义 MGF是接入到IP网络的一个端点 网络中继或多个端点的集合 是分组网络和外部网络 PSTN 移动通信网 之间的接口设备 媒体网关的主要作用 是将媒体从一种格式转换为另一种格式 最常见的是将电路媒体格式转换为分组媒体格式 33 媒体网关技术 通过媒体网关控制协议 H 248 与MGCF通信 媒体处理 如媒体编码转换 分组打包 回声抑制 抖动缓冲管理 分组丢失补偿等 媒体插入功能 如提示音 证实音及话音检测等 处理信令和媒体时间检测 如DTMF检测 话音动作检测等 系统资源管理和分配 数字分析能力等 34 媒体网关的主要功能 1 中继
15、应用 35 媒体网关在网络中的位置 图9 6中继应用 2 接入应用 36 媒体网关的位置 9 3NGN协议 9 3 1H 323协议 图9 8H323协议 图9 9H 323协议栈结构 9 3 2会话发起协议 SIP 其主要目的是为了解决IP网中的信令控制 以及同软交换的通信 从而构成下一代的增值业务平台 对电信 银行 金融等行业提供更好的增值业务 图9 10SIP协议 9 3 3媒体网关控制协议 MGCP 1 MGCP是由Telecordia公司根据分离网关结构要求提出的 是在综合简单网关控制协议 SGCP 和IP设备控制 IPDC 协议的基础上形成的 2 人们希望把以软件为中心的呼叫处理功
16、能和以硬件为中心的媒体流处理功能分离开 放置在软交换与媒体网关之间 3 H 323和SIP协议都不能处理两个分离实体之间的通信 而由MGCP来处理 图9 11MGCP协议 9 4 1融合与开放是下一代网络发展趋势1 三网融合三网融合是一种广义的 社会化的说法 在现阶段它并不意味着电信网 Internet和广播电视网三大网络的物理合一 而主要是指高层业务应用的融合 能够提供包括语音 数据 图像等综合多媒体的通信业务 9 4网络融合 1 业务层的融合 2 控制层的融合 3 承载层的融合 4 接入 终端层的融合 5 运维管理层的融合 2 下一代网络的融合 1 开放的网络体系结构 2 开放的数据接口 3 统一的标准协议 3 下一代网络的开放 IP多媒体子系统 IMS 可看作为丰富的移动多媒体业务提供的一个平台 发展方向包括 1 标准方面2 运营商方面3 制造商方面 9 4 2基于IMS的固定NGN 1 IP网络的QoS问题2 软交换的媒体传输3 IMS和电信网络融合问题4 有线电视IP化问题 9 4 3NGN发展存在的问题
