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1、电信核心网的演进 VoIP/软交换/NGN/IMS,outline,1.传统PSTN电信网2.VoIP技术及其发展3.软交换的思路及架构4.NGN(下一代电信网)5.IMS简介及其比较小结,1.传统电信网现状,从功能划分：交换、传输、接入从业务划分：电话网、数据网、多业务网 电话网：PSTN/POTS 数据网：传统数据网（X.25FRDDN） IP城域网支撑网：信令、同步、管理新划分：承载网、核心网设备使用角度：系统、终端,电路交换：独占信道，QoS保证;业务控制合一：业务承载和呼叫控制一体化;新业务(补充业务)开展复杂;与数据融合困难出现多个叠加网;,电话网特点,呼叫控制信令话音流以数据包的
2、形式统一承载于IP网上 便于与数据通信和视频应用融合多种增值业务，如：Instant Message(及时消息)、Video phone(可视电话)、号码携带(一号通移动漫游)、网络电话簿、甚至多人游戏信令控制协议主要有H.323/SIP/MGCP(H.248)话音流统一采用RTP/UDP方式打包,VoIP技术( Voice over IP),IP over EverythingIP包可以承载于任何物理通信子网Everything over IP应用子网话音、数据、视频可以封装在IP包中交互应用三网合一(融合)话音、数据、视频三种业务网可以实现统一交换传输应用(可视电话、会议电视、IPTV、可
3、视上网聊天),语音压缩，减少带宽占有，以10/20ms为音节分段进行。 *G.711 PCM (/A-Law) at 64 kbps *G.729A/B CS-ACELP at 8 kbps *G.723.1 MP-MLQ at 6.3 kbps *G.723.1 ACELP at 5.3 kbps *AMR(3G语音编码标准)话音激活检测：VADVoice Activity Detection，不说话时不发送语音包。舒适噪声产生: CNGComfortable Noise Generation,营造真实背景噪声。回波抵消：ECEcho Cancellation G.168(64-128ms)
4、，对付长延时信道。开销问题：RTP/UDP/IP/MAC,语音流处理,*H.323信令(ITU-T标准)- IP网会议电信标准；*其中涉及到电话通信的子集主要有H.225.0(Q.931呼叫建立)+RAS(注册授权地址解析)+H.245(能力协商),SIP协议栈结构,SIP协议集由IETF提出，面向Internet应用，SIP(RFC3261)用于呼叫控制，SDP(RFC3265，2327)用于能力协商。,由多种Server和外挂的各种UA组成。 Server(Registrar/Proxy/Redirect /Location) 采用C/S模型，由Client发出请求和server响应构成的
5、事件完成呼叫建立过程。 SIP具有很好的移动性能，被3GPP选为下一代IP核心网的呼叫控制信令。,SIP构造的典型VoIP系统,UA：User Agent (SIP用户终端) 主叫时逻辑上为UAC,做被叫时为UAS。Server端： Registrar: 提供注册授权， Proxy: 提供电话呼叫应用层的路由功能，转发Request-Response消息。 Redirect: 为未知地址的逻辑用户消息提供下一跳Server地址 Location: 类似DNS为其他Server端功能提供用户逻辑地址物理地址的查询绑定。,基于SIP的VoIP系统应用示例,SIP消息示例,INVITE sip:ad
6、alanguage.org SIP/2.0Via: SIP/2.0/UDP 12.26.17.91:5060;branch=z9hG4bK454Max-Forwards: 70From: Charles Babbage To: sip:adalanguage.orgCall-ID: f6-32-9a-34-91-e7analyticalsoc.orgCSeq: 1 INVITE _CSeContact: Subject: RE: SoftwareUser-Agent: Difference Engine 1Content-Type: application/sdpContent-Length:
7、 137v=0o=Babbage 2890844534 2890844534 IN IP4 12.26.17.91s=-t=0 0c=IN IP4 12.26.17.91 _Bam=audio 49170 RTP/AVP 0a=rtpmap:0 PCMU/8000,*H.323多采用集中方式，系统端为GK+GW, 用户端功能弱。H.323 呼叫控制信令采用TCP. *SIP则将呼叫控制功能推向系统边缘，多采用智能终端方式(小网关IAD)。 SIP主要采用UDP 。 *对应关系 H.225.0(Q.931)=SIP H.245=SDP RAS=Registrar+Location+Redirec
8、t 语音打包相同,H.323/SIP的异同,VoIP应用,VoIP早期应用：IP电话(IPphone), Soft Internet Phone: Skype，解决长途话费昂贵的问题（跨国企业全球化的国际资费问题）。利用Internet网，效果不好，但异常便宜。利用运营商提供的宽带网组建企业专网VPN。带宽、延时不能保证。IP-PBX话机终端问题：Hard Phone(IP话机)、IAD(Intergrated Access Device)小网关接模拟2线电话机。组网应用：全分布式，分布处理集中管理。GWGK, 企业应用，非传统运营商推动。Phone to Phone, PC to PC, P
9、C to Phone,VoIP的发展过程三阶段,IP电话是互联网上最早冲击电信市场的应用。IP电话已经经历了10年的发展，跨过了三个阶段。 *最早的通过公用互联网连接、无质量保证的互联网电话（InternetPhone）， *公用互联网或独立IP网上传送的具有一定质量的VoIP *利用宽带接入的宽带VoIP（VoBB）。,VoIP的发展过程三阶段,在技术上, 从软件电话发展到网关、软交换，目前正在向IMS进军。 对传统运营商的收入冲击首先是国际长途业务，宽带网的普及，还会影响市话业务,软交换(Soft Switch)电路交换向分组交换演进的融合技术,国际软交换协会（ISC）对软交换的定义: “
10、软交换是提供呼叫控制功能的软件实体” 我国信息产业部电信传输研究所对软交换的定义: “软交换是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。”,软交换(Soft Switch),软交换是一种功能实体，为下一代网络（）提供具有实时性要求的业务的呼叫控制和连接控制功能，是下一代网络呼叫与控制的核心； 其核心是一个采用标准化协议和应用编程接口（API）的开放体系结构；,软交换技术解析,软交换是实现传统程控交换机的“呼叫控制”功能的实体; 但传统
11、的“呼叫控制”功能是和业务结合在一起的，不同的业务所需要的呼叫控制功能不同. 软交换是与业务无关的. 软交换提供的呼叫控制功能是各种业务的基本呼叫控制。,软交换技术解析,软交换技术定义 *是一种提供了呼叫控制功能的软件实体； *支持所有现有的电话功能及新型会话式多媒体业务； *采用标准协议；它提供了不同厂商的设备之间的互操作能力; *它与下列一种或多种组件配套使用: 媒体网关、信令网关、特服务器（例如提供CLASS业务）、应用服务器（例如提供多媒体业务）、媒体服务器（如提供数据流媒体、会议和广告等业务）、 管理、供应和收费/计费接口。,软交换系统组成,软交换的十大功能,媒体网关接入IP分组网与
12、外部网络接口设备 呼叫控制和处理基本呼叫的建立、保持和释放 业务提供 基本业务和补充业务，增值业务和智能业务 互连互通现有PSTN(IN)、各种新型终端、其他IP电话网(H.323)协议转换开放多协议实体资源管理分配、释放、配置和控制，状态检测，资源统计，使用门限设置等集中管理计费采集详细话单及复式计次功能，并传递至计费中心认证与授权防止非法用户/设备的接入 地址解析完成E.164地址至IP地址、别名地址至IP地址的转换和重定向，包括地址号码的增/删及分析选路 话音处理语音压缩转换及处理,软交换设备的三个基本要素,开放的业务生成接口 各种综合增值业务(如彩铃、号码携带、广告提醒、语音信箱等)依
13、靠Application Server生成实现并通过标准的API触发驱动呼叫实现；综合的设备接入能力 可接入各种传统的和新兴的设备及终端。保护原有投资；基于策略的运行支持系统 基于策略（）的实现方式来完成运行支持系统的功能 ；,软交换体系的主要思路,呼叫控制与业务承载分离,传统VoIP应用综合集成网关既要负责PSTN信令到VoIP信令的转换又要实现话音通路到语音媒体流的转换和封装处理,MGC对信令消息进行分析和处理 MG则负责各种媒体流的封装和格式转换,网关分离导致出现了网关间的新协议标准。MGC和MG之间的接口采用Megaco（又称为H.248）或MGCP，MGC和SG之间的接口采用Sigt
14、ran。,统一的IP核心网和分层结构,从上到下由业务层、控制层、媒体层和接入层四层构成。 应用服务器位于业务层，负责提供增值业务和管理功能； 软交换在控制层，负责完成各种呼叫控制和相应业务处理信息的传送，是NGN的核心控制设备； 网关在媒体层，负责用户送来的信息与IP网上传送格式的转换； 无线网、电话网、有线电视网在接入层，都将作为接入网存在,控制与业务实现分离,传统的电路交换是一体化的，不同的子系统间通信采用专有的协议；软交换是开放、分层的体系结构，层间有开放的API接口。这样，某一层的改变，不会影响其他层。软交换又称为软SSP，因为它的功能相当于传统智能网中的SSP，国际上关于开放API的
15、研究主要有ParlayAPI、JAIN和OSA。 ParlayAPI属于应用API；JAINAPI包括应用API和协议API; OSA属于应用API，侧重于移动终端的服务。,NGN/软交换协议归类,国际软交换协会（ISC：InternationaL Softswitch Consortium）已制定了一些相关的软交换标准草案，并颁布了一些标准，目前ISC、ITU-T、IETF等国际组织正在合作制订并完善相关的协议和标准。呼叫控制协议 包括承载无关呼叫控制（BICC）： SIP；H.323；ISUP、TUP；Q.931、QSIG。传输控制协议：包括SIGTRAN；流控制传输协议（SCTP） TCAP、SCCP；IUA、M3UA；MTP3；RTP、RTCP；TCP、UDP；IP；ATM,
