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1、软交换概述,软交换结构和基本概念 软交换基本功能 软交换和传统交换比较,软交换基本概念,软交换，来自于英文单词Softswitch，在移动通讯领域，是电路交换域（Circuit Switching domain）主要信令和业务的处理单元。 软交换得结构、使用的接口严格遵守3GPP R4规范，所以也称R4软交换。,软交换和3GPP规范,3GPP Rel99,3GPP Rel4,3GPP Rel5,功能冻结 时间点,2000/03,2001/03,2002/03,GSM/GPRS核心网,电路域软交换 TD-SCDMA VoIP,IMS(IP多媒体) HSDPA,R99网络结构,BSC,MSC,GM
2、SC,HLR,SGSN,GGSN,RNC,接入网,核心网,R4网络结构,BSC,MSC Server,GMSC Server,HLR,SGSN,GGSN,RNC,接入网,核心网,MGW,GMGW,传统交换结构模型,呼叫控制,SS7,Line Card,Trunk Card,业务交换,MSC,管理系统,计费系统,MSC,MSC,R4软交换结构模型,管理系统,业务系统,计费系统,N0.7网络,分离，MSC有MSS和MGW/SG两个物理实体,分组，业务采用IP承载方式,MSC Server,MGW/SG1,MGW/SGn,IP,IP承载网/专线,分组，信令采用IP承载方式,MSC Server基本概
3、念,MSC Server：Mobile Switching Center Server，简写为MSS，移动交换中心服务器 MSC Server，包括 MSC Server和VLR两部分； 主要特点为：提供呼叫控制、移动性管理、用户业务数据和CAMEL相关数据的管理（VLR功能）等信令处理。,MSC Server,MGW基本概念,MGW：Media Gateway，简写为MGW，媒体网关。 MGW，包括 MGW和SG两部分； 主要特点为：与MSC Server配合完成核心网络资源的配置和信令转接。同时完成回声消除、多媒体数字信号的编解码以及通知音的播放等。,MGW,软交换结构和基本概念 软交换基
4、本功能 软交换和传统交换比较,MSC Server基本功能,呼叫控制和处理功能 协议处理功能 SSF功能 操作维护功能 计费功能,MSC Server,MGW基本功能,MGW,用户承载面功能 媒体转换、承载控制及业务交换等功能 资源受控功能 支持电路域业务在多种传输媒介,SG基本功能,信令网关（SG）在基于TDM的窄带SS7信令网络与基于IP的宽带信令网络之间，完成MTP3或者MTP2上层用户的传输层信令协议栈的双向转换 (SIGTRAN M3UA /SCTP/IP SS7 MTP3/2/1)。 SGW在物理实现上与MGW合一。,SG,软交换主要接口和协议,Nb,Nc,MGW,MGW,MSC
5、Server,MSC Server,Mc,Mc,BICC,H.248,H.248,IP/ATM,Nc接口协议栈结构和功能,Nc接口的BICC协议主要功能是提供MSC Server和MSC Server之间基本呼叫的建立、维持和释放；,Mc接口协议栈结构和功能,Mc接口的H.248协议主要功能是提供MSC Server和MGW之间资源控制；,Nb接口协议栈结构,Nb接口主要功能是提供MGW和MGW之间承载控制和媒体流交换；,软交换结构和基本概念 软交换基本功能 软交换和传统交换比较,软交换与传统核心网络的结构比较,MSC,SCP,HLR,MSC,RAN,RAN,RAN,TDM,MSC Serve
6、r,SCP,HLR,RAN,RAN,RAN,TDM/ATM/IP,MGW,MGW,MSC Server,TUP/ISUP/BICC,TUP/ISUP,R99,R4,H.248,H.248,MAP Over TDM,MAP Over TDM/IP,CAP Over TDM,CAP Over TDM/IP,软交换与传统核心网络的信令比较,IP承载,TDM承载,软交换与传统核心网络的媒体比较,IP承载,TDM承载,Q & A ?,软交换接口及协议,软交换主要接口和协议,Nb,Nc,MGW,MGW,MSC Server,MSC Server,Mc,Mc,BICC,H.248,H.248,IP/ATM,
7、软交换H.248信令 软交换BICC信令 软交换Nb接口,H.248概述,H.248和MEGACO是ITU-T与IETF共同努力的结果，ITU-T称之为H.248，而IETF称为MEGACO，以下通称为H.248。,Mc接口协议栈结构和功能,H.248协议基本概念,媒体网关（MG） 媒体网关，是一种媒体单元，能将一种类型网络的媒体转换成另一网络所要求的格式。 可以有能力分别对音频、视频和数据进行处理，并且能够进行全双工的媒体转换。也可以播放一些音频/视频信号，执行一些IVR功能，甚至具有提供媒体会议的能力。,H.248协议基本概念,媒体网关控制器（MGC）：负责对相关于MG内媒体信道连接控制的
8、呼叫状态进行维护。 流（Stream）：作为呼叫或者会议的一部分，而被媒体网关发送/接收的双向媒体或控制流。,H.248协议基本概念,多点控制单元（MCU）：控制多方会议（通常会包含对音频、视频和数据的处理）的建立和协调的实体。,H.248协议基本功能,H.248应用于Mc接口，是MGC与媒体网关MG间的标准协议。 H.248协议消息编码采用二进制或文本方式，底层传输机制将采用MTP-3b（基于ATM的信令传输）或SCTP/UDP（基于IP的信令传输）为其提供协议承载。,H.248协议基本功能,H.248向Mc接口提供了MSC Server（或GMSC Server）在呼叫处理过程中控制MGW
9、中各类静态及动态资源（IP/ATM/TDM）的能力（包括终端属性、终端连接交换关系及其承载的媒体流）；,H.248协议基本功能,H.248向Mc接口还提供了独立于呼叫的MGW状态维护与管理能力 。,H.248连接模型的两个抽象概念,协议的连接模型主要描述MGW中的逻辑实体，这些逻辑实体由MGC控制。这个连接模型中的主要的抽象概念是终端（Termination）和关联（Context）。 在H.248/Megaco定义的连接模型中，包括关联和终端两个实体。一个关联中至少要包含一个终端，否则此关联将被删除。同时一个终端在任一时刻也只能属于一个关联。,关联（Context）基本概念,关联描述一个终端
10、集之间的关联关系； 当一个关联涉及多个终端时，关联将描述这些终端所组成的拓扑结构以及媒体混合交换的参数； 关联可以通过Add 命令进行创建，通过Subtract 进行删除； 一个关联中必须包含终端。,终端（Termination）基本概念,终端是位于媒体网关中的一个逻辑实体； 终端可以发送/接收媒体和（或）控制流。例如表示一个时隙、一个IP端口(IP地址+端口号)、或一个ATM端口(VPI/VCI)。,Context,关联和终端关系一,Null Context,关联和终端关系二,Context,关联和终端关系三,Context,H.248消息结构的4个步骤,一个H.248消息（Message）
11、包含多个事务交互（Transaction），消息中的事务交互之间没有关系，可以单独处理；一个事务交互由多个动作（Action）构成，动作对应关联（Context）；动作由一系列局限于一个关联的命令（Command）组成。,H.248协议的消息结构,H.248消息,事务交互1,关联1,命令1,描述符1,描述符n,事务交互n,H.248中的8个命令,H.248中的8个命令,H.248中的8个命令,H.248中的8个命令,MGW向MSC Server注册流程,MGW,MSC Server,Service Change,Service Change Replay,H.248总结,H.248是一种媒体网
12、关控制协议，在软交换中，H.248协议用作MGC与MG之间的通信，实现MGC对MG的控制功能。 在UMTS系统，H.248协议应用于Mc接口上。,软交换H.248信令 软交换BICC信令 软交换Nb接口,BICC概述,BICC（Bearer Independent Call Control与承载无关的呼叫控制）协议属于应用层控制协议，可用于建立，修改，终结呼叫，可以承载全方位的PLMN/PSTN/ISDN业务。,Nc接口协议栈结构,BICC的功能,BICC协议是在骨干网中使用的与承载无关的呼叫控制信令协议。 BICC不直接对媒体资源（ATM、IP）进行控制，而是通过标准的承载控制协议（H.24
13、8协议）对这些资源进行控制。,BICC 和ISUP比较,BICC协议是在窄带ISUP协议的基础上发展来的，可以认为是将窄带ISUP协议去掉具体的电路控制部分改编而成，但它不能与ISUP对等兼容。 BICC协议可部署在各种各样的信号传输协议栈之上，提供与具体业务承载无关的呼叫控制。 BICC协议由ITU-T Q.1902系列，Q.2150，Q.765等规范描述,BICC功能结构,BICC是对ISUP协议的演进和发展，其最基本的特点就是将呼叫控制和承载控制两个层面分离，使得呼叫业务功能（CSF）和承载控制功能（BCF）相独立。 在UMTS系统，BICC应用于不同MSC Server之间的呼叫控制接
14、口上。,BICC功能结构,BICC主要消息,按照Q.1902.3中定义，BICC协议大约有40多消息。其中呼叫过程中最常看到的消息有： IAM：初始化地址消息 APM：应用传输消息 ACM：地址全参数 ANM：应答参数 REL：释放消息 RLC：释放完成消息,BICC消息结构,CIC 呼叫实例码，用来标识两局之间属于同一呼叫的消息 Message type code 消息类型，如： IAM/APM/ACM/ANM 等消息 Mandatory fixed part 强制固定长度参数部分 Mandatory variable part 强制可变长度参数部分 Optional part 可选参数部分
15、,呼叫实例码概念,呼叫实例码（Call Instance Code，CIC）是局间呼叫关系对应的逻辑编号，指示了该消息对应于哪一次呼叫实例。 其功能与ISUP消息中的电路识别码（CIC）功能相似，但不标识电路，且进行了扩展，呼叫实例码CIC扩充为用32个比特（电路识别码为12个比特）表示，使得局间呼叫实例的数目理论上可达4,294,967,296条（2的32次方）,BICC承载建立方式,前向承载建立方式(Forward Bearer Setup) 非隧道方式(No Tunnel case) 快速隧道方式(Fast Tunnel) 延迟隧道方式(Delayed Forward Tunnel) 后
16、向承载建立方式(Backward Bearer Setup) 非隧道方式(No Tunnel Case) 延迟隧道方式(Delayed Backward Tunnel),前向快速隧道承载建立流程,前向延迟隧道承载建立流程,后向延迟隧道承载建立方式,BICC总结,BICC是一种与承载无关的呼叫控制信令协议； BICC实现了核心网承载与控制的分离； BICC是应用于3G R4中MSCServer间控制层的软交换设备间的中继侧协议； BICC有多种承载建立方式，对应多种局间的消息流程 BICC可利用隧道机制来传送承载控制信令,软交换H.248信令 软交换BICC信令 软交换Nb接口,Nb CP接口,物理层（PHY）,ATM,TDM,无,IP,NbCP功能,Nb CP功能是MGW间的Nb接口用来在R4核心网内承载用户业务流，并以承载控制信令，管理业务流连接的建立、释放与维护。,
