《现代交换技术 第3版 教学课件 ppt 作者 张中荃 2013现代交换技术第九章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现代交换技术 第3版 教学课件 ppt 作者 张中荃 2013现代交换技术第九章（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第九章 软交换技术,第九章 软交换技术,本章内容：软交换概述 软交换的网络结构 软件换的相关协议 软交换的应用 本章重点：软交换的相关协议和应用 本章难点：软交换的相关协议,引入背景,分组交换网适合各种类型信息的传输，网络资源利用率高。 基于TDM的PSTN话音网能保证优良的语音品质，但对新业 务的提供能力有限。,所面临的问题： 如何进行改造，使PSTN能适应数据业务的需要。 如何实现PSTN低成本地向基于分组的网络结构演进。 如何实现PSTN与新建数据网的体系融合。,软交换（Softswitch）是解决问题的关键。 是下一代话音交换网络的核心。,软交换的基本含义就是把呼叫控制功能从媒体网关（
2、传输层）中分离出来，通过服务器或网元上的软件实现基本呼叫控制功能，包含呼叫选路、管理控制、连接控制、信令互通等。,9.1.1 软交换的基本概念,什么是软交换？ 是一种功能实体，是下一代网络呼叫与控制的核心； 提供具有实时性要求的呼叫控制和连接控制的功能； 与传统交换技术不同，它把呼叫传输和呼叫控制分离开，为 控制、交换和软件可编程功能建立分离的平台，使业务提供 者能自由地将传输业务与控制协议相结合，实现业务转移。,PSTN网和ATM网是基于交换单元的硬交换。 软交换是基于IP网络的包交换，通过服务器或网元上的软件来实现，与业务无关。,9.1 软交换概述,提供支持多种信令协议，实现PSTN网和I
3、P网/ATM网间的信令互通和不同网关的互操作。 处理实时业务，并具有提供各种增值业务和补充业务的能力（如处理视频和多媒体业务）。 提供可编程的、逻辑化控制的开放的API协议，实现与外部应用平台的互通；通过不同的逻辑与媒体层的网关交互，对网关设备或IP/ATM网的核心设备进行控制。 提供网守功能，即接入认证与授权、地址解析和带宽管理等。 操作维护功能，主要包括业务统计和告警等。 计费功能，具有采集详细话单的功能。,9.1.2 软交换的基本功能,9.1 软交换概述,与电路交换机相比，软交换成本低。 可以灵活选择软交换的配置模式，功能块可以分布在整个网络中，也可集中起来，以适合不同网络需求。 软交换
4、采用开放式标准接口，易于和不同网关、交换机、网络节点通信，兼容性、互操作性、互通性好。 能够很容易地转移或处理复杂业务；可以很方便地进行大规模网络升级，运营者可以把新型业务下载到数据网络上，只把话音业务在传统交换机上传输。,9.1.3 软交换的好处,9.1 软交换概述,以软交换为核心的网络具有以下三大特征： （1）采用开放的网络构架体系 （2）基于业务驱动的网络 （3）基于统一协议的和基于分组的网络,9.2 软交换的网络结构,9.2 软交换的网络结构,9.2.1 软交换的网络结构,主要包括：业务/应用层 控制信令层 传输层 媒体/接入层 其中软交换位于控制信令层,9.2 软交换的网络结构,9.
5、2.2 各层功能描述,1、业务应用层 其主要功能是在纯呼叫建立之上为用户提供附加增值业务，同时提供业务和网络的管理功能，为VoIP网提供各种应用和业务的执行逻辑，存放业务逻辑和业务数据，包括软交换网络各类业务所需要的业务逻辑、数据资源及媒体资源等。 主要由各类业务应用平台构成，包括应用服务器、特征服务器、策略服务器、SCP、AAA服务器、目录服务器、数据库服务器、网管服务器等。,业务应用层为VoIP网提供各种应用和业务的执行逻辑，可以包括应用服务器、功能服务器等设备，也可以包含类似于媒体服务器这样的特殊部件。,9.2 软交换的网络结构,9.2.2 各层功能描述,2、控制信令层 控制信令层是网络
6、系统控制的核心，为传输层提供控制功能，其设备或功能是根据从接入层接收的信令信息来完成对边缘接入层中的所有媒体网关的各种业务呼叫控制，并负责各媒体网关之间通信的控制，通过控制传输层部件完成呼叫控制、选路、认证、资源管理等功能，及完成呼叫建立和释放。 主要由软交换设备（媒体网关控制器）构成。具有多种不同的功能实现形式，包括软交换（Softswitch）、呼叫代理（Call Agent，CA）、呼叫控制器（Call Controller）等。,控制信令层主要是为传输层提供控制功能，其设备或功能是根据从接入层接收的信令信息来执行呼叫控制的，通过控制传输层部件来建立或拆除经过VoIP网的媒体连接。,媒体
7、网关控制器（MGC）是VoIP网络中的一种关键物理设备，具有多种不同的功能实现形式，包括软交换、呼叫代理、呼叫控制器等。 （1）MGC的功能可以集中或分开。 （2）MGC是信令消息的源点和终点，它通过一种或多种MGC协议控制中继网关、媒体网关和媒体服务器，提供路由信息、认证和记帐信息。 （3）MGC可以通过不同的服务控制协议与应用服务器进行通信。,9.2 软交换的网络结构,9.2.2 各层功能描述,3、传输层 传输层是软交换网的承载网络，其作用和功能就是将边缘接入层中的各种媒体网关、控制层中的软交换设备、业务应用层中的各种服务器平台等各个软交换网网元连接起来。,传输层可分为三个域：IP传输域、
8、非IP传输域和互通功能域。IP传输域为分组通过VoIP网络提供传输通道、选路/交换结构。非IP传输域提供接入网关或预留网关，以便支持非IP终端/电话/ISDN网络等接入功能。互通功能域对从外部网络接收或向外部网络发送的信令提供转换功能，包括信令网关、媒体网关或互通网关。,功能服务器,应用服务器,策略服务器,各类用户终端,CA，MGC，软交换,SCP,各类接入网关,NAS,MG,SG,PSTN/ISDN/ATM,SS7网,业务/应用层,控制信令层,传输层,媒体/接入层,图9.1 基于软交换的网络系统结构示意图,开放的API,信令（ISUP、MAP、RANAP、 MGCP、MEGACO、SIP）,
9、IP传输域,互通功能域,非IP接入域,IP电话,IN/AIN,Inter-Network Switch,SIP/SIP-T；H.323,传输层提供了从外部网络或终端到VoIP网的信令和媒体接口。 传输层可以分为三个域：IP传输域、非IP传输域和互通功能域。,IP传输域为分组通过VoIP网络提供传输通道、选路/交换结构，包括路由器、交换机等设备和提供服务质量与传输保证的设备。,非IP传输域提供接入网关或预留网关，以便支持非IP终端/电话/ISDN网络、DSL网络的综合接入设备（IAD）、HFC网络的Cable Modem或多媒体终端、GSM/3G移动无线接入网的接入功能。,互通功能域对从外部网络
10、接收或向外部网络发送的信令提供转换功能，它主要包括信令网关、媒体网关或互通网关。,9.2 软交换的网络结构,9.2.2 各层功能描述,4、媒体接入层 其作用是利用各种接入设备实现不同用户的接入，并实现不同信息格式之间的转换，功能类似于传统程控交换机的用户模块或中继模块。 主要包括各类媒体网关设备、综合接入设备（IAD）及各种终端设备。媒体网关又可分为中继网关（TG）、接入网关（AG）、无线接入网关（WG）、信令网关（SG）等。,软交换功能：由智能业务节点、各种数据库以及信令网关共同 完成。 信令网关：完成7号信令和IP信令之间的转换。,9.2.3 网络结构实例,（1）Bridgewater提供
11、的IP与PSTN融合的网络结构,智能业务点：与各种资源数据库相连，负责业务连接的控制以 及开放式应用接口。 网络接入设备：就是在智能业务点指导下完成业务的传输。,（1）Bridgewater提供的IP与PSTN融合的网络结构,9.2.3 网络结构实例,（2）事务型分布式软交换系统体系结构,基本思想是：用连接在IP网络上的媒体网关、媒体网关控制器、信令网关、呼叫处理服务器和电信业务服务器完成相当于传统电话网、信令网、智能网、管理网和业务提供网的功能，并与传统的接入网络和传统的电话业务网络互连。,9.2.3 网络结构实例,9.3 软交换的相关协议,9.3.1 软交换接口及其协议,软交换体系涉及协议
12、非常多，包括H.248、SCTP、ISUP、TUP、INAP、H.323、RADIUS、SNMP、SIP、M3UA、MGCP、BICC、PRI、BRI等。,图9.5 软交换的对外接口,9.3 软交换的相关协议,9.3.1 软交换接口及其协议,9.3 软交换的相关协议,（1）软交换机与应用/业务层之间的协议 软交换与应用服务器间的接口，可使用SIP协议或API（如Parlay），提供对三方应用和各种增值业务的支持功能。 软交换与策略服务器间的接口，可使用公共开放策略服务协议（COPS），实现对网络设备的工作进行动态干预。 软交换与网关中心间的接口，可使用SNMP，实现网络管理。 软交换与智能网的
13、业务控制点（SCP）之间的接口，可使用INAP，实现对现有智能网业务的支持。,9.3.1 软交换接口及其协议,9.3 软交换的相关协议,（2）软交换机之间的协议 SIP-T是IETF的标准协议，它主要是对原SIP协议进行扩展，属于一种应用层协议。 BICC是ITU-T的标准协议，它主要是将原七号信令中的ISUP协议进行封装，对多媒体数据业务的支持存在一定不足。,9.3.1 软交换接口及其协议,（3）信令网关（SG）与软交换机之间的协议 采用信令传送协议（SIGTRAN），其低层采用信令控制传输协议（SCTP）。 SIGTRAN/SCTP协议的根本功能在于将PSTN中基于TDM的No.7信令的高
14、层信令信息（TUP/ISUP/SCCP），通过SG以IP网作为承载透明传至软交换机，由软交换机完成对No.7信令的处理。,9.3 软交换的相关协议,（4）媒体网关与软交换机之间的协议 主要有MGCP或H.248/Megaco两种媒体网关控制协议，用于软交换对媒体网关的承载控制、资源控制及管理。 H.248/Megaco实际上是同一个协议的名字，由IETF和ITU-T联合开发，IETF称为Megaco，ITU-T称为H.248 。,9.3.1 软交换接口及其协议,（5）媒体网关之间的协议 除SG外，各媒体网关之间采用数据传送协议RTP。,9.3.2 H.323协议,H.323协议是基于IP网络进
15、行音频、视频和数据通信应用的标准协议。它是最初于1996年由ITU通过的，作为H.320的修改版（H.320是ISDN和电路交换网上的会议电视协议），用于局域网（LAN）上的多媒体会议，后来扩展至覆盖VoIP。,9.3.2 H.323协议,图9-6 H.323系统结构,图9.7 H.323协议栈结构,1、H.323协议结构,9.3.2 H.323协议,9.3.2 H.323协议,2、H.323呼叫信令过程,9.3.3 SIP协议,会话发起协议（SIP）是由IETF（Internet工程任务组）提出的在IP网上进行多媒体通信的应用层控制协议（IP电话信令协议）。用于建立、修改和终止IP网上的双方
16、或多方多媒体会话，完成语音和数据相结合的业务、以及多媒体业务之间的呼叫建立与释放。,9.3 软交换的相关协议,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。,9.3.3 SIP协议,一、SIP协议功能,一、SIP协议功能,提供电路交换网（即传统的PSTN）与包交换网（即IP、ATM）中信息转换（包括语音压缩、数据检测等）。,提供PSTN同IP网间的协议转换,应用服务器是运行和管理增值业务的平台，通过SIP与软交换模块进行通信。,媒体服务器提供媒体和语音资源的平台，同时与媒体服务器进行RTP流的传输。,9.3.3 SIP协议,SIP协议的两个基本网络实体：客户机和网络服务器。,（1）客户机 ：也称用户代理客户，是发送SIP请求的一方。 客户可能存在于用户设备上（比如PC）；也可能位于与服务器相同的平台上（比如SIP代理服务器同时具备客户机和服务器的功能）。,二
