程控交换技术7-软交换

18.3软交换技术学习目标:了解下一代网络/软交换产生背景掌握软交换的基本概念（和电路交换、分组交换的区别、联系？）理解下一代网络基本概念理解软交换/下一代网络体系结构，理解每一层的作用2主要内容交换技术的发展下一代网络（NGN）产生背景软交换架构/下一代网络分层结构软交换机功能的变化软交换解决方案3电路交换技术人工交换自动交换---模拟交换：步进制、纵横制、空分---数字交换：程控数字交换4宽带交换技术快速电路交换快速分组交换（帧中继）ATMIP交换(路由)标记交换（TagSwitching）光交换5交换技术的发展趋势人工自动模拟数字低速高速简单智能电路交换分组交换单一业务交换综合业务交换电子电路控制计算机软件控制6交换技术与电信网络交换技术是构成电信网络的基本要素(交换设备、传输设备、终端设备)交换技术与交换系统是电信网络的核心交换技术的更新带来电信网络的革命与升级换代现代电信网络的发展史就是现代交换技术的发展史7下一代交换技术窄带与宽带综合交换机？ATM交换机？路由器？以太网交换机？软交换机？网络业务节点的走向8支持IP的业务节点的发展ATM交换机路由器以太网交换机MPLS交换机第三层交换机路由交换机交换路由器多种接口：以太网、FDDI、DDN、SDH、ATM、FR简单接口：主要为以太网内部路由协议：RIP、OSPF内部与外部路由协议：RIP、OSPF、BGP控制过滤功能较弱控制过滤功能较完备价格较贵价格较便宜适于园区网适于广域网具有较强的QOS能力9电信网络的发展趋势模拟数字低速高速简单智能封闭开放单一业务综合业务网络协议独特性网络协议的统一性承载与控制相结合承载与控制相分离10主要内容交换技术的发展下一代网络（NGN）产生背景软交换架构/下一代网络分层结构软交换机功能的变化软交换解决方案11NGNNGN是“下一代网络(NextGenerationNetwork)”的缩写。软交换是NGN的核心NGN能够提供话音、视频、数据等多媒体综合业务，它采用开放、标准体系结构，提供下一代网络丰富的业务。背景：电信网面临的挑战、互联网面临的挑战12中国的电信网络规模截至2008年12月底，全国电话用户总数达9.82亿户。其中移动电话用户6.41亿户，互联网网民2.98亿户。网络与用户规模均居世界首位。从网络规模看固定和移动用户数均分别居世界第一位。012345690'91'92'93'94'95'96'97'98'99'00'01'02'03'04'05'固定移动13网络业务量对比网络业务量数据年增30-40%电话年增5-10%1998200814电信业务量所占带宽资源与业务收入不对称15中国在世界电信标准中地位16中国的电信业务发展面临的矛盾业务限制、地域垄断与过度竞争兼有长途带宽过剩与接入瓶颈共存增量与增收不同步资金短缺与重复建设并存电信法规建设跟不上监管需要17电信业发展面临挑战移动用户的增长与ARPU的下降同样很快；移动电话的快速普及加速提升了人们对更广泛业务的移动性要求；IP对传统电信网技术的挑战:------传统的技术不理想，新的技术又欠成熟；IP收费模式对传统电话收费模式的冲击；数据业务发展很快，但所占投资和消耗带宽与收入不成比例；宽带和多媒体业务增长给通信业带来变暖迹象的同时暴露了网络的不适应；宽带应用的开发远落后于设施的建设18电信业发展面临挑战网络架构面临适应竞争和监管以及方便用户自由选择业务提供者的压力；目前网络的主要收入来源（话音）与投资重点（宽带）不一致；运营公司既顾虑升级网络的投资能否回收又担心网络不改造会流失用户特别是大客户；电信业超高速发展和高利润时代难以再现总之无论传统电信网还是互联网都不同程度感受到这种发展与变革的潮流；经历电信低谷而尚未完全复苏的电信运营公司把重振的希望寄托在新一代的网络技术出现。19电信业发展走到十字路口IP对电信网技术的挑战:------传统的技术不理想，新的技术又欠成熟数据业务发展很快，但所占投资和消耗带宽与收入不成比例IP收费模式对传统电话收费模式的冲击移动用户的增长与ARPU的下降同样很快电信业超高速发展和高利润时代难以再现美国的电信公司面临信用危机中国的电信业面临分拆后的新的竞争形势20网络的走向电信网？IP网？21互联网面临的现状与挑战？22中国的互联网用户中国Internet宽带接入用户数几年后可能多于窄带Internet用户年增长率:2002年中国为75%(世界30%);2003年中国为34.5%我国使用ADSL/CableModem上网的用户数已占Internet用户数17.7%（半年就增长77.6%），如果将专线LAN上网的用户也计入宽带接入的话，宽带上网用户已超过上网人数的1/2，预计几年后将以宽带上网为主要手段；23我国干线Internet业务量超过电话业务量24互联网的发展之路25紧张的IPV4地址容量26Internet面临的挑战互联网络技术本身存在的问题体系结构:可扩展性，层次结构IPv4的地址空间有限和复杂路由问题网络系统和信息安全，信用问题端到端的高性能通信和服务质量控制问题缺乏互联网数学模型问题互联网应用对网络技术提出的挑战上述技术问题阻碍互联网应用的发展互联网应用的进一步发展带来管理和社会方面的挑战互联网管理与运营面临的挑战互联网管理运行的复杂，经济模型仍不明确仅仅对数据业务,Internet仍然需要改进Internet2或NGI在基本技术、设计理念、计费模式等方面与Internet不会有实质性变化，主要的不同是带宽扩展。27Internet面临的挑战对路由表的容量需求增长过快多媒体会议更多的应用需求，如流媒体（Mediastreaming）PDA移动电话家用电器在一个尚缺乏信誉的世界里需要提供有信用的服务业务提供者需要提供多样性业务第三方介入(例如窃听)低端用户增加28网络汇聚之路？29网络处在换代的前夜30NGN与NGI几乎相同的目的但不同的道路31NGN：网络会聚之梦•分组交换•智能在“边缘”•低可靠性和安全性•新型的PC和企业应用业务•平价率或按带宽计价•难保证QOS•智能PCIP+QOS=NGN（下一代网）？电路交换高可靠性(五个9)TDM传送有限的可编程能力基于通信时长的计费慢的业务交付傻瓜电话终端电话业务智能网业务•单一基础设施•分组交换•智能分布/合作•分等级的可靠性、安全性与受控的QoS•新型的商业模式•高附加值的业务捆绑•及时的业务交付•智能的终端•宽带业务能力32NGN:从网络技术融合的思路演进33NGN从业务会聚的思想演进3435下一代网络产生的背景（一）无处不在的IP数据业务的爆涨运营商以数据形式的业务收入持续增加，2006年中移动数据业务收入超过总收入的20％大容量的DWDM(密集波分复用器)问世IETF(Internet工程任务组)提出的IPoverEverything和EverythingoverIP36下一代网络产生的背景(二)技术融合网络融合应用融合供应商融合下一代网络是基于TDM的PSTN话音网与分组数据网融合而形成的可以提供综合业务的网络37对下一代网络的基本共识光纤通信技术发展速度超过Moore定律，DWDM成为光纤通信的主流技术基于IP协议的数字业务将逐步成为电信网络的主要业务无线与移动通信是下一代网络的重要组成部分，固定与移动网的融合是重要的发展方向近期内还不能实现光分组交换，下一代网络需要光电技术的互补结合38对下一代网络的基本共识下一代网络应用具有扩展性、灵活性、QoS、安全性及电信级的可靠性，提供充分的地址（IPv6）下一代网络应致力于信息共享与协同工作，在TCP/IP、Web协议基础上形成更易于共享与协作的新标准与新协议39下一代网络的要求降低网络建设和运行维护成本快速提供新业务，涉足新领域适应技术发展趋势，满足不同用户需求40主要内容交换技术的发展下一代网络（NGN）产生背景软交换架构/下一代网络分层结构软交换机功能的变化软交换解决方案41软交换架构/下一代网络分层结构传统语音网信令网数据库控制设备软交换设备（SS）控制设备业务平台OSS业务层控制层CorePacketNetwork信令网关接入层承载层/传送层媒体网关分组语音网分组接入设备业务层：提供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，包括应用服务器系统、业务管理系统及Web服务器控制层：提供呼叫控制、承载控制和路由解析等功能，包括软交换和路由服务器两类设备；接入层：为用户连接至软交换提供各种接入手段IP/ATM/SDH/DWDM42采用分层结构的优点将一个复杂的网络分解为若干互相独立的层面，简化了网络规划与设计各个独立的层面便于独立地引入新技术、新拓扑、新业务和应用使网络规范与具体实施方法无关，使通道层、物理层等规范保持相对稳定，不随电路组织和技术的变化而轻易变化可以采用统一的操作维护系统，也可以每层都有独立的OAM&P支持业务和网络分离的变革趋势43下一代网络的特点采用分层的全开放的网络构架，具有独立的模块化结构是业务驱动的网络，业务和呼叫控制完全分离，呼叫与承载完全分离是基于统一协议的分组的网络体系44狭义NGN软交换是下一代网络(NGN)的核心网控制技术，通常业界将软交换技术的引入定义为“狭义NGN”广义NGN包括接入层、承载层、控制层、应用层在内的整个下一代电信网络，甚至还包括由新型网络构架带来的新理念和新型产业模式，其目标包括移动网络与固定网络的融合(FMC)、NGN与NGI的融合，新型产业链的建立等。45软交换架构/下一代网络分层结构DatebaseSCPBroadbandAccessIPRouter/ATMswitchSoftswitchSoftswitchAAAServerApplicationServerPolicyServer业务层控制层CorePacketNetworkPSTN/ISDNSGTGMSAGAGNASH323GWIADWAG接入层承载层/传送层IPPBXWirelessSS7Network46主要内容交换技术的发展下一代网络（NGN）产生背景软交换架构/下一代网络分层结构软交换机功能的变化软交换解决方案47系统处理机模块智能网中继模块用户接口模块信令终端交换矩阵业务服务软交换设备中继网关中继网关中继网关SS7信令网关用户接入网关核心分组传送网下一代网络交换机功能的变化--软交换48传统的电路交换与软交换(1)TDMTDM时隙交换控制器计费系统管理系统七号信令网SCP计费系统管理系统七号信令网SCP业务与应用软交换机分组网IP/ATMIP/ATMTDMTDMMGCPMGCP媒体网关控制协议接入/中继媒体网关接入/中继媒体网关49•由单个供应商提供软件、硬件和应用全套解决方案和设备•开放的接口标准、多厂商环境电路交换传送硬件呼叫控制与交换业务与应用PROPRIETARY软交换传送硬件软交换呼叫控制业务应用与特征(管理、提供与后台支持)OpenProtocolsAPIsOpenProtocolsAPIs电路交换与软交换(2)50电路交换与软交换(3)利用软交换机增强提供智能业务的能力与响应速度组织VPN卸载IP业务作为数据业务交换机作IP服务器作DSL服务器计费系统管理系统七号信令网SCP业务与应用软交换机分组网IP/ATMIP/ATMTDMTDMMGCPMGCP媒体网关控制协议接入/中继媒体网关接入/中继媒体网关51主要内容交换技术的发展下一代网络（NGN）产生背景软交换架构/下一代网络分层结构软交换机功能的变化软交换解决方案52Alcatel-NGN全网解决方案信令网关SS7IPCentrex应用服务器多媒