下一代网络的业务和媒体流控制特征及其实现

华中科技大学硕士学位论文下一代网络的业务和媒体流控制特征及其实现姓名：马志楠申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：黄桂金20050430I摘要市场对业务的需求促进了现代电信网从传统语音网络向基于IP分组传输的下一代网络NGN进化NGN的业务体系结构不但能将已有多媒体业务和各种增值业务等各种业务统一承载而且能够向第三方开放业务开发接口使得新业务的生成方便快捷且开发和运营成本相对较低但是NGN基于IP分组传输的特点也使得端到端的QoS的保证成为难点本文首先从电信网发展的角度介绍下一代网络提出的背景然后介绍和分析NGN的含义分层结构和基本特征接下来分别就NGN的业务相关的特点和传送相关特点研究NGN架构下的业务控制与媒体流自适应控制的实现文章根据NGN的业务相关特点详细阐述了利用软交换技术实现NGN业务体系功能目标的方法首先分析了软交换机的软件模块设计思路然后借鉴智能网的呼叫控制模型提出了软交换的呼叫模型接着研究了NGN体系架构下业务控制的实现的两种方式智能网实现方式和包括ParlayJAIN等开放式业务API的第三方实现方式昀后结合作者在NGN增值业务方面的研发经验举出了闹钟业务和彩铃业务两个增值业务的具体实例说明NGN架构下业务控制的具体实现方法文章根据NGN分组传输相关特点引伸出在NGN的体系结构中为了实现媒体流的可靠传输终端须具有一定的自适应调整的智能讨论了利用RTCP对网络传输状况进行反馈的实现指出了终端根据RTCP反馈数据对媒体流传输实现自适应控制的一些方法关键字关键字关键字关键字下一代网络NGN软交换智能网ParlayRTCPIIAbstractTheincreasinglydemandofservicegivesrisetothemoderntelecommunicationnetwork’sevolutionfromtraditionalvoicenetworktotheNGNbasedonIPpackettransmission.ThetargetsystemofNGNnotonlyfacilitatesmultimediaserviceandvarioussubsidiaryservices,butalsooffersinterfacestothethirdparty,whichfacilitatesnewservicewitharelativelylowdevelopmentandoperatingcost.However,asNGNisbasedonIPpackettransmission,itisdifficulttoensureendtoendQoS.Thisthesisstartsbyintroducingthebackgroundofnextgenerationfromtheperspectiveoftelecommunicationnetwork’sdevelopment.Itintroducesandanalyzesthedefinition,structureandbasicfeaturesofNGN.ThenitfocusesontheimplementationofservicecontrolandadaptivecontrolofmediastreamundertheNGNsystemwithregardtotheserviceandpackettransmissionrelatedfeaturesofNGN.ThisthesisillustratesthemethodsofrealizingtheNGNfunctionwiththeSoftSwitchtechnologybasedontheservicerelatedfeaturesofNGN.ItfirstlyproposestheconceptanddesigningthoughtsofSoftSwitch,andthecallmodelofSoftSwitchusingthecallmodelofIntelligentNetworkforreference.ThenitsuggeststwomethodsfortheimplementationofserviceundertheNGNsystem,namely,INdevelopmentmodeand3rdpartyutilizingopeningAPIsdevelopmentmode,suchasParlayandJAIN.Finally,fromtheauthor’sR&Dexperienceconcerningalarmserviceandcolorringservice,examplesaresettoillustratetheimplementationmethodofservicecontrolunderNGNframework.BasedonfeaturesoftheNGNpackettransmission,aconclusionismadethatterminalsshouldbeself-adaptiveintelligenttoensurethesteadytransmissionofmediastream.RTCPcanbeusedtogivefeedbacktothetransmissioncondition.Severalmethodsconcerningterminal’sself-adaptivecontrolofmediastreamtransmissionaccordingtotheRTCPfeedbackdataarethereforeproposed.Keywords:NGNSoftSwitchIntelligentNetworkParlayRTCP11绪绪绪绪论论论论1.1现代电信网络发展状况现代电信网络发展状况现代电信网络发展状况现代电信网络发展状况现代电信网络随着科技的进步不断发展不断满足人们日益增长的需要改变和丰富着人们的物质文化生活反过来人们对电信业务不断增长和改变的需求也驱动了电信网络技术的发展从而导致了电信网络的更新换代本节将概要介绍现代电信网络的发展状况1.1.1传统电话网传统电话网传统电话网传统电话网传统电话网路通常称作公共电话交换网PSTN:PublicSwitchTelephoneNetwork传统电话网络的基本原理就是采用某种连接技术在两部电话之间建立一条可传输话音的电路传统电话网络从昀原始的依靠接线员的人工交换网络到今天的程控数字电话网络已经发展了一百多年随着数字通信技术的发展尤其是随着程控电话的大规模应用电话网的交换和中继部分已经基本上实现了数字化现代数字电话交换网络实现电路交换的方式就是由程控数字交换机基于TDM时分复用技术通过呼叫控制信令在两个电话机之间建立一条独享的电路程控数字交换机诞生后可实现缩位拨号呼叫前转等业务这些业务功能可以认为是早期的智能化业务但是这些功能是比较简单和有限的而且这些功能是由交换机制造厂商设计的程控数字交换机基于TDM时分复用技术以64kbit/s的话音信道为基本单元以电路交换模式对话音呼叫进行交换选路等呼叫控制在业务实现方面呼叫控制业务提供以及交换矩阵均集中在一个交换系统中智能化的业务逻辑控制和交换机的处理软件网络架构紧密耦合在一起增加新的业务必须修改呼叫流程信令甚至升级交换机的硬件结构因此可提供业务能力有限开发新业务周期长按照传统的技术和软件编程方法一个新的业务从定义到昀后可以上网使用周期一般要1.5到5年1.1.2智能网智能网智能网智能网随着通信网络向智能化个性化的方向发展用户对各种业务的需求在不断增2加基本的电信服务已无法满足人们的需求这就要求电信网络能迅速而灵活地向用户提供各种新兴电信业务由于传统电话网实现智能业务的能力有限于是智能网因此产生智能网IntelligentNetwork简称IN是在原有通信网络的基础上设置的一种附加网络其目的是在多厂商环境下快速引入新业务[1]智能网技术克服了传统交换机提供业务方法的缺点对业务的适应性强生成业务的周期短同时其规范性又使各厂商更容易互通智能网的主要特点是将交换与业务控制分离即交换中心只完成基本的接续功能而在电信网中另设一些新的功能节点由这些功能节点协同原来的交换中心共同来完成智能业务[2]智能网的具体实现是在原有通信网络基础上增设一些网络功能组件又叫功能实体把交换机的功能在新的网络单元之间重新分配以有限的功能组件构成大量的业务新增设的功能实体主要有业务控制点SCP业务交换点SSP智能外设IP业务管理系统SMS业务生成环境SCE等这些功能组件组成一个附加的网络结构即智能网智能网不是独立存在的是叠加在现有程控交换网上的一种网智能网和程控交换网依靠公共信道信令系统密切联系在一起业务控制点SCP是智能网络的核心部件[3]它存储业务逻辑完成业务控制功能SCF根据SSP送来的呼叫事件不同启动不动的业务逻辑根据业务逻辑向SSP发送控制命令从而实现各种IN业务业务数据库点SDP存储用户需要查询和记录的数据完成业务数据功能SDFSCP和SDP通常放置在一起业务交换点SSP负责完成呼叫控制功能CCF和业务交换功能SSFCCF功能接收客户呼叫SSF功能接收识别智能业务呼叫并向SCP报告接收SCP发来的控制命令SSP一般都以原有的数字程控交换机为基础加上必要的软硬件以及与信令网的接口构成智能外设IP负责完成专用资源功能SRF它主要提供智能业务所需的语音提示接收用户二次拨号进行语音合成等功能业务管理系统SMS主要负责网络管理业务管理和系统管理业务生成环境SCE是在智能网中提供新业务的节点利用独立于应用的模块SIB在业务生成环境中可以方便快速地提供业务并将其输入到SMS中随着移动通信技术的发展形成了移动通信网络它和传统的PSTN网络互联使移动通信用户和固定电话用户可以相互通信移动通信网络的增值业务的提供是由移动智能网提供的移动智能网的网络叠加和业务提供方式和固定智能网类似3典型的移动智能网有CAPGSM和WINCDMA1.1.3下一代网络的提出下一代网络的提出下一代网络的提出下一代网络的提出随着Internet宽带VOIP移动通信等新技术的快速发展可以提供通信业务的种类增多尤其是伴随着以VOIP可视电话视频会议视频点播等为代表的多媒体业务和以短信彩铃彩话等移动通信增值业务的蓬勃发展人们普遍得到了便利和享受消费水平得到不断提升对消费的认识日趋成熟人们已经不再满足于现有的通信网络能够提供的业务他们需要能够根据需要快速制定或者订制新的业务人们需要提供的将是一个能随时随地满足其通信需求的通信环境这个通信环境首先是要实现随时随地通信其次要在操作界面设置业务配置等方面实现个性化定制用户的新需求对通信设备制造商和网络运营商在通信网络的建设思路和通信业务的提供方式方面提出了更高的要求从通信网络运营商的角度看随着新技术带来的新通信模式通信网络的多元化趋势在日益加剧各运营商之间的竞争逐渐加剧通信网络运营商所提供的新业务所带来较高利润的时间越来越短不同运营商之间的竞争越来越激烈对于运营商而言必须要求自己的收入呈现多元化以规避风险面对竞争传统业务的收入下降使得运营商在竞争中逐渐采用业务来实现差别化并利用增值业务收入弥补自己传统业务中流失的部分新业务的不断出现可以驱动用户的需求和市场的增长运营商可以主动地为用户寻找和提供新业务而不是被动地随着人们的需求变化采取策略原有的智能网平台提供新业务的速度已经远远不能满足通信网络运营商快速制定和提供新业务的需要通信网络运营商迫切需要新的技术来满足这一需要此外通信网络运营商希望采用新技术降低网络运营维护成本希望能够整合各种网络平台能够将已有包括多媒体业务和各种增值业务的各种业务统一承载提供综合化的业务同时统一网络管理以便于网络维护从通信设备制造商的角度看通信技术和通信网络的快速发展一方面为通信设备制造商提供了更大的市场空间为其提供了获得丰厚利润的可能性另一方面也促使了通信设备制造商不得不投资开发用各种不同通信技术的通信