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天津大学2005届成人本科毕业设计（论文）1第一章下一代网络与软交换的技术特点1.1下一代网络思想产生的背景作为当今科技领域中最具活力的分支,通信技术一直是以超乎人们想象的速度发展着,而且每一次革命性的技术与观念的飞跃,诸如程控数字交换机的出现与普及,多媒体技术的广泛应用以及宽带传送与交换技术的成熟等等,都在很大程度上影响和改变了人们的生活与思维方式,特别是互联网的出现与迅猛发展,更是重塑了现代社会的现代生活。同时它的开放架构,标准协议的设计思想也是深入人心以致深刻地影响和改变了传统的通信网组网的设计思想，人们梦想着有一天也能象登录互联网一样，无论谁在任何时间任何地点以任何方式都可以从通信网上获得具有个性化的通信服务。另一方面，随着电信业务市场化的加剧，各电信运营商之间的竞争日趋激烈，各种以让利为主的竞争手段的层出不穷，从而不可避免地造成电信经营的利润流失，特别是对固网用户与业务的分流，因而如何从业务上寻找新的收入增长点就成了摆在固网运营商面前迫在眉睫的问题，特别是象天津电信公司这样有着雄厚基础的运营商而言，就更是当务之急。正是在技术与业务两方面的推动下，下一代网络的体系思想应运而生，且随着NGN的功能模型、操作标准的逐渐成熟，下一代网络逐渐走向应用，甚至是商用，可以预期一个人们理想中的通信世界已初现曙光。1.2下一代网络与软交换的技术特点1.2.1下一代网络的技术特点NGN是一个宽泛的概念，它泛指不同于前一代的以IP网为基础以数据业务为核心的统一各异构网络的融合网络。与传统的电信网相比，NGN打破其封闭集中的格局而采用开放的体系架构分布式的控制，各网络实体之间应用开放协议或标准接口（API），各种呼叫业务与其呼叫控制和连接控制相分离，控制与媒体层相分离从而使网络在水平方向分层化即业务层，控制层，接入传送层和核心媒体层。因上层的业务层与底层的异构网络无关，因而可以完全按照市场需求和业务自身的规律来发展，而同时在控制层有软交换系统的功能控制，在接入传送层有趋向实现宽带无缝接入和光联网（ASON）的传送以及在核心媒体层将信息切割打包转换成在网络上传送的格式，从而完全体现了业务驱动的思想理念，真正实现了多网合一灵活开放的从上至下的业务提供和保障体系。下一代网络的技术特点是：1、基于分组传输2、呼叫控制与承载相分离天津大学2005届成人本科毕业设计（论文）23、可与现有网络互通4、支持各种业务5、支持移动性6、提供API接口支持第三方开发新业务因受经济效益和多网合一后作用强化等因素的驱动，性能优良的下一代网络体现出下面的发展趋势：·业务综合化：综合提供语音、数据、图象等宽窄带业务并便于引进新业务·业务数据化：数据业务相比语音业务技术优势越来越明显，增长速率也越来越大·网络分组化：基于包交换的网络更适合于数据业务的传送并最终取代电路交换网络·网络宽带化：为各种性能的业务需求提供足够的通道容量·网络光纤化：核心的传送网络趋向实现光联网，提供巨大低廉的网络带宽和成本，可持续发展的网络结构，透明支持任何业务和信号·网络IP化：互联网的高速发展已使IP有可能承载所有业务1.2.2软交换的技术特点软交换系统是下一代网络的控制核心，为下一代网络（NGN）具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接控制功能，它的成熟与否直接关系下一代网络走向实用。我国信息产业部电信传输研究所对软交换的定义是：“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。”其实，软交换是建立在一个开放的计算机平台上使用开放标准基于软件能执行分布式通信控制的功能实体，是下一代网络的控制核心。软交换系统由呼叫代理设备，媒体网关，信令网关，待征服务器，应用服务器，媒体服务器以及管理、计费接口等组成。软交换的软件功能主要体现在媒体网关接入、呼叫控制、业务提供、互联互通、网管及计费等五个方面。1）.媒体网关接入功能。该功能可以认为是一种适配功能，软交换可以连接各种媒体网关，如PSTN/ISDN中继媒体网关，ATM媒体网关，用户媒体网关，数据媒体网关均可接入，完成H·248/MEGACO协议功能，并同时支持H·323和SIP协议，可直接与其终端相连支持相应业务实现对媒体网关的控制、接入和管理。2）.呼叫控制功能。呼叫控制功能是软交换的重要功能之一，为各种实时性的呼叫提供基本的呼叫控制与连接控制功能，实现基本呼叫的建立、维持和释放，天津大学2005届成人本科毕业设计（论文）3包括呼叫处理、连接控制、智能呼叫触发检出和资源控制等。3）.业务提供功能。在网络从电路交换向分组交换的演进中，对终端用户而言，业务应当具有完全的继承性，它不仅支持现有各网的全部宽窄带的语音、数据等业务，而且还可以与智能网的业务控制点相结合，提供各种智能业务。因为软交换采用标准开放的设计思想并提供API接口，从而可使第三方充分利用标准的计算机平台和操作环境进行独立的业务设计和开发，大大推进新业务的发展。4）.互连互通功能。下一代网络并不是一个孤立的网络，尤其是在现有网络向NGN的发展演进中，不可避免的要实现与现有多个网络的互联互通（包括PSTN网、PLMN网、SS7信令网、VoIP网、智能网、其它软交换网等）。因此需要软交换设备支持相应的信令与协议，例如中国ISUP、INAP、PRI、V5.2、MAP，从而完成与上述网络之间的互联互通。5）.网管与计费功能。要支持本地的维护管理以及通过SNMP协议实现与网管中心的通信；实现维护、配置、业务统计、告警以及计费信息的采集等功能。针对不同的网络状况和业务需求，目前软交换应用主要集中在以下4个方面。1）.分组中继。针对用户数增加对汇接局、长途局容量需求激增以及传输带宽增加的情况，通过采用软交换技术构建分组中继叠加网络，利用媒体网关直接提供高速的分组数据接口，大大减少传输网络中低速交叉连接设备的数量，对语音进行静音抑制和话音压缩以及AAL2/ATM的可变速率适配，降低了网络传输成本和带宽需求（可以节省近60％的传输资源），从而满足对现有的长途局和汇接局的扩容要求。2）.本地接入。在多种多样的接入方式条件下，例如DSL、以太网、Cable、WLAN、双绞线等，采用软交换技术实现分组话音的本地接入，从某种意义上讲，它不仅完成了Class5端局的替代或新建，而且为终端用户提供了数据和语音的综合业务。3）.多媒体业务。针对用户多媒体业务的需求，利用软交换技术，将各种应用服务器上的新业务，在软交换设备的集中呼叫控制下，通过各种网关设备最终提供给广大终端用户，其中软交换直接控制着各种新业务的发放与实施，保证了业务在全网开展的及时性。4）.3G核心网。软交换技术不仅适用于固定网络，同样，在3GPPR4定义的3G无线核心网中，也采用软交换技术，实现呼叫控制与媒体承载的分离。1.3下一代网络的新业务因为下一代网络是真正基于业务驱动的网络，所以在支持新业务的多样性方面下一代网络具有不可比拟的优势，除了完全继承传统的语音业务的全部的同时，特别还在多媒体和多媒体增长业务以及网间业务开拓了广阔的空间，从而最天津大学2005届成人本科毕业设计（论文）4大限度的满足了人们对各种通信新业务地需求。对多媒体可以开展下列新业务；1）点到点多媒体通信，包括电子白板，多媒体终端间的浏览护航，协同应用等；2）多方多媒体会议业务，该业务允许用户通过图形用户接口（GUI）直接发起、管理带视频的多媒体电话会议，还能使无视频能力的用户（没有视频的终端或者普通电话）通过音频参与会议。同时具备管理功能以及文字交流、同步冲浪、共享数据、交换保密文件等功能；3）统一消息，终端用户可用多种方式访问语音、传真和电子邮件，如普通电话、PC、无线手持设备、PDA或WED浏览器。同时系统可方便集成模拟语音信箱系统，提供运营商向终端用户发布基于全IP网络的增强通信功能；4）语音信箱，除了支持所有的传统语音信箱功能外，还支持呼叫监测，也就是说当用户不在时，会自动保留来电显示，并可按需回拨，支持信息反馈即允许用户在语音信箱内直接回复信息，包括打出电话，支持信息提示，将语音信箱系统的来信通知到终端用户的手机上，统一消息能够提供文本到语音功能，这样用户能到他的电子邮件；5）个人通信管理，提供用户私人的地址薄，点击拨号，个人呼叫（主叫和被叫）记录，个人特征通信的设定，如呼叫转移等，用户在线状态显示等功能；6）点对点即时消息即主叫向被叫发送即时消息；7）发送文件或图片，在呼叫建立后，可在菜单中选择向被叫发送一个文件或图片；8）发送EMAIL，只需在菜单中选择被叫方即可发送；9）点对点白板通信，呼叫接通后，在菜单中选择向被叫发起白板请求，共享白板信息；10）个性主页显示，用户成功注册后，可向服务器上传自己个性化的主页内容；登录时，或呼叫前，可以弹出自己的主页窗口；可以选择向被叫显示自己的主页内容；下一代网络支持的典型PINT/PIN业务如下：1）击拨号（Click-to-Dial），上网用户点击网络链接，触发呼叫；2）击发送传真（Click-to-Fax），上网用户点击网络链接，并发送传真；3）点击回送传真（Click-to-Fax-Back），上网用户点击网络链接，并回送传真；4）语音接入信息库，(Voice-Access-to-Content)通过拨打电话来听取WED天津大学2005届成人本科毕业设计（论文）5页面信息，实现电话上网功能；5）Internet呼叫等待(InternetCallWaiting),当被叫用户正在通过Modem上网时有呼叫进入，将发送主叫号码至PC，提醒用户接听来电。天津大学2005届成人本科毕业设计（论文）6第二章下一代网络相关技术协议及其特点分析2.1各技术协议基本概述NGN的目标是建设一个能够提供话音、数据、多媒体等多种业务的，集通信、信息、电子商务、娱乐于一体，满足自由通信的分组融合网络。为了实现这一目标，IETF、ITU-T制定并完善了一系列标准协议：H.248/Megaco、SIP、BICC、SIGTRAN、H.323。H.248/Megaco：IETF、ITU-T制定的媒体网关控制协议，用于媒体网关控制器和媒体网关之间的通信；SIP：IETF制定的会话初始协议，用于多方多媒体通信；H.323：ITU-T制定的IP电话和多媒体通信协议，提供VoIP和多媒体应用；BICC：ITU-T制定的与承载无关的呼叫控制协议，可使呼叫控制与承载控制分离；SIGTRAN：由IETFSIGTRAN组织制定的在IP网上传送PSTN/ISDN的信令协议。2.2协议体系2.2.1协议分类NGN协议包含非对等和对等两类协议。非对等协议主要指媒体网关控制协议H.248/Megaco；对等协议包括SIP、H.323、BICC等，SIGTRAN为信令传送协议。由于历史原因，NGN系列协议有些相互补充，有些则相互竞争。H.248/Megaco是一个非对等主从协议，与其它协议配合可完成各种NGN业务。SIP、H.323均为对等协议，存在竞争关系，由于SIP具有简单、通用、易于扩展等特性，逐渐发展成为主流协议。图1和图2分别为各协议之间的关系/分布与其体系结构。2.2.2协议应用和发展NGN是一个融合网络，包括PSTN/ISDN、H.323、ATM/IP等网络，网络互通是NGN成功的必要条件。NGN网络主要包括软交换、媒体网关、信令网关、智能终端和各种数据库/服务器等。SIP协议是NGN多媒体通信协议，用于软交换、SIP服务器和SIP终端之间的通信控制和信息交互，扩展的SIP-T可使SIP消息携带ISUP信令；在需要媒体转换的地方可设置媒体网关，H.248/Megaco为媒体网关控制器（MGC），用于控制媒体网关，完成媒体转换功能，它并不负责呼叫控制功能；H.323也是多媒体通信协议，它比SIP、H.248/Megaco的发展历史更长，是一项复杂的协议，升级和扩展性不是很好，SIP+H.24