通信网技术基础 第2章电话网下

通信网基础第2章电话网•固定电话网•移动电话网•网间互通•软交换网组网技术2020/2/12软交换网组网技术•下一代网络概述•软交换网的层次和组成•软交换网接口和协议•软交换技术的应用2020/2/13业务融合的趋势带动了网络融合终端简单语音业务为主多媒体业务/数据业务为主终端智能化ATM网络IP网络固定网络移动网络控制网络IP承载网络传统接入网无线接入网宽带接入网传统电信网络IMS网络•业务的多样化•业务的开放性•终端的智能化•终端的融合性•终端的多样性•网络的归一化•网络的简单化•网络的融合性2020/2/14什么是NGN？•泛指一个不同于目前一代的，大量采用创新技术，以IP为中心，同时可以支持语音，数据和多媒体业务的融合网络。2020/2/15概念：广义NGN下一代移动网：3G/后3G下一代传输网：智能光网络下一代数据网：NGI/IPV6下一代交换网：软交换体系广义的下一代网络从业务上看对电话网而言，指软交换体系对移动网而言，指IP3G和后3G对数据网而言，指下一代因特网和IPV6对传输网而言，指下一代智能光网络2020/2/16概念：狭义NGN软交换语音网数据网视频网分组网狭义的NGN指以软交换为控制层，兼容所有三网技术的开放体系架构。2020/2/17NGN的特点•采用开放的网络构架体系。•是业务驱动的网络。•多用户。•高性能。•是基于统一协议的分组网络。•通过网关设备实现与现有网络的互通。2020/2/18传统网络NGN演进和融合现有网络将按照各自的阶段进行演进GSM/GPRSWCDMA(R99)WCDMA(R4)WCDMA(R5)…CDMACDMA20001xCDMA2000(AllIP)…PSTN（中间阶段）固定NGN………现有网络将会有步骤地逐步走向融合运营支撑的融合增值业务的融合网络和设备的融合2020/2/19第四章下一代网络•下一代网络概述•软交换网的层次和组成•软交换网接口和协议•软交换技术的应用2020/2/110软交换网的层次和组成•软交换的概念•软交换网层次结构•软交换的功能•软交换网的组成2020/2/111软交换的概念•从交换的角度来说，电路交换和分组交换有质的不同。电路交换是基于时隙交换，一般由硬件来实现；而分组交换的实现实际上是包头地址的改变，一般来说，基于分组交换技术的业务交换全部是软交换。•在下一代电话业务网中的软交换指的是：将媒体承载处理和业务信令处理与控制相分离的一种思维方式（信令处理与控制设备被称为软交换设备）。2020/2/112软交换的概念•软交换的基本含义就是把呼叫控制功能从媒体网关中分离出来，通过服务器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（建立会话、拆除会话）、信令互通（如从SS7到IP的Sigtran协议）。2020/2/113软交换的概念•软交换提供的呼叫控制功能与业务无关。•软交换的核心思想是硬件软件化，通过软件来实现传统交换机的控制接续和业务处理等功能。•软交换是一个基于软件的分布式交换控制平台。2020/2/114•软交换只负责信令和呼叫控制，没有传输功能，也就是说，两个用户之间通信，只有在呼叫建立和断开的时候，通过信令（或称协议）和软交换发生交互，其它时候，两个用户之间的语音、视频或者其它媒体流，并不经过软交换。2020/2/115信令流向、语音流向业务服务器软交换SS接入设备IAD接入设备AG/UG中继网关TG信令网关SG分组承载网PSTN业务层控制层承载层接入层MRS6000媒体流信令流2020/2/116软交换网的层次和组成•软交换的概念•软交换网层次结构•软交换的功能•软交换网的组成2020/2/117软交换分层体系架构业务层APPS控制层Softswitch承载层接入层中继网关接入网关BAC-N(网际互通网关)BAC-A(宽带接入网关)BAC-I(Internet互通网关)OAM运营支撑平面信令网关网管计费Softswitch双绞线IP分组承载网PSTN/PHS宽带接入网internet其他NGNIADIPPhoneIPVTLTHLR(HSS)2020/2/118各层的功能•边缘层/接入层–该层通过各种形式的接入手段将用户通过接入设备所输入的语音、数据、多媒体转换成能够在分组传送网中传输的数据格式，并且将这些数据通过各种形式的传输途径提交给分组网络。•承载层/传输层–它采用分组技术，提供一个高可靠性、端到端的QOS保证的综合传送网络。•控制层–它提供呼叫控制和连接控制功能，并实现各种信令协议的互通和转换，同时管理支配着网络资源。控制层是整个网络的核心部分，软交换、SIP网络的SIP服务器等均位于这一层。•业务/应用层–它主要指面向用户提供各种应用和服务的设备。2020/2/119核心交换边缘接入3GAccessAGIADBroadbandAccessPSTNTGSGPLMN分组核心网UMGUMG边缘接入层2020/2/120分组核心网SSRR以太网交换机北京深圳纽约巴黎大小承载层2020/2/121分组传送网分组传送网：在NGN里边，分组传送网是至关重要的东西，整个NGN网络的所有信息，包括信令流和媒体流的传送转发，都依赖于统一的分组传送网。它涵盖了原来PSTN网络中交换机里头的交换网板、信令网板以及传输网络的作用。NGN采用分组网来实现统一的信息承载，其目的就是为了在统一的基础网络上实现多业务的融合。从目前分组网的发展趋势看，基于IP技术的网络已经成为事实标准，因此，NGN以IP作为承载网也基本得到业界的认同。2020/2/122对分组承载网的要求业务服务器软交换SS接入设备IAD接入设备AG/UG中继网关TG信令网关SG分组承载网PSTNMRS6000媒体流信令流1、带宽2、时延2020/2/123SoftSwitchSoftSwitch3GAccessAGIADBroadbandAccessPSTNTGSGPLMN分组核心网UMGUMG呼叫控制通道话路通道网络控制层2020/2/124应用业务层开放式架构中继媒体网关信令网关软交换分组核心网综合接入设备接入媒体网关NGN语音业务数据业务视频业务分组交换网业务管理呼叫控制边缘接入WEB800ONLY统一通信数据协同2020/2/125应用业务层•业务升级与基础设备无关，不需要升级基础设备。•提供可扩展的业务平台，业务投放周期短。•提供开放的业务接口给第三方应用做二次开发。•业务与呼叫控制分离，呼叫与承载分离。–分离的目标是使业务真正独立于网络，灵活有效的实现业务的提供。用户可以自行配置和定义自己的业务特征，不必关心承载业务的网络形式以及终端类型，使得业务和应用的提供有较大的灵活性。2020/2/126软交换网的层次和组成•软交换网层次结构•软交换的功能•软交换网的组成2020/2/127软交换的优势承载呼叫控制业务承载呼叫控制业务传统网络软交换网络2020/2/128软交换的优势•分层结构，每个模块可以独立发展•各模块之间采用标准接口，使网络更为开放•控制与承载相分离–软交换系统基于分组交换的承载网络，分组交换网络能够满足语音、数据、多媒体等多种业务的需求，为将来各种业务的开展奠定了基础–呼叫控制独立于承载网络，脱离了媒体类型的限制使网络更为灵活，功能更为强大•业务与控制相分离–屏蔽了控制和网络，使业务的开发更简单–独立的业务提供模块，能够为整个网络提供业务，使业务的部署更为灵活2020/2/129NGN的网络模型和电路交换机的对比SS7中继网关NGN模型TDMTDM电路交换模型呼叫控制SS7LineCardTrunkCardTimeSlot交换矩阵7号信令链路模块用户模块中继模块中继网关信令网关软交换分组核心网接入网关NGN的基本网络模型包含软交换、接入设备、分组承载网、中继网关、信令网关等设备。这些设备完成的基本功能，和传统交换机上的相应模块的对应关系如上图所示。2020/2/130信令模块中继模块用户接口模块业务服务器软交换中继网关中继网关中继网关SS7信令网关接入网关系统处理机模块交换矩阵智能网核心分组传送网与现有PSTN网络的对比2020/2/131软交换网络与电路交换网的区别•设备方面–传统的电话网中，用户接入模块、中继模块、交换矩阵、控制模块都是集中在一台硬件设备中，各功能模块之间采用内部总线连接。交换机属于某一个厂商专有的系统，它提供的服务与硬件、软件与业务应用绑定在一起，开放性差。–在软交换网络中用户接入模块、中继模块、交换矩阵、控制模块被分离出来，分别形成接入网关、中继网关、分组承载网、软交换设备等独立的网络部件和单元，各部件独立发展，构成开放的体系架构。•业务提供方面–传统的电话网中，为用户提供的业务依赖于程控交换机，因此，当程控交换机增加新的功能或业务时，工程量极大。–软交换网络中，采用开放的业务开发接口，通过应用服务器来提供增值业务。业务的提供者可以是运营商，也可以是业务提供商。2020/2/132软交换网络与电路交换网的区别•承载方面–电路交换网中，交换机内部采用交换矩阵进行时隙交换，交换机之间采用TDM技术进行语音承载。电话网和数据网是彼此独立的两个网络，业务无法实现共享，也难以实现电话和数据相结合的业务。–软交换网络中，交换矩阵、交换机之间的传送网络演变为分组承载网，各个网元设备之间通过分组网连接。这种网络结构将电话网和数据网有机地结合在一起，可实现两个网络的业务共享。•协议方面–电路交换网中的交换机之间的互通信令主要采用No.7信令，是一种窄带信令。–软交换网络中主要采用的协议为H.248/MGCP和SIP/SIP-T/SIP-I等，是承载在分组网上的协议。2020/2/133一次纯NGN的端到端的呼叫处理过程SoftSwitch分组核心网IADAMG（1）用户A摘机拨号，呼叫用户B（2）AMG收号，向SoftSwitch发起呼叫（3）SoftSwitch对用户A进行认证鉴权，对用户B进行认证鉴权，通过鉴权后，查找用户B归属网关IP地址（4）IAD检测用户线路状态，是否空闲（5）IAD向软交换上报用户B状态（6）如果用户B空闲，SoftSwitch将IADIP地址通知AMG，（7）AMG找到IAD，AMG/IAD之间进行协商（8）协商成功后，用户B摘机，用户A、用户B之间建立媒体流(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)用户A用户B通过这样一个简单的呼叫处理过程，大家可以发现，在呼叫处理的原理上，软交换模型和电路交换模型是一致的，只不过原来在一个交换机里头的各个功能模块，现在变成了分布在网络上的独立构件了。原来在交换机各部件之间交互的内部协议，现在变成了在分组网上，各构件间传送的标准协议了。2020/2/134软交换设备的功能结构业务提供功能网管功能计费功能SSF功能呼叫控制功能各种媒体网关SIP终端H.248终端MGCP终端INH.323IP电话网NO.7AAA服务器网管服务器应用服务器（APIS)SIP系统Softswitch互通功能信令网关信令网关软交换设备RadiusSIP/INAPSNMPSS7/IP(SIGTRAN)H.248INAP/IPSIP/BICCSIPH.323SIPH.248MGCP2020/2/135软交换的主要功能•媒体网关接入功能•呼叫控制和处理功能•协议功能•业务提供功能•业务交换功能•互连互通功能•网管与计费功能•地址解析功能•认证与授权功能•话音处理功能2020/2/136软交换机提供业务的方式•直接由软交换提供业务。–软交换作为NGN的核心控制部件，将全面继承原有的交换网络的功能和业务。•软交换系统和现有智能网的SCP互通，提供智能网业务。–软交换作为SSP（业务交换点），调用现有智能网的业务。•和ISP/ICP或专用平台互联，提供ISP/ICP和专用业务平台的业务。–软交换访问ISP/ICP或专用平台，调用其业务，此时，可以把Internet上大量孤立的应用和NGN网络的其它业务进行组合，由运营商向用户提供各种应用。2020/2/1