NGN是三網融合的產物。在向NGN演進的過程中,網絡發展的趨勢是統一的IP核心網、分層結構和開放接口。軟交換體系是目前備受推崇的一種NGN演進方案,是面向網絡融合的新一代多媒體業務整體解決方案。它通過優化網絡結構不但實現了網絡的融合,更重要的是實現了業務的融合。軟交換定位於NGN的控制層,是NGN的核心技術。
1. 統一的IP核心網
NGN採用統一的IP核心網結構,從上到下由業務層、控制層、媒體層和接入層四層構成。應用服務器位於業務層,負責提供增值業務和管理功能;軟交換在控制層,負責完成各種呼叫控制和相應業務處理信息的傳送,是NGN的核心控制設備;網關在媒體層,負責用戶送來的信息與IP網上傳送格式的轉換;電信網(有線/無線)、有線電視網在接入層,都將作爲接入網存在。
軟交換是NGN的核心設備,它獨立於接入網,主要完成呼叫控制、資源分配、協議處理、路由、認證、計費等功能,同時可以向用戶提供現有電路交換機所能提供的所有業務,並向第三方提供可編程能力。軟交換是SCN和IP網協調的中心,通過對各種網關(如:SG和MG)的控制實現不同網絡之間的業務層的融合。
2. 分層結構
傳統網關集多種功能於一身,過於複雜,導致了可擴展性差且沒有故障保障機制,於是業界提出了網關分解的概念。傳統的網關被分解成三部分:媒體網關(MG)負責媒體變換以及SCN和IP兩側通路的連接;信令網關(SG)負責信令轉換,只是進行SCN信令的底層轉換,即從TDM電路方式轉換成IP網傳送方式,並不改變其應用層消息;軟交換負責根據收到的信令,控制媒體網關的連接建立和釋放。軟交換才真正對信令消息進行分析和處理,並進行應用層的互通變換。軟交換還控制資源,負責認證和網絡安全,是整個系統的控制者。軟交換又稱爲呼叫代理或媒體網關控制器(MGC)。
網關分離導致出現了新的協議標準。軟交換和MG之間的接口A採用Megaco(又稱爲H.248)或MGCP,軟交換和SG之間的接口B採用Sigtran。軟交換中有Megaco協議棧和Sigtran協議棧;MG中有Megaco協議棧;SG中IP側是與軟交換中一致的Sigtran協議棧,SCN側是SS7協議棧。
3. 開放接口
軟交換是開放、分層的體系結構,層間有開放的API接口。這樣,某一層的改變,不會影響其他層。一方面,軟交換與下層的接口是協議API,融合了IP網中的多種協議。如:SIP、H.323、Megaco、ISUP/IP等。另一方面,軟交換與上層的接口是應用API,對於業務的提供者和第三方開發者是可編程的。軟交換真正實現了業務與呼叫控制分離以及呼叫控制與承載業務分離。
目前,國際上關於開放API的研究主要有Parlay API、JAIN API和OSA。
Parlay API屬於應用API;
JAIN API包括應用API和協議API(SIP、MGCP、H.323、TCAP、ISUP、INAP/AIN、MAP等);
OSA屬於應用API,側重於移動終端的服務。
最新的研究趨勢表明,三者正趨於融合。
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(轉載)
在軟交換的體系中,通過信令網關進行SCN側No.7信令和IP側的SIGTRAN適配層協議的轉換,實現No.7信令在IP網的傳送,從而達到No.7信令網與IP網的互通。它主要的功能可以概括爲對在SCN(電路交換網)中傳輸的信令進行適配,以便使信令能夠以分組的形式傳送到MGC,反之對來自MGC的信令進行轉換,將以IP分組形式發送到SG的信令進行轉換,以便在SCN中進行傳輸。
1. SS7與IP互通的方式
SS7與IP互通主要有兩種方式,相應地SG分別作爲信令轉發點和信令代理點使用。
(1)窄帶No.7信令網與基於IP的No.7信令網的互通:這種互通方式是把IP網中節點看作 No.7信令網的一個節點,分配No.7信令點編碼,只是No.7信令鏈路層與窄帶No.7信令鏈路層不同,採用的是基於IP的鏈路層。IP網中的節點具有MTP3的功能。此時的信令網關作爲一個信令轉發點(STP),其好處在於對於SG的組網方式比較簡單,SG只作爲一個鏈路層的中繼(無MTP3)或信令轉接點(有MTP3),對SG在SS7側和IP側的路由尋址能力的要求都不高。但其缺點在於雖然組網方式簡單,且降低了SG功能要求和複雜度,卻是以增加IP網的信令節點的複雜度爲代價的。
No.7信令與IP信令的互通:此種互通方式是在IP網中傳送信令但不再採用No.7信令網的方式傳遞信令,而是在SG完成MTP3與IP地址的對應關係,由IP和它的適配層完成對高層信令的傳遞。在這種情況下,IP網中的節點不具有MTP3的功能,所以需要用到M3UA協議。在這種互通方式中,IP網中的信令節點可以分配獨立的信令點編碼,也可以不必爲每個IP網中的信令節點分配信令點編碼,即可以用SG的信令點編碼來代表IP域中的所代理的信令節點,並由SG根據相關的路由關鍵詞來完成對消息的選路。此時的信令網關作爲一個信令代理。
上面兩種互通方式的根本區別就在於IP網中的節點是否具有MTP3的功能,如果具有MTP3的功能,則此節點就可以看作是No.7信令網中的一個節點。雖然存在着兩種互通方式,但都是通過SG來完成的。
2. 信令網關組網方式
http://tech.techweb.com.cn/archiver/tid-215035.html
NGN/軟交換協議歸類
- 國際軟交換協會(ISC:InternationaL Softswitch Consortium)已制定了一些相關的軟交換標準草案,並頒佈了一些標準,目前ISC、ITU-T、IETF等國際組織正在合作制訂並完善相關的協議和標準。
- 業務應用協議:包括ParLay;JAIN;INAP;MAP;LDAP;RADIUS。
ParLay協議是ParLay工作組制定、由歐洲電信標準委員會(ETSI)發佈的開放業務接入的應用編程接口
- 維護管理協議:包括SNMP和公共開放策略服務(COPS)協議。
應用協議 |
信令傳輸協議 |
SIGTRAN |
M3UA/M2UA/SCTP/IP |
H.248 |
UDP/IP、SCTP/IP、TCP/IP |
MGCP |
UDP/IP |
MGCP、H.248 |
UDP/IP |
MGCP |
UDP/IP |
MGCP |
UDP/IP |
SIP |
UDP/IP |
H.323 |
UDP/IP、TCP/IP |
SIP |
UDP/IP |
SS7 |
MTP |
SIP |
UDP/IP |
H.323 |
UDP/IP、TCP/IP |
MML或CORBA |
- |
FTP或FTAM |
TCP/IP |
- 以SIP協議爲核心的互連構架
- CSCF類似電路域MSC的信令控制部分
- 外掛AS
- IMS獨立於各種接入網
IMS和軟交換的體系異同 :
- 基本技術都是基於IP分組網絡,都實現了控制與承載的分離;大部分的協議都是相似或者完全相同的;許多網關設備和終端設備甚至是可以通用的
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總體區別主要是在網絡構架上,軟交換體系側重於主從控制(MGC/MG),需利用和繼承PSTN的接入網絡,以方便過渡。而IMS可在系統/終端側統一採用基於IP承載網的SIP協議,體現出與接入網的獨立性,並天生支持移動性管理並且具有一定的QoS保障機制 。
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在軟交換控制與承載分離的基礎上,IMS進一步實現了呼叫控制層和業務控制層的功能細分;呼叫會話控制功能(CSCF)、媒體網關控制功能(MGCF)、接入網關控制功能(AGCF)、媒體資源控制功能(MRCF)、出口網關控制功能(BGCF)。位於核心的CSCF又細化爲代理CSCF(P-CSCF)、服務CSCF(S-CSCF)、查詢CSCF(I-CSCF)。
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基本呼叫和PSTN類的補充業務邏輯集成在SS自身實現 , IMS本身不再集成任何業務邏輯 ,而採用了統一的業務控制ISC接口與外掛的應用服務器互連,實現業務應用的獨立性和完全互通性。PSTN呼叫由模擬子系統(PES/PSS)應用服務器提供
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軟交換概念從固網中提出,是下一代網絡中的呼叫、會話控制技術,一般分爲窄帶軟交換和寬帶軟交換。窄帶軟交換主要用於窄帶的話音業務,寬帶軟交換主要用於寬帶多媒體業務。
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在固網中,窄帶軟交換技術是指軟交換機採用H.248協議或MGCP協議對各種網關進行控制,包括中繼網關TG(Trunk Gateway)、接入網關AG(Access Gateway)和綜合接入設備IAD(integrate Access Device),它們分別負責用戶接入和與PSTN互通;
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在WCDMA移動網絡中,窄帶軟交換技術是指R4版本中定義的MSC Server採用擴展的H.248對媒體網關MGW進行控制。
- 在固網中,寬帶軟交換技術是指各種SIP(Session Initiated Protocol,會話初始協議)服務器根據SIP協議進行呼叫控制的技術。
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在WCDMA移動網中,寬帶軟交換是指IMS(IP Multimedia Subsystem,IP多媒體子系統)的各種CSCF(Call Session Control Function,呼叫會話控制功能)根據SIP協議完成核心的呼叫控制功能。CSCF的種類包括P-CSCF(Proxy-CACF,代理CSCF)、I-CSCF(Interrogating CSCF,查詢CSCF)和S-CSCF(Serving CSCF,服務CSCF) ,本質上它們都是SIP服務器,處理SIP信令。其業務承載由WCDMA的分組域的SGSNs( Serving GPRS Support Node,服務GPRS支持節點)、GGSN(Gateway GPRS Support Node,網關GPRS支持節點)以及無線接入網完成。
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NGN是指基於分組技術的網絡,能夠提供包括電信業務在內的多種業務,能夠利用多種寬帶和具有Qos支持能力的傳送技術,業務相關功能與底層傳送相關技術之間相互獨立,能夠讓用戶自由接入不同的業務提供商,能夠支持通用移動性,從而向用戶提供一致的和能無處不在的網絡接入業務。NGN採用分層結構,包括業務層、控制層、傳輸層以及用戶終端,能提供多種業務類型有語音、數據、多媒體等
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軟交換可以理解爲一種分層、開放的NGN體系結構,是NGN核心控制層技術之一。軟交換實際上是“控制”,而非“交換”,因爲“交換”更多體現在承載層,所以“軟交換網是下一代話音網或下一代分組通信網”的說法更貼切。以控制和承載分離爲基本特徵的軟交換技術的基本定位是在一個基於IP技術的網絡上提供傳統的長途等5類語音業 務, 受到終端能力、QoS、安全以及業務接口標準化等諸多方面的限制。
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IMS以其業務、控制、承載完全分離的水平架構,集中的用戶屬性和接入無關等特性,一方面解決了目前軟交換技術還無法解決的問題,如用戶移動性支持、標準開放的業務接口、靈活的IP多媒體業務提供等;另一方面,其接入無關性,也使得IMS成爲固定和移動網絡融合演進的基礎。在無線接入技術方面,IMS除了GSM/GPRS和WCDMA之外,WLAN通過SIPProxy也可以接入。此外,固定網絡的LAN和xDSL接入技術也可以接入到IMS。
結論:
從標準化和技術成熟度來看,基於軟交換構建固定的NGN更爲現實,難度也較小;從技術趨勢來看,開放與融合程度更高的IMS系統則代表了未來的發展方向,代表着固定與移動融合的趨勢,更有前途。可以說基於軟交換的網絡只是NGN發展的初級階段,而IMS是NGN發展的高級階段。
窄帶業務以軟交換爲主,多媒體的業務以IMS爲主,兩者是重疊方式,將長期共存,但從長遠來看,IMS將融合軟交換。