软交换技术幻灯片

1、第6章 软交换技术,6.1 NGN概述 6.2 软交换网络体系 6.3 媒体网关控制协议H.248/MEGACO 6.4 SIGTRAN 6.5 软交换与PSTN互通技术,本章内容,技术的发展 微电子技术 光传输容量 移动通信技术 IP的迅速扩张和IPv6技术的基本成熟 业务的变化 电信网的业务量 以IP为主的数据业务 资源的利用 电交换达到上限,6.1 NGN概述,传统网络的局限 基于电路交换技术，资源利用率低； 网络结构不合理； 业务开发受限； 无法提供综合信息服务。,6.1 NGN概述,1、下一代网络的体系结构,6.1.1 下一代网络的概念,2、下一代网络的特征 NGN是业务驱动的网络，业务与呼叫控制分离，呼叫与承载分离 NGN是开放的、标准的网络 NGN作为与媒体无关的核心网可支持多种接入 NGN是基于统一协议的分组交换网络 NGN提供开放的、丰富多采的个性化服务 NGN是安全可靠的、具有QoS保证的通信网络,6.1.1 下一代网络的概念,基于GSM/GPRS技术的移动通信网的核心网的演进路线是：GSM/GPRSR99 R4 R5 R6 基于CDMA技术的移动通信网核心网的演进

2、路线是： Phase 0 Phase 1 LMSD， 固网PSTN的演进路线是： PSTN （中间阶段） 固定NGN，,6.1.2 下一代网络的演进,6.2.1 软交换概述 1、 软交换的引入 引入智能网 引入H.323网络 程控交换机功能分离,6.2 软交换网络体系,引入智能网,引入H.323网络,程控交换机功能分离,6.2.1 软交换概述 2、 软交换的定义 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。,6.2.2 软交换体系架构 6.2.2.1 软交换体系架构,6.2.2.2 软交换实体及功能 1、接入层实体 2、传送层实体 3、控制层实体 4、业务层实体,功能： 接入层通过媒体网关设备MG（Media Gateway）为各种用户接入软交换网络提供多种接入手段，并将在软交换的控制下将信息转换成为能够在IP网络上传递的信息格式。 实体： 接入网关、中继网关、信令网关、综

3、合接入设备、边界网关、智能软终端等,接入层实体,功能： 传送层（承载/传输层）的作用和功能就是将接入层中的各种媒体网关、控制层中的软交换设备、业务应用层中的各种服务器平台等各个软交换网络的网元连接起来。 实体： 传输 SDH网络；ASON网络； 承载 以太网、IPV4网络、IPV6网络。,传送层实体,功能： 控制层提供呼叫控制和承载控制功能；包括接入控制功能，媒体网关控制功能，呼叫处理功能，业务控制功能，计费等。 实体： 软交换机，路由服务器。,控制层实体,功能： 业务应用层利用底层的各种网络资源为软交换网络提供各类业务所需的业务逻辑、数据资源、以及媒体资源。 实体： 应用服务器AS、策略 / 管理服务器、 AAA 服务器等。,业务层实体,6.2.3 软交换网络接口协议,媒体网关控制协议用在软交换设备与各种媒体接入设备之间，提供软交换设备对媒体接入设备的控制，是一种主/从控制协议体系。主要有IETF制定的MGCP、MEGACO 和ITU-T制定的H.248等。,媒体网关控制协议,呼叫控制协议用于建立呼叫，是一种对等方式的通信协议，与媒体网关控制协议的主从方式完全不同。主要有：BICC、

4、SIP-T、SIP-I等协议。,呼叫控制协议,信令传输适配协议简称SIGTRAN协议，是将在传统的电路交换网中传送的信令消息转换成在IP网络上传送的信令消息时所用的适配协议的总称。它支持标准的原语接口，不需要对现有的电路交换网络中信令的应用部分进行任何修改，从而保证已有的电路交换网络的信令应用可以不必修改而直接使用。主要的SIGTRAN协议包括NO.7信令的传输层协议SCTP及适配协议：M2PA、M2UA、M3UA、SUA/IUA/V5UA等。,信令传输适配协议,业务提供协议用于进行业务控制，如：SIP、PARLAY、INAP。,业务提供协议,以上协议中，MGCP、H.248/MEGACO、SIGTRAN、BICC、STP-T、Parlay协议传送的均是控制类信息，不包含任何用户之间的通信信息。 媒体网关与媒体网关之间采用RTP/IP通信， RTP/IP传送的则是用户之间的通信信息。,6.3 媒体网关控制协H.248/MEGACO,6.3.1 连接模型,H.248协议是软交换与媒体网关之间的协议，用于传递软交换对媒体网关的各种行为，如业务接入、媒体转换、会话连接等进行控制和监视的消息。

5、为了更好的描述软交换对MG的控制，H.248引入了网关连接模型。 连接模型用于描述媒体网关中的逻辑实体，这些逻辑实体由软交换控制。,6.3.1 连接模型,6.3.1.1 终端及其重要参数 1、终端概念 终端表示发起或接收一个或多个媒体流的逻辑实体。 2、终端类型 终端可分为半永久性终端和临时性终端。 3、终端标识 终端用终端标识TerminationID进行标识，其分配方式由MG自主决定。物理终端的TerminationID 是在MG 中预先规定好的。 4、终端属性 不同类型的网关可以支持不同类型的终端，H.248协议允许终端具有可选的性质(Property)、事件(Event)、信号(Signals)和统计(Statics)来实现不同类型的终端。,6.3.1.2 关联域及其重要参数 1、关联概念 关联描述的是一组终端之间的关系。 2、关联属性 关联标识 由媒体网关MG定义的整数，在MG范围内是唯一识别该关联。 关联拓扑 关联优先级 紧急呼叫标识符 3、关联的修改、创建与删除 H.248/Megaco协议可以隐含的创建关联，修改已经存在的关联的参数。协议定义了相关命令如Add、Subs

6、tract、Move将终端加入关联、从关联中删除终端以及在关联之间移动终端。,描述符（Descriptor ）用于描述终端的相关属性。描述符由描述符名称(name)和一些参数项(item)组成，参数可以有取值。H.248协议定义了19种描述符，协议定义的描述符可以参见表6-3。,6.3.1.3 描述符,6.3.1.3 描述符,6.3.1.4 包 包是一种终端属性描述的扩展机制，凡是未在基础协议的描述符中定义的终端特性可以根据需要增补配置相应的包。网关类型不同，需要配置的包不尽相同。常见的包有以下几种： 模拟线监控包al（ Analog Line Supervision Package） 呼叫进程音生成包cg（Call Progress Tones Generator Package） DTMF检测包dd（DTMF Detection Package） 网络包nt（Network Package）,6.3.2 H.248协议消息 6.3.2.1 协议栈结构,6.3.2.2 命令,1、事务 MG 和MGC 之间的一组命令组成了事务（Transaction）。每个Transaction 由一

7、个Transaction ID来标识。Transaction 由一个或者多个动作（Action）组成。一个Action 又由一系列命令以及对关联、终端属性进行修改和审计的指令组成，这些命令、修改和审计操作都局限在一个关联之内，因而每个动作通常指定一个关联标识。,6.3.2.3 H.248基于事务的消息传递机制,事务请求(TransactionRequest)表示请求另一个终端(MGC或MG)执行相应的操作； 事务响应(TransactionReply)则是接收到请求后返回给请求终端的消息。事务响应又包含“Reply”和“Pending”两种，其中，“Reply”表示已经完成了命令的执行，返回成功或失败的信息；“Pending”指示命令正在处理，但仍然没有完成。 事务响应确认TransactionReplyACK为发送双方的第三次握手，通过这种三次握手机制可以保障消息的安全送达对方。,2、事务的三次握手响应机制,H.248协议发送或接收的信息单元称为消息。一个H248消息由多个Transaction 组成，Transaction里面封装了一个或多个命令。,6.3.2.4 H.248消息,

8、1、H.248消息结构,示例1： MEGACO/1 202.101.4.1:2944 T=12588559 C= - MF= AG58900 E=2003 dd/ceDigitMap= DM720473167054，al/on,al/fl , SGcg/dt, DM= DM720473167054 (2-9xxxxxx|13xxxxxxxxx|0xxxxxxxxx|9xxxx|10124-9x|E|x.F|0-9EF.L),2、 H.248消息示例,示例2： MEGACO/1 202.202.202.2:2944 P=12588559 C= - MF= AG58900,2、 H.248消息示例,注册及初始化流程 呼叫流程,6.3.3 基本控制流程,6.3.3.1 注册流程及初始化流程,6.3.3.2 呼叫控制流程,SIGTRAN是IETF制定的标准，其根本功能在于将PSTN中基于TDM的七号信令通过SG的转换，转换成以IP网为承载的信令透传至软交换机。,6.4 SIGTRAN协议,SIGTRAN协议簇由两层组成：信令传送层和信令适配层。,6.4.1 流传送控制协议SCTP 1、SCTP

9、 的引入 流控制传输协议SCTP是为在IP网上传输PSTN信令消息而设计的一种面向连接的可靠传输协议，与TCP、UDP处于同层位置。SCTP对TCP的缺陷进行了一些完善，SCTP的设计包括适当的拥塞控制、防止泛滥和伪装攻击、更优的实时性能和多归属性支持。,2、SCTP的功能 在确认方式下，无差错、无重复地传送用户数据； 根据通路的MTU 的限制，进行用户数据的分段； 在多个流上保证用户消息的顺序递交； 将多个用户的消息复用到一个SCTP 的数据块中； 利用SCTP 偶联的机制（在偶联的一端或两端提供多归属的机制）来提供网络级的保证； 避免拥塞和避免遭受泛播和匿名的攻击。,3、SCTP偶联 SCTP 通过在两个SCTP 端点间建立偶联，为两个SCTP 用户之间提供可靠的消息传送通道。,4、SCTP 消息 （1）SCTP 分组 SCTP 分组由公共的分组头和若干数据块组成，每个数据块中既可以包含控制信息，也可以包含用户数据。 （2）几种常用的数据块的功能 SCTP 数据块(Chunk)中包含上层发来的用户数据或SCTP连接的控制信息。SCTP数据块共有13种类型：DATA、INIT、INITACK、SACK、HEARTBEAT、HEARTBEAT ACK、ABORT、SHUTDOWN、SHUTDOWN ACK、ERROR、COOKIE ECHO、COOKIE ACK、SHUTDOWN 、COMPLETE，其中DATA数据块包含了有效的用户消息，其它用于控制。,5、SCTP 基本信令流程 偶联的建立流程,数据块发送流程,偶联关闭流程,6.4.2 信令适配层协议 1、MTP2用户适配层M2UA 2、MTP2对等适配层M2PA 3、MTP3用户适配层M3UA 4、SCCP用户适配层协议SUA 5、ISDN用户适配层协议IUA 6、V5用户适配层协议V5UA,6.4.3 M3UA 1、M3UA 的位置,2、M3UA 相关术语 （1）应用服务器AS（Application Server） （2）应用服务进程ASP（Application Server Process） （3）选路上下文 （4）路由关键字 （5）偶联 （6）流,3、M3UA功能

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