第1章 下一代網(wǎng)絡(luò)與軟交換概述

1、軟交換與NGNNGN本課程地位、性質(zhì)與任務(wù)本課程地位、性質(zhì)與任務(wù)本課程是專業(yè)課前沿課程。本課程目的是讓大家通過本課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生理解下一代網(wǎng)絡(luò)和軟交換的原理，并掌握其開發(fā)過程和方法。通過本課程學(xué)習(xí)，了解電信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向，掌握以軟交換為核心的下一代網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu),軟交換網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備的功能及實(shí)現(xiàn)原理；掌握下一代網(wǎng)絡(luò)的主要協(xié)議的模型、體系結(jié)構(gòu)、編程接口及具體應(yīng)用；了解下一代網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)提供方法及承載網(wǎng)絡(luò)的安全問題,QoS問題及運(yùn)營(yíng)管理問題。 本課程學(xué)習(xí)要求本課程學(xué)習(xí)要求數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等預(yù)備知識(shí)的重溫課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)操作，付諸實(shí)踐上課關(guān)閉手機(jī)，靜止喧嘩課堂和實(shí)驗(yàn)課均抽查點(diǎn)名，點(diǎn)名缺

2、席超過5次（含5次）不能參加期末考試，請(qǐng)假不算缺席，需要請(qǐng)假條本課程的考核方式本課程的考核方式總評(píng)成績(jī)分為平時(shí)和期末平時(shí)成績(jī)（30%）：作業(yè)完成情況、半期考、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、出勤率等期末成績(jī)（70%）：期末考閉卷本課程使用教材和參考書目本課程使用教材和參考書目教材：軟交換與NGN，桂海源，人民郵電出版社，2009參考書目：1、交換技術(shù)，糜正琨等，清華大學(xué)出版社，20062、軟交換與下一代網(wǎng)絡(luò)，陳建亞等，北京郵電大學(xué)出版社，20033、軟交換技術(shù)與應(yīng)用，趙學(xué)軍等，人民郵電出版社，2004第一章 下一代網(wǎng)絡(luò)與軟交換概述1.1下一代網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的背景1.2 NGN的定義1.3 電路交換與分組交換的基本概念1.

3、4 軟交換的概念和特點(diǎn)1.5 以軟交換為中心的下一代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 1.6 固定電話網(wǎng)向NGN的演進(jìn)1.7 移動(dòng)電話網(wǎng)向NGN的的演進(jìn)學(xué)習(xí)要求掌握 NGNNGN的定義的定義 以軟交換為中心的下一代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以軟交換為中心的下一代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 下一代網(wǎng)絡(luò)中各設(shè)備之間使用的協(xié)議下一代網(wǎng)絡(luò)中各設(shè)備之間使用的協(xié)議 了解 固定電話網(wǎng)向固定電話網(wǎng)向NGNNGN的演進(jìn)方式的演進(jìn)方式 移動(dòng)電話網(wǎng)向移動(dòng)電話網(wǎng)向NGNNGN的演進(jìn)方式的演進(jìn)方式1.1 1.1 下一代網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的背景技術(shù)的發(fā)展 微電子技術(shù)微電子技術(shù) 光傳輸容量光傳輸容量 移動(dòng)通信技術(shù)移動(dòng)通信技術(shù) IPIP的迅速擴(kuò)張和的迅速擴(kuò)張和IPv6IPv6技術(shù)的基本成熟技術(shù)

4、的基本成熟業(yè)務(wù)量組成發(fā)生了根本性變化 電信網(wǎng)的業(yè)務(wù)量電信網(wǎng)的業(yè)務(wù)量 以以IPIP為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)第一章 下一代網(wǎng)絡(luò)與軟交換概述1.1下一代網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的背景1.2 NGN的定義1.3 電路交換與分組交換的基本概念1.4 軟交換的概念和特點(diǎn)1.5 以軟交換為中心的下一代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 1.6 固定電話網(wǎng)向NGN的演進(jìn)1.7 移動(dòng)電話網(wǎng)向NGN的的演進(jìn)什么是NGNNGNNGNNext Generation Network，下一代網(wǎng)絡(luò)。 這是一種業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)型網(wǎng)絡(luò)。通過業(yè)務(wù)和呼叫完全分離，呼叫控制和承載完全分離，從而實(shí)現(xiàn)相對(duì)獨(dú)立的業(yè)務(wù)體系，使業(yè)務(wù)獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)。 這是一種開放式綜合業(yè)務(wù)架構(gòu)。NGN是集話音

5、、數(shù)據(jù)、傳真和視頻業(yè)務(wù)于一體的全新的網(wǎng)絡(luò)。1.2.1 1.2.1 下一代網(wǎng)絡(luò)廣義的概念下一代網(wǎng)絡(luò)泛指一個(gè)不同于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，大量采用當(dāng)前業(yè)界公認(rèn)的新技術(shù)，可以提供語音、數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)各網(wǎng)絡(luò)終端用戶之間的業(yè)務(wù)互通及共享的融合網(wǎng)絡(luò)。1.2.2 1.2.2 下一代網(wǎng)絡(luò)狹義的概念特指以軟交換設(shè)備為控制核心，能夠?qū)崿F(xiàn)語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的開放的分層體系架構(gòu)。在這種分層體系架構(gòu)下，能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)控制與呼叫控制分離，呼叫控制與接入和承載彼此分離，各功能部件之間采用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議進(jìn)行互通，能夠兼容各業(yè)務(wù)網(wǎng)(PSTN、IP網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)等)技術(shù)，提供豐富的用戶接入手段，支持標(biāo)準(zhǔn)的業(yè)務(wù)開發(fā)接口，并采用統(tǒng)一的分組網(wǎng)

6、絡(luò)進(jìn)行傳送。NGN是基于分組的網(wǎng)絡(luò)，能夠提供電信業(yè)務(wù)；利用多種寬帶能力和QoS保證的傳送技術(shù)；其業(yè)務(wù)相關(guān)功能與其傳送技術(shù)相獨(dú)立；NGN使用戶可以自由接入到不同的業(yè)務(wù)提供商；NGN支持通用移動(dòng)性。1.2.3 ITU-T1.2.3 ITU-T對(duì)NGNNGN的定義第一章 下一代網(wǎng)絡(luò)與軟交換概述1.1下一代網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的背景1.2 NGN的定義1.3 電路交換與分組交換的基本概念1.4 軟交換的概念和特點(diǎn)1.5 以軟交換為中心的下一代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 1.6 固定電話網(wǎng)向NGN的演進(jìn)1.7 移動(dòng)電話網(wǎng)向NGN的的演進(jìn)1.3.1 1.3.1 電路交換方式 概念 電路交換方式是指兩個(gè)用戶在相互通信時(shí)使用一條實(shí)際的物理

7、鏈路，在通信電路交換方式是指兩個(gè)用戶在相互通信時(shí)使用一條實(shí)際的物理鏈路，在通信過程中自始至終使用該條鏈路進(jìn)行信息傳輸，并且不允許其它計(jì)算機(jī)或終端過程中自始至終使用該條鏈路進(jìn)行信息傳輸，并且不允許其它計(jì)算機(jī)或終端同時(shí)共享該鏈路的通信方式。同時(shí)共享該鏈路的通信方式。特點(diǎn)n 通信開始時(shí)要先建立連接，通信結(jié)束時(shí)要釋放連接；通信開始時(shí)要先建立連接，通信結(jié)束時(shí)要釋放連接；n 一個(gè)連接在通信期間始終占用該電路，電路利用率低。一個(gè)連接在通信期間始終占用該電路，電路利用率低。n 交換機(jī)對(duì)傳輸?shù)男畔⒉蛔魈幚?。交換機(jī)對(duì)傳輸?shù)男畔⒉蛔魈幚?。n 信息在系統(tǒng)中的傳輸時(shí)延基本上是一個(gè)恒定值。信息在系統(tǒng)中的傳輸時(shí)延基本上是一

8、個(gè)恒定值。應(yīng)用n 適合傳輸信息量較大且傳輸速率恒定的業(yè)務(wù)，但不適合突適合傳輸信息量較大且傳輸速率恒定的業(yè)務(wù)，但不適合突發(fā)性要求高和對(duì)差錯(cuò)敏感的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。發(fā)性要求高和對(duì)差錯(cuò)敏感的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。n 傳統(tǒng)的電話網(wǎng)采用的是電路交換方式。傳統(tǒng)的電話網(wǎng)采用的是電路交換方式。終端終端傳輸媒介傳輸媒介終端終端電信號(hào)電信號(hào)電信號(hào)電信號(hào)信息信息信息信息點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信在電信系統(tǒng)中，只有兩個(gè)終端的通信稱為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。在電信系統(tǒng)中，只有兩個(gè)終端的通信稱為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。1、電路交換、電路交換電路交換方式簡(jiǎn)介點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信舉例點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信舉例話音話音數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)無交換的多個(gè)終端要實(shí)現(xiàn)相互間通信，必須以全互連的方式兩兩相連。無交換的多

9、個(gè)終端要實(shí)現(xiàn)相互間通信，必須以全互連的方式兩兩相連。若終端數(shù)為若終端數(shù)為n，則線對(duì)數(shù)為，則線對(duì)數(shù)為C2n= n(n-1)/2（當(dāng)終端（當(dāng)終端n=100時(shí)，線對(duì)數(shù)時(shí)，線對(duì)數(shù)=100X(100-1)/2=4950）無交換的多個(gè)終端的通信無交換的多個(gè)終端的通信(終端終端=5、線對(duì)數(shù)、線對(duì)數(shù)=10)電路交換方式簡(jiǎn)介用戶間通過交換設(shè)備連接用戶間通過交換設(shè)備連接用戶環(huán)線用戶環(huán)線交換設(shè)備交換設(shè)備引入交換的終端間的通信引入交換的終端間的通信電路交換方式簡(jiǎn)介多個(gè)交換節(jié)點(diǎn)組成的通信網(wǎng)多個(gè)交換節(jié)點(diǎn)組成的通信網(wǎng)引入交換的終端間的通信引入交換的終端間的通信中繼線中繼線電路交換方式簡(jiǎn)介電路交換機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 交換機(jī)ABCD

10、EFGH電路交換工作過程A和B之間如何通話？lA A 和和 B B 之間建立電路連接之間建立電路連接l通話在通話在 A A 到到 B B 的連接上進(jìn)行的連接上進(jìn)行l(wèi)通話結(jié)束，拆除連接通話結(jié)束，拆除連接(交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA電路交換的特點(diǎn)電路交換必定是面向連接的。 電路交換的三個(gè)階段：l建立連接建立連接l通信（始終占據(jù)線路資源）通信（始終占據(jù)線路資源）l釋放連接釋放連接計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)具有突發(fā)性。這導(dǎo)致通信線路的利用率很低。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)具有突發(fā)性。這導(dǎo)致通信線路的利用率很低。交換節(jié)點(diǎn)的基本功能交換節(jié)點(diǎn)的基本功能q 能按目的地址正確地進(jìn)行選路以及在中繼線上轉(zhuǎn)能按目的地址

11、正確地進(jìn)行選路以及在中繼線上轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)發(fā)信號(hào)q 能控制連接的建立與拆除能控制連接的建立與拆除交換節(jié)點(diǎn)必須具備的基本功能交換節(jié)點(diǎn)必須具備的基本功能：q 能正確接收和分析從用戶線或中繼線發(fā)來的呼叫能正確接收和分析從用戶線或中繼線發(fā)來的呼叫信號(hào)、地址信號(hào)信號(hào)、地址信號(hào) 人工交換階段：人工交換階段： 磁石式電話機(jī)磁石式電話機(jī) 共電式電話機(jī)共電式電話機(jī)早期的人工交換早期的人工交換早期的電路交換是由人工完成的 電子式自動(dòng)交換階段：電子式自動(dòng)交換階段：人工交換之后是自動(dòng)交換 機(jī)電式自動(dòng)交換階段：機(jī)電式自動(dòng)交換階段： 程控交換機(jī)階段：程控交換機(jī)階段： 步進(jìn)制交換機(jī)步進(jìn)制交換機(jī): 原理：由用戶撥出的電話號(hào)碼直接控

12、制步進(jìn)繼電器選線，接通線路。原理：由用戶撥出的電話號(hào)碼直接控制步進(jìn)繼電器選線，接通線路。 缺點(diǎn)：步進(jìn)繼電器動(dòng)作噪聲大到機(jī)房維護(hù)人員難以承受。缺點(diǎn)：步進(jìn)繼電器動(dòng)作噪聲大到機(jī)房維護(hù)人員難以承受。縱橫制交換機(jī)縱橫制交換機(jī)：原理：改進(jìn)了步進(jìn)繼電器，由用戶撥號(hào)直接控制改為間接控制，接原理：改進(jìn)了步進(jìn)繼電器，由用戶撥號(hào)直接控制改為間接控制，接線器動(dòng)作噪聲小。線器動(dòng)作噪聲小。半電子交換機(jī)半電子交換機(jī)：話路部分采用機(jī)械接點(diǎn)，控制部分采用電子器件。：話路部分采用機(jī)械接點(diǎn)，控制部分采用電子器件。全電子交換機(jī)全電子交換機(jī)：話路部分和控制部分均采用電子器件。：話路部分和控制部分均采用電子器件。模擬程控交換機(jī)模擬程控交

13、換機(jī)：1965年年5月美國(guó)開通了第一個(gè)程控交換機(jī)。月美國(guó)開通了第一個(gè)程控交換機(jī)。數(shù)字程控交換機(jī)數(shù)字程控交換機(jī)：1970年法國(guó)開通了第一個(gè)數(shù)字程控交換機(jī)。年法國(guó)開通了第一個(gè)數(shù)字程控交換機(jī)。總結(jié)電路交換中“交換”的含義在這里，在這里，“交換交換”(switching)的含義是：的含義是：轉(zhuǎn)接轉(zhuǎn)接把一條電話線轉(zhuǎn)接到另一條電話線，使它們連通起來。把一條電話線轉(zhuǎn)接到另一條電話線，使它們連通起來。從通信資源的分配角度來看，從通信資源的分配角度來看，“交換交換”就是按照某種方式動(dòng)態(tài)地分配傳輸就是按照某種方式動(dòng)態(tài)地分配傳輸線路的資源。線路的資源。 1.3.2 1.3.2 分組交換方式概念 分組交換需將傳送的信

14、息劃分為一定長(zhǎng)度的分組，并以分組為單位進(jìn)行傳輸和交分組交換需將傳送的信息劃分為一定長(zhǎng)度的分組，并以分組為單位進(jìn)行傳輸和交換。在每個(gè)分組中都有一個(gè)換。在每個(gè)分組中都有一個(gè)3-103-10個(gè)字節(jié)的分組頭，在分組頭中包含有分組的地址個(gè)字節(jié)的分組頭，在分組頭中包含有分組的地址和控制信息，以控制分組信息的傳輸和交換。和控制信息，以控制分組信息的傳輸和交換。特點(diǎn) 采用的是統(tǒng)計(jì)復(fù)用方式，電路的利用率較高。采用的是統(tǒng)計(jì)復(fù)用方式，電路的利用率較高。 可能產(chǎn)生附加的隨機(jī)時(shí)延和丟失數(shù)據(jù)?？赡墚a(chǎn)生附加的隨機(jī)時(shí)延和丟失數(shù)據(jù)。分類 虛電路（面向連接）虛電路（面向連接） 數(shù)據(jù)報(bào)（無連接）數(shù)據(jù)報(bào)（無連接） 分組交換網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生

15、背景是 20 世紀(jì) 60 年代美蘇冷戰(zhàn)時(shí)期的產(chǎn)物。60 年代初，美國(guó)國(guó)防部領(lǐng)導(dǎo)的遠(yuǎn)景研究規(guī)劃局ARPA (Advanced Research Project Agency) 提出要研制一種生存性(survivability)很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的電路交換(circuit switching)的電信網(wǎng)有一個(gè)缺點(diǎn)：正在通信的電路中有一個(gè)交換機(jī)或有一條鏈路被炸毀，則整個(gè)通信電路就要中斷。如要改用其他迂回電路，必須重新?lián)芴?hào)建立連接。這將要延誤一些時(shí)間。 新型網(wǎng)絡(luò)的基本特點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)用于計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送，而不是為了打電話。網(wǎng)絡(luò)能夠連接不同類型的計(jì)算機(jī)，不局限于單一類型的計(jì)算機(jī)。所有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)都同等重要，因而大

16、大提高網(wǎng)絡(luò)的生存性。計(jì)算機(jī)在進(jìn)行通信時(shí)，必須有冗余的路由。網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)盡可能地簡(jiǎn)單，同時(shí)還能夠非?？煽康貍魉蛿?shù)據(jù)。 報(bào)文分組交換的原理（一）在發(fā)送端，先把較長(zhǎng)的報(bào)文劃分成較短的、固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)段。 1101000110101010110101011100010011010010假定這個(gè)報(bào)文較長(zhǎng)不便于傳輸數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)報(bào)文分組交換的原理（二）每一個(gè)數(shù)據(jù)段前面添加上首部構(gòu)成分組。首部首部首部分組 1分組 2分組 3請(qǐng)注意：現(xiàn)在左邊是“前面”分組交換的原理（三）分組交換網(wǎng)以“分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單元。依次把各分組發(fā)送到接收端（假定接收端在左邊）。數(shù) 據(jù)首部分組 1數(shù) 據(jù)首部分組 2數(shù) 據(jù)首部分組

17、 3分組首部的重要性每一個(gè)分組的首部都含有地址等控制信息。分組交換網(wǎng)中的結(jié)點(diǎn)交換機(jī)根據(jù)收到的分組的首部中的地址信息，把分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)交換機(jī)。用這樣的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式，最后分組就能到達(dá)最終目的地。分組交換的原理（四）接收端收到分組后剝?nèi)ナ撞窟€原成報(bào)文。數(shù) 據(jù)首部分組 1數(shù) 據(jù)首部分組 2數(shù) 據(jù)首部分組 3收到的數(shù)據(jù)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)分組交換的原理（五）最后，在接收端把收到的數(shù)據(jù)恢復(fù)成為原來的報(bào)文。這里我們假定分組在傳輸過程中沒有出現(xiàn)差錯(cuò)，在轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)也沒有被丟棄。報(bào)文1101000110101010110101011100010011010010分組交換的優(yōu)點(diǎn)高效 動(dòng)態(tài)分配傳輸帶寬，對(duì)通信鏈路是逐

18、段占用。 靈活 以分組為傳送單位和查找路由。迅速 不必先建立連接就能向其他主機(jī)發(fā)送分組；充分使用鏈路的帶寬?？煽?完善的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；自適應(yīng)的路由選擇協(xié)議使網(wǎng)絡(luò)有很好的生存性。 分組交換帶來的問題分組在各結(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)需要排隊(duì)，這就會(huì)造成一定的時(shí)延。 分組必須攜帶的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的開銷。 分組交換的分類數(shù)據(jù)報(bào)：面向無連接的數(shù)據(jù)傳輸,工作過程類似于報(bào)文交換。采用數(shù)據(jù)報(bào)方式傳輸時(shí)，被傳輸?shù)姆纸M稱為數(shù)據(jù)報(bào)。 虛電路：是面向連接的數(shù)據(jù)傳輸，工作過程類似于電路交換，不同之處在于此時(shí)的電路是虛擬的。 虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)兩種服務(wù)的思路來源不同 虛電路服務(wù)的思路來源于傳統(tǒng)的電信網(wǎng)。

19、電信網(wǎng)負(fù)責(zé)保證可靠通信的一切措施，因此電信網(wǎng)的結(jié)點(diǎn)交換機(jī)復(fù)雜而昂貴。數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)力求使網(wǎng)絡(luò)生存性好和使對(duì)網(wǎng)絡(luò)的控制功能分散，因而只能要求網(wǎng)絡(luò)提供盡最大努力的服務(wù)。 可靠通信由用戶終端中的軟件（即TCP）來保證。 虛電路方式 指兩個(gè)用戶在進(jìn)行通信之前要通過網(wǎng)絡(luò)建立邏輯上的連接。指兩個(gè)用戶在進(jìn)行通信之前要通過網(wǎng)絡(luò)建立邏輯上的連接。 在一次通信過程中具有呼叫建立、數(shù)據(jù)傳輸和釋放呼叫三個(gè)階段。在一次通信過程中具有呼叫建立、數(shù)據(jù)傳輸和釋放呼叫三個(gè)階段。 ATMATM和幀中繼采用的是虛電路方式。和幀中繼采用的是虛電路方式。數(shù)據(jù)報(bào)方式 獨(dú)立地傳送每一個(gè)數(shù)據(jù)分組，每一個(gè)數(shù)據(jù)分組都包含終點(diǎn)地址的信息，每一個(gè)節(jié)獨(dú)立

20、地傳送每一個(gè)數(shù)據(jù)分組，每一個(gè)數(shù)據(jù)分組都包含終點(diǎn)地址的信息，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都要為每一個(gè)分組獨(dú)立地選擇路由。點(diǎn)都要為每一個(gè)分組獨(dú)立地選擇路由。 用戶通信時(shí)不需要呼叫建立和釋放階段。用戶通信時(shí)不需要呼叫建立和釋放階段。 IPIP網(wǎng)絡(luò)中采用的是數(shù)據(jù)報(bào)方式。網(wǎng)絡(luò)中采用的是數(shù)據(jù)報(bào)方式。兩類分組交換方式第一章 下一代網(wǎng)絡(luò)與軟交換概述1.1下一代網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的背景1.2 NGN的定義1.3 電路交換與分組交換的基本概念1.4 軟交換的概念和特點(diǎn)1.5 以軟交換為中心的下一代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 1.6 固定電話網(wǎng)向NGN的演進(jìn)1.7 移動(dòng)電話網(wǎng)向NGN的的演進(jìn)軟交換的概念和特點(diǎn)傳統(tǒng)的電路交換機(jī)與以軟交換為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將傳統(tǒng)交換

21、機(jī)的功能模塊分離成為獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)部件，各個(gè)部件可以按相應(yīng)的功能劃分各自獨(dú)立發(fā)展。部件間的協(xié)議接口基于相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。下一代網(wǎng)絡(luò)是業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)控制與呼叫控制分離、呼叫控制與承載分離。分離的目標(biāo)是使業(yè)務(wù)真正獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)，以便靈活有效的實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)。下一代網(wǎng)絡(luò)是基于統(tǒng)一協(xié)議的分組的網(wǎng)絡(luò)。能利用多種寬帶能力和有QoS保證的傳送技術(shù)，使NGN能夠提供通信的安全性、可靠性和保證服務(wù)質(zhì)量。NGNNGN的特點(diǎn)第一章 下一代網(wǎng)絡(luò)與軟交換概述1.1下一代網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的背景1.2 NGN的定義1.3 電路交換與分組交換的基本概念1.4 軟交換的概念和特點(diǎn)1.5 以軟交換為中心的下一代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 1.6 固定電話網(wǎng)向

22、NGN的演進(jìn)1.7 移動(dòng)電話網(wǎng)向NGN的的演進(jìn)1.5.1 1.5.1 下一代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下一代網(wǎng)絡(luò)在功能上可分為接入層、傳送層、呼叫控制層和業(yè)務(wù)層四層 。1.5.2 1.5.2 下一代網(wǎng)絡(luò)中使用的協(xié)議軟交換與信令網(wǎng)關(guān)(SG)間的接口使用SIGTRAN協(xié)議，信令網(wǎng)關(guān)(SG)與7號(hào)信令網(wǎng)絡(luò)之間采用7號(hào)信令系統(tǒng)的消息傳遞部分MTP的信令協(xié)議。軟交換與中繼網(wǎng)關(guān)(TG)間采用MGCP或H.248/Megaco協(xié)議。軟交換與接入網(wǎng)關(guān)(AG)和IAD之間采用MGCP或H.248協(xié)議。軟交換與H.323終端之間采用H.323協(xié)議。軟交換與SIP終端之間采用SIP協(xié)議。軟交換與媒體服務(wù)器(MS)之間接口采用MGCP

23、或H.248協(xié)議或SIP協(xié)議。軟交換與智能網(wǎng)SCP之間采用INAP（CAP）協(xié)議。軟交換設(shè)備與應(yīng)用服務(wù)器間采用SIP/INAP協(xié)議，業(yè)務(wù)平臺(tái)與第三方應(yīng)用服務(wù)器之間的接口可使用Parlay協(xié)議。軟交換設(shè)備之間的接口主要實(shí)現(xiàn)不同軟交換設(shè)備間的交互，可使用SIP-T和BICC協(xié)議。 媒體網(wǎng)關(guān)之間傳送采用RTP/RTCP協(xié)議 軟交換與AAA服務(wù)器之間采用RADIUS協(xié)議。 軟交換與網(wǎng)管服務(wù)器之間采用SNMP協(xié)議。第一章 下一代網(wǎng)絡(luò)與軟交換概述1.1下一代網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的背景1.2 NGN的定義1.3 電路交換與分組交換的基本概念1.4 軟交換的概念和特點(diǎn)1.5 以軟交換為中心的下一代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 1.6 固定電

24、話網(wǎng)向NGN的演進(jìn)1.7 移動(dòng)電話網(wǎng)向NGN的的演進(jìn)1.6.1 1.6.1 固定電話網(wǎng)向下一代網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的步驟智能化改造 三個(gè)中心：建立業(yè)務(wù)交換中心、用戶數(shù)據(jù)中心和智能業(yè)務(wù)中心三個(gè)中心：建立業(yè)務(wù)交換中心、用戶數(shù)據(jù)中心和智能業(yè)務(wù)中心 核心思想：建立本地網(wǎng)集中的用戶數(shù)據(jù)中心核心思想：建立本地網(wǎng)集中的用戶數(shù)據(jù)中心分組化改造 軟交換：對(duì)交換機(jī)的控制功能進(jìn)行改造軟交換：對(duì)交換機(jī)的控制功能進(jìn)行改造 分組交換：將承載網(wǎng)絡(luò)改為分組交換：將承載網(wǎng)絡(luò)改為IP/ATMIP/ATM網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)終端智能化和接入寬帶化 使固網(wǎng)終端擁有智能使固網(wǎng)終端擁有智能 對(duì)用戶線的傳輸能力進(jìn)行改造對(duì)用戶線的傳輸能力進(jìn)行改造1.6.2. 1.

25、6.2. 固定軟交換網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu) 軟交換、應(yīng)用服務(wù)器、應(yīng)用網(wǎng)關(guān)、AAA服務(wù)器、媒體服務(wù)器、信令網(wǎng)關(guān)、中繼網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)邊界點(diǎn)(NBP)、接入邊界點(diǎn)(ABP)屬于網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備，接入網(wǎng)關(guān)可信任時(shí)可放在網(wǎng)絡(luò)側(cè)。Web服務(wù)器一般放置在Internet網(wǎng)中并通過NBP接入到軟交換網(wǎng)絡(luò)。軟交換網(wǎng)絡(luò)中的終端，包括IAD、SIP終端、H.323終端和軟終端以及不可信任的接入網(wǎng)關(guān)可以通過二層接入網(wǎng)絡(luò)通過ABP接入到軟交換。另外可以將放置在企業(yè)或集團(tuán)內(nèi)部的大端口IAD或接入網(wǎng)關(guān)采用Internet隧道方式通過ABP接入到軟交換。軟交換網(wǎng)絡(luò)中的這些終端也可以通過Internet網(wǎng)絡(luò)通過NBP接入到軟交換。 軟交換網(wǎng)絡(luò)通過信

26、令網(wǎng)關(guān)和智能網(wǎng)進(jìn)行互通，通過信令網(wǎng)關(guān)和中繼網(wǎng)關(guān)與No.7信令網(wǎng)和PSTN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互通，通過NBP與Internet網(wǎng)和其他運(yùn)營(yíng)商基于IP的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互通。第一章 下一代網(wǎng)絡(luò)與軟交換概述1.1下一代網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的背景1.2 NGN的定義1.3 電路交換與分組交換的基本概念1.4 軟交換的概念和特點(diǎn)1.5 以軟交換為中心的下一代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 1.6 固定電話網(wǎng)向NGN的演進(jìn)1.7 移動(dòng)電話網(wǎng)向NGN的的演進(jìn)1.7.1 GSM1.7.1 GSMGPRSGPRS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 移動(dòng)臺(tái)MS l用戶使用的終端設(shè)備。由移動(dòng)終端用戶使用的終端設(shè)備。由移動(dòng)終端MTMT和用戶身份識(shí)別卡（和用戶身份識(shí)別卡（SIMSIM）組成。）

27、組成。 移動(dòng)終端可完成話移動(dòng)終端可完成話音編碼、信道編碼、信息加密、信息的調(diào)制和解調(diào)、信息發(fā)送和接收。音編碼、信道編碼、信息加密、信息的調(diào)制和解調(diào)、信息發(fā)送和接收。lSIMSIM卡就是卡就是“身份卡身份卡”，包含所有與用戶有關(guān)的和某些無線接口的信息，其中也包括鑒權(quán)和，包含所有與用戶有關(guān)的和某些無線接口的信息，其中也包括鑒權(quán)和加密信息。加密信息。lGSMGSM系統(tǒng)通過系統(tǒng)通過SIMSIM卡來識(shí)別移動(dòng)電話用戶。卡來識(shí)別移動(dòng)電話用戶。基站子系統(tǒng)BSS l在一定的天線覆蓋區(qū)內(nèi)，由移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心在一定的天線覆蓋區(qū)內(nèi)，由移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心MSCMSC所控制，與所控制，與MSMS進(jìn)行通信的系統(tǒng)設(shè)備。進(jìn)行通信

28、的系統(tǒng)設(shè)備。l包括基站收發(fā)信臺(tái)和基站控制器兩部分?；臼瞻l(fā)信臺(tái)包括基站收發(fā)信臺(tái)和基站控制器兩部分。基站收發(fā)信臺(tái)BTSBTS通過無線接口與移動(dòng)臺(tái)相連，負(fù)通過無線接口與移動(dòng)臺(tái)相連，負(fù)責(zé)無線傳輸；基站控制器責(zé)無線傳輸；基站控制器BSCBSC與移動(dòng)交換中心相連，負(fù)責(zé)控制與管理。與移動(dòng)交換中心相連，負(fù)責(zé)控制與管理。移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心MSCl是對(duì)位于其所覆蓋區(qū)內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行控制、交換的功能實(shí)體，也是移動(dòng)通信系統(tǒng)與公用電是對(duì)位于其所覆蓋區(qū)內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行控制、交換的功能實(shí)體，也是移動(dòng)通信系統(tǒng)與公用電話網(wǎng)話網(wǎng)PSTNPSTN及其它移動(dòng)通信網(wǎng)的接口。及其它移動(dòng)通信網(wǎng)的接口。l除了完成呼叫控制等功能外，還要完成無線資

29、源的管理、移動(dòng)性管理等功能。除了完成呼叫控制等功能外，還要完成無線資源的管理、移動(dòng)性管理等功能。l另外還應(yīng)能完成入口另外還應(yīng)能完成入口(GMSC)(GMSC)的功能，即查詢被叫移動(dòng)臺(tái)位置信息的功能，建立至移動(dòng)臺(tái)的的功能，即查詢被叫移動(dòng)臺(tái)位置信息的功能，建立至移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由。呼叫路由。lMSCMSC還具備智能網(wǎng)中業(yè)務(wù)交換點(diǎn)還具備智能網(wǎng)中業(yè)務(wù)交換點(diǎn)SSPSSP的功能的功能。歸屬位置寄存器HLR l管理部門用于移動(dòng)用戶管理的數(shù)據(jù)庫。每個(gè)移動(dòng)用戶都應(yīng)在某個(gè)歸屬位置寄存器注冊(cè)登記。管理部門用于移動(dòng)用戶管理的數(shù)據(jù)庫。每個(gè)移動(dòng)用戶都應(yīng)在某個(gè)歸屬位置寄存器注冊(cè)登記。lHLRHLR中主要存儲(chǔ)兩類信息：一是用戶

30、的用戶數(shù)據(jù)，包括移動(dòng)用戶識(shí)別號(hào)碼中主要存儲(chǔ)兩類信息：一是用戶的用戶數(shù)據(jù)，包括移動(dòng)用戶識(shí)別號(hào)碼IMSIIMSI、MSISDNMSISDN、基、基本電信業(yè)務(wù)簽約信息、業(yè)務(wù)限制（例如限制漫游）和始發(fā)本電信業(yè)務(wù)簽約信息、業(yè)務(wù)限制（例如限制漫游）和始發(fā)CAMELCAMEL簽約信息簽約信息O-CSIO-CSI、終結(jié)、終結(jié)CAMELCAMEL簽約信息簽約信息T-CSIT-CSI等數(shù)據(jù)；一是有關(guān)用戶目前所處位置（當(dāng)前所在的等數(shù)據(jù)；一是有關(guān)用戶目前所處位置（當(dāng)前所在的MSCMSC、VLRVLR地址）的信息，地址）的信息，以便建立至移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由。以便建立至移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由。來訪位置寄存器VLRl是一個(gè)數(shù)據(jù)庫，

31、用來存儲(chǔ)所有當(dāng)前在其管理區(qū)域活動(dòng)的移動(dòng)臺(tái)有關(guān)數(shù)據(jù)：是一個(gè)數(shù)據(jù)庫，用來存儲(chǔ)所有當(dāng)前在其管理區(qū)域活動(dòng)的移動(dòng)臺(tái)有關(guān)數(shù)據(jù)：IMSIIMSI、MSISDNMSISDN、TMSITMSI、MSMS當(dāng)前所在的位置區(qū)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)參數(shù)、始發(fā)當(dāng)前所在的位置區(qū)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)參數(shù)、始發(fā)CAMELCAMEL簽約信息簽約信息O-CSIO-CSI、終結(jié)、終結(jié)CAMELCAMEL簽約信息簽約信息T-CSIT-CSI等。等。l當(dāng)一個(gè)移動(dòng)用戶進(jìn)入其所管理的區(qū)域時(shí)，當(dāng)一個(gè)移動(dòng)用戶進(jìn)入其所管理的區(qū)域時(shí)，VLRVLR從移動(dòng)用戶注冊(cè)的從移動(dòng)用戶注冊(cè)的HLRHLR處獲取并存貯該移動(dòng)用戶處獲取并存貯該移動(dòng)用戶的必要的數(shù)據(jù)，一旦移動(dòng)用戶離開該的必要

32、的數(shù)據(jù)，一旦移動(dòng)用戶離開該VLRVLR的控制區(qū)域，在另一個(gè)的控制區(qū)域，在另一個(gè)VLRVLR登記，原登記，原VLRVLR將取消該移動(dòng)將取消該移動(dòng)用戶的數(shù)據(jù)記錄。用戶的數(shù)據(jù)記錄。l通常，通常， VLR VLR、MSCMSC合設(shè)于一個(gè)物理實(shí)體中。合設(shè)于一個(gè)物理實(shí)體中。鑒權(quán)中心AUC l認(rèn)證移動(dòng)用戶的身份和產(chǎn)生相應(yīng)的鑒權(quán)參數(shù)認(rèn)證移動(dòng)用戶的身份和產(chǎn)生相應(yīng)的鑒權(quán)參數(shù)( (隨機(jī)數(shù)隨機(jī)數(shù)RANDRAND，符號(hào)響應(yīng)，符號(hào)響應(yīng)SRESSRES，密鑰，密鑰Kc)Kc)。l通常，通常，HLRHLR和和AUCAUC合設(shè)于一個(gè)物理實(shí)體中。合設(shè)于一個(gè)物理實(shí)體中。設(shè)備識(shí)別寄存器EIR lEIREIR是存儲(chǔ)有關(guān)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備參數(shù)的

33、數(shù)據(jù)庫。在是存儲(chǔ)有關(guān)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫。在EIREIR中存有網(wǎng)中所有移動(dòng)臺(tái)設(shè)備的識(shí)別碼中存有網(wǎng)中所有移動(dòng)臺(tái)設(shè)備的識(shí)別碼IMEIIMEI和設(shè)備狀態(tài)標(biāo)志和設(shè)備狀態(tài)標(biāo)志( (白色、灰色、黑色白色、灰色、黑色) )。l我國(guó)的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，沒有設(shè)置設(shè)備識(shí)別寄存器我國(guó)的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，沒有設(shè)置設(shè)備識(shí)別寄存器EIREIR。短消息中心（SMC）l主要功能：接收、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)用戶的短消息。主要功能：接收、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)用戶的短消息。l點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)包括移動(dòng)臺(tái)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)包括移動(dòng)臺(tái)MSMS發(fā)起的短消息業(yè)務(wù)發(fā)起的短消息業(yè)務(wù)MO/PPMO/PP及移動(dòng)臺(tái)終止的短消息業(yè)務(wù)及移動(dòng)臺(tái)終止的短消息業(yè)務(wù)MT/PPMT/PP。l通過短消息中心能夠更可靠地將信息傳送到目的地。如果傳送失敗，短消息中心保存消息通過短消息中心能夠更可靠地將信息傳送到目的地。如果傳送失敗，短消息中心保存消息直至發(fā)送成功為止。直至發(fā)送成功為止。服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)SGSNl在移動(dòng)通信系統(tǒng)的分組交換域中提供移動(dòng)性管理、安全性、接入控制、分組的路由尋址和在移動(dòng)通信系統(tǒng)的分組交換域中提供移動(dòng)性管理、安全性、接入控制、分組的