[信息与通信]软交换技术分析毕业论文

1、xxxxxxxxx学院学生毕业设计（论文） 级 专业xxxxxxxxxxxx学校毕业设计（论文）题目 软交换技术分析专业班级 姓 名 年 月 日毕业设计（论文）开题报告题目：软交换技术分析1.本课题的来源、选题依据：从软交换的原理、软交换网络结构、软交换服务器和媒体网关的功能原理以及软交换所使用的协议等方面较全面的阐述了软交换技术。2.本课题的设计（研究）意义（相关技术的现状和发展趋势）：探讨了软交换呼叫控制与承载分离技术在第三代移动通信系统wcdma核心网电路交换域中的应用，主要研究了r4网络架构下软交换系统软件设计，重点探讨了软交换无线媒体网关的资源控制模块的实现。3.本课题的基本内容、重

2、点和难点，拟采用的实现手段（途径）：本文重点阐述了媒体网关中的核心模块媒体资源管理模块的软件设计，探讨了集中式和分布式两种资源管理模块实现技术。4.文献综述（列出主要参考文献的作者、名称、出版社、出版时间以及与本课题相关的主要参考要点）：1.陈建亚余浩等，软交换与下一代网络，北京邮电大学出版社，2003年2月2.张平等，第三代蜂窝移动通信系统wcdma，北京邮电大学出版社3.network working group,rfc2543 sip：session initiation protocol,march 1999；等指导教师意见： 指导教师： 年 月 日专业部意见： 签字 年 月 日中期进

3、展情况检查表年 月 日课题名称软交换技术分析学生姓名学 号专 业指导教师职 称主要研究内容及进展主要研究内容是将传统电路交换按功能分解为不同层次，从而实现业务提供与呼叫控制分离，呼叫控制与承载连接分离，不同的功能层次之间通过开放的接口连接，呼叫控制功能从物理交换机中分离出来，通过基于服务器的软件来实现，有利于传统电信网与分组网的融合，并逐步向下一代网络演进；业务实现功能从物理交换机中分离出来，业务开发者可以面向开放、统一的接口开发出丰富多彩的业务。尚须完成的任务对搜集的材料还需要整理与审核，进一步加深对软交换技术分析的认识和了解。存在的主要问题及解决措施对软交换技术分析认识还不够全面，通过查阅

4、资料得以解决。指导教师审查意见专业部审查意见摘 要通信网络向下一代网络ngn发展的过程中，软交换技术得到了广泛的应用。无论是固定网络还是移动核心网络都逐渐引入了呼叫控制、承载以及业务相分离的软交换技术。在我国第三代移动通信系统大规模商用即将来临之际，各通信厂商都加紧了对3g系统的研发。作为3g主流制式之一的wcdma系统，其核心网络采用软交换技术向ngn网络架构发展的研发以及应用实验的工作正在进行中。论文探讨了软交换呼叫控制与承载分离技术在第三代移动通信系统wcdma核心网电路交换域中的应用，主要研究了r4网络架构下软交换系统软件设计，重点探讨了软交换无线媒体网关的资源控制模块的实现。首先，从

5、软交换的原理、软交换网络结构、软交换服务器和媒体网关的功能原理以及软交换所使用的协议等方面较全面的阐述了软交换技术。其中，对在wcdma核心网中所使用的主要呼叫控制协议bicc协议以及媒体控制协议h.248协议给予了详细的讨论。其次，研究了wcdma核心网的网络架构，讨论引入软交换的r4网络的优势所在，并给出r4核心网cs域的全ip软交换网络解决方案。在该解决方案中研究了msc服务器和媒体网关wmg的系统软件设计。通过对基本呼叫中呼叫控制和承载控制过程的分析，讨论软交换技术的实现。软交换承载独立的实现，要求媒体网关系统在充分理解与msc服务器标准化的软交换控制的基础上，能对各种承载和资源进行有

6、效的控制。因此本文重点阐述了媒体网关中的核心模块媒体资源管理模块的软件设计，探讨了集中式和分布式两种资源管理模块实现技术。最后介绍了wcdma软交换网络的测试要点，以及基本测试方法和测试工具等。 关键词：wcdma核心网络,软交换,呼叫控制,承载建立,媒体资源管理,软件设计与实现目录引言.6国内外相关领域技术发展概况.6一、概述.6（一）通信网络向下一代网络ngn的发展.6（二）软交换网络与现有智能网络（in）的互通方式.7（三） 基于软交换技术的3g与无线局域网互通.11二、软交换技术. 14（一）软交换技术特点.15（二）软交换技术特征.16(三)软交换设备主要功能结构.16（四）媒体网关

7、功能结构.17（五）软交换使用的主要协议.171媒体控制协议2呼叫控制及互通协议3信令传送协议4业务应用支持协议parlay、radius、inap、cap、map等。5承载独立的呼叫控制协议三、第三代移动通信系统wcdma核心网系统架构. 20（一）wcdma系统构成.20（二）wcdma核心网络架构.20（三）r99网络结构及特征.21（四）r4网络结构及特征.21（五）wcdma核心网络结构的发展.22（六）软交换应用于核心网络中的优点.22四、应用软交换技术的r4核心网cs域系统实现. 23（一）r4核心网构架下cs域软交换网络解决方案.23（二）(g)msc服务器系统软件设计.24（

8、三）无线媒体网关系统软件设计.26（四）msc服务器与wmg之间的呼叫承载控制.271、呼叫相关的基本控制过程2、呼叫过程中呼叫控制与承载分离的实现3、承载独立的基本呼叫过程4、 msc服务器对承载控制的处理五、媒体资源管理模块实现. 31（一）基本功能描述.321、上下文和端点管理2、 atm资源管理3、 up资源管理 4、提示音和通知音管理。5、会议桥资源管理。6、速率资源管理 7、 oam接口功能。（二）集中式资源管理模块软件设计.3211、集中式模块软件结构。2、消息处理器子模块。（三）分布式资源管理模块软件设计.33六、wcdma r4移动软交换网络测试设计. 34.第7章结束语.3

9、4 参考文献.36 引 言国内外相关领域技术发展概况信息技术革命翻天覆地震撼着全球，特别是近年来，以internet为代表的新技术革命正在深刻地改变着传统的电信观念和体系架构。随着技术条件的成熟，网络的融合正成为电信发展的大趋势。首先是数字技术的迅速发展和全面采用，使电话、数据和图像信号都可以通过统一的编码进行传输和交换；其次是光通信技术的发展，为综合传送各种业务信息提供了必要的带宽和传输质量，是各种业务的理想平台；再就是软件技术的发展，使得网络及终端都能通过软件变更最终支持各种用户所需的特性、功能和业务等。所有的发展使得整个通信网络结构正向着下一代网络结构发展。早在几年前，国外各通信厂家就纷

10、纷推出了下一代网络的解决方案，如爱立信的engine、西门子的surpass、朗讯的7r/e、北电的succession等。国内也开始了下一代网络的试验，目前中兴和华为的下一代网络解决方案已开始了在国内外商用的历程。当然下一代网络仍有许多待发展的技术，需要在更广阔的应用领域中进行不断的完善。作为下一代网络核心技术的软交换技术也将在此进城中不断的成熟。经过近十年的发展，我国已建成世界上最大的gsm网络。移动电话快速走进千家万户的同时，以internet业务为代表的数据业务在近几年也越来越受人们的欢迎，正逐渐成为人们生活的一部分，移动因特网应运而生。由于gsm系统在空中接口速率上的限制，人们开始把

11、目光转向第三代移动通信系统。引入3g系统，就是为了提高移动通信的频谱利用率，提供更高的数据业务传输速率，满足移动多媒体业务的要求。3g为移动因特网提供了很好的解决方案。作为3g主导技术的wcdma不仅可以支持很高的用户数据速率，还可以提供极好的语音质量。除了轻松的互联网业务之外，wcdma还可为终端用户提供一系列更先进的业务，例如多媒体业务、视频业务和移动定位业务等，为用户带来全新的体验。为了实现并支持这些新功能，wcdma网络把重点放在宽带、效率、灵活性和ip技术上。3g移动网络作为ngn的一部分，其体系结构的发展演进也受到软交换技术的影响。3g的技术研究已经相对成熟，目前世界上很多国家正处

12、于商用实验阶段，研究如何根据实际的应用环境，将3g系统合理的构建；如何使得系统标准化，具有更广泛的设备互通性和兼容性。随着中国信息产业部3g网络实验的展开，中国的3g商用已经为期不远了。 一、概述（一）通信网络向下一代网络ngn的发展传统的公共电话网pstn是以64kbit/s的话音信道为基本单元的电路交换模式进行交换、选路和传送用户信息的体系结构。在这种体系结构中，呼叫选路和业务特征的智能化控制都紧紧地和交换机的处理软件、网络架构捆绑在一起，使得开发和部署增值的个性化业务变得相当困难。同时传统的网络业务也比较单一，主要以话音呼叫为主。传统的网络运营商处于行业垄断的地位，收入来源以话音业务为主

13、，收入增长较为缓慢。 随着分组网络技术的日益成熟，ip网络变得无处不在。数据业务在爆涨，运营商以数据形式的业务收入持续增加，同时全球对通信管制进一步放松，行业竞争愈演愈烈，给运营商带来了挑战也带来了更多的收入增长的机遇。此外，技术的发展带动了用户的需求发展，用户对带宽和新业务的需求在不断增长，运营商也迫切需要开放更多更安全的增值业务。运营商的角色从传统的传递信息变为拥有信息者。技术融合、网络融合、应用融合、供应商融合促成了通信网络向下一代的网络演进。对于下一代网络的研究与探讨持续了很长的时间，很多的研究机构与研究者都参与到了其中，希望能达成共识，获得一个广泛认可的网络架构标准，从而推动产业的发

14、展。直到2004年2月，itu-t sg13会议经过激烈的辩论，才给出了ngn的一个大体上的定义：ngn是一个分组网络，它提供包括电信业务在内的多种业务，能够利用多种带宽和具有qos能力的传送技术，实现业务功能与底层传送技术的分离；它允许用户对不同业务提供商网络的自由接入，并支持通用移动性，实现用户对业务使用的一致性和统一性。下一代网络采用了分层的体系结构，分为四个主要的层次。媒体/接入层，与现有网络相关的各种接入网关或终端设备相连，将用户接入到网络来；传输层，宽带atm交换机或ip路由器等骨干传输设备，负责信息传输；控制层，完成呼叫处理控制、接入协议适配、互联互通等综合控制处理功能，提供应用

15、支持平台；网络业务层，提供面向客户的综合智能业务，实现业务的客户化。随着ngn核心技术软交换技术的不断完善、成熟和成本的降低，ngn在网络融合、业务融合、灵活计费以及快速生成业务方面的优势将逐步得以体现，同时显著提高运营商的业务展开能力和网络盈利能力。（二）软交换网络与现有智能网络（in）的互通方式软交换作为下一代网络中的语音业务、数据业务和视频业务呼叫、控制、业务提供的核心技术，其发展相当迅猛。但是pstn（公众电话交换网）在技术、业务和价格上仍然有很强的优势。就目前通信现状来看，pstn还未具备向软交换网络整体演进的条件，这两种网络将在很长一段时间内共存。因此，各运营商在组建以软交换为核心

16、的下一代网络时，要考虑到与现有网络和未来网络的互通问题。软交换网络的互通可分为：不同交换运营商之间的互通，即域间互通；软交换网络与其它采用不同网络技术的异质网络之间的互通，即网间互通。无论是域间互通还是网间互通，都需要解决互通地址解析和选路的问题。因此，ietf于2002年提出了路由信息协议（trip），定义了不同运营域和不同网络的地址解析系统之间交换路由的机制和协议。trip是策略驱动的动态路由协议，目的是通告呼叫目的地的可达性和路由到寻址目的地的属性。可作为h.323、sip（会话初始协议）等下一代网络所有信令协议的路由寻址协议。trip协议1.trip的构成要素 trip的体系结构中包括

17、：端用户（eu）、网关（gw）、区域服务器（ls）、internet电话管理域（itad）。（1）端用户这是一个希望通过网关完成从ip网到电话网终端呼叫的实体（通常是人）。端用户可以是登录到有internet电话软件的pc机的宽带用户，也可以是通过网关连接到ip网上的传统电话用户。（2）网关连接电路交换网络和ip网络的一种设备，其能发起和结束ip电话信令协议和电话网络信令协议。（3）区域服务器ls是trip体系的主要实体，是一个可供网关访问的存储着电路路由信息的数据库，亦称为电话路由信息库（trib），ls之间通过trip交互路由信息，当ls收到路由信息后，将其写入trib，当ls中的trib

18、存在路由更新时，则对外发送信息。（4）internet电话管理域（internettelephonyadministrativedomain）itad是一个管理控制下的资源集合（包括网关、位置服务器）。itad由ls（至少一个）、网关（零个或多个）和终端用户（零个或多个）组成。 2.trip的体系结构图1示出trip的体系结构网络上有多个itad，每个itad至少有一个ls，在此，ls通过称为域内协议的带外方式了解自己域内网关的信息。图1中itad1的域内协议（如ldap，轻量级目录访问协议）用gw和ls元素之间的协议。不同域ls之间通过trip协议控制各个域中网关路由信息在ls之间被聚合、被

19、交换、被广播、被同步。各个itad管理者首先签订使用于交互网关信息的trip协议，然后，通过管理手段建立起这些信息共享的联合体，一个域中的ls同其他域中的ls都成为联合体的一部分，于是，这些ls即可通过这种方式交换网关信息。 it管理域可由完全不同的网络上的元素组成。it管理域中的端用户是本itad中一个有效客户。他们希望完成通向电话网的呼叫，并且要访问网关。it管理域可以不设网关，在这种情况下，图1中itad2的ls2通过trip协议获取itad1和itad3中网关的网关路由信息。这样itad2中的终端用户即可通过前端协议来访问itad1和itad3这两个域中的网关。it管理域亦可没有端用户

20、。此时，它为其他itad里的顾客提供网关服务。it管理域中还可以既没有网关也没有端用户，而只有ls。在这种情况下，itad用来获取其它域的网关信息，并为其他有用户的itad收集和传播这些信息。3.trib为了进一步了解在trip协议下lss间的选路，下面简单叙述一下电话路由信息库trib（telephonyroutinginformationbase）。trib包含下列四个部分： （1）临近可选trib（adj-trib-in）从域内或域外的update消息中所获取的信息，这些路由信息是路由选择中可使用的输入信息。（2）外部-trib（ext-trib）是从adj-trib-in（域外ls）和

21、loc-trib中按一定的路由选择算法选择出来的最佳路由。（3）本地trib（loc-trib）是ls运用本地策略，从adj-trib-in（域内ls）和ext-trib选择出来的trip路由信息。 （4）临近输出trib（adj-trib-out）其内容是ls准备广播给域外ls的路由信息，其内容将携带在update消息中对外广播。如图1所示，在同一个itad域内未直接连接的ls之间，如itad2中的ls1和ls3，通过itad2的ls2转传其update信息，从而，ls1、ls3能相互获取对方的路由信息，并作为域内adj-trib-in参与本地策略处理；在不同itad域内未直接相连的ls之间

22、，如itad2的ls1与itad1的ls1、itad3的ls1，则首先是itad2中的ls2通过itad1的ls1和it-ad3的ls1的adj-trib-out获取路由信息，连同localroutes进行一次路由选择。将选择出来的最佳路由输入ext-trib，然后，向域内其他ls广播update消息，从而，itad2中的ls1能获取其他域外ls的路由信息。软交换网络与现有智能网的互通1.互通方式 基于trip协议，软交换网络可以通过该协议与pstn/isdn、h.323、sip等网络实现域内或网间的互通。软交换与智能网的互通有直接与scp（业务控制点）连接和通过信令网关sg互通这样两种方式。

23、 在前一种方式中，通过inap/sip，软交换直接与scp互通，其中窄带用户可通过inap接口继承智能网业务，宽带用户可通过sip接口享受智能网上的业务。在后一种方式中，软交换通过信令网关与智能网的scp互通，共同提供智能网业务。 前一种方式可以避免因承载网的丢包造成scp与软交换之间不能很好地交互数据。下面讨论的软交换与智能网互通是基于前一种方式的。如图2所示，scf是业务控制功能，sgf是信令网关功能，mg是媒体网关，ccf是呼叫控制功能，sdf是业务数据功能，srf是专用资源功能，inap（智能网应用部分），isup（isdn用户部分）。 图2 软交换网络与现有智能网的互通2.fph互通

24、流程接下来，以fph以fph（freephone被叫集中付费）即800业务为例，描述基于mgc（媒体网关控制器）触发智能业务的智能网和软交换的信令互通。在此，给出的是发端情况并且重点分析mgc的触发。如图3所示，idp、rrbe、applycharge、connect、applychargereport、erb、releasecall是常用的inap操作。 图3 互通的fph业务处理流程（1）零表示发端处于空闲状态，发端试呼鉴权表示交换机检测到主叫端发起呼叫（摘机），正在对主叫用户进行鉴权。呼叫进行到dp1表示主叫鉴权已经成功。（2）交换机开始收集用户发送的被叫号码，进行到dp2表示收号结束。

25、（3）进行号码分析。进行到dp3号码分析结束，得到被叫号码属fph业务，触发智能业务。（4）in呼叫控制模块上报idpinitialdp给scp，业务被触发到scp上，呼叫被悬置，等待智能网侧的scp处理。（5）智能网为呼叫建立控制关系，发rrbe给in呼叫控制模块动态配置检测点。（6）智能网侧将被叫号码800* * *翻译成真实号码（假定），并储备计费数据，给软交换侧发送applycharge。 （7）智能网一侧给软交换发送connect，请求将用户接到指定号码。（8）交换机根据被叫号码进行路由选择，成功连接被叫。dp4、5、6表示失败情况，它们是动态dp。连通主

26、叫前，如果主叫挂机产生dp10，表示主叫早释。 （9）表示主叫已被连通，开始通话。 （10）进行到dp9表示主叫或者被叫挂机，或者通话被切断，即将进入空闲状态。 （11）将计费结果利用applychargereport报给智能网侧。 （12）利用erb报告遇到挂机事件（erb用来报告各种动态检测点事件）。 （13）发送relesecall，释放此次呼叫占用的资源。3.智能业务图2中，智能业务仍旧由传统智能网的scp来提供，软交换实现ssf功能，负责智能业务的触发，接受scp对智能呼叫的控制，完成呼叫接续，以及与用户的交互作用。为iad用户、sip用户、h.323用户、pstn等各种用户提供智能

27、网业务。软交换网络能够处理限于智能网上的各种智能业务的呼叫。这些呼叫可能是stn/isdn用户发起的，也可能是h.323终端发起的，还可能是sip终端发起的。以软交换访问智能网scp为使用h.248协议的iad用户提供服务为例，其具体的实现过程为：软交换设备提供ssf功能，接收来自iad用户的呼叫后，根据用户所拨的号码，触发智能业务；使用inap协议通过信令网关访问智能网中的业务控制点（scp），scp提供业务控制的scf功能和业务数据的sdf功能；而对于srf功能，根据专用资源的位置不同，设备功能不同，由独立ip、辅助中继和软交换对srf提供三种不同的实现方式。由独立ip提供srf功能时，智

28、能网业务所需要的录音通知由传统智能网中的智能外设（ip）来提供。软交换触发智能业务，软交换通过信令网关（sg）与scp交互inap，当scp指示软交换建立到ip的临时连接时，软交换通过sg使用isup/tup建立与ip的连接。由辅助中继提供srf功能时，智能网业务所需要的录音通知由传统智能网中的ssp来提供。软交换触发智能业务，使用inap通过信令网关（sg）与scp交互，当scp指示软交换建立到ssp的临时连接时，软交换通过sg使用isup/tup建立与辅助ssp的连接，由辅助ssp提供专用资源功能。由软交换提供srf功能时，智能网业务所需要的录音通知由软交换来提供。软交换触发智能业务，使用

29、inap通过信令网关（sg）与scp交互。当需要播放录音通知时，由scp指示软交换提供专用资源功能。使用这种方式的前提是软交换能够提供srf资源。对于这三种不同的实现方式，当需要使用srf功能与用户交互时，scp与软交换之间交互的信令不同；对于呼叫监视、控制和接续过程，软交换与scp之间交互的信令是一致的。而下一代网络的另外一大特点就是向第三方提供标准的开放的api（应用编程接口），从而能够由第三方提供业务。在以软交换为基础的下一代网络中可以通过第三方为pstn/isdn用户、iad用户、sip用户、h.323用户等提供智能网业务，智能业务是由第三方应用来提供的。软交换收到用户的呼叫后，根据呼

30、叫信息向应用服务器发送sip消息。应用服务器根据收到的呼叫信息，通过api接口调用第三方的应用，由第三方应用来控制智能业务的执行。 （三） 基于软交换技术的3g与无线局域网互通 1. 软交换网络结构 图1给出软交换网络的一般分层结构。其中，接入层支持各种类型的终端，相当于软交换网络的用户网络接口功能，传送层负责通信媒体信息的端到端传递，对应网络的下3层功能。控制层负责呼叫控制，对应网络的会话层功能。该层的主要设备就是软交换系统 (ssw)，其地位相当于传统通信网中的交换机是网络的核心设备，业务层基于下层网络的能力提供增值业务，对应网络的应用层功能。 2. 3g网络结构 3g网络是未来无线通信发

31、展的方向，它的一个重要目标就是以voip方式提供语音业务以及多样化的多媒体业务，并实现3g核心承载网络与ip网的融合统一。3g网络与ip网的融合统一不仅可以使运营提高对网络资源的利用率，而且移动终端也可以通过统一的ip网方便地访问和享受因特网上的信息和服务。 3g移动网络作为ngn的一部分，其体系结构的发展演进也受到软交换技术的影响小由于其核心网采用全ip方式进行承载，从而保证了3g的全ip核心网能够与ngn核心网实现有效的融合和互通，按照软交换网络功能分层的模型，3g网络也可以分为4个层面，即接入层、传送层、控制层和业务层。下面以3gpp制定的基于全ip的移动网络结构umts release

32、5为例进行分析，其核心网中电路域和ip多媒体子域中各个主要功能实体在分层模型中的位置如图2所示。由于umts release5参考模型中的分组域并不是按照软交换的思想构造，因此，分组域中各个主要功能实体未在图2分层模型中列出。从分层模型中可以看出mgcf(媒体网关控制功能)，cscf(呼叫状态控制功能)，msc服务器(移动交换中心服务器)是位于控制层的逻辑功能实体，主要完成呼叫控制功能，即呼叫连接的建立和释放，以及实现与各种不同的网络(如gsm、cdma、pstn、其他运营商的umts网络、ip多媒体网络等)的信令互通。mgw(媒体网关和cdma网)的承载通道转化为适合在ip网上传送的功能。需

33、要指出的是，ip多媒体子域和电路域都存在mgw功能实体，从功能实现上说，ip多媒体子域中的mgw和电路域中的mgw是同一设备。为了网络结构的清晰，可以将电路域的mgw表示为cs-mgw，ip多媒体子域中的mgw表示为im-mgw，sgw则主要完成ip网侧信令与电路交换网络侧信令协议(7号信令)的翻译和转换。mrfp(多媒体资源处理器)和mrfc(多媒体资源控制器)是3g核心网中实现多方呼叫和多媒体业务提供和控制的逻辑功能实体。在核心网分层模型中，mrfp是处于接入层的逻辑功能实体，主要实现多媒体资源的提供和承载。mrfc则是处于控制层的逻辑功能实体，主要实现对mrfp中多媒体资源的控制。 至此

34、，从核心网的分层模型，我们可以看出3g核心网实现了控制、承载、业务三者的分离。因此，我们可以说umts release5网络实际上是基于软交换技术构造的下一代移动网络。 3 无线局域网 在目前的wlan市场中，802.11b凭其成熟的技术，不同厂商设备的兼容性好以及与802.11g的兼容等特点，占据了主要地位，802.11b标准公众wlan组网的基本拓结构有对等互连、ap结构、无线网桥结构。下面简短介绍具有接入点的结构。如图1、2所示。 wlan的典型拓扑具有接入点的结构，适合用来开展无线接入服务，在这种结构中，接入点用来执行同步和协调工作，转发数据包，以及连接上层网络。接入点能够服务的用户数

35、与厂商提供的产品有关。虽然理论上可以支持较多的用户，但实际应用中通常只能支持15-50个用户。这是因为一个ap在同一时刻只能接入一个终端用户，当信道空闲时，再由其它终端争用。如果一个ap支持的用户过多，则网络接入速率将会降低。 4 3g与wlan的融合方案 在wlan系统设备和网络方面，将其与具备高速移动性能及更大覆盖范围的移动技术相结合，在公共接入区通过wlan为用户提供廉价而更高带宽的所谓“游牧”式无线数据服务，在其它地点则通过2代、3代移动通信技术提供真正“漫游”式的无线数据服务正在蓬勃发展，目前，各大移动通信设备厂商提供了不同程度的融合方案。 按照与移动通信融合的紧密程度，这类解决方案

36、可以分为松耦合和紧耦合两大类。下面介绍一下紧耦合解决方案。如图3所示。 紧耦合方案中多采用移动通信中的标准化接口，以强调在移动性、业务和应用层面上的全面融合，充分体现了3g与wlan融合的最终目标业务和应用的融合，而用户在目前的2.5g/3g与wlan松耦合解决方案中，只能获得两种模式，它们分别是统一计费和用户管理，基于3gpp系统的wlan接入控制和计费，当然，用户体验的方便性和一致性是融合成功最重要的前提条件。因此，3g与wlan紧耦合解决方案已可支持无缝的分组域业务切换的融合程度，目前在业界处于领先地位。 图3的解决方案使用集中的信令和计费管理，分布式的流量转发方式为wlan接入网构建出

37、分布式的sgsn功能，网元通过标准的gr接口与归属位置寄存器(hlr)连接以支持上述的认证过程和用户管理，对2g、3g、hlr无任何特殊要求。在用户端，sim卡可内置于支持sim的wlan网卡内，也可以通过标准的usb读卡器读取。 计费是用户体验的另一个重要环节，也是运营商最关心的问题。按流量和内容计费是运营商和用户都希望的模式。上述方案不但做到了账单的合并，而且更重要的是将wlan计费纳入到2.5g/3g的计费系统，直接提供符合3gpp标准的cdr，使两者的计费系统真正统一在一个平台上。 上述方案除支持符合移动通信标准cdr的时长和流量计费之外，还支持费率切换。它还构建出分布式的sgsn功能

38、，通过标准的gn接口与ggsn连接获得2.5g/3g标准的移动数据业务，如无线vpn应用，安全性和增值计费等。二、软交换技术的概念从目前来看，迅速将现有的传统电路交换网演变成下一代网络是不现实的，新老两种网络将会长期并存，这就产生了两种网络的融合互通问题。软交换技术就是保障两种网络实现互通，逐步推进网络平滑过渡的关键技术。软交换概念的提出一方面是适应了网络融合的要求，将使得电信运营商不仅能够提供新的、功能更强的语音业务服务，还可以将现有的有线及无线业务与先进的数据和视频业务相组合以提供真正的多媒体业务。另一方面，它撕开了原有封闭网络的一个缺口，为网络走向开放的和可编程的网络迈出了关键的第一步。

39、软交换的核心思想是将传统电路交换按功能分解为不同层次，从而实现业务提供与呼叫控制分离，呼叫控制与承载连接分离，不同的功能层次之间通过开放的接口连接，呼叫控制功能从物理交换机中分离出来，通过基于服务器的软件来实现，有利于传统电信网与分组网的融合，并逐步向下一代网络演进；业务实现功能从物理交换机中分离出来，业务开发者可以面向开放、统一的接口开发出丰富多彩的业务。软交换是下一代网络呼叫与控制的核心，提供具有实时性要求的呼叫控制和连接控制功能。又称为呼叫代理、呼叫服务器或媒体网关控制。从广义上看，软交换泛指一种体系结构，利用该体系结构可以建立下一代网络构架，其功能可涵盖下一代网络中的所有功能层面。从狭

40、义上看，软交换是一种功能实体，即软交换设备，定位在下一代网络中的控制层面。在传统 电路交换网中，呼叫控制、业务提供以及交换矩阵均集中在一个交换系统中，呼叫控制和业务结合在一起，不同的业务所需要的呼叫控制是不同的。而软交换位于下一代网络分层结构中的控制层，相当于传统交换机的呼叫控制部分和业务提供部分。如果说传统的电路交换网络是基于交换机的电路交换网络，那么下一代网络则是基于软交换的分组网络。 （一）软交换技术的特点与传统的电路交换方式相比，软交换的特点主要表现在以下几个方面: （1）高效、灵活性软交换体系结构的最大优势在于将网络中的应用层和控制层与核心网络完全分离开来。这样有利于业务提供商可以按

41、照最快、最有效的方式引入各种新业务，从而大大缩短了新业务的开发周期，使用户可以非常灵活的享受所提供的业务和应用。软交换所完成的功能相当于传统的电路交换网中交换机所提供的功能。它们的相同点在于都是实现呼叫控制功能的实体；不同之处在于传统的呼叫控制功能是与业务结合在一起的，不同业务的需要不同的呼叫控制功能支撑，导致引入新业务必需要进行交换机的更换，不利于新业务的引入。而软交换与业务无关的特点使得它所提供的呼叫控制功能只是实现各种业务的基本功能控制，从而不仅简化了控制流程，也极大的方便了新业务的引用。 （2）开放性 软交换体系架构中的所有网络部件之间均采用标准协议，因此各个部件之间既能独立发展、互不

42、干涉，又能够根据需要组合成一个整体，实现互连互通。由此说，开放性是软交换最主要的特点。在传统的电路交换网中，软件、硬件和应用等均由设备厂商供应，用户没有自由选择的空间，而且实现和维护的费用相当昂贵。在基于软交换的网络中则不存在这种问题，厂商的产品是基于开放的标准的，运营商可以向多个厂商购买各类层次的产品，可以在每一类产品中自由选择合适的产品构建自己的网络，实现最佳配置，而不必局限于某公司某型号的产品。（3）强大的业务功能软交换的开放性使其可以利用标准的全开放的应用平台为用户定制各种新业务和综合业务，从而最大限度的满足用户需求。 （4）多用户性 传统的电信网、计算机网及有线电视网的发展方向是“三

43、网合一”，软交换的设计思想正迎合了这一趋势。现有的用户包括模拟用户、数字用户、移动用户、isdn用户、adsl用户、ip宽带用户等都可以享用软交换提供的业务。因此，软交换为新兴运营商进入传统的语音市场提供了方便有力的技术支持，同时也为传统运营商保持竞争优势提供了有效的技术途径。广义上来说，软交换泛指一种体系结构，利用该体系结构可以建立下一代网络框架，涵盖ngn架构中的四个功能层面，主要由软交换设备、信令网关、媒体网关、应用服务器等组成。狭义的定义专指软交换设备，定位于控制层面。本节将重点从软交换核心思想、软交换网络结构、软交换设备、媒体网关以及软交换协议等几个方面对软交换技术进行阐述。（二）软

44、交换网络特征 国际软交换协会(isc)对软交换的定义是：“软交换是提供呼叫控制功能的软件实体”。简单的看，软交换所完成的功能相当于原有交换机所提供的功能，软交换是实现传统交换机的“呼叫控制”功能的实体。但传统的“呼叫控制”是和业务结合在一起的，而且在呼叫控制进行的同时交换机还要完成媒体承载的建立和媒体的接入以及交换功能。而真正的软交换是与业务无关的、媒体承载建立和媒体接入、传送功能是由媒体网关实现的，软交换负责提供对各种业务的基本呼叫控制，以api的形式向业务层提供其基本呼叫控制功能，以及控制媒体网关完成媒体承载的建立和媒体的传送。整个软交换网络分为四个层面，业务应用与支撑层、控制层、核心交换

45、层和边缘接入层。边缘接入层负责将各种不同的网络和终端设备接入软交换体系结构，将各种业务量进行集中，并利用公共的传送平台传送到目的地。接入层的设备包括各种不同的网络、终端设备以及各种网关设备。这些网络或终端设备可以是公众交换电话网、atm网络、帧中继网络、移动网络、各种ip电话终端及模拟终端等，它们通过不同的网关或接入设备接入核心网络。其中媒体网关负责将各种终端和接入网络接入核心分组网络，主要用于将一种网络中的媒体格式转换成另一种网络所要求的媒体格式，如提供电路交换网络的资源（如线路、中继）和分组网络（如ip、atm）媒体流之间的转换，包括语音压缩、传真中继、回声消除和数字检测等。媒体服务器，用

46、于提供一些特殊的资源，如交互式语音应答ivr、会议桥和传真等，处理与媒体网关间的承载接口。媒体服务器通常是作为软交换的一个从属设备，执行基于媒体流的媒体处理过程。媒体服务器可以同时受控于多个软交换，提供多项并发的编解码和代码转换工作。分组接入设备pad，用于采用h.323/sip协议等的ip电话终端设备的接入。综合接入设备iad，为用户提供多种类型的业务接入，如模拟用户接入、不对称数字用户线接入、局域网接入、v5接入等。信令网关sg，提供七号信令网和分组网之间信令的转换，其中包括综合业务用户部分isup、事物处理应用部分tcap等协议的转换。信令网关通常和软交换设备合设在一处，也可以单独设置。

47、核心交换层对各种不同的业务和媒体流提供公共的传送平台。多采用基于分组的传送方式，目前的核心传送网主要为ip网或atm骨干网。网络控制层主要完成呼叫控制、路由、认证、资源管理等功能。其主要实体为软交换设备。业务/应用层在呼叫控制的基础上向最终用户提供各种增值业务，同时提供业务和网络的管理功能。该层的主要功能实体包括应用服务器、特征服务器、策略服务器、aaa服务器、目录服务器、数据库服务器scp、网管（负责网络的管理）及安全系统（提供安全保障）。应用服务器，负责各种增值业务的逻辑产生和管理，并提供开放的应用编程接口(api)，为第三方业务的开发提供统一公共的创作平台。特征服务器，用于提供与呼叫过程

48、密切相关的一些能力，如呼叫等待、快速拨号、在线拨号等，其提供的特性通常与某一类特征有关。策略服务器，完成策略管理功能，定义各种资源接入和使用的标准。认证、授权和计费服务器，负责提供接入认证和计费功能等。（三）软交换设备主要功能结构 软交换设备作为软交换网络的核心控制部分存在，它的主要功能包括：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；互通功能操作维护功能。其中最重要的是呼叫控制与处理功能。呼叫控制和处理功能为基本呼叫的建立、保持和释放提供控制功能，包括呼叫处理、连接控制、智能呼叫触发检出和资源控制等；接收来自业务交换功能的监视请求，并对其中与呼叫相关的事件进行处理；接受来自业务

49、交换功能的呼叫控制相关信息，支持呼叫的建立和监视；提供基本的两方呼叫控制功能和多方呼叫控制功能，包括多方呼叫的特殊逻辑关系、呼叫成员的加入/退出/隔离/旁听以及混音过程的控制等；识别媒体网关报告的用户摘机、拨号和挂机等事件；控制媒体网关向用户发送各种音信号；满足运营商需求的编号方案；当其内部不包含信令网关时，应能够采用ss7或ip协议与外置信令网关互通，完成整个呼叫的建立和释放功能，其主要承载协议采用sctp；控制媒体网关发送ivr，以完成诸如二次拨号等多种业务；当其位于本地网时，应具有本地电话交换设备的呼叫处理功能；当其位于长途网时，应具有长途电话交换设备的呼叫处理功能。业务提供功能完成现有

50、交换机的基本业务与补充业务；与智能网配合，提供智能业务；与第三方配合，提供增值业务与智能业务。 业务交换功能业务控制触发的识别以及与scf间的通信；管理呼叫控制功能和scf间的信令；按要求修改呼叫/连接处理功能，在scf控制下处理in业务请求，业务交互作用管理。 操作维护功能系统配置功能：脱机、在线、远程配置（cli或gui）、数据备份、数据升级；告警功能：系统资源告警、状态告警、事件告警等；业务统计功能；运行状态分析功能；访问权限控制功能。?互通功能由于原有网络在相当长的时间内还将存在，互通的目的为实现各种网络的协同工作，支持网络的平滑演进，通过信令网关实现分组网与现有七号信令网的互通；通过

51、信令网关与现有智能网互通，为用户提供多种智能业务。（四）、媒体网关功能结构 isc在软交换体系结构中将媒体网关功能定义为：mgf是接入到ip网络的一个端点/网络中继或几个端点的集合，它是分组网络和外部网络之间的接口设备。媒体网关的主要功能包括：1、媒体网关能够通过h.248协议与网关控制器通信，解析h.248协议，翻译为网关内部实体控制逻辑；2、具有媒体处理功能，如媒体编码转换、媒体分组打包、回音消除、抖动缓冲管理及分组丢失补偿等，支持多种编解码算法；3、具有网络接入功能，与相关的接入网络对接，具有处理来自接入网络的信令及用户数据的能力； 4、能执行媒体插入功能，如呼叫提示音的产生、dtmf生成、各种话音或接入动作检测