软交换的常见协议以其作用

1、软交换的常见协议以其作用北京邮电大学、八 、一. 刖言软交换的概念最早起源于美国。受到IP PBX成功的启发，为了提高网络综合运营效益，网络的开展更加趋于合理、开放，更好的效劳于用户。业界提出了这样一种思想：将传统的 交换设备部件化，分为呼叫控制与媒体处理，二者之间采用标准协议MGC、P H248 且主要使用纯软件进行处理。于是，软交换技术应运而生。由于软交换既能执行与基于硬件的传统电话交换机相同的功能，又能同时处理IP通信，软交换技术降低网络本钱并且使得运营商能更快地获得收入。二. 软交换的概念软交换技术是 NGN网络的核心技术，为下一代网络 NGN具有实时性要求的业务提供呼叫 控 制和连接

2、控制功能。软交换技术独立于传送网络，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。三软交换体系的结构软交换技术是电路交换网向分组网演进的核心技术。它的主要设计思路是：业务/控制与传递/接入别离，各实体间通过标准协议进行连接和通信。因此广义上，软交换就是一种解决方案，是一系列采用标准协议的各网络设备的总称。软交换网络的体系结构如以下图所示。C 软交撰垃通点 软交換网HJ48SIP IrMGCTMC終；终41=_ _四软交换的常见协议极其作用软交换所使用的协议非常多，包括、 SCTP、ISUP、TU

3、P、INAP、RADIUS、SNMP、SIP、M3UA、 MGC、P BICC、PRI、 BRI等。这些协议将标准整个软交换的研发工作，使产品从使用 各厂家 私有协议阶段进入使用业界共同标准协议阶段，各厂家之间产品互通成为可能，提供一个标 准、开放的系统结构，各网络部件可独立开展。下面对几个主要协议做简单介绍。1.协议协议，也称为Megaco协议，是MGC与MG之间的一种媒体网关控制协议，它是在早期的MGCP协议根底上改进而成。应用于媒体网关与软交换之间及软交换与H . 248/ Megaco终端之间。协议引入终端和关联的概念。终端是 MG中的逻辑实体，可以发送或接收媒体流和控制流。终端有唯一

4、的标志， 由MG在创立终端时分配。 终端类型主要有半永久性终端和临时性终端， 半 永久性终端可以代表物理实体， 临时性终端可以代表临时性的信息流。 关联为一组终端之 间的 联系。 如果一个关联中超过两个终端， 那么关联就对终端之间的拓扑结构和媒体混合和 交换参 数进行描述。 空关联是一种特殊的关联， 它包含所有那些与其它终端没有联系的终端。 关联中 的最大终端数是媒体网关的一个特性。 仅支持点到点连接的媒体网关， 在每个关联中 仅允许两 个终端存在。 支持会议呼叫的媒体网关可以允许三个或更多的终端同时存在于一个 关联中。消息可给予 UDP/IP传输，此外还可基于其它多种传输协议传输，如承载在

5、IP网络上的TCP、 SCTP和M3UA，承载在 ATM上的MTP3-B等。协议假设其下层的传输网络是不可靠的， 因此 事务的状态和可靠性有协议本身实现。的协议栈结构如以下图所示：协议的消息类型有两类： 命令和响应。 定义了 8个命令，用于对协议连接模型中的逻辑实 体 (关联和终端)进行操作和管理， 命令提供了实现对关联和终端进行完全控制的机制。所有的命令都要求接收者回送响应。命令和响应的结构根本相同，命令和响应之间由事务ID相关联。命令是消息的主要内容，实现对关联和终端属性的控制，包括指定终端报告检测到的事件，通知终端使用什么信号和动作，以及指定关联的拓扑结构等。协议定义了八个命令：(1)

6、ADD :增加一个 Term in ation 到一个 Co ntext中，当不指定 Con text ID 时(或第一次增 加一个 Termin ati on)，将生成一个 Con text，然后参加 Termin ati on 。 MODIF Y :修改一个Term in ation的属性、事件和信号参数。如：修改终端的编码类型、通知终端检测摘机/挂机事件、修改终端的拓扑结构(双向/单向/隔离等)。(3) SUBSTRACT :从一个 Con text 中删除一个 Termi natio n，同时返回 Termi nati on 的统计状态。 如果 Co ntext中再没有其它的Termi

7、 natio n，将删除此 Con text。 NOTIFY :允许MG将检测到的事件通知给MGC。例如：MGW将检测到的摘机事件上报给MGC。(5) MOVE :将一个 Termi nati on 从一个 Con text 转移到另一个 Co ntext 中。(6) AUDITVALUE :返回 Term in ation 的当前的 Properties、Eve nts、Sig nals、Statistics。(7) AUDITCAPABILITIES:返回 MG 中 Termination 特性的能力集。(8) SERVICECHANGE :允许 MG向MGC通知一个或者多个终端将要脱离或

8、者参加业务。用来MG向 MGC进行注册、重启通知。MGC可以使用 ServieceChange 对 MG进行重启。MGC可以使用ServiceChange 通知 MG注销一个或一局部的Termination。以下图是协议的应用2.媒体网关控制协议MGC P媒体网关控制协议MGC P是一种VOIP协议，应用于分开的多媒体网关单元之间。多媒 体 网关由包含 “智能呼叫控制的呼叫代理和包含媒体功能的媒体网关组成，其中的媒体功 能执行诸如由 TDM语音到 VOIP的转化。媒体网关包括端点， 呼叫代理能够进行创立、 修改和删除连接， 在端点上实现建立和控制 与 其它多媒体端点的媒体会话过程。媒体网关是一

9、种网络单元，它提供 电路上的语音信 号与因特网或其它网络上的数据包之间的转换。呼叫代理通知终点检查特定事件并生成信号。终点自动地通告呼叫代理其效劳状态下的变化。此外， 呼叫代理还可以核查终点及终点连接。MGCP采 用的是呼叫控制结构，这里的“智能呼叫控制处于网关外部，并由呼叫代理控制。MGCP设定呼叫代理之间采用同步方式发送连续命令和响应给在它们控制下的网关，但其并没有为同步呼叫代理设置专门的机制。 根本上，MGCP是一种主从协议， 由网关去执行 由呼叫代理 发送的命令。MGCP采用的连接模式，其根本构架是端点和连接。端点是源数据和数据接收器，它们可以是物理的也可以是虚拟的。物理终点的创立需要

10、安装相应硬件设备，而虚拟终点的创立可 由软件完成。连接可以是点对点方式也可以是多点方式。点对点连接即两端点之间的联系，实现端点间的数据传送的目的。一旦两端点间建立起这样的连接，那么端点间可以传输数据。多点连接的建立是通过连接端点和多点会话而实现的。连接的建立可以在各种承载网络上进行。在MGCP模式中，网关主要负责音频信号转换功能，呼叫代理主要处理呼叫信令和呼叫处理功能。因此，呼叫代理实现了标准信令层并充当了“关守或 体系的一个或多个“终点。以下图是 MGCP协议栈结构。MGCP是一种文本协议。协议消息分为两类：命令和响应，每个命令需要接收方回送响应，采用三次握手方式证实。命令消息由命令行和假设

11、干参数行组成。响应消息带有3位数字的响 应码，如“ 200 代表“成功处理和假设干参数行。其中事务的进行由一条命令和强制响应完成。下面提供了8种命令：1MGC > MGCreateCo nn ection :创立两个终点间的连接；通过SDP规定终点的接收能力。2MGC > MGModifyCo nn ection :更改连接的属性；与CreateCo nn ection 命令具有相同的参数。3MGC < > MGDeleteCo nn ection :终止连接，并在连接的执行过程中收集统计数据。4MGC > MGNotificatio nRequest :当在终端

12、的特定事件发生时，请求媒体网关发送相关通知。5MGC < MGNotify : 一旦观察到事件发生，就通知媒体网关控制器。6MGC > MGAuditE ndpoi nt :决定终点状态。7MGC > MGAuditCo nn ection :检索与连接相关的参数。8MGC < MGRestartI nProgress :指单个终点或终点组将进入或退出效劳的信号。以下图是MGCP协议的应用3.会话初始协议SIPSIP Session Initiation Protocol 是一个应用层的信令控制协议。用于创立、修改和释 放一个或 多个参与者的会话。 这些会话可以是In

13、ternet多媒体会议、IP 或多媒体分发。 会话的参与 者可以通过组播multicast 、网状单播uni cast 或两者的混合体进行通信。SIP与负责语音质量的资源预留协议RSVP互操作。它还与假设干个其他协议进行协作，包括负责定位的轻型目录访问协议LDAP、负责身份验证的远程身份验证拨入用户效劳RADIUS以及负责实时传输的RTP等多个协议。SIP的一个重要特点是它不定义要建立的会话的类型，而只定义应该如何管理会话。有了 这种灵活性， 也就意味着 SIP可以用于众多应用和效劳中，包括交互式游戏、 音乐和视频点 播以及语音、视频和 Web会议。SIP消息是基于文本的，因而易于读取和调试。

14、新效劳的编程更加简单，对于设计人员而言更加直观。SIP如同电子邮件客户机一样重用 MIME类型 描述，因此与会话相关的应用程序可以自动启动。SIP重用几个现有的比较成熟的 In ternet效劳和协议，如DNS、RTP、RSVP等。不必再引入新效劳对 SIP根底设施提供支持，因为 根底设施很多局部已 经到位或现成可用。对SIP的扩充易于定义，可由效劳提供商在新的应用中添加，不会损坏网络。网络中基于SIP的旧设备不会阻碍基于SIP的新效劳。 例如，如果旧SIP实施不支持新的 SIP应 用所用的方法或标头，那么会将其忽略。SIP独立于传输层。因此，底层传输可以是采用ATM的IP。SIP使用用户数据

15、报协议(UDP)以及传输控制协议(TCP)，将独立于底层根底设施的用户灵活地连接起来。SIP支持多设备功能调整和协商。如果效劳或会话启动了视频和语音，那么仍然可以将语音传输到不支持视频 的设备，也可以使用其他设备功能，如单向视频流传输功能。以下图是SIP协议的栈结构。在软交换系统中，SIP协议主要应用于软交换与SIP终端之间，也有的厂家将SIP协议应 用于软交换与应用效劳器之间，提供基于SIP协议实现的增值业务。总的来说，SIP协议主 要应用于语音和数据相结合的业务，以及多媒体业务之间的呼叫建立与释放。特别是SIP协议以其简单、灵活的特点，使作为移动通信标准化组织的3GPP已经决定在其根底上建

16、立第三代移动通信的全 IP网络，并要求未来的 3G终端必须支持 SIP协议。以下图是SIP协议的应用。4.协议是由ITU制定的通信控制协议，用于在分组交换网中提供多媒体业务。协议实际上是一个 协议族，规定了 IP网络在内的基于分组交换的网络上提供多媒体通信的部件？协议和规程？协议包括用于建立呼叫的、用于控制的、用于大型会议的以及用于补充业务的。协议的组成部件有终端，用于分组网络中能提供实时、双向通信的节点设备， 可以和网关、多点控制单元进行通信。网关，用于在终端和广域网上其它ITU终端之间提供实时二方通信的端点设备。网守，用于可选组件，其功能是向终端节点提供地址转换及呼叫控制效劳。多点控制单元

17、MCU ，用于支持三个或三个以上的终端和网关之间的多点会议。以下图是的标准协议族。声像应用终端控制和管理数据应用音频编解码G.7xx视频编解码H.26xRTCPH.245H.RAST.120系列RTPUDPTCP网络层IP链路层物理层其中，RAS协议是协议中的一种，端点终端或网守和网守之间使用的协议，主要执行管理功能。RAS协议的过程包括：1 网守搜寻 2端点登记3端点定位4呼叫接入5呼 叫退出6带宽管理7 状态查询8网关资源指示。呼叫信令协议以ISDN的为根底制订，其中最重要。协议是ITU-T制定的一种关于呼叫控制的标准，是 ISDN用户网络接口第三层 关于 根本呼叫控制的描述。协议用于控制

18、通信信道的建立、维护和释放。协议的过程包括：1能力交换2逻辑信道信令过程 3接收方关闭逻辑信道请求4主从确定过程 5往返时延确定6环路维护7其它命令和指示。|以下图是I办议的应川 *-冬如fMIX HM9 DomwlnHH . 彳 w v i j ri:GWlbfjfff口PljfjrH 23GWT5. SCTP协议SCTP协议是由IETF提出的一种关于流控制传送协议。 主要是在无连接的网络上传送 PSTN信 令信息，该协议可以在 IP网上提供可靠的数据传输。 SCTP可以在确认方式下，无过失、 无重 复地传送用户数据， 并根据通路的 MTU的限制， 进行用户数据的分段； 在多个流上保证 用户

19、 消息的顺序递交， 把多个用户的消息复制到 SCTP的数据块中。 利用SCTP偶连的机制来 保证 网络级的局部故障自处理。 SCTP还具有防止拥塞和防止遭受泛播及匿名攻击的特点。SCTP协 议在软交换中起着控制协议的主要承载者的作用。SCTP 是一个相当新的协议，它在 2000 年 10 月份才成为一个 RFC 标准。从那以后，它开 始 进入所有的主流操作系统，包括 GNU/Linux 、 BSD 和 Solaris 。在 Microsoft Windows 操 作系统上也有第三方的商业包可以使用。在获得高可用性的同时，应用程序也已经开始使用 SCTP 作为自己的主要传输机制。诸如 FTP File Transfer Protocol，文件传输协议和 HTTP Hypertext Transfer Proto