基于IP技術的NGN設備在本鋼通信網(wǎng)絡中的應用與實現(xiàn)

馮濤

[摘 要]本文通過介紹以軟交換為核心的下一代通信網(wǎng)絡結構NGN網(wǎng)絡架構中基于IP技術的NGN設備，結合本鋼通信網(wǎng)絡實際情況，實現(xiàn)基于IP技術的NGN設備在本鋼通信網(wǎng)絡中高效、經(jīng)濟的應用。

[關鍵詞]NGN網(wǎng)絡架構、軟交換、IP承載網(wǎng)

中圖分類號：TN 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）13-0209-01

一、基于IP承載技術的NGN網(wǎng)絡

1、網(wǎng)絡基本概念

NGN-Next Generation Network，NGN 是“下一代網(wǎng)絡”或“新一代網(wǎng)絡”的縮寫。

廣義的NGN網(wǎng)絡是指下一代網(wǎng)絡，從業(yè)務層面來分析在電話網(wǎng)中指軟交換體系，在移動網(wǎng)中指IP 3G和后3G，在數(shù)據(jù)網(wǎng)中指下一代因特網(wǎng)和IPV6，在傳輸網(wǎng)中指下一代智能光網(wǎng)絡。狹義的NGN就是指以軟交換為控制層，兼容語音網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、視頻網(wǎng)三網(wǎng)的開放體系架構。

2、NGN分布式的網(wǎng)絡體系結構

NGN網(wǎng)絡體系結構主要由業(yè)務管理、網(wǎng)絡控制、數(shù)據(jù)承載和邊緣接入四個層次組成。

計費系統(tǒng)、N2000網(wǎng)管系統(tǒng)在業(yè)務管理層負責在呼叫建立的基礎上提供額外的增值服務，以及運營支撐。

Softx3000軟交換設備是網(wǎng)絡控制層設備，負責實現(xiàn)呼叫控制，其核心技術就是軟交換技術，完成基本的實時呼叫控制和連接控制功能。

S9300，S8500及各種系統(tǒng)的交換機所組成的IP承載網(wǎng)設備是核心交換層的主要設備負責采用分組技術，提供一個高可靠性的、具有QoS保證和大容量統(tǒng)一的綜合傳送平臺。

UA5000接入媒體網(wǎng)關，UMG8900通用媒體網(wǎng)關等邊緣接入層設備，通過各種接入手段將各類用戶連接至網(wǎng)絡，并將信息格式轉換成為能夠在網(wǎng)絡上傳遞的信息格式。

NGN網(wǎng)絡結構的基本特點是分層的、構件化的。另外，所有的構件之間并不需要直接的物理連接，而是都通過分組接口連到分組承載網(wǎng)上，通過分組網(wǎng)實現(xiàn)信令和業(yè)務的互通。

二、NGN網(wǎng)絡的分組承載網(wǎng)

作為核心技術軟交換是NGN網(wǎng)絡的控制層，它利用把呼叫控制功能與媒體網(wǎng)關分開的方法來溝通公用電話交換網(wǎng)（PSTN）與IP電話（VoIP）的一種交換技術。軟交換是一種功能實體，為下一代網(wǎng)絡NGN提供具有實時性要求的業(yè)務的呼叫控制和連接控制功能，是下一代網(wǎng)絡呼叫與控制的核心。

1、NGN網(wǎng)絡中的協(xié)議

TCP/IP協(xié)議譯為傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議，是Internet最基本的協(xié)議與國際互聯(lián)網(wǎng)絡的基礎，由網(wǎng)絡層的IP協(xié)議和傳輸層的TCP協(xié)議組成，代表因特網(wǎng)整個TCP/IP協(xié)議族。從協(xié)議分層模型方面來講，TCP/IP由四個層次組成：網(wǎng)絡接口層、網(wǎng)絡層、傳輸層、應用層。TCP/IP 定義了電子設備如何連入因特網(wǎng)，以及數(shù)據(jù)如何在它們之間傳輸?shù)臉藴省?/p>

2、NGN網(wǎng)絡中各設備之間主要交互協(xié)議

NGN組網(wǎng)各設備之間主要的交互協(xié)議有MGCP 、H.323、SIP、SIP-T、H.248等。SoftX3000使用的協(xié)議包括：MGCP、H.248、H.323、SIP、 SIGTRAN等。

MGCP（Media Gateway Control Protocol）是一個為媒介網(wǎng)關和語音IP終端設備提供信令和呼叫控制的主從設備控制協(xié)議，是簡單網(wǎng)關控制協(xié)議和IP設備控制規(guī)范的結合。媒體網(wǎng)關控制協(xié)議主要功能是建立一個良好的業(yè)務承載連接模型，將呼叫和承載連接進行分離，通過對各種業(yè)務網(wǎng)關管理，實現(xiàn)分組網(wǎng)絡和PSTN網(wǎng)絡的業(yè)務互通。

H.248/MeGaCo，簡稱H.248協(xié)議，是IETF、ITU-T制定的媒體網(wǎng)關控制協(xié)議，一個非對等協(xié)議，用在媒體網(wǎng)關控制器（MGC）和媒體網(wǎng)關（MG）之間的通信。SoftX3000軟交換系統(tǒng)做為分離網(wǎng)關體系中的MGC，通過MGCP/H.248控制各類MG（AG、TG、MRS等）。

H.323 IP電話與多媒體通訊協(xié)議是ITU制定的用于在分組交換網(wǎng)中提供多媒體業(yè)務的通信控制協(xié)議，它可用來建立點到點的媒體會話和多點媒體會議。H.323本身是個協(xié)議集，主要包含RAS、Q.931和H.245協(xié)議。RAS在UDP上傳輸，Q，931/ H.245在TCP上傳輸。H.323作為多媒體通信協(xié)議，它比SIP、H.248的發(fā)展歷史更長，是一項復雜的協(xié)議，升級和擴展性不是很好 。

SIP會話初始協(xié)議（Session Initiation Protocol）是一個用于建立、更改和終止多媒體會話的應用層控制協(xié)議。它是IETF多媒體數(shù)據(jù)和控制體系結構的核心協(xié)議。NGN軟交換系統(tǒng)通過SIP信令與其它的軟交換系統(tǒng)以及SIP域設備互聯(lián)，實現(xiàn)它們之間的呼叫控制功能。與復雜的H.323協(xié)議和BICC協(xié)議相比，SIP 具有易擴展、易實現(xiàn)等特點，目前已成為一種主流的分組協(xié)議。

SIGTRAN：由IETF SIGTRAN 組織制定的在IP網(wǎng)上傳送PSTN/ISDN的信令協(xié)議。SIGTRAN協(xié)議棧用于解決IP網(wǎng)絡承載七號信令的問題，它允許七號信令穿過IP網(wǎng)絡到達目的地。 SIGTRAN協(xié)議棧有兩個主要功能：適配和傳輸。與此對應，SIGTRAN協(xié)議棧由包傳輸層和UA層組成。

SIGTRAN協(xié)議組在SoftX3000同PSTN互通互聯(lián)時使用，其上承載ISUP協(xié)議；MGCP、H.248協(xié)議用于同各種媒體網(wǎng)關進行互聯(lián)；H.323、SIP協(xié)議用于軟交換設備之間進行互聯(lián)互通，同時H.323也可用于同H.323多媒體終端互通、SIP可用于同SIP終端進行互通。

3、本鋼NGN網(wǎng)絡的IP承載網(wǎng)拓撲圖

本鋼的NGN網(wǎng)絡的IP承載網(wǎng)由華為技術有限公司的S9300系列、S9700系列S5700系列等系列以太網(wǎng)交換機共同組成。

核心交換層由S9312和S9712兩臺交換機構成，互作備份，保證在網(wǎng)絡中的交換機一臺出現(xiàn)故障時，備份的交換機可以完成核心交換功能。

2臺S5700交換機和8臺S3300交換機負責接入12臺UA5000媒體接入網(wǎng)關，每個交換機與兩臺核心交換機起VRRP協(xié)議并且與核心交換機連接的光纜都選擇了不同的路由，利用虛擬路由器冗余協(xié)議（VRRP）這種選擇協(xié)議特性，當它在主路由器不可用時，自動選擇提供動態(tài)的故障轉移機制，保障接入媒體網(wǎng)關連接不間斷的穩(wěn)定運行。

本鋼NGN網(wǎng)絡的IP承載網(wǎng)拓撲圖

4、NGN設備與IP承載網(wǎng)的融合

Softx3000軟交換設備。網(wǎng)絡控制層設備Softx3000，具有200萬用戶/36萬中繼語音多媒體統(tǒng)一處理能力。具備呼叫控制、信令和協(xié)議處理以及基本業(yè)務和補充業(yè)務提供的能力，還可以與應用服務器配合，向最終用戶提供多樣化的增值服務。在繼承現(xiàn)有PSTN業(yè)務基礎上還提供新業(yè)務，如多媒體業(yè)務、話音與Internet融合業(yè)務、消息類業(yè)務、遠程工作協(xié)同、企業(yè)統(tǒng)一通信等業(yè)務，降低運營和維護成本。支持開放、標準的第三方業(yè)務集成能力，具有強大的互聯(lián)互通能力。

Softx3000與IP承載網(wǎng)直連，通過使用MGCP、H.248、H.323、SIP、 SIGTRAN等協(xié)議，完成與多種設備的交互。