軟交換接口與信令協(xié)議簡(jiǎn)介

ID:107189 · 發(fā)表于 2016-3-5 23:13

軟交換：軟交換

是網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)以及下一代分組網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備之一，它獨(dú)立于傳送網(wǎng)絡(luò)，主要完成呼叫控制、資源分配、協(xié)議處理、路由、認(rèn)證、計(jì)費(fèi)等主要功能，同時(shí)可以向用戶提供現(xiàn)有電路交換機(jī)所能提供的所有業(yè)務(wù)。

軟交換的技術(shù)特點(diǎn)
基于分組交換技術(shù)：數(shù)據(jù)被封裝在分組包中，通過分組網(wǎng)傳送

控制與承載分離：控制層設(shè)備負(fù)責(zé)處理信令消息，承載層負(fù)責(zé)話路連接

軟交換關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)實(shí)體
移動(dòng)交換服務(wù)器（Msc Sever）：

UMTS中電路域核心網(wǎng)向IP交換方式演進(jìn)的核心設(shè)備，它獨(dú)立于底層承載協(xié)議，主要完成呼叫控制、媒體網(wǎng)關(guān)接入控制、移動(dòng)性管理、資源分配、協(xié)議處理、路由、認(rèn)證、計(jì)費(fèi)等功能，并向用戶提供3GPP R4階段的電路域核心網(wǎng)所能提供的業(yè)務(wù)，以及配合智能網(wǎng)SCP提供多樣化的第三方業(yè)務(wù)。Gmsc Server提供關(guān)口局的功能，具有查詢被叫路由的功能。

媒體網(wǎng)關(guān)（MGW）：
媒體網(wǎng)關(guān)將一種網(wǎng)絡(luò)中的媒體轉(zhuǎn)換成另一種網(wǎng)絡(luò)所要求的媒體格式。媒體網(wǎng)關(guān)能夠在電路交換網(wǎng)的承載通道和分組網(wǎng)的媒體流間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可以進(jìn)行音頻、視頻，能夠進(jìn)行全雙工的媒體翻譯，可以演示視頻、音頻消息，實(shí)現(xiàn)其他IVR功能。

3G網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)2G網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別
2G網(wǎng)絡(luò) 3G網(wǎng)絡(luò)
業(yè)務(wù) 基本業(yè)務(wù)，補(bǔ)充業(yè)務(wù)，智能業(yè)務(wù)
設(shè)備 MSC MSC Server+MGW
協(xié)議 ISUP Mc接口：BICC、SIP-T
Nc接口：H.248
組網(wǎng) 一個(gè)MSC Server可以控制多個(gè)MGW

軟交換架構(gòu)中的主要接口和協(xié)議簡(jiǎn)介
Mc接口（

MSC Server——MGW

）

用于控制媒體網(wǎng)關(guān)進(jìn)行承載的建立；3GPP規(guī)范推薦使用的用于媒體網(wǎng)關(guān)承載控制的協(xié)議是H.248，主要參考3GPPTS29.232和3GPP23.205。H.248有文本的方式和二進(jìn)制的方式，主要承載在UDP/IP或SCTP/IP之上。隨著了技術(shù)的發(fā)展，H.248的協(xié)議內(nèi)容不斷的增加，從TDM/VoIP的控制到3GIP承載的控制。

Nc接口（ MSC Server——

MSC Server

）

引入BICC協(xié)議（與承載無關(guān)的呼叫控制協(xié)議），它是由ITUT第11組提出的信令協(xié)議。BICC協(xié)議屬于應(yīng)用層控制協(xié)議，采用呼叫信令和承載信令功能分離的思路，重新定義了一個(gè)在骨干網(wǎng)絡(luò)中使用的呼叫控制信令協(xié)議，其協(xié)議解決了呼叫控制和承載控制分離的問題，使呼叫控制信令可在各種網(wǎng)絡(luò)上承載，包括MTPSS7網(wǎng)絡(luò)、ATM網(wǎng)絡(luò)、IP網(wǎng)絡(luò)。

Nb接口（MGW——MGW）
Nb接口可以基于TDM/ATM/IP，在向下一代技術(shù)的演進(jìn)中，IP的承載成為主流。對(duì)于IP承載而言，目前主要有兩種方式，一種是VoIP，另外是3GIP。3GIP采用的是3GPP的幀協(xié)議，包括了NbUP的協(xié)議，在建立承載時(shí)候需要對(duì)Nb的用戶面進(jìn)行協(xié)商；而VoIP采用的不是3GPP的幀協(xié)議，不要進(jìn)行Nb的用戶面的協(xié)商，不需要附加類似于NbUP的額外的信元，所以對(duì)于同是采用G.711的編解碼格式的時(shí)候，所需要的傳輸長度是小于3GIP的。

核心網(wǎng)電路域的演進(jìn)過程
2G階段-2G傳統(tǒng)交換->2G軟交換(TDM)->2G軟交換(VOIP)->3G階段-R4軟交換

2G傳統(tǒng)交換
|
2G軟交換Voice over TDM
新增網(wǎng)元：MSC Server、MGW、內(nèi)置SG
新增接口：MSC Server-MGW接口－Mc接口
               MSC Server-內(nèi)置SG接口
               MSC Server-MSC Server接口
               MGW-MGW接口
新增信令協(xié)議：H.248、SIGTRAN
話音承載：TDM
信令承載：TDM ＋I(xiàn)P
|
2G軟交換Voice over IP
接口變化：MSC Server-MSC Server接口->Nc接口
               MGW-MGW接口->Nb接口
新增信令/協(xié)議：BICC （IPBCP、BCTP）、NbUP
話音承載：IP
信令承載：IP
|
3G R4軟交換
新增接口：MSC Server-RNC－IuCS接口
新增信令/協(xié)議：RANAP、IuUP
話音承載：IP
信令承載：IP

軟交換信令協(xié)議簡(jiǎn)介

H.248協(xié)議——MGC－MGW之間的GCP協(xié)議

MSC Server利用GCP協(xié)議來控制MGW的資源，如控制MGW的網(wǎng)絡(luò)接入資源，在網(wǎng)絡(luò)接入資源間建立聯(lián)接，在媒體流中插入錄音通知或DTMF設(shè)備等；并對(duì)MGW狀態(tài)進(jìn)行維護(hù)與管理。
消息編碼：采用二進(jìn)制或文本方式
協(xié)議承載：采用SCTP（基于IP的信令傳輸）

SIGTRAN 是Signaling Transport 的簡(jiǎn)稱，定義了NO.7信令通過IP網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)模型,即SS7 OVER IP
是在IP網(wǎng)絡(luò)中傳遞電話交換網(wǎng)絡(luò)（Switching Circuit Network/SCN）中信令協(xié)議的協(xié)議棧，而不只是一個(gè)協(xié)議。
不需要對(duì)現(xiàn)有SCN信令應(yīng)用進(jìn)行任何修改，從而保證已有的SCN信令直接使用
利用標(biāo)準(zhǔn)的IP傳送協(xié)議作為底層傳送，并通過增加自身的功能來滿足SCN信令傳送的要求

SIGTRAN架構(gòu):信令通過IP網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)模型
標(biāo)準(zhǔn)的IP協(xié)議+通用傳輸層協(xié)議+專用適配協(xié)議
標(biāo)準(zhǔn)的IP協(xié)議（IPv4，IPv6）
通用傳輸層協(xié)議：SCTP（Stream Control Transmission Protocol）
專用適配協(xié)議-關(guān)注上層應(yīng)用接口的一致性

SIGTRAN在3G R4網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
應(yīng)用于內(nèi)置SG－MSC Server之間的接口
傳送接入側(cè)RANAP、BSSAP信令
傳送2G-3G 互通的局間ISUP信令
應(yīng)用于MSC Server之間的Nc接口
傳送與呼叫控制相關(guān)的BICC信令
應(yīng)用于MSC Server/VLR與IP HLR、SCP以及SMSC之間的接口
傳送與呼叫控制無關(guān)的MAP、CAP信令

BICC體系架構(gòu)
Bearer Independent Call Control
與承載無關(guān)的呼叫控制
一個(gè)體系架構(gòu)，由若干標(biāo)準(zhǔn)來描述。
支持TDM、ATM、IP三種不同的承載方式。

BICC協(xié)議
Bearer Independent Call Control protocol
承載無關(guān)的呼叫控制協(xié)議
由ISUP信令協(xié)議繼承而來，能夠無縫繼承現(xiàn)有業(yè)務(wù)
應(yīng)用在BICC架構(gòu)中的呼叫控制接口，3GPP R4核心網(wǎng)電路域Nc接口。
支持的底層協(xié)議棧
M3UA/SCTP/IP
SCTP/IP
MTP3B
MTP3/MTP2/MTP1

BICC協(xié)議與ISUP協(xié)議組網(wǎng)區(qū)別
1，ISUP基于TDM；BICC基于ATM或IP；
2，ISUP使用SPC和SLS選路；BICC使用CIC整體選路；
3，ISUP使用CIC選擇承載，媒體連接一般與信令連接具有相似的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
4，BICC的承載與呼叫信令無關(guān)，媒體連接與信令連接可以具有完全不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
5，BICC可以扁平化組網(wǎng)。

傳統(tǒng)交換組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)交換網(wǎng)話路接續(xù)過程

（1）主叫固定用戶發(fā)起呼叫，發(fā)IAM.
（2）網(wǎng)關(guān)GMSC向被叫所在的HLR/AUC請(qǐng)求MSRN號(hào)，HLR到被叫所在的VLR請(qǐng)求MSRN.
（3）VLR回送GMSC漫游號(hào)MSRN.
（4）GMSC與被叫所在的MSC建立連接.
（5）當(dāng)一個(gè)端局MSC收到它局發(fā)送的IAI消息后，為了確定被叫用戶是否能夠接受此次呼叫，MSC會(huì)首先通過S.F.I.C消息（為來話發(fā)送信息）向相應(yīng)的VLR查詢有關(guān)該被叫用戶的用戶信息，如果VLR通過查詢用戶信息，發(fā)現(xiàn)該用戶可以接受此次呼叫(未關(guān)機(jī)且允許接受呼叫)，會(huì)向MSC發(fā)送尋呼命令消息
（6）VLR向MSC發(fā)尋呼請(qǐng)求.
（7）MSC向BSS發(fā)尋呼請(qǐng)求，找到被叫移動(dòng)臺(tái).
（8）被叫移動(dòng)臺(tái)通過BSS向MSC發(fā)尋呼響應(yīng).
（9）MSC連接證實(shí)（CON-CONF）.
（10）MSC完成被叫MS的鑒權(quán)、加密、呼叫建立等過程.
（11）MSC向主叫PSTN發(fā)回地址全消息（ACM）和應(yīng)答消息（ANC）.

引入軟交換后組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

軟交換網(wǎng)話路接續(xù)過程

（1）主叫固定用戶發(fā)起呼叫，發(fā)IAM.
（2）網(wǎng)關(guān)GMSC向被叫所在的HLR/AUC請(qǐng)求MSRN號(hào)，HLR到被叫所在的VLR請(qǐng)求MSRN.
（3）VLR回送GMSC漫游號(hào)MSRN.
（4）GMSC與被叫所在的MSS建立連接、MSS向VLR發(fā)一個(gè)S.F.I.C.（為來話發(fā)送信息）、VLR向MSS發(fā)尋呼請(qǐng)求
（5）MSS向BSS發(fā)尋呼請(qǐng)求，找到被叫移動(dòng)臺(tái).
（6）被叫移動(dòng)臺(tái)通過BSS向MSS發(fā)尋呼響應(yīng).
（7）MSS連接證實(shí)（CON-CONF）.
（8）MSS完成被叫MS的鑒權(quán)、加密、呼叫建立等過程.
（9）MSS向主叫PSTN發(fā)回地址全消息（ACM）和應(yīng)答消息（ANC）

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