软交换协议 移动软交换体系与相关协议的研究
时间：2020-03-11 07:35:39 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
前言： 无论是3G还是2G的移动核心网，2G和3G相融合、承载全IP化、移动和固定相融合等技术的快速发展，促使移动软交换成为其建设主流。本文首先介绍软交换整体架构，然后针对移动软交换技术进行了讨论，包括体系架构，网元设备，相关接口等，其次对移动软交换技术涉及到的协议进行介绍，最后对移动软交换技术的优点进行了总结。
关键词：移动软交换协议；关键技术；协议机制
1 移动软交换协议概述
软交换网络基于分组交换的网络，将业务功能、控制功能和接入功能相分离，形成一个可以同时向用户提供语音、数据、视频等业务的开放网络。软交换思想是在下一代网络建设的强烈需求下孕育而生的。所以软交换概念的提出得到了业界的普遍重视和关注，国际软交换协会（ISC）的成立确保软交换技术的规范和快速发展，同时IETF （Internet工程任务组）、ITU-T（国际电信联盟）和 3GPP（第三代合作伙伴计―）等国际标准化组织的重视和支持也促进了软交换相关的标准和协议的发展。
(1) 国际上软交换相关标准规范的制定情况
众多协议涉及到软交换体系：媒体网关控制协议（MGCP、H.248/MEGACO） 、信令传输协议（SIGTRAN） 、流控制传送协议（SCTP）等。国际上，许多关键协议都已制定完成或趋于完成，这得力于IETF、ITU-T等国际组织对软交换及协议的研究与发展工作的积极主导作用。设计软交换的初衷是提供一个标准、开放的系统结构，各网络部件可独立发展。
国外已有一些运营商采用了 IP 承载语音的软交换，但多数都是小规模的移动软交换组网。
(2) 国内软交换相关规范标准的制定情况
2004年，中国移动完成由移动软交换设备建设的、全球最大的基于IP的商用移动软交换网顺利割接。中国通信标准化协会从 2001 年开始制定软交换系统相关规范及标准，内容包括设备规范、协议规范、接口规范和业务规范等。主要颁布的规范有：
1）协议标准规范方面
主要包括: H.248 规范、BICC 规范、SIGTRAN 规范和 SCTP规范等。
2）设备技术规范方面
主要包括：媒体网关设备技术要求、综合接入媒体网关测试规范、软交换设备总体技术要求、软交换设备测试规范、IP 中继媒体网关测试规范等。
3）软交换网络框架体系方面
主要包括：软交换网络的协议分层体系、软交换网络体系和参考模型、软交换网络综合网管、软交换网络的编制、软交换网络业务模型、软交换网络 QoS 保证等规范。
2 移动软交换协议分析
(1) 协议体系结构
核心层：提供媒体转换，媒体处理承载控制和呼叫控制等功能，主要的网元设备包括软交换设备(MSC Server) 、归属位置服务器（HLR）、移动媒体网关（MGW）等。
接入层：提供用户接入移动软交换网络提供无线接入手段，主要采用标准的 A 口/Iu 口接入核心网。
业务层：提供媒体资源、业务逻辑和数据资源等功能，网元设备主要包括短消息服务器（SMS-C）、业务控制点（SCP）等。
承载层：，作用是将软交换网络内包括信令流和媒体流在内的各类信息传送至目的地，主要基于 IP 分组交换技术。
协议体系结构如图：
(2) 协议的网元设备
1）MSC SERVER
MSC SERVER是软交换网络的控制核心，为具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接功能，位于软交换网络的控制层。其主要功能包括：
计费功能
相关资源管理功能
呼叫处理和控制功能
协议操作功能
2）MGW
媒体网关定位于软交换网络的核心网，按照控制层面的 MSC SERVER指令进行工作，充当着软交换网络触角的角色。其主要功能包括：
资源管理和控制功能
接入和协议处理功能
服务质量的管理功能
语音处理和压缩功能
(3)协议主要接口
移动软交换系统各接口涉及到的协议众多，原因是基于承载方式的不同，主要包括流控制传送协议 （SCTP） 、与承载无关的呼叫控制协议（BICC）、媒体网关控制协议 （H.248/MEGACO） 、信令传输协议 （SIGTRAN） 、会话初始协议（SIP、SIP-T、SIP-I）等。
3 常用的移动软交换协议
移动软交换的相关协议设计核心思想是控制面与用户面的分离，主要针对核心网络的交换部分，不涉及接入网络的改造。下面将对移动软交换技术所涉及到的协议如 BICC、H.248、SIGTRAN 和 Nb UP 等做简单介绍。
(1) BICC 协议
BICC(Bearer Independent Call Control protocol，与承载无关的呼叫控制信令协议)协议由 ITU-T SG11小组提出，设计目的是解决呼叫控制和承载控制分离的问题。BICC 协议从 ISUP（ISDN 用户部分）演变而来，为在宽带骨干网上提供了窄带 ISDN业务，无缝继承现有业务，不影响端到端的业务和现有窄带ISDN网的接口。因此，BICC 协议被是传统电信网络向综合多业务网络演进的重要支撑工具。
H.248 协议
Megaco（也就是H.248），含意是媒体网关控制（Media Gateway Control），主要功能是完成语音、传真和多媒体信号在PSTN与新兴的 IP网络之间进行交换。 Megaco框架可以使服务提供商具有提供多种电话和数据融合服务的能力。2000 年，在综合MGCP 和 MDCP后， ITU-T和 IETF共同开发 Megaco/H.248 协议。
SIGTRAN协议
IETF Sigtran工作组在 1999 年 12 月完成第二版的 M2PA草案，并随后制定了 SCTP 的标准 RFC2960，比较充分地满足了在 IP 网络上点到点传送七号信令的应用需求。在之后的两年中，IETF Sigtran工作组将重点放在完善 M3UA 和 M2UA，使它们能适应信令网关（即 TDM 到 IP 的转换）的应用需求，而这期间 M2PA则相对稳定。
(2) Nb UP协议概述
位于MSC之间，是MSC Server之间的呼叫控制信令接口。用于传输用户数据及用户面控制信令，可以基于 ATM，也可以基于 IP承载，在国内信息提供服务商（主要是指中国移动软交换）中，目前采用的是基于 IP承载的方式。Nb 接口提供语音业务流的传输和承载功能，3GIP采用的是3GPP的帧协议，包括了NbUP的协议，在建立承载时候需要对Nb的用户面进行协商IPBCP 协议。
5 总结
移动软交换具有诸多优点：
优化网络结构：对于语音和数据，只通过一种网络传输―ATM/IP，可大大改善资源使用效率，还可以轻松实现资源共享。
简化网络层次：无需专门 TMSC，具体实现方式包括结点间动态连接建立、ATM 经由 SVC、IP 经由路由。
减少网络费用：无需专门信令网，从而简化传输网络、改善资源使用效率。
节省传输资源：端到端 AMR 语音传输（3G/3G 呼叫），从而优化带宽、节省编解码、改善语音质量。
移动软交换已经成为3G和2G移动核心网建设的潮流，能为运营商带来丰厚的回报和最大的投资保护。相信在不久的将来， 其一定能够得到长足的发展。
参考文献：
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[2] 郎永祥， 董勇， 刘晓洪．下一代网络 （NGN）中的软交换技术研究 [J]．软件导刊，2009， （6） ．
[3] 强磊.基于软交换的下一代网络组网技术 [M ] . 北京:人民邮电出版社, 2005. （17 � 20）.
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