下一代网络(NGN)（共6篇）
下一代网络(NGN) 篇1
摘要：本文分析了下一代网络(NGN)的特点,相关技术,并提出了关于它的几点建议。
关键词：NGN
一、下一代网络(NGN)的主要特点
虽然对于什么是下一代网络还没有明确的、完整的定义,但对于NGN的主要特征已有一些共识。根据可预见的未来业务发展的需要,下一代网路应具有以下特点:
1)下一代网路应支持业务的多样化,包括话音、数据和多媒体业务。支撑宽范围的业务包括实时的/流/非实时的业务和多媒体业务,同时应支持业务的个性化,业务的移动性、开放性和灵活性。
2)下一代的网路将是基于包地传送。
3)将承载能力与控制功能,呼叫/会晤,应用/业务分离
网络体系采用分层结构,即分为核心媒体层、控制层、业务层、接入层,其中:
核心媒体层:媒体层是负责将消息从用户的一端传到另一端。控制层:控制层是控制媒体层完成消息的传送、计费、管理和维护。业务层:负责在基本业务的基础上完成各种附加业务的提供。接入层:用户通过各种接入方式接入到核心媒体层。
下一代网络中网络的分层体系是下一代网络的一个主要的特点,它避免了传统电路交换网将各种功能集中在一个接点上的缺陷,不仅将业务的提供和呼叫控制分开,而且将呼叫控制和承载连接分开,改变了现有传统的电路交换网中呼叫控制与承载连接紧密捆绑的状况,可以灵活、方便的组织网路和提供业务。
4)业务和网路松偶合并且提供开放的接口
下一代网路应提供开放的业务接口,通过各种标准的接口可以方便地由第三方来完成业务的提供。特别要将运营公司、设备制造公司、增值业务经营公司、内容提供公司、系统集成公司、通信软件公司的合作发展多种业务。
5)具有端到端的宽带传送的能力。下一代网路的物理承载将主要采用基于WDM的光传输系统。并在光传输系统中逐步引入光交换设备。
6)下一代网路必须要能与传统网的配合,因为无论网路如何演进现有的传统的网路还要继续发挥作用,还要充分利用现有的网路资源因此下一代网路必须解决与传统的现有的各种网路的配合和互通。
7)支持终端的移动性
下一代的网路必须要支持终端的移动性,满足日益增长的移动业务的需要。
8)一代网路应是可方便管理、调度和维护的。
9)下一代网路应是保证质量和足够的安全性和可靠性保证的。
10)下一代网路应是可持续发展的。
二、关于软交换技术
1. 软交换在下一代网络中的位置
软交换设备(Soft Switch)目前是电路交换网向分组网演进的核心设备,也是下一代电信网络的重要设备之一,它独立于底层承载协议,主要完成呼叫控制、媒体网关接入控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能,并可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务以及多样化的第三方业务。而且也是下一代网路发展中所采用的理念。它的主要特点是:
业务提供和呼叫控制分开;呼叫控制和承载连接分开;开放的接口,便于第三方提供业务。
软交换在下一代分组网络分层结构中位于控制层面,可用图1示意。它与承载层,信令网、各种接入网关、中继网关等通过相应的协议互通来提供各种服务。
在图1中,是以软交换为核心的组网的架构,在这个架构中包括各种接入网关、中继网关、信令网关、业务应用平面等。软交换提供多种接入手段包括V5.1的接入,XDSL的接入,无线接入等。软交换主要完成各种呼叫控制,并负责相应业务处理信息的传送。业务应用平面主要是提供多种增值业务。
2. 软交换的主要功能
软交换的主要功能包括以下几部分:
呼叫控制功能;业务提供功能;业务交换功能;互通功能;SIP代理功能;计费功能;网管功能;路由、地址解析和认证功能;H.248终端、SIP终端、MGCP终端的控制和管理功能;七号信令(即MTP及其应用部分)功能;H.323终端控制、管理功能;软交换的功能结构和协议体系如图2所示。
三、对本地网升级NGN的几点建议
1. 现有本地网的发展困境
电信重组之后,NGN与3G代表了未来网络发展的方向,PSTN/NGN/3G多网并存的局面将来会持续较长一段时间,而现有的本地网与NGN的差异很大,难以提供在NGN中很容易提供的许多个性化业务,不利于实现在业务层面的融合。目前我国运营商所面临的主要问题表现在以下几个方面,这也是各本地网共存的问题:
首先,从现有网络管理体系来看。目前的PSTN端局数量过多,汇接局容量小、数量大,导致网络资源利用率和运行效率都较低。其次,从设备管理来看,本地网端局机型种类繁多,业务提供能力参差不齐,难以开展全网增值业务。另外,从PSTN与PHS网的关系来看,目前PSTN和PHS网是独立运营的两张网,网络资源、号码资源、客户资源和管理资源等没有有效整合,难以开展基于两网的融合业务,对于许多固网运营商,现在庞大的本地网依然是其立身之本,但是PSTN固话收入日益下降的趋势已经不可避免了。话音业务被SMS、E—mail、QQ、网络电话等其他通信方式替代的情况越来越严重。但是,考虑到交换机相对较新,设备利用价值还很大,而且话音业务还是目前最重要的电业务,运营商还不能对其一下子放弃。
目前,软交换在骨干网应用的成熟性毋庸置疑。但软交换引入本地网后,由于端局的复杂性,业务发展也遇到了难题。为解决这一问题,运营商多倾向于采用叠加网的发展策略,在初期,通过接口局或汇接局实现软交换网络与PSTN的互通;在中远期,随着PSTN用户逐步迁移到软交换网络,实现以软交换为核心、多种接入方式并存的融合本地网络。同时,PSTN本地交换网络引入软交换是一个渐进的过程,其业务发展策略初期可以采用以新业务吸引用户,而在中远期,在新业务应用的驱动下,PSTN用户逐步迁移到软交换网络,本地网业务逐步向以软交换为核心的目标网络上演进。
2. 融合、调整与优化
当前,运营商在进行建网规划时,须为升级后的NGN网络作准备,分别针对本地网、智能网和农村网采取不同方略。
本地网智能化改造后,汇接局在NGN中,可以由中继网关TG替代,也可以对汇接局交换机进行升级。
为了实现上述融合,本地网不宜再新建TDM电话交换机、窄带语音接入网设备,不允许采用TDM电路交换机进行设备的替换,不允许进行省内DC2层面TDM长途电路交换机的新建与扩容。
现有的智能网可以采用两种手段融入NGN中。可以通过对智能网进行改造将其升级为业务平台融入到NGN中,也可以让智能网保持原有形式,并通过与NGN业务平台的互通来融入到NGN中。逐步减少传统PSTN网规模,对有业务需求而且需要新建设备的,可以选择MSAN(多业务接入网络)进行网络建设。通过MSAN的统一平台同时完成语音、数据、专线多种业务接入、汇聚于分发,支持将POST业务通过V5借口接入PSTN交换机的同时,可以将POST业务分组后通过VOIP以太网接口介入软交换网络,并能实现对各类业务与资源的统一管理。为了不进行现有接入网络的大规模替换,MSAN的引入应保证在对现有网络改动最小的前提下顺利向NGN网络发展。
在经营管理层面上,固网运营商也要充分根据网络规划与业务需求,确定相应发展原则。
首先应该严格控制设备的选型,性能的考察,特别注意提高资源利用率。如:在进行TDM电路交换机、窄带语音接入网设备扩容时,在现有几家可扩容容量的基础上进行扩容,不增加新的机架。对既有PSTN、模块局、接入网设备板卡进行清点、建账,交换机和接入网设备如需扩容,应尽量通过用户板调配方式解决。
除此之外,不同的场景也应采用不同的设备方案。对于中小型企业用户、新建小区及农村地区可采用综合接入设备同时为用户提供宽带和语音接入。软交换AG设备主要应用于接入软交换语音用户和既有端局交换机的退网替代。新建的用户密度较大的居民小区和商业写字楼等区域,可建设软交换AG提供语音业务。退网的端局PSTN交换机可以建设大容量AG进行替代。
总而言之,要因地制宜,通过网络优化和管理优化,提升PSTN价值和降低运营成本,实现“开源节流”。
下一代网络(NGN) 篇2
摘 要：作为现今中国铁通收入的核心业务，PSTN话音业务在过去的几年中得以一定的优化、建设。随着中国电信运营业的重组，移动运营商对固网运营商话务分流严重。为使铁通在激烈的市场竞争中占有一席之地，挖掘PSTN潜能，延长其生命周期迫在眉睫。
关键词：NGN网络；建设；软交换
1 概述
1.1 市场竞争的需要迫使现网进行改造
随着中国电信运营业的重组，竞争者数量增多，竞争面更加广泛，竞争层次也更加深入，运营商结束了过去完全依靠用户市场的高速增长和独家或几家寡头垄断的赢利能力。
特别是近几年，移动运营商对固网运营商话务分流严重。据调查显示，在有了移动手机后，虽然84.3%的人打电话的总量增加了，但与此同时，用户打固定电话的绝对值却减少了43.8%。因此，移动电话不仅分流了话务市场的增量，而且还分流了话务市场固有的存量。
在新形势下，中国铁通必须在新的市场环境中研究和把握本企业如何满足市场消费需求，分析和开拓市场，以获取最大的经济效益。而现网无法充分满足用户需求，原因如下所述，因而从市场竞争的需要来看，对现网进行改造是十分必要的。
1.2 用户的需求迫使现网进行改造
（1）用户使用便利性要求。
移动网用户急剧增加的一个主要原因是用户使用的便利性，据调查显示，54%的人更喜欢移动电话，因为它更方便、可随时随地实现通信、个人化、移动、时尚、有短信等新功能。
（2）用户高质量通信要求。
在话音业务方面，固定网络具有天生的QoS优势。目前移动网的掉话率仍在1%以上。在楼群、室内等障碍物较多的环境，移动网的覆盖也还存在一些问题，会造成用户的话音质量下降。因此，在用户高质量通信的要求上，固定网络具有极大的优势。
（3）用户低成本通信要求。
尽管由于移动电话的便利性，54%的人更喜欢移动电话，但在调查中，也有46%的人更喜欢固定电话，因为固定电话便宜、单向收费、没有辐射、通话效果好。特别是进行长途通信时，喜欢用固定电话打长途的人占被调查者总数的73.8%，大大多于喜欢用移动电话打长途的人，比例为26.2%。
（4）用户多业务使用要求。
目前用户除了话音通信需求外，还有其它业务要求，如数据业务，而固定网络提供的数据业务性能大大超过移动网。例如，固定网络提供的数据业务带宽较高，目前采用ADSL技术固定用户上网带宽已经可以达到2M，而即使是在3G中，高速移动环境下的传输速率仅144k，在室外步行环境下才达到384k。
（5）用户业务快速提供要求。
用户现在对个性化业务需求越来越强烈，如彩铃、个性化号码等，而传统PSTN实现这类业务难度大、响应速度慢。而在移动网中，为移动用户实现这类业务较为简单、快速。
（6）通讯网络宽带化、多媒体化。
随着宽带网络带宽的快速提升、QoS及安全技术的不断完善，在宽带网络上向用户提供集语音、数据、视频为一体的多媒体业务已成为通信网络发展的目标。
为了更充分地利用现有网络资源、丰富网上应用，更好地服务于广大客户，多媒体业务运营必然地成为电信运营商的关注焦点。市场上对多媒体业务的需求从早期的只是使用视频会议到最新的需要视频会议、两点可视通信、和语音终端互通、可视办公协作等多种多媒体应用，简单的视频会议服务已经远远不能满足用户的需求，多媒体业务也不再仅仅是视频会议业务。多样化、智能化、协作化已成为各运营商多媒体业务是否有竞争力的关键。利用什么样的网络平台、提供什么样的应用、业务是否简便实用和方便运营则成为运营商需要重点面对的问题。
正是在这一背景下，以包交换为基础的新型网络成为通信网络的演进方向。这种网络应该具有如下基本特征：
——开放的体系结构。
下一代网络遵从ISO开放系统互联的体系结构，其功能结构、控制结构、网络终端和网络管理都是开放的，可以支持各种传统的电信业务（如电话业务、数据业务、智能业务等）和将来可能出现的各种业务。
——层次化的功能结构。
按照功能划分，下一代网络可分为物理层、边缘层、核心层、控制层和应用层等。各层各司其职，相互之间是完全独立的，只通过标准接口进行通信。
——独立的传输/交换和业务。
从业务的角度看，下一代网络提供可提供支持多种业务的平台；从终端的角度看，网络既要支持未来的智能终端，也要支持传统的单业务终端；从用户的角度看，用户可以在任何一个地点用任何一种模式使用网络所提供的业务。
这种网络就是以软交换（Softswitch）为核心的下一代网络(NGN)。
2 软交换技术简介
软交换（Softswitch）的基本含义就是把呼叫控制功能从媒体网关（传输层）中分离出来，通过类似服务器的功能实体和相应的软件实现基本呼叫控制功能，包含呼叫选路、管理控制、连接控制（建立会话、拆除会话）、信令互通（如从SS7到IP）。其结果就是把呼叫传输与呼叫控制分离开，为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面，使业务提供者可以自由地将传输业务与控制协议结合起来，实现业务转移。其中更重要的是，软交换采用了开放式应用程序接口（API），允许在交换机制中灵活引入新业务，而原来老式的4类、5类交换机仍可通过SS7链路保留。
可以说软交换是一种功能实体，为下一代网络(NGN)提供具有实时性要求的业务的呼叫控制和连接控制功能，是下一代网络呼叫与控制的核心。
简单的看，Softswitch是实现传统程控交换机的“呼叫控制”功能的实体，但传统的“呼叫控制”功能是和业务结合在一起的，不同的业务所需要的呼叫控制功能不同，而Softswitch是与业务无关的，这要求Softswitch提供的呼叫控制功能是各种业务的基本呼叫控制，这些业务是包含话音、图像、视频等多媒体综合业务。
Softswitch体系技术构架的下一代网络采用分层思想，将网络体系分为四层，业务层、控制层、核心传送层、边缘接入层。层与层之间采用标准的接口相连。
边缘接入层:边缘接入层主要指与现有网络相关的各种网关或终端设备，完成各种类型的网络或终端到核心层的接入。
核心传送层:核心传送层是一个基于IP/ATM的包交换网络，Softswitch体系网络通过不同种类的媒体网关将不同种类业务媒体转换成统一格式的IP包或ATM信元，利用IP路由器或ATM交换机等骨干传输设备，由包交换网络实现传送。
控制层:控制层是整个网络架构的核心，主要指Softswitch控制设备，Softswitch是网络中的核心控制设备 ，它所完成的主要功能有：呼叫处理控制功能、接入协议适配功能、业务接口提供功能、互连互通功能、应用支持系统功能。
业务应用层：业务应用层主要指面向用户提供各种应用和服务的设备，包括：Policy Server、 Application Server、AAA Server、Database、SCP。
3 四川铁通的软交换引入
四川铁通从现网运行的设备来看，主要还是原有的PSTN交换机，由于技术自身的原因在业务提供的快速性、语音、数据、视频三网融合业务的提供能力上都是欠缺的。而且目前在省内其它主要竞争对手电信、网通都相继进行NGN网络建设后，竞争形式更加严峻。通过引入NGN技术，实施网络改造，提升全网的运营能力及提供更多的市场竞争手段，则显得更为迫切。
因而从现在起，四川铁通就应该考虑采用NGN技术，从长途、业务平台、商业网及本地汇接等多个层面进行网络建设，积累丰富的网络建设和运维知识，最终达到固网、NGN网、GoTA及未来3G网络的全面融合、提供全网综合性业务的目标。
考虑到网络发展的延续性、已有网络投资的保护，结合现网的实际需求，四川铁通NGN网络的发展将按以下几阶段发展：
（1）结合DC2建设需求，进行NGN网络的引入。①建设NGN的DC2长途局；②利用NGN平台，在各个地市发展用户，发挥语音、数据综合接入优势；③扩大规模，在各地建设TG，实现全省覆盖的NGN网络。
（2）对现有的交换机进行升级，实现网络智能化技术的引进。
（3）发展GOTA网络，通过在固网中引入智能化技术，实现固网与GOTA的融合。
（4）进一步演进NGN，实现与未来移动3G网络的融合。
作者简介：
下一代网络(NGN) 篇3
随着技术的不断发展和商业应用的逐步展开, 电话网、计算机网、有线电视网趋于融合, 网络负荷在不断加大, 业务需求趋于多样化。三网合一的概念被不断提出并为人们所接受, 未来的电信网络将趋向于建设一个能同时承载话音业务、数据业务、图像业务的核心网, 它将为用户提供整体业务解决方案, 这就是下一代网络NGN的基本概念。
1 NGN体系结构
1.1 软交换的概念和特点
软交换的基本含义就是把呼叫控制功能从媒体承载中分离出来, 通过服务器或网元上的软件实现基本呼叫控制功能, 包含呼叫选路、管理控制、连接控制 (建立会话、拆除会话) 、信令互通 (如从SS7到IP) 。其结果就是把呼叫传输与呼叫控制分离开, 为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面, 使业务提供者可以自由地将传输业务与控制协议结合起来, 实现业务转移。更重要的是, 软交换采用了开放式应用程序接口 (API) , 允许用户灵活引入新业务, 满足其个性化需求[1]。
软交换是多种逻辑功能实体的集合, 它提供综合业务的呼叫控制、连接和部分业务功能, 是下一代电信网语音/数据/视频业务呼叫、控制、业务提供的核心设备。主要功能表现在以下几个方面:
a.呼叫控制和处理为基本呼叫的建立、维持和释放提供控制功能。
b.协议功能支持相应标准协议, 包括H.248、SCTP、H.323、SNMP、SIP等。
c.业务提供功能可提供各种通用的或个性化的业务。
d.业务交换功能。
e.互通功能可通过各种网关实现与响应设备的互通。
f.资源管理功能对系统中的各种资源进行集中管理, 如资源的分配、释放和控制。
g.计费功能根据运营需求将话单传送至计费中心。
h.认证/授权功能可进行认证与授权, 防止非法用户或设备接入。
i.地址解析功能和语音处理功能。
1.2 软交换技术中的协议与标准
从1999年开始, 国际软交协会已经制定了相关的软交换标准草案, 并颁布了一些标准, 目前ITU-T, IETF等国际标准组织正在合作制定并完善相关的协议和标准。按照功能和特点, NGN协议可以划分会呼叫控制协议、传输控制协议、媒体控制协议、业务应用协议和维护管理协议。
2 NGN体系结构
NGN是以软交换设备为核心进行网络的构架建设, 以解决各种综合业务的灵活提供能力为目标。提供业务的接入和传送手段、业务的资源提供能力等服务。业务逻辑可在应用服务器上统一完成, 并可向用户提供开放的业务应用编程接口 (API) , 实现业务层面和业务控制层面的分离。基于软交换技术的下一代网络包括四个开放的层面[2]。
2.1 接入层
接入层由各种网关和智能接入终端设备组成。功能是将用户连接至网络, 然后集中用户业务将它们传递至目的地。在接入层, 信令网关的功能是连接信令网和分组网, 实现STN/ISDN侧的七号信令与IP网侧信令的转换功能。接入网关的功能是将各种用户或网络接入到传送层核心网络, 将信息转换成分组网所要求的媒体流传送格式。SIP终端是SIP (会话初始协议) 系统中的用户代理, 可以提供话音和数据业务。针对交互式多媒体业务, 还需要在NGN网络中增加电信级的应用服务器设备。
2.2 传送层
传送层负责将用户信息从源端到目的地端的传递, 传送技术可以是电路交换型的TDM方式、面向连接的分组方式 (如ATM) , 或者是无连接的IP分组方式。其中交换功能和逻辑端口功能分别对应于面向连接的TDM或ATM技术和无连接的IP技术, 各传送技术仍然沿用各自的承载控制协议, 如TDM的7号信令、ATM的宽带信令协议和IP的路由协议。
2.3 控制层
适配功能则完成用户信息经由不同传送网时的格式转换。控制层软交换设备位于控制层, 提供多种业务的连接控制、路由、网络资源管理、计费、认证等功能。软交换设备与中继网关、接入网关、SIP终端、信令网关以及其他软交换设备间采用标准协议相互通信。
控制层主要涉及到与软交换相关的功能, 完成呼叫处理控制、接入协议适配、互连互通等综合控制处理功能和业务逻辑的具体执行。它决定了用户收到的业务, 并能控制低层网络元素对业务流的处理。
2.4 业务层
业务应用层主要负责业务逻辑的相关处理, 提供面向客户的综合智能业务, 实现业务的客户化, 如业务生成、业务逻辑定义和业务编程接口以及与业务相关的管理功能, 如业务认证和业务计费等。软交换技术实现了业务的融合, 吸取了IP, ATM和TDM等众家之长, 形成了分层的全开放的体系结构, 因而是一个革命性的突破, 其组网方案对新老运营公司都十分有利。传统的运营公司利用它可实现PSTN网与IP数据网的融合, 既保护了传统的投资又增加了新的能力;而新的运营公司则可利用它容易地进入通信业务市场, 参与激烈的竞争, 而不需要对传统的设备进行巨大的投资。
3 NGN的特点
3.1 NGN的网络控制层具有独立性
软交换采用开放的计算机平台将呼叫控制从媒体网关中分离出来, 通过软件实现基本的呼叫控制功能, 包括呼叫选路及信令控制等, 使业务提供者可方便地结合承载业务和控制协议, 提供开放的开发接口, 灵活、快速地提供个性化的业务。
3.2 NGN是一个分布式和集中式相结合的解决方案
原则上所有功能都是在网络中分布实现的, 特别是网络互通功能由分布式网关完成, 这些网关数量多, 功能相对简单, 容量可从支持数个终端的小型宅内网关到支持数千话路的大型中继网关, 但是呼叫控制和业务控制功能集中于少数几个软交换机完成, 沿用传统电信网的智能网集中控制的思想, 确保系统可靠性和可控性。
3.3 NGN是一个软件解决方案
核心在于软交换机中的控制逻辑和网元之间的接口协议, 传送层功能由相应的底层网络自行解决, 不在软交换考虑的范围之内。由于控制任务专一, 软交换的容量可以相当大, 有利于对各种多媒体业务的有效控制。
3.4 NGN采用分层的体系结构
与网络的垂直分割相适配, 支持网络的演进和新技术的引入。软交换采用高效的包交换技术, 同时支持语音、数据、视频等业务。通中继网关、信令网关, 可实现与PSTN等网络的互通, 有效地继承原网络的业务。
总结
单一电话网络仅满足基本的通话要求, 而发展到适用于专门用途业务的各种专用网络, 最后必将走向网络的融合。目前软交换网络能够提供的极具吸引力的业务还很有限, 还需要设备供应商、运营商、内容服务提供商以及用户需求的各方努力, 软交换网的建设应结合软交换技术的特点和自身的业务需求, 避免盲目建设。
摘要：随着因特网的迅速发展, 用户对新业务的需求不断增加, 传统的PSTN/ISDN网络和IP网络的融合已成为必然, 而基于软交换的下一代网络技术可以无缝实现这一融合, 也是业界研究的热点。利用软交换技术, 可以最大限度保护现有的电信网络的投资, 促进现有电信网络向下一代网络平滑演进。
关键词：下一代网络,软交换,网络方案
参考文献
[1]赵慧玲, 叶华.以软交换为核心的下一代网络技术[M].北京:人民邮电出版社, 2002, 8:1-9.
下一代网络(NGN) 篇4
2014年11月10日, 国家电网公司科技部在南京组织召开了“基于下一代网络 (NGN) 的智能电网多业务通信与交换平台研究”科技项目验收会。验收专家组一致认为, 该项目完成了合同规定的研究内容, 同意通过验收。
中国电科院信息通信研究所作为本项目的研究单位, 通过分析智能电网业务多样化的应用需求及不同业务信息的分组传送模式, 研究了下一代网络关键技术, 尤其是控制层的软交换技术及支持移动性的IMS技术, 提出了符合智能电网多业务融合要求的、具备通信信息化、业务可互动的多业务通信与交换平台的体系架构及组网方案, 并根据平台体系架构研制智能电网多业务通信与交换平台原型系统, 其功能及性能指标满足智能电网业务的需求。依托国网江苏、浙江和宁夏电力公司建设试点工程, 进一步研究了平台的运维模式、可靠性、网络安全性等相关问题。研究成果为电力调度交换网、行政交换网、综合数据网等相关通信网的规划、建设、运行和维护提供方案参考和技术基础。
浅谈NGN网络中继优化 篇5
近年来, 我国电信网络发展迅速, 取得了巨大成绩, 综合通信能力明显增强。但是, 随着产业界的融合趋势, 电话网、计算机网、有线电视网趋于融合, 网络面临的压力越来越大。网络面临着负荷在不断增大, 业务需求也趋于多样化, 运营商必须提供越来越多的多媒体业务、数据业务才能吸引住用户, 而这些新型的多样性业务, 是当前的P S T N、P L M N网络所难以提供的, NGN网络因此得到了广泛的应用。
NGN是指下一代融合网, 泛指不同于目前一代, 大量采用新技术, 以IP为中心, 同时支持语音、数据和多媒体业务的融合网络。从业务上看NGN支持语音、视频和多媒体业务;对电话网而言, 指软交换体系;对移动网而言, 指IP3G和后3G;数据网而言, 指下一代因特网和IPV6。基于数据与数据、数据与话音、数据与图象、图象与话音的业务整合, 已经成为未来发展的趋势。
2 企业应用的NGN融合网络中, 中继故障现象
2.1 NGN融合网络故障原因
在企业应用的NGN融合网络中, 不仅包括NGN网络中语音、数据、多媒体业务的融合, 还可能遇到与现有的P S T N网络, CDMA网络, IP城域网的融合, 随着网络规模的不断扩大, NGN网络与其他网络之间的中继不均衡情况会逐渐出现, 反应的现象一方面表现为某些局向出现中继占用率过高, 出现呼损;另一方面某些局向中继占用率有过低, 浪费大量资源, 因此必须对N G N网络的中继进行调整。
现有的网络中包括NGN网络, PSTN网络, CDMA网络, IP城域网, 每一网络中都承载了大量的用户, 因此在调整的过程中必须将对用户的影响降低到最小, 同时由于中继板的价格非常高, 因此在调整的过程中必须精确计算各局向的话务量, 尽可能的节约宝贵的中继资源。
2.2 NGN网络中继故障现象
故障现象可以分为以下几种。
(1) 中继电缆出现故障, 造成用户无法拨通电话出现呼损。
(2) 配线架端子松动造成接触不良, 造成2M电路时断时通出现呼损, BNC接头不合格, 造成2M电路时断时通出现呼损。
(3) 中继数量不足, 造成中继占用率高, 忙时呼叫出现无法拨通现象。
(4) 数据制作出现错误, 造成某些号段拨打不正常。
(5) 话路迂回, 造成出局电话无法拨通N G N。
(6) 中继网关对电路控制不合理, 造成中继出现同抢。
3 中继故障解决的方法
3.1 中继电缆故障解决方法
中继电缆出现故障, 造成用户无法拨通电话出现呼损;应查明所有发生故障的中继电缆并修复, 加强员工培训, 制定定期检查制度, 及时发现中继问题, 并及时解决, 有效地提升了公司故障应急反应能力。现有部分光缆由于多次发生施工铲断或偷盗割断等现象后进行过修复, 造成一条光缆中接头有的多达15个, 因此光缆的损耗较大、误码率较高, 有的光缆处于临界状态, 随时有可能发生业务中断。一方面将部分光缆进行更换, 降低了接头的数量, 一方面将对某些损耗较大的接头重新熔接, 降低损耗, 这些措施, 对提高光缆的传输质量会得到明显的改善, 误码率大为降低。
3.2 BNC接头故障解决方法
配线架端子松动造成接触不良, 造成2M电路时断时通出现呼损, BNC接头不合格, 造成2M电路时断时通出现呼损;采购时严格采用符合国标的产品, 更换所有不合格的B N C接头。
3.3 中继数量不足解决方法
中继数量不足, 造成中继占用率高, 忙时呼叫出现无法拨通现象;如果直接增加电路的数量, 可以很快满足电路的需求, 但是需要增加大量的中继板, 需要增加大量的设备投资。经分析发现N G N到网通中继数量并不均衡, 而且存在与网通多个汇接局统计开通中继电路。网络结构较为复杂, 网络维护难度大, 且某些汇聚点之间为单链路结构, 安全性较低。将各局向电路统一进行规划, 有原来的多个汇聚点改为统一汇聚到网通汇1、汇2两个平台, 每个平台采用双链路。将网通入中继数据统一规划到新的电路中, 增加部分直达网通的中继数量, 使现有中继数量符合NGN网络的呼叫量, 既扩充了中继电路, 又节约了成本。采取这样的方法, 一方面既解决了电路数量不足的问题, 又解决了某些电路存在大量空闲的问题;另一方面将电路统一为两个平台并采用双链路, 可以降低网络的复杂度, 提高网络的可靠性。
3.4 数据制作错误解决方法
数据制作出现错误, 造成某些字冠拨打不正常;对端局向缺少我公司局向数据, 联系各电信运营商, 增加相关数据, 使我公司相关字冠数据与各电信运营商智能网平台数据一致, 及时将我公司新开字冠数据通知运营商, 以便及时启用, 加强与各运营商的联系, 避免类似问题发生。
3.5 话路迂回解决方法
话路迂回, 造成铁通电话无法拨通NGN;话路迂回, 改为直达中继, 铁通中继直达NGN, 同时降低5ESS的中继占用, 与铁通联系, 修改相关数据, 为使方案能够完全落到实处, 使实施中不可遇见的问题能更好地得到解决, 提出“协作维护数据、定期观察数据、提前发现并解决问题”的三步工作流程, 并在施工中实行动态化管理, 及时作好动态跟踪, 应指定专人负责定期与各运营商进行沟通, 负责字冠数据和中继数据的制作。
3.6 中继网关对电路控制的解决方法
中继网关对电路控制不合理, 造成中继出现同抢。按照信令点大、控制偶数电路的原则进行修改, 保证双方电路数据按照奇偶分别控制。对于施工中没有国家统一规范的情况下, 可以按照常用的制作惯例进行数据制作或双方协商, 不应单独制作数据。
4 结语
由本文的分析可见, NGN下一代融合网络是电信网络发展的趋势, 语音、数据和多媒体业务的网络融合, 增加了网络的复杂性, 为了保证网络正常运行, 对网络中继进行优化是解决问题很重要的一环, 采取科学的分析方法, 合理地制定对策, 不仅可以有效地提升网络的接通率、降低了用户的投诉, 同时合理的利用了闲置资源, 可以节约了大量的设备投入, 创造较高的经济效益。
摘要：通过对NGN网络在企业网中应用出现中继故障的分析, 得出解决故障的方法。
下一代网络(NGN) 篇6
关键词：下一代网络,软交换,MGCP,呼叫详细记录,SDP
引言
通信产业发展到今天呈现出3个趋势:第一, 移动业务超过固定业务;第二, 数据业务超过语音业务;第三, 分组交换超过数据交换。这3个趋势分别反映了电信市场的个性化需求、信息需求以及经济需求。一方面, 消费者希望看到各种个性化的新业务, 希望通过更低的费用享受优质的服务;另一方面, 电信运营商在传统语音业务趋于饱和的情况下也渴望通过新业务来寻求新的利润增长点, 通过降低网络运营维护费用提升自身的竞争能力以获取更多利润。软交换技术使各种新业务轻易的加载在电信网络, 并且使电话网、互联网和移动网得到融合, 基于软交换技术的NGN网络由于的其技术先进性、开放的网络接口, 以及能够为第3方方便地提供应用业务, 引起运营商和设备开发商的极大兴趣。
MGCP协议是网关分离概念的产物。网关分离的核心是业务和控制分离, 控制和承载分离。这样使业务、控制和承载可独立发展, 运营商在充分利用新技术的同时, 还可提供丰富多彩的业务, 通过不断创新的业务提升网络价值。该协议在构建开放和多网融合的NGN中, 发挥着重要作用。本文研究的主要内容是MGCP协议的分析。并以MGCP协议为例, 介绍MGCP协议在测试仪表中的研究与应用, 为用户提供可靠便捷的协议测试, 易于NGN网络的日常运营维护、故障定位排除, 业务开通的配合测试以及NGN相关设备研制开发、性能和一致性测试等。
1 MGCP协议概述
MGCP:媒体网关控制协议MGCP是一种VOIP协议, 应用于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。
媒体网关包括端点, 即呼叫代理能够对之进行创建、修改和删除连接等操作, 从而实现建立和控制与其它多媒体端点的媒体会话过程。
MGCP采用的是呼叫控制结构, 其中的“智能”呼叫控制处于网关外部, 并由呼叫代理操作。本质上看, MGCP是一种主从协议, 由网关去执行呼叫代理发送的命令。
MGCP采用的连接模式其基本构架是端点和连接。端点是原始资料和/或数据槽, 它们可以是实际存在的也可以是虚拟的。连接可以是点对点方式也可以是多点方式。一旦两端点间的连接建立起来, 端点间就开始数据的传输。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。下面给出MGCP协议概念示意图, 如图1所示。
2 MGCP协议模块的设计要求与性能分析
对于MGCP模块, 根据相关通信测试仪表测试规范的要求, MGCP模块实现的功能主要有:呼叫流程的呈现和关键信息的提取。目前从仪表中获取的关键信息包括:软交换IP地址、网关IP地址、端点名称、主被叫号码、网关类型、通话时长、本地及远端SDP信息等。在基于合成的基础上统计一些重要的数据, 例如流量统计、呼叫统计、话务统计、呼损统计等, 协议消息处理流程如图2所示:
其中, 采集卡捕获到的数据首先保存在消息缓存中;解码器从消息缓存中取出消息逐条进行解码, 获得每帧数据的帧信息和呼叫信息;这两类信息按照协议类别交给呼叫合成器进行呼叫合成, 得到每个协议的CDR集合, 保存在CDR缓存中;根据用户需要进行显示和统计。
3 MGCP消息合成的基本原理和实现算法
3.1 MGCP协议消息分析
MGCP协议是一种基于文本的协议。它通过一系列事务来实现媒体控制接口, 事务由命令及必要的相应组成, 命令的作用包括链接处理和端点处理。命令与响应通过事务标识符构成一个事务。
MGCP协议通过一系列事务来实现媒体控制接口。事务由命令与响应组成, 协议规定用事务标识符来关联命令和响应。事务标识符为命令头的一部分同时作为响应头的一部分重复出现, 这也为合成CDR提供了依据。关于这点在后续部分介绍。
3.2 合成的设计
事件和信号是MGCP协议的核心。呼叫代理可以通过事件请求参数来要求端点检测其上发生的事件, 也可以通过信号请求参数来给对应端点加载指定的信号。CDR的合成就是通过一系列事件和信号检测与响应接续完成的。
图3给出典型的呼叫流程, 简要说明合成的过程。
该流程中实线是命令, 虚线为响应。 (1) MG1→MGC发NTFY报告主叫摘机事件; (2) MGC→MG1发RQNT, 命令其监听主叫输入被叫号码, 并给主叫发送拨号音; (3) MG1→MGC发NTFY, 报告输入被叫号码事件; (4) MGC→MG1发CRCX, 命令网关建立连接, 此时主叫方建立的是单工连接; (5) MGC→MG2发CRCX, 把主叫侧的SDP信息 (主要包括ip地址和端口) 带到被叫侧, 连接模式为双工; (6) MGC→MG2发RQNT, 要求MG2给被叫发送振铃音; (7) MGC→MG1发MDCX, 把被叫的SDP信息带回来;修改主叫连接模参数 (如打包周期、解码格式等) ; (8) MGC→MG1发RQNT, 要求主叫听回铃音; (9) MG1→MGC发NTFY报告被叫摘机; (10) MGC→MG1发MDCX, 修改连接模式改为双工, 双方开始通话; (11) MG2→MGC发NTFY报告被叫挂机; (12) MGC→MG2发DLCX移除链接; (14) MGC→MG1发RQNT, 要求检测主叫挂机事件; (13) 、 (17) 检测端点上摘机事件, 新的呼叫开始。
3.3 算法实现
网络上的数据是多种多样的, 网络上的数据也是数量庞大的, 要在海量的数据中实时得到我们想要的CDR, 就需要很好的合成方案, 加上很优化的算法。
大体的算法如下:首先要写一个协议判别函数, 从大量的数据中提取出需要解析的PDU数据。然后根据理解协议分析出要解码的字段, 把命令中的关键参数在解码阶段全部解析出来。然后就到了合成阶段。由于消息是封装在数据包里的, 一条命令消息或是一条响应消息都是独立传输的。合成阶段首要解决怎样标识一条呼叫, 用什么标识可以提取出同一呼叫的所有消息。找出每条命令消息都含有的必备的字段, 进行搜索。另外命令与响应命令之间通过事务标识符相关联构成了一个事务, 这是我们合成CDR的关键依据。
合成的流程如图4所示:
在整个CDR合成过程中, 在命令与对应响应之间需要数据结构来处理响应消息以得到对应命令中含有的消息。如图5过程 (1) 中使用了红黑树来关联事务标识符相同的命令与响应消息, 以获取到命令中的关键信息。当响应消息中也获取到KEY值的时候, 同属一条CDR的消息也就可以获取了。另外网络中的数据是杂乱的, CDR不会是按顺序建立, 同一时间也许会有数以万计的呼叫在进行, 如图过程 (2) 我们可以维护一个哈希表来动态创建和修改CDR。由于合成过程需要一些临时存储方式来保存暂时没有得到匹配的数据, 因此, 在内存分配上比较复杂, 涉及到动态分配内存。另外, 合成过程含有大量的查找、匹配、创建的过程。我们还引入了正则表达式来减少了指针的使用以提高软件的健壮性。
3.4 结果演示
NGN测试仪表中MGCP协议数据执行结果如下:由于检测仪表放在端局, 能采集到的数据是发起呼叫的主叫侧或是接听呼叫的被叫测。下面分别给出图5、图6说明流程的完整性 (对照图3的标准流程) 。方框内的IP地址为软交换地址, 网关地址。箭头表示命令作用的方向, 左侧是时间, RSP表示响应消息。{}内的内容为呼叫过程呈现给用户的重要信息。包括事件、信号、电话号码、链接方式、SDP信息等。事实上网络中的消息并不总是按标准流程建立呼叫的。通过测试仪表对数据的分析可以很方便地对呼叫过程进行分析。
4 结束语
由于MGCP是一种基于文本的协议, 借助正则表达式可以很好地完成字符串的查找、匹配, 给解码与合成带来了很大的便利也减小的代码的编写量。采用C++语言进行编程测试, 可以很好地完成模块CDR合成。该方案已经通过广泛测试, 取得了良好的效果。
参考文献
[1]Daniel Collins.VoIP技术与应用[M].北京:人民邮电出版社, 2003年6月
[2]中国电信集团公司.MGCP媒体网关控制协议[S].2003.12.31
[3]RFC3435-Media gateway control protocol (MGCP) version1.0
[4]刘志强.软交换分组协议基础MGCP协议[Z].2002.07.15
[5]RFC4574-The session description protocol (SDP) label attribute