由于用户对新业务的个性化和多样化的需求日益迫切，因此需要在今后的电信网络上同时支持话音、数据和图像等业务的综合，这就促使现有的网络体系必须从结构上进行深层次的演变。正是由于用户的这种需求，使得这种网络体系的演变必须要保证网络核心使用高速分组网络作为承载，同时网络设备必须要采用开放式、分布的网络结构，使网络的呼叫控制、承载控制和业务相分离，演变后的网络必须可以支持实时的多媒体业务、支持多种终端的不同接入方式、支持智能终端的移动性管理、同时还可以保证多样化的业务可以便捷的网络上实现，这个演变后网络就是——下一代网络（NGN）。
    为了能在NGN中实现上述的要求，使得下一代网络在传输层面上要使用基于智能光交换的光传输网络，在核心分组层面上要使用基于MPLS和IPV6的IP网络，在控制层面上要使用基于软交换（SoftSwitch）的控制平台，接入层面使用多种类型的接入设备。本文主要针对下一代网络中网络控制层面和接入层面的设备进行介绍。

    一、NGN网络中各类设备的基本功能
    在下一代网络（NGN）中网络控制层面和接入层面的设备可以分为两大类，一类是用于呼叫控制的软交换设备，这类设备的主要提供对综合业务的呼叫控制、连接控制以及部分业务控制功能；另外一类产品则是用来把不同媒体、信息和终端接入到网络中的网关设备，这类网关包括用于信令传送的信令网关设备（SG）、用于多种终端类型接入的接入媒体网关设备（AG）、以及完成同SCN进行媒体转换的中继媒体网关（TG）。
    （1）软交换设备支持的功能
    从功能上讲，软交换设备是下一代网络中的核心设备，其主要功能包括对呼叫的控制和处理、协议处理、提供业务（包括传统的电信业务和智能业务）、互通功能、进行资源管理、支持认证和鉴权以及计费功能等多种功能。
    ①呼叫控制和处理功能
    软交换最主要的功能就是实现基本呼叫的建立、维持和释放控制功能，这些控制功能又包括呼叫处理、连接控制、智能呼叫的触发、检出和资源控制；
    软交换设备应可以接受来自业务交换功能（SSF）的监视请求，并对与呼叫相关的事件进行处理，接受来自业务交换的呼叫控制相关信息，支持呼叫的建立和监视；
    支持两方或多方呼叫控制功能，提供多方呼叫控制功能；
    软交换设备需要识别媒体网关报告的用户摘机、拨号和挂机等事件，并控制媒体网关向用户发送音信号，如拨号音、振铃音、回铃音等，同时还应满足不同的拨号计划。
    软交换还用来控制媒体网关选择语音压缩算法。
    ②协议处理功能
    软交换是一种开放和多协议实体，采用标准协议与各种媒体网关、终端和网络进行通信，软交换设备必须要支持的协议包括H.248/MGCP、SIGTRAN协议（含高层的ISUP/TUP）、 SIP/SIP-T或BICC协议。根据不同的接入方式软交换还可能需要处理以下协议包括INAP、H.323、RADIUS、PRI和BRI等。
    此外软交换必须要完成对地址的解析工作（ENUM），实现E.164地址与IP地址、别名地址的转换和重定向。
    ③业务提供与交换
    为了能够支持现有的PSTN用户，软交换设备必须能提供PSTN/ISDN交换机所支持的全部业务（包括基本业务和补充业务），并且可以同现有智能网配合，提供现有智能网所能提供的业务；
    软交换设备应能支持呼叫控制功能和业务控制功能（SCF）之间的通信，在软交换设备上提供业务触发和识别，在SCF的控制下对呼叫和连接进行控制和管理、以及实现业务交互等功能；
    通过开放的API接口提供多种增值业务。
    ④互通功能
    由于软交换设备面临的主要问题之一就是如何解决同已有网络和不同类型的终端之间的互通问题，在这种情况下，软交换设备可能会面临着：
    与不同网络的互通：例如通过信令网关设备实现与现有七号信令网和智能网的互通，允许SCF控制呼叫，实现对智能业务的支持；
    与不同协议的互通：在软交换上通过互通模块，实现与H.323协议、SIP协议、H.248协议以及BICC等协议之间的互通；
    与不同类型终端的互通：由于软交换设备必须要支持和解决对多种终端接入的问题，因此势必也会面临着软交换设备与多种协议终端之间的互通。
    ⑤对资源的管理功能
    软交换必须要提供对网络的资源管理功能，能够对NGN网络中的各种设备的资源进行集中管理，如对资源的分配、释放和控制等功能。同时为了保证网络资源的安全性，软交换还应提供相关的认证/授权功能，防止非法用户或设备接入。
    ⑥计费功能
    为了满足软交换设备的商用性，需要软交换实现对呼叫的计费功能，包括详细计费和复式计次。
    （2） 网关类设备的功能概述
    ①信令网关设备支持的功能
    PSTN业务与IP网络的互通首先是解决如何用IP网络来传送PSTN的业务，那么与传统电话网相关的支撑网——NO.7信令网也必然会涉及到如何在IP网中传送的问题。由于信令系统对于传统PSTN业务具有重要的支撑作用，因此在IP网中传送PSTN信令时就必须要考虑信令对可靠性、时延和带宽的要求，与高层应用接口，以及使用不同协议时的选路问题等多方面的因素。信令网关（SG）就是满足这些要求的一个设备，它是在No.7信令网与IP网的边缘接收和发送信令消息的信令代理设备，它用在No.7信令网与IP网的关口，对信令消息进行中继、翻译或终结处理。
    信令网关根据与其相连的软交换的应用情况，选择相关的信令适配协议，来实现对NO.7信令消息的传送。根据目前所预见的应用，目前在信令网关上应用的信令适配层主要是M3UA协议和M2PA协议。从信令网关的组网应用上划分，可以分为信令代理方式的组网应用以及信令转接点方式的应用。这两种应用方式的主叫区别就是信令网关是否与软交换设备共用信令点编码。
    ②媒体网关设备支持的功能
    媒体网关设备在网络中的作用是将一种网络中的媒体格式转换成另外一个网络所要求的媒体格式，在NGN的网络中从其功能上分可以将媒体网关分为中继媒体网关和用户接入媒体网关。
    媒体网关设备主要完成的功能包括：
    语音处理功能：媒体网关需要完成对语音的编解码功能，提供相关的回声控制功能，支持静音压缩和舒适噪音插入功能，同时为了保证通话质量和降低VOIP的时延抖动，媒体网关还都具备有输入缓冲功能。
    呼叫处理与控制功能：媒体网关应能识别出用户的摘机、挂机、拨号等事件，以及用户占线等用户状态，并通过相关的协议功能向软交换进行报告，并根据软交换的命令对媒体网关所负责的承载连接进行呼叫控制。
    资源控制功能：媒体网关的资源控制功能包括对资源状态的管理和资源分配两部分，资源状态管理是指向软交换报告物理实体的状态改变情况，资源分配则是根据软交换的命令为对相关连接释放资源或预留资源等功能。
    管理维护功能：媒体网关设备应能检测出同软交换设备之间的连接情况，并能根据低层的连接情况向软交换报告出现的异常故障。
    QoS的管理功能：媒体网关设备应当可以根据网络的业务情况动态调整输入缓冲，保证网络的端到端时延，并能通过相关的机置（例如：回声控制功能），保证网络通信的服务质量。
    媒体网关根据其在网络中应用的位置又可以分为中继媒体网关和接入媒体网关，这两种类型的网关主要区别是在进行媒体转换时其接入侧的技术方式不同。接入媒体网关主要完成把不同类型的终端接入到软交换的网络，这些终端包括模拟用户接入、ISDN终端接入，V5接入、LAN、xDSL等不同类型的终端。与接入网关不同的是，中继网关完成的主要功能则是把现有PSTN/ISDN的PCM中继上的媒体流转换为IP媒体流

    二、NGN网络中各类设备所采用的协议概述
    为了能够在NGN网络中的协议开放性这一目标， ITU-T、IETF和相关的论坛组织正在积极制定和完善NGN网络中所需的协议标准，如：SIP、BICC、H.248/Megaco、SIGTRAN等下一代网络中应用的协议，这些协议主要用在软交换设备之间、软交换与媒体网关之间、信令网关与软交换设备之间。
    SIP：IETF制定的会话启动协议，多媒体通信系统框架协议之一。该协议主要应用在软交换设备之间，以及软交换与终端之间。它是一个基于文本的应用层控制协议，独立于底层协议，用于建立、修改和终止IP网上的双方或多方多媒体会话。SIP协议借鉴了HTTP、SMTP等协议，支持代理、重定向、登记定位用户等功能，支持用户移动，与RTP/RTCP、SDP、RTSP、DNS等协议配合。
    BICC：BICC协议是ITU-T制定的承载无关的呼叫控制协议，这个协议只能应用在软交换设备之间。在它的协议模型中，将承载控制和呼叫控制两种功能进行分开，呼叫控制只负责业务流程的实现，和具体的承载类型无关。BICC中定义的呼叫控制协议是基于N－ISUP信令，并沿用ISUP中的相关消息，利用应用传送机制（APM）传送BICC特定的控制信息。承载控制协议则根据承载类型的不同，可以是DSS2信令、AAL2信令、B－ISUP信令或IP控制协议。BICC协议不关心网络采用的承载技术，唯一要定义的只是少量的绑定信息，以确定呼叫和承载的对应关系。
    H.248/Megaco协议是ITU-T制定的媒体网关控制协议，它是用在软交换设备和媒体网关之间的通信控制协议。H.248/Megaco是在MGCP协议（RFC2705定义）的基础上，结合其它媒体网关控制协议特点发展而成的一种协议，它提供控制媒体的建立、修改和释放机制，同时也可携带某些随路呼叫信令，支持传统网络终端的呼叫。这个协议可以看做是网关分离概念的产物。它强调了业务和控制分离，控制和承载分离，这样就可以使业务、控制和承载可独立发展。
    SIGTRAN是由IETF的SIGTRAN工作组制定的，他用来在IP网上传送SCN的信令协议，这个协议主要用在软交换设备和信令网关之间。SIGTRAN协议由三个部分的协议组成：No.7信令适配层协议、通用的信令传送协议、标准的IP传送协议。No.7信令适配层协议用来支持与原有的NO.7信令协议之间特定的原语和相关的管理功能，保证相关的NO.7高层应用不需要进行任何改变，NO.7信令适配层标准包括M2UA，M3UA，M2PA和SUA；通用的信令传送协议则用来支持传送信令要求的可靠的传送功能，目前使用最多的是流控制传输协议（SCTP）；标准的IP传送则按照IP地址和相关路由规则完成对封装成IP包的信令消息的传送。

    三、相关设备的研究进展和应用情况
    （1） NGN设备标准和设备的开发情况
    我国网络与交换标准研究组早在1999年下半年就开始对软交换技术进行跟踪和研究，并在近一年里先后完成了“软交换设备总体技术要求”、“信令网关设备规范”、“BICC协议”、“SCTP协议”、“M3UA协议”、“M2PA协议”等与NGN设备相关的技术规范。除了网络标准研究组外，我国的其他相关标准研究组也在积极参与软交换系列标准的制定工作，已经完成了“ATM中继媒体网关设备规范”、“IP中继媒体网关”、“媒体网关控制协议”等技术规范。
    国内的设备制造商一方面积极参与我国NGN设备标准的编写工作，同时也在设备的研发上投入了很大力量，积极跟进开发出了相关的软交换产品，这些公司有华为、中兴、贝尔、大唐、东方通信等公司。
    （2）NGN实验网的情况
    目前我国的几大电信运营商都已经在积极开展对NGN的实验工作，基本的情况如下：
    参与中国电信NGN试验的有5个厂家：中兴、阿尔卡特、北电、爱立信、BISC
    参与中国铁通NGN试验的有3个厂家：华为，中兴，北电
    参与中广卫NGN试验的有4个厂家：华为、中兴、阿尔卡特、BISC，
    参与中国联通NGN试验的有7个厂家：中兴、北电、朗讯、华为、CISCO、阿尔卡特、BISC。
    目前对于NGN的实验主要是针对软交换设备在协议标准的顺从程度，以及单域模式下开放话音业务和部分基于IP的业务（如IP 800业务或IP CENTREX业务等），对于多域方式下不同厂商的设备之间的兼容与互通仍是各实验网下一阶段的工作重点，因此可以说NGN网络作为一个商用的网络还需要较长的一段时间。
    NGN作为通信行业中的一个热门技术，在关注NGN发展的过程中，我国的设备制造商首先应当在标准研究上加大力度，把NGN网络中不同设备间的互联协议以及可能出现并商用业务作为首要的研究重点。同时，设备制造商在考虑和设计NGN网络设备时，不要一味追求设备大容量、全协议，而应当根据可以预见的业务情况，以及各自的研发实力和特点，开发出具有自己市场定位的设备，在设备实现上应尽可能地强调自己的产品同其他设备和不同协议之间的兼容性。

转载地址:http://www.voipchina.cn/technology/2005-03-03/40246.shtml