软交换网络的体系结构和协议

11.2.3　软交换网络的体系结构和协议

与传统电路交换网相比，软交换网络是一个全开放的体系结构，如图11.5所示，它包括四个相对对立的层次，从下到上分别是接入层、传送层、控制层和业务层。

图11.5　软交换网络分层结构

接入层为固定、移动电话以及各种数据终端提供访问软交换网络资源的入口，这些终端需要通过网关或者其他接入设备接入软交换网络。

传送层（或称承载层）的主要任务是传递业务信息。目前有一个广泛的共识，就是采用分组交换网络（IP或ATM）作为软交换网络的核心传送网。不管传送什么样的业务信息，如电话呼叫、Web会话、多方游戏、视频会议和数字电影等，都采用单一的分组传送网络。

控制层的主要功能是呼叫控制，即控制接入层设备，并向业务层设备提供业务能力或特殊资源。控制层的核心设备是软交换，软交换与业务层之间采用开放的API或标准协议进行通信。

业务层的功能是创建、执行和管理软交换网络增值业务，其主要设备是应用服务器，还包括其他一些功能服务器，如媒体服务器、AAA服务器、目录服务器，以及策略服务器等，它们的作用是与应用服务器协作提供特征更为丰富的增值业务，同时增强业务的可运营性、可维护性和可管理性等。

软交换网络的体系结构如图11.6所示，它由软交换设备、应用服务器、媒体服务器、中继网关、接入网关、综合接入设备（IAD）、智能终端（如SIP终端和H.323终端等）、路由服务器、AAA服务器及网络管理服务器等构成。图11.6中还标明了设备间的协议标准。

图11.6　软交换网络体系结构

1）设备功能简介

（1）业务平台

业务平台提供软交换系统的业务开发环境、业务执行环境和业务管理功能，应用服务器是业务平台中的核心功能实体。

（2）应用服务器（AS，Application Server）

应用服务器提供业务逻辑执行环境，负责业务逻辑的生成和管理。

（3）媒体服务器（MS，Media Server）

媒体服务器主要提供音频或视频信号的播放、混合和格式转换等处理功能；提供语音识别和语音合成等功能；在软交换实现多方多媒体会议呼叫时，媒体服务器还提供多点处理功能，即会议桥功能。

（4）路由服务器（RS，Routing Server）

路由服务器为软交换提供路由信息查询功能。路由服务器可以支持相互之间的信息同步交互，可以支持E.164、IP地址和URI等多种路由信息。目前，路由服务器与软交换之间的接口以及路由服务器之间的接口尚未有统一标准。

（5）AAA服务器（Authentication，Authorization，and Accounting Server）

AAA服务器主要完成用户的认证、授权和鉴权等功能。

2）软交换网络中设备间的接口协议标准

（1）软交换和应用服务器之间的接口

软交换和应用服务器之间采用SIP协议，具体要求参见IETF RFC3261。当应用服务器支持来自软交换的智能呼叫时，应用服务器与软交换设备之间采用INAP协议，具体的协议可参见GF017—95，YD/T1256—2003和YD/T1226—2002。

（2）软交换和应用网关之间的接口

软交换和应用网关之间采用SIP协议以便访问第三方应用，具体协议可参见IETF RFC3261。

（3）软交换和AAA服务器之间的接口

软交换和AAA服务器之间采用Radius协议，软交换将用户名和账号等信息发送到AAA服务器进行认证、鉴权和计费，具体协议可参见IETF RFC2138。

（4）软交换和软交换之间的接口

软交换之间的互通协议有BICC、SIP、SIP－T和SIP－I。BICC协议提供了支持独立于承载技术和信令传送技术的窄带ISDN业务，BICC协议属于应用层控制协议，可用于建立、修改和终结呼叫。SIP主要用于支持多媒体和其他新型业务，在基于IP网络的多业务应用方面具有更加灵活、方便的特性。BICC是在ISUP基础上发展起来的，在语音业务支持方面比较成熟，能够支持以前窄带所有的语音业务、补充业务和数据业务等，但BICC协议复杂，可扩展性差。SIP－T是SIP的扩展协议，主要支持基于IP的语音中继，它不是一个新协议，它的作用只是为了让SIP在与PSTN互通时，提供ISUP消息的“透传”。SIP－I协议内容比SIP－T要丰富的多，该协议系列不仅包括了基本呼叫的互通，还包括了CLIP和CLIR等补充业务的互通；除了呼叫信令的互通外，还考虑了资源预留、媒体信息转换、固定网络SIP/3GPP SIP与BICC/ISUP的互通等问题。SIP协议参见IETF RFC3261，SIP－I协议参见ITU－T Q.1912.5。

（5）软交换和媒体服务器之间的接口

软交换和媒体服务器之间采用媒体控制协议，具体可采用H.248协议和MGCP协议，其中H.248协议作为首选协议，MGCP作为可选协议。软交换利用媒体控制协议控制媒体服务器进行媒体资源的处理。H.248协议可参见YD/T1292—2003《基于H.248的媒体网关控制协议技术要求》，MGCP协议参见IETF RFC3435。

（6）软交换和信令网关之间的接口

软交换和信令网关之间使用信令传送协议（SIGTRAN），在IP网上传送No.7信令的高层信令信息（TUP/ISUP/SCCP）。Sigtran协议栈中相应的有M2UA（MTP－2User Adaptation）、M2PA（MTP－2－User Peer－to－Peer Adaptation Layer）、M3UA（MTP－3User Adaptation）和SUA（SCCP User Adaptation）。另外，为了保持对传统UNI信令Q.931的支持，在Sigtran中还引入了IUA作为SCTP与传统Q.931传送协议接口之间的适配层。

（7）软交换和中继网关之间的接口

软交换和中继媒体网关（TG）之间的接口要完成媒体网关控制、资源控制和管理功能，该接口的协议为H.248（必选）或MGCP（可选）。H.248协议具体要求可参见YD/T1213－200X《基于H.248的媒体网关控制协议》和ITU－T H.248建议，MGCP协议具体要求可参见YD/T XXXX－200X《媒体网关控制协议（MGCP）技术要求》和RFC3435。此外，如果中继网关直连PSTN的交换机或连接PBX，需要中继网关内嵌实现No.7信令MTP第二级用户适配层（M2UA）协议、No.7信令MTP第三级用户适配层（M3UA）协议或ISDN用户适配层（IUA）协议的功能实体。此时，软交换和中继媒体网关（TG）之间的接口采用M2UA、M3UA或IUA。M2UA协议可参见YD/T XXXX－XXXX：No.7信令与IP互通适配层技术规范——消息传递部分（MTP）第二级用户适配层（M2UA）。M3UA可参见YD/T 1192—2002：No.7信令与IP互通适配层技术规范——消息传递部分（MTP）第三级用户适配层（M3UA）。ITU可参见IETF RFC3057：ISDN Q.921用户适配层。

（8）软交换和接入网关之间的接口

软交换和接入媒体网关（AG）之间的接口要完成媒体网关控制、资源控制和管理功能，该接口的协议为H.248或MGCP协议。H.248协议具体要求可参见YD/T1292—2003《基于H.248的媒体网关控制协议技术要求》和ITU－T H.248建议。MGCP协议具体要求可参见YD/T XXXX—200X《媒体网关控制协议（MGCP）技术要求》和RFC3435。此外，如果接入网关连接V5接入网，需要接入网关内嵌V5.2用户适配层（V5UA）协议的功能实体，此时软交换和接入媒体网关（AG）之间的接口采用V5UA。V5UA协议可参见IETF draft V5.2User Adaptation Layer（V5UA）。

（9）应用服务器/应用网关和媒体服务器之间的接口

应用服务器/应用网关和媒体服务器之间的接口可采用SIP协议、H.248协议（可选）和MGCP协议（可选），其中SIP协议作为首选协议。应用服务器/应用网关利用SIP等协议控制媒体服务器进行媒体资源的处理。H.248协议可参见YD/T1292—2003《基于H.248的媒体网关控制协议技术要求》，SIP协议参见IETF RFC3261，MGCP协议参见IETF RFC3435。

（10）应用服务器/应用网关和信令网关之间的接口

应用服务器/应用网关和信令网关之间的接口采用INAP协议。应用服务器/应用网关通过信令网关与现有智能网的SSP/IP等设备互通，通过INAP协议向软交换用户提供智能网业务。具体的INAP协议可参见GF017—95，YD/T1256—2003和YD/T1226—2002。

（11）软交换和IAD之间的接口

软交换和IAD之间的接口可采用H.248协议和MGCP协议。H.248协议参见YD/T1292—2003《基于H.248的媒体网关控制协议技术要求》，MGCP协议参见IETF RFC3435。

（12）软交换和接入网关之间的接口

软交换和接入网关（AG）之间的接口可采用H.248协议和MGCP协议（可选）。H.248协议参见YD/T1292—2003《基于H.248的媒体网关控制协议技术要求》，MGCP协议参见IETF RFC3435。

（13）软交换和SIP终端之间的接口

软交换和SIP终端之间的接口采用SIP协议。SIP协议参见IETF RFC3261。