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[摘 要]本文通过介绍以软交换为核心的下一代通信网络结构NGN网络架构中基于IP技术的NGN设备，结合本钢通信网络实际情况，实现基于IP技术的NGN设备在本钢通信网络中高效、经济的应用。
[关键词]NGN网络架构、软交换、IP承载网
中图分类号：TN 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0209-01
一、基于IP承载技术的NGN网络
1、网络基本概念
NGN-Next Generation Network，NGN 是“下一代网络”或“新一代网络”的缩写。
广义的NGN网络是指下一代网络，从业务层面来分析在电话网中指软交换体系，在移动网中指IP 3G和后3G，在数据网中指下一代因特网和IPV6，在传输网中指下一代智能光网络。狭义的NGN就是指以软交换为控制层，兼容语音网、数据网、视频网三网的开放体系架构。
2、NGN分布式的网络体系结构
NGN网络体系结构主要由业务管理、网络控制、数据承载和边缘接入四个层次组成。
计费系统、N2000网管系统在业务管理层负责在呼叫建立的基础上提供额外的增值服务，以及运营支撑。
Softx3000软交换设备是网络控制層设备，负责实现呼叫控制，其核心技术就是软交换技术，完成基本的实时呼叫控制和连接控制功能。
S9300，S8500及各种系统的交换机所组成的IP承载网设备是核心交换层的主要设备负责采用分组技术，提供一个高可靠性的、具有QoS保证和大容量统一的综合传送平台。
UA5000接入媒体网关，UMG8900通用媒体网关等边缘接入层设备，通过各种接入手段将各类用户连接至网络，并将信息格式转换成为能够在网络上传递的信息格式。
NGN网络结构的基本特点是分层的、构件化的。另外，所有的构件之间并不需要直接的物理连接，而是都通过分组接口连到分组承载网上，通过分组网实现信令和业务的互通。
二、NGN网络的分组承载网
作为核心技术软交换是NGN网络的控制层，它利用把呼叫控制功能与媒体网关分开的方法来沟通公用电话交换网（PSTN）与IP电话（VoIP）的一种交换技术。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。
1、NGN网络中的协议
TCP/IP协议译为传输控制协议/因特网互联协议，是Internet最基本的协议与国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成，代表因特网整个TCP/IP协议族。从协议分层模型方面来讲，TCP/IP由四个层次组成：网络接口层、网络层、传输层、应用层。TCP/IP 定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。
2、NGN网络中各设备之间主要交互协议
NGN组网各设备之间主要的交互协议有MGCP 、H.323、SIP、SIP-T、H.248等。SoftX3000使用的协议包括：MGCP、H.248、H.323、SIP、 SIGTRAN等。
MGCP（Media Gateway Control Protocol）是一个为媒介网关和语音IP终端设备提供信令和呼叫控制的主从设备控制协议，是简单网关控制协议和IP设备控制规范的结合。媒体网关控制协议主要功能是建立一个良好的业务承载连接模型，将呼叫和承载连接进行分离，通过对各种业务网关管理，实现分组网络和PSTN网络的业务互通。
H.248/MeGaCo，简称H.248协议，是IETF、ITU-T制定的媒体网关控制协议，一个非对等协议，用在媒体网关控制器（MGC）和媒体网关（MG）之间的通信。SoftX3000软交换系统做为分离网关体系中的MGC，通过MGCP/H.248控制各类MG（AG、TG、MRS等）。
H.323 IP电话与多媒体通讯协议是ITU制定的用于在分组交换网中提供多媒体业务的通信控制协议，它可用来建立点到点的媒体会话和多点媒体会议。H.323本身是个协议集，主要包含RAS、Q.931和H.245协议。RAS在UDP上传输，Q，931/ H.245在TCP上传输。H.323作为多媒体通信协议，它比SIP、H.248的发展历史更长，是一项复杂的协议，升级和扩展性不是很好 。
SIP会话初始协议（Session Initiation Protocol）是一个用于建立、更改和终止多媒体会话的应用层控制协议。它是IETF多媒体数据和控制体系结构的核心协议。NGN软交换系统通过SIP信令与其它的软交换系统以及SIP域设备互联，实现它们之间的呼叫控制功能。与复杂的H.323协议和BICC协议相比，SIP 具有易扩展、易实现等特点，目前已成为一种主流的分组协议。
SIGTRAN：由IETF SIGTRAN 组织制定的在IP网上传送PSTN/ISDN的信令协议。SIGTRAN协议栈用于解决IP网络承载七号信令的问题，它允许七号信令穿过IP网络到达目的地。 SIGTRAN协议栈有两个主要功能：适配和传输。与此对应，SIGTRAN协议栈由包传输层和UA层组成。
SIGTRAN协议组在SoftX3000同PSTN互通互联时使用，其上承载ISUP协议；MGCP、H.248协议用于同各种媒体网关进行互联；H.323、SIP协议用于软交换设备之间进行互联互通，同时H.323也可用于同H.323多媒体终端互通、SIP可用于同SIP终端进行互通。
3、本钢NGN网络的IP承载网拓扑图
本钢的NGN网络的IP承载网由华为技术有限公司的S9300系列、S9700系列S5700系列等系列以太网交换机共同组成。
核心交换层由S9312和S9712两台交换机构成，互作备份，保证在网络中的交换机一台出现故障时，备份的交换机可以完成核心交换功能。
2台S5700交换机和8台S3300交换机负责接入12台UA5000媒体接入网关，每个交换机与两台核心交换机起VRRP协议并且与核心交换机连接的光缆都选择了不同的路由，利用虚拟路由器冗余协议（VRRP）这种选择协议特性，当它在主路由器不可用时，自动选择提供动态的故障转移机制，保障接入媒体网关连接不间断的稳定运行。
本钢NGN网络的IP承载网拓扑图
4、NGN设备与IP承载网的融合
Softx3000软交换设备。网络控制层设备Softx3000，具有200万用户/36万中继语音多媒体统一处理能力。具备呼叫控制、信令和协议处理以及基本业务和补充业务提供的能力，还可以与应用服务器配合，向最终用户提供多样化的增值服务。在继承现有PSTN业务基础上还提供新业务，如多媒体业务、话音与Internet融合业务、消息类业务、远程工作协同、企业统一通信等业务，降低运营和维护成本。支持开放、标准的第三方业务集成能力，具有强大的互联互通能力。
Softx3000与IP承载网直连，通过使用MGCP、H.248、H.323、SIP、 SIGTRAN等协议，完成与多种设备的交互。
[关键词]NGN网络架构、软交换、IP承载网
中图分类号：TN 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0209-01
一、基于IP承载技术的NGN网络
1、网络基本概念
NGN-Next Generation Network，NGN 是“下一代网络”或“新一代网络”的缩写。
广义的NGN网络是指下一代网络，从业务层面来分析在电话网中指软交换体系，在移动网中指IP 3G和后3G，在数据网中指下一代因特网和IPV6，在传输网中指下一代智能光网络。狭义的NGN就是指以软交换为控制层，兼容语音网、数据网、视频网三网的开放体系架构。
2、NGN分布式的网络体系结构
NGN网络体系结构主要由业务管理、网络控制、数据承载和边缘接入四个层次组成。
计费系统、N2000网管系统在业务管理层负责在呼叫建立的基础上提供额外的增值服务，以及运营支撑。
Softx3000软交换设备是网络控制層设备，负责实现呼叫控制，其核心技术就是软交换技术，完成基本的实时呼叫控制和连接控制功能。
S9300，S8500及各种系统的交换机所组成的IP承载网设备是核心交换层的主要设备负责采用分组技术，提供一个高可靠性的、具有QoS保证和大容量统一的综合传送平台。
UA5000接入媒体网关，UMG8900通用媒体网关等边缘接入层设备，通过各种接入手段将各类用户连接至网络，并将信息格式转换成为能够在网络上传递的信息格式。
NGN网络结构的基本特点是分层的、构件化的。另外，所有的构件之间并不需要直接的物理连接，而是都通过分组接口连到分组承载网上，通过分组网实现信令和业务的互通。
二、NGN网络的分组承载网
作为核心技术软交换是NGN网络的控制层，它利用把呼叫控制功能与媒体网关分开的方法来沟通公用电话交换网（PSTN）与IP电话（VoIP）的一种交换技术。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。
1、NGN网络中的协议
TCP/IP协议译为传输控制协议/因特网互联协议，是Internet最基本的协议与国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成，代表因特网整个TCP/IP协议族。从协议分层模型方面来讲，TCP/IP由四个层次组成：网络接口层、网络层、传输层、应用层。TCP/IP 定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。
2、NGN网络中各设备之间主要交互协议
NGN组网各设备之间主要的交互协议有MGCP 、H.323、SIP、SIP-T、H.248等。SoftX3000使用的协议包括：MGCP、H.248、H.323、SIP、 SIGTRAN等。
MGCP（Media Gateway Control Protocol）是一个为媒介网关和语音IP终端设备提供信令和呼叫控制的主从设备控制协议，是简单网关控制协议和IP设备控制规范的结合。媒体网关控制协议主要功能是建立一个良好的业务承载连接模型，将呼叫和承载连接进行分离，通过对各种业务网关管理，实现分组网络和PSTN网络的业务互通。
H.248/MeGaCo，简称H.248协议，是IETF、ITU-T制定的媒体网关控制协议，一个非对等协议，用在媒体网关控制器（MGC）和媒体网关（MG）之间的通信。SoftX3000软交换系统做为分离网关体系中的MGC，通过MGCP/H.248控制各类MG（AG、TG、MRS等）。
H.323 IP电话与多媒体通讯协议是ITU制定的用于在分组交换网中提供多媒体业务的通信控制协议，它可用来建立点到点的媒体会话和多点媒体会议。H.323本身是个协议集，主要包含RAS、Q.931和H.245协议。RAS在UDP上传输，Q，931/ H.245在TCP上传输。H.323作为多媒体通信协议，它比SIP、H.248的发展历史更长，是一项复杂的协议，升级和扩展性不是很好 。
SIP会话初始协议（Session Initiation Protocol）是一个用于建立、更改和终止多媒体会话的应用层控制协议。它是IETF多媒体数据和控制体系结构的核心协议。NGN软交换系统通过SIP信令与其它的软交换系统以及SIP域设备互联，实现它们之间的呼叫控制功能。与复杂的H.323协议和BICC协议相比，SIP 具有易扩展、易实现等特点，目前已成为一种主流的分组协议。
SIGTRAN：由IETF SIGTRAN 组织制定的在IP网上传送PSTN/ISDN的信令协议。SIGTRAN协议栈用于解决IP网络承载七号信令的问题，它允许七号信令穿过IP网络到达目的地。 SIGTRAN协议栈有两个主要功能：适配和传输。与此对应，SIGTRAN协议栈由包传输层和UA层组成。
SIGTRAN协议组在SoftX3000同PSTN互通互联时使用，其上承载ISUP协议；MGCP、H.248协议用于同各种媒体网关进行互联；H.323、SIP协议用于软交换设备之间进行互联互通，同时H.323也可用于同H.323多媒体终端互通、SIP可用于同SIP终端进行互通。
3、本钢NGN网络的IP承载网拓扑图
本钢的NGN网络的IP承载网由华为技术有限公司的S9300系列、S9700系列S5700系列等系列以太网交换机共同组成。
核心交换层由S9312和S9712两台交换机构成，互作备份，保证在网络中的交换机一台出现故障时，备份的交换机可以完成核心交换功能。
2台S5700交换机和8台S3300交换机负责接入12台UA5000媒体接入网关，每个交换机与两台核心交换机起VRRP协议并且与核心交换机连接的光缆都选择了不同的路由，利用虚拟路由器冗余协议（VRRP）这种选择协议特性，当它在主路由器不可用时，自动选择提供动态的故障转移机制，保障接入媒体网关连接不间断的稳定运行。
本钢NGN网络的IP承载网拓扑图
4、NGN设备与IP承载网的融合
Softx3000软交换设备。网络控制层设备Softx3000，具有200万用户/36万中继语音多媒体统一处理能力。具备呼叫控制、信令和协议处理以及基本业务和补充业务提供的能力，还可以与应用服务器配合，向最终用户提供多样化的增值服务。在继承现有PSTN业务基础上还提供新业务，如多媒体业务、话音与Internet融合业务、消息类业务、远程工作协同、企业统一通信等业务，降低运营和维护成本。支持开放、标准的第三方业务集成能力，具有强大的互联互通能力。
Softx3000与IP承载网直连，通过使用MGCP、H.248、H.323、SIP、 SIGTRAN等协议，完成与多种设备的交互。