前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇新媒体代运营协议范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
关键词下一代网络软交换存在问题
Abstract:Itdescribesthestateofsoftswitchtechnologyintheworld,servicesprovidedbyNGNbasedonsoftswitch,relatedorganizationsonsoftswitchstudyandproblemsonitsdevelopment.
Keywords:NGNSoftswitchProblem
1国际软交换技术的发展状况
下一代网络(NGN)是一个建立在IP技术基础上的新型公共电信网络,它将话音、数据、视频等多种业务集于一体。建设下一代网络是电信竞争的需要。随着通信技术的飞速发展和电信市场的逐步开放,电信业的一个最重要的发展趋势就是业务运营和网络运营的分离,由网络运营商提供可靠、高效的基础承载平台,由业务提供商提供各种应用,他们与设备制造商三足鼎立,共同推动了电信业的繁荣和进步。
软交换技术是下一代网络的核心技术,软交换思想吸取了IP、ATM、IN和TDM等众家之长,形成分层、全开放的体系架构,作为下一代网络的发展方向,软交换不但实现了网络的融合,更重要的是实现了业务的融合。
目前,欧洲电信运营商对于软交换(下一代网络)的发展和应用大体上采用比较务实和谨慎的态度,运营商都是根据自身网络的实际情况和业务的发展来采取对策。德国电信聚焦海外市场,积极开拓国际IP网的话音业务,并在新技术投入使用之前,注重新技术和新设备的试验和评估。2001年开始在国际网络进行软交换的试验,放置了一台软交换机和4个媒体网关开展IP网络提供语音业务、呼叫中心业务和VPN业务的试验,其软交换的标准采用SIP-T协议。英国电信则逐步地在长途网和本地网实现分组话音,本地网有5个节点开展了软交换实验,部分已经商用,并且试验规模在逐步扩展。在提供话音质量的保证方面,英国电信已在其承载网络内全面采用ATM技术。比利时电信认为2004年以后引入NGN比较适当,但目前需注意跟踪技术和设备的发展,比利时电信的技术部门在NGN方面重点研究未来分组话音网络的体系架构和需求、开展NGN技术培训、建立NGN实验室,为开展现场试验进行技术准备。一些北美电信运营商也正在积极开展有利于软交换提供话音业务的试验,有些运营商已经开始提供商用业务。
2002年3月,中国电信下一代网络(NGN)试验项目在北京、上海、广州、深圳4城市启动。中国电信与北电网络、爱立信、西门子、中兴通讯、上海贝尔5厂家签订了下一代网络试验工程设备合同。合同涉及金额近1亿元人民币。根据中国电信与北电网络签署的合同,在北京、上海、广州和深圳4城市部署北电网络的SUCCESSIoN下一代网络解决方案。NGN网络全国试验网项目涉及的技术面、提供的业务量、网络覆盖的广度、深度均在全球首屈一指。
在设备制造商方面,特别值得一提的是加拿大北电网络,其NGN产品为SUCCESSIoN(继往开来)解决方案,于1999年在BT-SPAIN首次正式商用,迄今为止,在全球超过24个国家的40多个网络中得到试验或商用。其商用客户中包括VErIzoN、SPrINT、中国电信、香港宽频(HKBN)、新世界电信(NEWWorLDTEL)及铁通等。
SUCCESSIoN的应用类型包括了长途及汇接(C4)业务、本地接入(C5)及多媒体业务、无线汇接及3G核心网业务以及有线电视多网合一业务。目前几种解决方案已经在实际网络中运用。其中,VErIzoN的软交换本地汇接网络包含2个软交换节点及70多个媒体网关,每个节点每天处理超过1100万次呼叫。SPrINT作为全美第一个实现TDM端局以软交换替换的运营商,其第一期工程(350万线)全部采用北电的SUCCESSIoN方案。香港宽频应用SUCCESSIoN本地IAD接入方案,在短短的17个月时间内,已拥有16万用户,是全球最大的基于以太网IAD接入的NGN网络,目前运营稳定良好。在最近的市场调研报告中,北电网络列全球软交换市场份额第一,也是全球VoIP和VoATM媒体网关市场份额第一。
2NGN提供的业务
软交换技术的引入除了对现有PSTN话音业务实现全面的继承以外,还在基于SIP的宽带多媒体业务、PSTN与因特网业务结合衍生的业务、用户个性化业务以及业务创新方面有着PSTN和因特网等单一网络无法比拟的优势。传统PSTN由于终端智能和带宽的限制,无法实现多种灵活的业务逻辑和多媒体业务。由于业务逻辑控制和网络智能在PSTN内每个交换机上呈分散式节点式分布,并且由于用户数据由各自归属的交换机管理,导致某些业务(如广域CENTrEx)难以开展。PSTN的终端种类非常单一且没有智能,业务的智能完全由交换机实现,因此一直以来难以实现用户对业务的个性化定制,而且由于终端智能的限制存在使用不便和各种电话补充业务难以推广的问题。引入NGN则在业务实现的简单性和灵活性上有了本质改变。NGN的业务逻辑控制和网络智能在软交换和应用服务器等少量网元上集中部署,因此可以方便地在全网实现业务部署和业务升级,NGN对广域CENTrEx的实现就非常容易。由于NGN引入了对等性控制协议(SIP),使得终端的智能大大提高,目前市场上已经出现了丰富多彩的SIP智能终端。终端智能的提高及媒体承载能力的加强(如支持话音、视频等)使得用户对业务的个性化定制成为可能并且已经商用。如NGN的“呼叫屏蔽”这一特性,用户可以对不同来话进行筛选性的监控,可以在不同时间对不同来话实施不同的应答策略,应答的方式也不仅仅局限于接听、转发、挂断等传统方式,而是包括了话音应答、问候音播放、语音信箱转接、电子邮件转接、网页推送等多种不同的应答方式。这种灵活性在传统PSTN上是无法实现的。
此外,NGN能够实现许多PSTN所无法实现的业务特性,一号通就是一个很好的例子。PSTN通过IN方式也可以实现一号通业务,然而NGN基于SIP协议可以轻松实现IN方式的一号通所无法实现的能力。如NGN的一号通业务可以实现用户根据自己的需要随时设定对来话的振铃终端和振铃顺序,而这些策略可以依据来话者的不同和时间段的不同而变化。比如对自己的家人和同事可以实施两种完全不同的振铃策略,自己上班和下班时的振铃策略也可以完全不同。这就给了用户最大的自由和灵活性,保证可以有一种方式能联系到他,给日常生活和工作带来了极大的方便。这种业务特性是PSTN所无法实现的。类似的例子还有许多,如WEB800、点击传真等。
NGN不但在业务实现的简易性和灵活性上有独到之处,并且能实现许多PSTN无法实现的业务,而且具有业务的惟一性。NGN的业务能力主要包括:
A)全面继承PSTN传统话音业务(包括基本话音业务、电话补充业务、CENTrEx业务、ISDNPRI补充业务、IN类业务等);
B)基于SIP的宽带多媒体业务;
C)PSTN与因特网相结合的业务(即PINT业务,如点击拨号、点击传真、WEB800、ICW等);
D)用户可定制的个性化业务。
3从事软交换研究的国际组织
NGN是目前运营商和设备厂商都在讨论的热点技术,也是国外许多标准化组织和论坛(包括ITU-T的第11和16工作组,IETF的IPTELEPHoNY工作组、信令传输工作组(SIGTrAN)、媒体网关控制工作组(MEGACo),ETSI的TIPHoN,国际软交换协会(ISC),3GPP,3GPP2,MPLS论坛,ATM论坛,DVB,DSL论坛,PARLAY等)的研究工作重点。我国网络与交换标准研究组和IP研究组于2000年开始制定NGN网络的相关标准。
其中,ISC成立于1999年5月,目前有近150个成员,是运营商和设备供应商交流需求和动态的场合。国际上大多数知名的电信设备制造商,如阿尔卡特、朗讯、北方电讯、CISCo、西门子、富士通、诺基亚、爱立信等,另外有一些电信运营商如美国的LEVEL3、QWEST、AT&T、日本的NTT等均为该协会成员。
软交换论坛包含5个工作组,负责网络架构、协议制定等技术工作。
业务应用工作组负责业务功能制定、协调以及API标准的应用。
网络结构工作组负责软交换网络功能架构的制定。
设备控制工作组负责软交换间以及软交换与其他网络设备间控制协议的制定和补充、增强,如MGCP、MGC和设备的兼容性等。
网络管理工作组负责网络管理的结构和协议制定。
SIP工作组负责SIP协议在软交换网络中的应用和增强。
此外,ITU-T和IETF在相关协议的标准化方面已经取得了重要的进展,如H.248协议、BICC协议、SIP协议和SIGTrAN系列协议等。
4存在的问题
目前虽然不少厂家推出了软交换的解决方案,各运营商也在积极进行相关的试验,但新技术的应用需要相当长的时间来完善。从目前厂家所提供的解决方案来看,目前存在的主要问题如下:
A)国际上尚无大型网络的组网和运营经验。传统电信网经过长期的运营积累,在网络组织方面已经具有相当成熟的经验;而基于软交换的NGN网络组织目前国内外尚无成熟的经验,是采用基于软交换的全平面结构,还是采用分区域选路结构等,在技术和实践方面都有待进一步的探索。
B)协议尚未做到兼容性,标准还在发展之中。不同厂家的软交换在技术标准的选用及协议的兼容性方面还难以做到相互兼容。BICC协议、SIP-T协议和H.248协议也在发展之中,协议的选项需要运营商根据业务的需要来进一步确定。
C)API没有成熟的产品。基于开放的业务平台,采用标准的API接口为网络运营商提供新业务开创了未来美好的前景,但是相应的产品仍在探索和研发之中。
D)业务开发问题。标准、开放的API接口能够快速、灵活地提供丰富的业务,这是软交换体系的一个优势所在,但目前厂家能够提供的业务多集中为基本语音业务及补充业务、IN类业务、PINT业务、多媒体终端之间的同步浏览、统一消息、多媒体会议等,究竟什么业务才是运营商手中的杀手业务,才能真正带来收益,是目前运营商和设备商在共同苦思冥想的问题,目前并未出现使人眼前为之一亮的业务。
E)网络安全和网络Qos问题。目前业界还没有一个非常完善的方法来解决网络安全性的问题,只能通过要求TG、软交换等网络设备应具备一定的反入侵能力以增强系统的安全性,用户账号、密码等用户数据的安全则只能采用加密的方式解决。在网络Qos方面,IETF组织已经提出了多种服务模型和机制来满足Qos的需求,其中比较著名的有综合业务模型(INTSErV)、区分业务模型(DIFFSErV)、MPLS技术、流量工程等,具体这些方案如何组合使用、可行性如何,效果如何,有待研究。
IPTV一般泛指通过IP网络传输音视频内容并用电视机收看的业务。目前电信运营商提供的IPTV运营在支持组播的可管理的IP网上,其主要业务为直播电视(转播电视广播)、时移电视、视频点播(VoD)以及交互信息服务等。
目前中国的IPTV系统采用客户机/服务器模式提供单播和点播(包括VoD和时移电视)业务。由于服务器输入/输出(I/O)“瓶颈”的限制,一台服务器只能支持有限的并发流(千数量级的并发流)。要解决十万、百万用户同时收看的问题,不仅需要大量服务器,还需要极宽的网络带宽。目前的解决方法一是采用组播来提供广播,二是采用内容传送网络(CDN)技术将服务器尽量放到离客户近的地方以减轻网络负荷。现有网络要支持组播,需要进行改造,这不仅导致成本增加还将损失互联网无所不在的通达能力。因此,IPTV只能在经过改造的局部网络内提供广播业务。对于IPTV进一步向网络新媒体演化趋势,目前的客户机/服务器模式也不能很好地提供支持。
客户机/服务器已经成为制约IPTV发展的“瓶颈”,解决方法是体系结构向对等连接(P2P)模式演化。
2.P2P内容分发技术的演化
计算机网络发展演化过程不断在集中和分布之间摆动。早期计算机的使用模式是众多用户共享大型计算机,以后发展了个人计算机,从集中走向分布。在互联网上存在类似情况,开始采用客户机/服务器方式,使用网站上集中的服务器。进一步发展将走向分布式,集中的服务器变成分布式的。
P2P技术将许多用户结合成一个网络,共享其中的带宽,共同处理其中的信息。与传统的客户机/服务器模式不同,P2P工作方式中,每一个客户终端既是客户机又是服务器。以共享下载文件为例,下载同一个文件的众多用户中的每一个用户只需要下载文件的一个片段,然后互相交换,最终每个用户都得到完整的文件。
实现P2P的第一步是在互联网上进行检索,找到拥有所需内容和计算能力的结点地址;第二步是通过互联网实现对等连接。为了充分发挥互联网无所不在的优势,不能对互联网协议进行任何修改。解决的方法是在基础的互联网上架设一个P2P重叠网。
P2P重叠网分为无组织的P2P重叠网、有组织的P2P重叠网和混合型网三大类。目前在互联网上广泛使用的大多是无组织的P2P重叠网,如BitTorrent(BT)下载。而有组织的P2P重叠网目前还处于学术界研究阶段,如Tapestry、Chord、Pastry和CAN等网络。正在研究的新一代的P2P应用包括多播、网络存储等都运行在这种有组织的P2P重叠网上。一些实用系统开始使用混合型结构。
无组织的P2P重叠网已经演进了几代。第一代P2P网络采用中央控制网络体系结构。早期的软件Napster就采用这种结构;第二代P2P采用分散分布网络体系结构,适合在自组织(Ad hoc)网上应用,如即时通信等;第三代P2P采用混合网络体系结构,这种模式综合了第一代和第二代的优点,用分布的超级结点取代中央检索服务器,并进一步利用有组织网的分布式哈希表(DHT)加速检索。
广播影视资料内容的分发主要采用两种方法:一种方法是先下载,下载后再观看,这种方法现在被称为播客(Podcast);另一种就是用流媒体的方式边下载边收看。P2P技术对这两种方式都支持。
P2P共享下载大家比较熟悉。目前常用的P2P软件BT属于第三代混合型无组织网。每天全球都有数以千万计的网民用BT软件下载整部电影、MP3和大型软件等,其数据流量已占全球因特网总数据流量的70%以上。在中国情况类似,宽带用户大部分流量是P2P应用。版权问题是困扰P2P下载发展的主要问题,目前一些有合法版权的播客网站开始健康发展。
P2P流媒体是近年来才发展起来的,目前在中国发展得非常好,有10多家网站采用自主开发的软件提供P2P Internet视频服务,注册用户达250万户。
3.P2P流媒体直播技术进展
利用P2P技术实现大规模流媒体点播和直播的系统Webcast出现于1998年。Webcast利用一棵二叉多播树在用户之间进行实时多媒体数据的传输和共享。此后由于流媒体直播服务相对简单,首先得到快速发展。2000年出现第一套P2P视频直播系统的原型——ESM系统,该系统采用用户网状结构互连构造最优媒体数据多播树的方法在用户间传播实时的多媒体内容。由于算法限制,这套系统只能扩展到几千人同时在线,但已经标志着P2P流媒体直播系统进入了系统发展期。
此后各种原型系统、高度可扩展的应用层多播协议大量涌现。其中典型的系统有提供音频广播的Standford大学的Peercast系统和德国的P2PRadio系统,他们均采用开放源代码。而应用层多播协议有微软的Coopnet/Splitstream协议、思科的Overcast协议、马里兰大学的NICE协议、伯克利大学的Gossip协议等。虽然这些系统和协议尚不能实用,但为P2P流媒体直播打下了坚实的理论基础。
2004年5月欧洲杯期间,香港科技大学张欣研博士开发的CoolStreaming原型系统在Planetlab网上试用获得成功。这套系统使用Goosip协议在用户之间传播控制信令,使用类似于BT的多点对多点数据传播协议在用户之间传送媒体数据包。CoolStreaming系统是第一次真正将高可扩展和高可靠性的网状多播协议应用在P2P流直播系统当中,标志P2P直播技术进入准商业运作阶段。在CoolStreaming成功的鼓舞下,中国流媒体直播技术和业务发展迅速,在世界上独树一帜,目前中国有10多个网站使用各自发展的软件提供P2P流媒体直播业务。用户最多的是PPLive网采用的Synacast系统。Synacast系统的核心是一套完整的网上视频传输和运营支持业务平台。在此平台上可以方便地完成节目采集、、认证、统计分析等功能。
由于采用了P2P技术进行流媒体内容的分发,Synacast系统对服务器端的要求比较低。通常情况下,每一个源分发服务程序只占用5%左右的CPU负载,20 MB的内存和10 Mb/s的网络带宽。以PPLive网为例,该网站原本使用的是传统的Windows Media服务器,一台100 Mb/s服务器以单播方式提供一路节目的直播,最多可支持200~300个用户并发访问;当使用了Synacast技术后,一台100 Mb/s接入互联网的普通PC服务器可以同时提供5~10路视频节目的直播,每一路节目均可以支持百万用户同时收视。
目前P2P流媒体直播的主要性能如下:播放的电视节目的码率一般为3~500 kb/s,有些频道已经开始提供800 kb/s的码率,超过VCD的画面质量;在20 s~1 min左右完成数据缓冲,并开始播放,可以给用户提供稳定、清晰的电视节目,一般不会出现播放停顿的问题;具有内网穿越功能,从而保障内网用户的使用;使用5~10 Mb/s服务器出口带宽支持百万级数量用户的同时在线;具有认证、计费平台。
P2P流媒体电视直播采用计算机终端,在用户计算机中存储的内容仅几分钟,不需要使用硬盘,目前正开始发展廉价的机顶盒终端。
4.P2P流媒体点播技术进展
与直播领域相比,在流媒体点播领域,P2P技术的发展速度相对较为缓慢。主要是因为点播当中的高度交互性需求,使得实现的复杂程度较高。此外节目源版权因素对P2P点播技术的应用有阻碍。2000年,美国普度大学实现的GnuStream系统是在Gnutella网络基础之上的第一个P2P准点播系统。该系统也使用了网状多播的策略。由于版权因素的限制,这套系统没有能得到大规模的使用。2000年之后,P2P的点播技术在适用于点播的应用层传输协议技术、底层编码技术以及数字版权技术等方面都有重要进展。在应用层传输协议方面,比较重要的有2002年提出的P2Cast协议以及2003年提出的CollectCast协议(用于PROMISE系统)。目前正在发展实用的P2P点播系统,开始进入商业应用阶段。
美国在线(AOL)和华纳兄弟合作将在互联网上采用Kontiki公司P2PVoD推出In2TV业务,为客户提供电视剧点播业务。有6类电视剧节目,具有DVD质量的视频效果。In2TV还提供各种交互服务如游戏等。
与P2P流媒体直播不同,P2P流媒体终端必须拥有硬盘,其成本高于直播终端。
5.P2PInternetTV发展进程和存在的问题
2004年中国开始出现采用P2P流媒体技术在互联网上进行电视直播的网站。目前中国有10多个网站使用各自发展的软件提供P2P流媒体直播业务,掀起了一股P2P Internet TV浪潮。主要Internet TV系统有:
PPLive网络(采用Synacast软件)
ppStream网络
QQ直播网络(已与新版QQ进行了捆绑)
猫眼网络电视(猫扑网)
TVKoo网络(沸点网络电视)
Rox磊客网
一些电信运营商也开始加入这一潮流,贵州网通采用上海网用公司的技术开展实验运营,上海电信也在实验。
P2P流媒体一方面提高了电视的通达性,另一方面降低了电视播出的门槛。
目前中央电视台网站通过客户机/服务器模式向全世界提供广播服务。但是画面很小,同时在线人数也受限制。如果采用P2P模式既可保持互联网的通达性,覆盖到全球,又可以保证质量支持大量用户同时收看。P2P流媒体还可以降低广播电视播出门槛,用很简单的服务器就可以实现网上流媒体广播。P2P共享下载可以降低内容分发的门槛。
2006年春节联欢晚会期间,中央电视台使用P2P和CDN技术向全球进行同步视频直播。除在全球布设CDN服务,采用客户机/服务器模式用流媒体技术提供直播外,还采用清华大学的Gridmedia系统和天天宽广公司的UUSee平台进行P2P流媒体电视直播。2006年1月28日16时至1月29日1时,央视网站页面点击量达到2.96亿次,页访问次数达4 792万次,收看春节晚会视频直播的人次为410万,其中89万来自海外;最高同时在线人数为46.7万,其中7.5万来自海外;最大带宽超过5.38 Gb/s,其中国际带宽最大4.9 Gb/s。
2005年湖南卫视超女总决赛,PPLive进行了网上直播,有50万人同时在线收看。2005年12月31日晚,使用PPLive直播软件看“2005-2006年超女跨年演唱会”的用户数突破百万大关。其中30%来自海外。
中国基于E-mail和手机号码的网上收付费平台——由快钱公司和上海天娱传媒有限公司合作完成的系统,首次应用P2P内容版权保护技术于网络直播活动,用户需要领取免费的门票才可以观看。
中国已经开始P2P流媒体网上新闻直播,如神六升空和返回过程中,搜狐、新浪和网易等门户网站使用P2P流媒体技术进行了视频直播。
山东省三大新闻网之一的山东新闻网与拥有国际领先流媒体技术的光芒传媒合作,成功开通了网上视频新闻栏目。搜狐2006年将推出“我形我秀”的P2P网络电视台。
P2P流媒体技术和业务在中国的快速发展受到了资本市场的青睐,如软银投资CoolStreaming公司,建立光芒传媒Roxbeam公司,运营Rox磊客网,并且向Yahoo BB提供技术。此外还有Uusee、Mysee、PPLive、PPstream和千橡等网络也都得到了风险投资(VC)公司的投资。
P2P Internet TV在短短的一年多时间内快速发展,2005年底注册用户已达到250万户。显示出了巨大的生命力,但另一方面也应该看到其还面临很多困难和问题。
首先是缺乏能够盈利,可以持续发展的运营模式和产业链。目前基本上都是免费收看争取提高用户点击率,以获取VC公司的投资。结果是不能通过健康的产业链,合法地得到内容,只能转播现有的电视频道和以灰色方式得到内容。
其次是接入门槛很低,众多的新兴公司进入竞争行列,导致竞争加剧。而大多数创业者是搞技术出身,不熟悉媒体业,资本不足,形成不了规模,结果只能导致低水平竞争。
P2P Internet TV的发展将引发一系列法律问题。传统电视是本地服务的,有一系列监管的法律法规。简单地将目前用于电视的法规移植到互联网上是不可行的。目前欧洲共同体已经开始制订适用于Internet TV的新法规。
此外P2P Internet TV将会引发利益分配的问题。在中国已出现电信运营商要封堵BT和Skype软件的传言;在美国一些电信运营商推出分两等级服务的计划,导致要求国会立法保持网络中性的争论。
6.P2PIPTV
目前中国IPTV和P2P Internet TV是沿两条路径独立发展的,各自遇到一些发展中的困难。如果将两者结合起来,以发展IPTV的资源和力量发展P2P Internet TV,或者换句话说以P2P Internet TV的理念和技术发展IPTV有可能开创网络媒体演化的新局面。这就是P2P IPTV。
中国正在建设创新型国家,发展基于P2P的IPTV是一次引领世界发展潮流,实现世界级创新的历史机会。目前中国在P2P Internet TV的技术和应用方面居世界领先地位,电信业在发展宽带业务方面有强烈的需求和良好的基础,有先进的网络基础设施和有国际竞争力的电信和网络设备制造业,可以成功地支持创新。
P2P IPTV运行在公共互联网上,架构P2P重叠网,建立运营平台,拥有认证、授权和计费系统,具有互联网无所不在覆盖全球的通达能力,能够支持向网络新媒体平滑演进。
P2P IPTV还面临技术、运营模式、产业链以及法律法规等各方面的问题,而解决这些问题为实现科技创新提供了很好的机会。发展P2P IPTV有助于平衡各方面利益,建立可持续发展的产业链。
[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层设备,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
摘要:软交换作为下一代网络中的语音业务、数据业务和视频业务呼叫、控制、业务提供的核心技术,其发展相当迅猛。各运营商在组建以软交换为核心的下一代网络时,要考虑到与现有网络和未来网络的互通问题。
关键词:软交换技术 互联互通 技术
软交换作为下一代网络中的语音业务、数据业务和视频业务呼叫、控制、业务提供的核心技术,其发展相当迅猛。但是PSTN(公众电话交换网)在技术、业务和价格上仍然有很强的优势。就目前通信现状来看,PSTN还未具备向软交换网络整体演进的条件,这两种网络将在很长一段时间内共存。因此,各运营商在组建以软交换为核心的下一代网络时,要考虑到与现有网络和未来网络的互通问题。
一、本地和长途业务的划分
传统的电路交换网,不管是固定网还是移动网,把本地网内的呼叫称为本地呼叫,按本地电路业务进行计费;经过长途网的呼叫称为长途呼叫,费用要包括本地电路业务的费用和长途电路网的费用。
对于软交换的组网,由于目前还没有标准规定未来软交换组网的网络架构,因此软交换组网的网络架构需要尽快确定,特别是软交换的组网采用了IP作为承载网,是否还需要类似PSTN的本地网和长途网的概念,是否需要还是就没有本地和长途的区分(除国际呼叫之外,所有的电话呼叫只有一种费率)都没有确定。这个问题需要电信管制部门和运营商一起来确定。
从服务的角度看,用户并不关心网络采用的是何种技术,如果电信运营商能够使用软交换组网的技术和保证质量的承载网,提供与电路交换网一样服务质量,还是可以把网络按照PSTN一样划为本地网和长途网的。从目前软交换提供的业务分析,还没有哪一种业务可以称为killer业务。因此,在软交换发展的初期,基本话音还是运营商争夺的焦点,而长途业务是获得利润的重中之重。
二、移动性
接入网络的终端大致可分为两类:一类是普通电话机通过接入网关或用户网关接入到网络,这种用户的用户线接口是网关提供的Z口;另一类是智能终端(例如SIP终端、H.323终端),它可以直接接入网络,这种用户的用户线接口是以太网口。如果将来的计费都是基于用户口,即类似PSTN的计费,用户线接口与用户捆绑进行计费,这种方式实现简单,但是不安全,可能出现偷打盗打电话的现象,此外作为未来的网络,也不能够提供用户的移动性。
软交换组网支持SIP终端用户的移动性,目前的实现方式是SIP终端用户离开自己的归属地游牧(有别于移动网的漫游,移动网的用户在接入网络后仍然可以移动,而固定网的用户在接入网络后就不能移动)到非归属地的网络之后,接入网络进行注册和认证,注册和认证通过后就可以获得网络的服务。但是目前的注册和认证并不经过游牧地的软交换,而是旁路游牧地的软交换,直接从终端到归属地的软交换进行注册和认证,因此呼叫建立的过程中也不经过游牧地的软交换。这种业务的提供方式的缺陷在于,游牧地向用户提供了接入服务和承载服务,但是由于这种缺陷使游牧地的运营商无法向用户归属地的运营商进行结算,得不到其应得的收费。这种移动性业务要得到发展,就应该按照移动网的漫游业务一样,用户接入注册到游牧地的软交换,认证去归属地进行认证,呼叫建立时,呼叫就应该通过游牧地的软交换,这样游牧地的软交换就可以产生CDR,游牧地的计费中心使用CDR进行计费。
三、编号
信息产业部于2000年11月了“YD/T 1088-2000 IP电话业务的编号”,本标准对于IP电话业务中以下3种情况的编号要求进行了规定:(1)基于IP网络的用户呼叫PSTN/ISDN/移动用户;(2)PSTN/ISDN/移动用户呼叫基于IP网络的用户;(3)PSTN/ISDN/移动用户之间进行通信,使用基于IP的网络在呼叫所涉及的用户之间进行连接。其中,(2)规定了IP用户采用网号的方式。但是这个标准当时并不是为软交换网的用户专门制定的,而且软交换支持的用户种类比较多,业务也非常丰富,将来可能从编号上需要区分开不同种类的用户。因此,软交换的编号是在运营商商用软交换技术商用之前需要信息产业部亟待规定的问题。
四、软交换的互联互通
软交换作为下一代网的控制核心,不可能是孤岛式地通过PSTN相互连接起来,而必须实现软交换之间的互联互通。目前软交换之间的互联互通协议主要是会话初始协议(SIP)和与承载无关的呼叫控制(BICC)。BICC是基于N-ISUP的信令协议,在不影响现有网的接口和端到端业务的情况下,在宽带网上支持窄带ISDN业务,与现有网络和携载语音消息的任何系统完全兼容。
SIP在软交换控制的网络中还是得到了很快的应用,甚至有人认为将来软交换之间采用的控制协议就是SIP。软交换发展的初期,出于能够提供相对于电路中继价格便宜的长途中继,使用了软交换控制IP分组电路代替电路交换网的长途中继。但是对于运营商而言,软交换的诱惑力,并不是长途IP电话的价格便宜,而是利用软交换特有的技术,能够向用户提供新的服务。多媒体业务是未来软交换能够提供的具有竞争力的业务,而SIP终端就是提供多媒体业务的一种终端,因此软交换要支持SIP终端,就需要支持SIP协议。如果软交换之间采用BICC,那么软交换网在支持传统的语音业务时,软交换就使用BICC,支持SIP终端的多媒体业务时就使用SIP。这样在软交换控制的网络中就会同时有两张网:BICC和SIP。对于运营商而言,要同时管理维护性质不同的两张网非常困难,也会遇到许多预想不到的问题,而采用一种核心控制协议应该是不错的选择,那就是SIP。
五、视频业务和终端
关键词:LTE;地面无线通信;民航通信;调度
1 研究背景
民用机场地面通讯发展,经历了两个阶段。从原始的手势通讯指挥,过渡到电子通讯指挥。上世纪90年代,模拟集群系统开始兴起。当时语音集群业务已经可以满足通信组内快速通信的需求,在指挥调度中发挥重要作用,90年代中期,模拟集群技术已经在我国的军队、公安、交通等多个领域广泛应用。2001年,我国建设了第一张TETRA网络,随后TETRA在中国取得了很好的发展。但是,随着社会的发展,行业用户对多媒体调度、多任务并发、实时数据处理等实时综合业务需求愈加强烈,迫切需要新一代的无线通信接入技术来满足多媒体调度的需求。
2 LTE地面无线通信技术介绍
2.1 LTE地面无线通信技术概况
LTE无线通信技术英文名称是Long Term Evolution,长期演进技术。是基于UMTS/HSPA和EDGE/GSM的新一代的通信网络技术。LTE通信技术是基于IP的网络结构,是原来的GPRS核心分组网的替代物。同时,由于LTE的兼容特性,可以向UMTS、CDMA2000和GSM等较旧的网络提供数据和语音的无缝切换,所以LTE也被叫做核心分组网演进。LTE之所以可以提升无线网络和数据传输能力和数据传输速度,主要得益于LTE借助新调制方法和新技术。LTE通信技术主要可以分为TDD和FDD两种制式。LTE可以提供高速移动的通信需求,得益于LTE支持广播流和多播技术。LTE的频谱增效是3G增强技术的2-3倍,因为LTE是以MIMO(多入多出技术)和OFDM(正交频分复用技术)为基础的。LTE-Advanced(LTE增强技术)是国际电信联盟认可的第四代移动通信标准。
2.2 LTE地面无线通信技术的基本架构
LTE地面无线通信技术的结构主要分为两个网元,演进型分组核心网(EPC,Evolved Packet Core)和演进型Node B(eNode B,Evolved Node B)。LTE地面无线通信系统只存在分组域。其中,eNode B主要负责接入网,也称作演进型UTRAN(E-UTRAN,Evolved UTRAN);移动管理实体(MME,Mobility Management Entity)负责信令处理;演进型分组核心网(EPC,Evolved Packet Core)负责核心网;服务网管(S-GW,Serving Gateway)主要负责数据处理,如图1所示。
2.3 LTE地面无线通信技术接口协议
LTE地面无线通信技术的空中接口是E-UTRAN,有以下一些基本特性:
(1)支持TD(时分双工)和FDD(频分双工)通信,同时支持无线连接的时分半双工通信。
(2)强化支持高速移动的移动通信,可以支持终端在高达
500km\h的移动速度下在不同频段下使用网络服务。
(3)节省电力,LTE上传技术采用SC-FDMA,下载技术采用
OFDMA技术。
(4)延迟低,LTE地面无信通信技术支持较短的建立连接和交
接的准备时间,最佳状态下,小IP包甚至低于5ms延迟。
(5)数据传输速度高,在E-UTRAN技术、20Mhz频段和4×4天线的配合下,峰值上传速率高达75Mbit/s,峰值下载速率高达299Mbit/s。
LTE地面无线通信技术的控制平面协议:
LTE地面无线通信技术的控制平面主要负责QoS保证、最后的资源释放、无线连接的建立、用户无线资源的管理,见图2:
NAS(Non-Access Stratum,非接入层)、MAC(Media Access Control,媒体接入控制子层)、RLC(Radio Link Control,无线链路控制子层)、PDCP(Packet Date Convergence Protocol,分组数据汇聚子层)、RRC(Radio Resource Control,无线资源控制子层)等共同组成LTE地面无线通信技术控制平面协议栈。其中,NAS(非接入子层)和RRC(无线资源控制子层)实现了控制平面的主要功能。NAS(非接入层)控制协议实体主要负责非接入层的控制和管理,位于MME(移动管理实体)和UE(终端)里。实现了以下功能:安全控制、产生LTE-IDLE状态下的寻呼信息、鉴权和承载管理等。
3 LTE地面无线通信系统在民航通信业务中的应用
3.1 地面无线通信系统的安全性
APN专线安全接入:
APN指一种网络接入技术,决定了终端上网时通过哪种接入方式来访问网络。APN具体结构和业务走向图如图3所示。P-GW和单位CE(单位4G接入路由器)置入同一MPLS VPN内,使网络能够实现三层互通,之后P-GW和单位CE(单位4G接入路由器)之间建立GRE隧道,此时P-GW和单位CE(单位4G接入路由器)逻辑上相当于直连。P-GW为用户分配地址,P-GW将LTE终端地址路由到用户接入路由器,下一跳为单位CE(单位4G接入路由器)的GRE接口,单位CE设置回指路由,下一跳为P-GW的GRE隧道口。实现LTE终端和用户接入路由器的互联互通,之后再在两个互联互通的IP之间实现业务或者业务通过硬件级的IPSEC加密。(此部署根据情况自行配置)
3.2 地面无线通信系统在安全生产中的应用
3.2.1 地面多媒体调度应用方案概述
此方案为基于LTE无线通信系统部署的调度平台。如图4所示,核心机房部署有调度平台服务器、交换机,运营商路由器。用户手中的LTE终端通过运营商的LTE网络与核心机房的服务器进行通信,服务器建立地域A与地域B之间的通信链路,地域A与地域B之间进而建立通信。出于安全性的考虑,机房与用户之间的通信还可以通过APN专线进行安全通信。核心机房集中对地域A以及地域B的用户进行管理,地域A与地域B的通信数据保存在核心机房服务器上。
由此可见,基于LTE地面无线通信调度系统的优势在于:
(1)终端功能多样化,智能化、IP化。地面调度不仅有语音功能,而且还可以满足新形势下的新业务需要,语音调度、视频调度以及数据传输可以同时进行;
(2)可以实现终端加密和空中加密,通过通讯审计,将语音、视频保存在核心机房。杜绝无法审计或审计无法朔源的情况发生;
(3)可通信范围更加广阔,只要有运营商信号的地方就可以进行通信,目前运营商的信号覆盖已经相当广泛;
(4)可拓展性强,除了多媒体调度应用之外,核心服务器还可以开发其他相关应用供用户使用。
3.2.2 系统健壮性
处于系统健壮性方面的考虑,在核心机房,可以部署冗余备份。例如,双服务器热备份,同时部署两台交换机,实现业务高可用性。与此同时,对于运营商的选择,可以同时选择两家运营商互为链路备份保障,从而保障系统可以安全可靠运行。