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NGN協(xié)議——下一代網(wǎng)絡(luò )協(xié)議解析

2007/08/31

　　隨著(zhù)Internet和PSTN的進(jìn)一步發(fā)展，下一代網(wǎng)絡(luò )（NGN）已經(jīng)在中國進(jìn)入小規模商用階段，NGN全面無(wú)縫支持話(huà)音、視頻和數據，具有龐大復雜的協(xié)議體系架構。
　　
NGN協(xié)議

　　軟交換是NGN的核心技術(shù)，為NGN提供具有實(shí)時(shí)性要求的業(yè)務(wù)呼叫控制和連接控制。從1999年開(kāi)始，國際軟交換協(xié)會(huì )（ISC：InternationaL Softswitch Consortium）已制定了一些相關(guān)的軟交換標準草案，并頒布了一些標準，目前ISC、ITU-T、IETF等國際組織正在合作制訂并完善相關(guān)的協(xié)議和標準。
　　
　　按照功能和特點(diǎn)來(lái)分，NGN協(xié)議可以分為呼叫控制協(xié)議、傳輸控制協(xié)議、媒體控制協(xié)議、業(yè)務(wù)應用協(xié)議、維護管理協(xié)議等。目前所涉及到的具體協(xié)議如下： 　 　　MGCP協(xié)議
　　
　　MGCP是由IETF的MEGACO工作組較早定義的媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議它是在綜合簡(jiǎn)單網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議（SGCP）和IP設備控制（IPDC）協(xié)議兩個(gè)協(xié)議的基礎上形成的，應用在軟交換設備與MGCP終端之間。
　　
　　MGCP采用了網(wǎng)關(guān)分離的思路，將以前的信令和媒體集中處理的網(wǎng)關(guān)分解為兩部分：媒體網(wǎng)關(guān)（MG）和呼叫代理（CA），CA處理信令，MG處理媒體。CA控制MG的動(dòng)作，由CA向MG發(fā)出要執行的命令，MG將所搜集的消息上報給CA。
　　
　　MGCP的連接模型基于端點(diǎn)（endpoint）和連接（connection）兩個(gè)構件。端點(diǎn)發(fā)送或接收數據流，由軟交換控制設備控制的終端在呼叫所涉及的端點(diǎn)間建立連接，一個(gè)端點(diǎn)上可以建立多個(gè)連接，不同呼叫的連接可以終結于同一個(gè)端點(diǎn)。
　　
　　MGCP采用會(huì )話(huà)描述協(xié)議（SDP）描述連接參數，如IP地址、UDP端口、媒體流特性等。
　　
　　MGCP定義了CA和MG的同步機制，但對CA和CA之間的同步機制沒(méi)有定義，這是該協(xié)議需要完善的地方。盡管MGCP協(xié)議具有易實(shí)現等特點(diǎn)，使IP電話(huà)網(wǎng)可以接入PSTN，實(shí)現端到端電話(huà)業(yè)務(wù)，但其互通性和所支持的業(yè)務(wù)能力有限。
　　
　　H.248/MEGACO協(xié)議
　　
　　H.248/MEGACO也稱(chēng)為媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議，是ITU與IETF兩大國際標準組織合作，在MGCP協(xié)議的基礎上，結合其他媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議的特點(diǎn)發(fā)展而成的，應用在媒體網(wǎng)關(guān)和軟交換設備之間、軟交換設備與H.248/MEGACO終端之間，在媒體網(wǎng)關(guān)控制功能和兼容性方面較MGCP大大增強。
　　
　　H.248/MEGACO采用業(yè)務(wù)與控制分離、控制與承載分離的思想，定義了兩個(gè)抽象的概念：終結點(diǎn)（termination）和關(guān)聯(lián)（context）。終結點(diǎn)中封裝有媒體流參數、調制解調器和承載能力等參數，是媒體網(wǎng)關(guān)邏輯實(shí)體，終結點(diǎn)可以發(fā)送或接收一個(gè)或者多個(gè)數據流。例如，在一個(gè)多媒體會(huì )議中，一個(gè)終結點(diǎn)可以支持多種媒體，并且發(fā)送或者接收多個(gè)媒體流；關(guān)聯(lián)所描述的內容是在一些終結點(diǎn)之間的連接關(guān)系。終結點(diǎn)和關(guān)聯(lián)都有許多描述符對于終結點(diǎn)，其描述符有Modem、Mux、Media、SingaL、Event、DigitMap、observedEvent、Statistics等。
　　
　　H.248/MEGACO還定義了在媒體網(wǎng)關(guān)和軟交換控制設備之間的一組命令組，稱(chēng)為事務(wù)交互。每個(gè)事務(wù)交互包含一個(gè)或多個(gè)關(guān)聯(lián)，每個(gè)關(guān)聯(lián)包含一個(gè)或多個(gè)命令，每個(gè)命令包含一個(gè)或多個(gè)描述符。事務(wù)交互保證對命令的有序處理，即在一個(gè)事務(wù)交互中的命令是順序執行的；但并不保證各個(gè)事務(wù)交互之間的有序處理，即對一個(gè)事務(wù)交互的處理可以以任何順序進(jìn)行，也可以同時(shí)進(jìn)行。
　　
　　H.248/MEGACO定義了媒體網(wǎng)關(guān)之間的連接的總體框架，但對媒體網(wǎng)關(guān)與軟交換設備間的呼叫建立狀態(tài)機沒(méi)有嚴密的定義。盡管如此，該協(xié)議仍是軟交換技術(shù)中的主流協(xié)議之一，在NGN中發(fā)揮著(zhù)積極而重要的作用。
　　
　　SIP協(xié)議
　　
　　SIP是由IETF提出的在IP網(wǎng)絡(luò )上進(jìn)行多媒體通信的控制協(xié)議，應用在軟交換設備之間、軟交換設備與SIP終端之間、軟交換設備與基于IP的呼叫控制應用服務(wù)器之間。
　　
　　SIP消息基于文本格式，分為消息頭和消息體，承載IP地址、端口信息、編碼方式、媒體能力等會(huì )話(huà)相關(guān)信息，消息機制采用了客戶(hù)機/服務(wù)器（cLient/server）請求和響應的應答機制。客戶(hù)機發(fā)起請求，服務(wù)器進(jìn)行響應，以建立或者終結會(huì )話(huà)，會(huì )話(huà)內容可以是Internet多媒體會(huì )議、Internet電話(huà)呼叫、多媒體信息流分配。SIP呼叫由一個(gè)全局惟一的呼叫標識（CaLL-ID）予以標識。
　　
　　SIP的請求消息有Invite、ACK、Bye、CanceL、Register、Option等六種。
　　
　　SIP不僅是一種呼叫控制協(xié)議，也是一種媒體控制協(xié)議。SIP－Ｔ是基于SIP的一種擴展補充協(xié)議，支持PSTN信令在IP網(wǎng)絡(luò )上的協(xié)議轉換和傳輸。
　　
　　SIP與H.323是并列的協(xié)議體系，兩者都用于解決IP電話(huà)問(wèn)題，但SIP有著(zhù)與H.323完全不同的設計思想，它是一個(gè)分散式的協(xié)議。在下一代網(wǎng)絡(luò )中，話(huà)音和多媒體數據由IP/ATM承載，因此SIP比H.323更適用于呼叫控制。
　　
　　盡管SIP－Ｔ能夠很好地為下一代網(wǎng)絡(luò )的增值業(yè)務(wù)打造比較完美的平臺，但由于在消息自動(dòng)擁塞控制、對智能網(wǎng)業(yè)務(wù)的支持、與H.248/MEGACO的互通等方面還存在一些不足，所以業(yè)界更加看好BICC協(xié)議。
　　
　　BICC協(xié)議
　　
　　BICC協(xié)議由ITU-T SG11研究組完成標準化，由ISUP協(xié)議演進(jìn)而來(lái)，是一種在骨干網(wǎng)中實(shí)現使用與業(yè)務(wù)承載無(wú)關(guān)的呼叫的控制協(xié)議。BICC定義了信令傳送轉換器（STC）、應用傳送機制（APM）、承載控制隧道協(xié)議（BCTP）和IP承載控制協(xié)議（IPBCP）。通過(guò)點(diǎn)編碼建立信令聯(lián)系，信令鏈路通過(guò)靜態(tài)SCTP連接，BICC節點(diǎn)中采用正常呼叫的選路原則選定路由，為呼叫的信令建立通路。信令信息利用信令傳送轉換器轉換之后，采用APM傳送BICC特定的控制信息。
　　
　　BICC協(xié)議把支持BICC信令的節點(diǎn)分為服務(wù)節點(diǎn)（SN）和呼叫協(xié)調節點(diǎn)（CMN），SN具有承載控制功能（BCF），CMN不具有承載控制功能。對于SN，呼叫功能和承載控制功能在物理上既可以分開(kāi)，也可以不分開(kāi)。如果分開(kāi)，那么呼叫功能和承載控制功能實(shí)體需要用呼叫承載控制（CBC）信令來(lái)發(fā)送消息。SN和CMN都使用“半呼叫”模型，每個(gè)完整的呼叫分為“入局”和“出局”呼叫，所允許的連接類(lèi)型有3.1kHz音頻、64 kbit/s、２×64 kbit/s、384 kbit/s、1536 kbit/s、1920 kbit/s、N×64 kbit/sN＝2～30等。BICC信令消息包括初始地址消息（IAM）、地址全消息（ACM）、應答消息（ANM）、CIC系列消息，等等。
　　
　　BICC從真正意義上解決了呼叫控制和承載控制相分離的問(wèn)題，可以用于任何承載網(wǎng)絡(luò )，如ATM、IP、STM。ATM具有很好的QoS保證和呼叫處理能力，BICC能夠更好地支持ATM網(wǎng)絡(luò )承載，這可能是業(yè)界看好BICC的原因之一。
　　
　　2002年6月，中國信息產(chǎn)業(yè)部頒布了四套BICC相關(guān)國家標準：《與承載無(wú)關(guān)的呼叫控制（BICC）規范 第1部分：BICC的功能》、《與承載無(wú)關(guān)的呼叫控制（BICC）規范 第２部分：BICC的消息、參數的基本功能和格式》、《與承載無(wú)關(guān)的呼叫控制（BICC）規范 第3部分：BICC的程序》、《與承載無(wú)關(guān)的呼叫控制（BICC）規范 第４部分：BICC的應用傳送機制（APM）、隧道和IP承載控制協(xié)議（BCTP）》。由此可見(jiàn)，BICC協(xié)議在中國、在NGN中必將得到很好的實(shí)施與應用。
　　
　　SIGTRAN協(xié)議
　　
　　SIGTRAN協(xié)議是IETF的信令傳送工作組SIGTRAN所建立的一套在IP網(wǎng)絡(luò )上傳送PSTN信令的傳輸控制協(xié)議。SIGTRAN定義了一個(gè)比較完善的SIGTRAN協(xié)議堆棧，分為IP協(xié)議、信令傳輸、信令傳輸適配和信令應用等四層。每層所含內容如下： 　　不同的信令應用層需要不同的信令傳輸適配層，但IP協(xié)議層和信令傳輸層是共享的和相同的。信令傳輸適配層與信令應用層的對應關(guān)系如下： 　　（1）SCTP協(xié)議
　　
　　SCTP由IETF提出，是一個(gè)面向連接的傳輸層協(xié)議，采用了類(lèi)似TCP的流量控制和擁塞控制算法，通過(guò)自身的證實(shí)與重發(fā)機制來(lái)保證用戶(hù)數據在兩個(gè)SCTP端點(diǎn)間可靠傳送。相對于TCP等其他傳輸協(xié)議，SCTP傳輸時(shí)延小，可避免某些大數據對其他數據的阻塞，具有更高的可靠性和安全性。
　　
　　（2）M3UA協(xié)議
　　
　　M3UA是MTP第三級用戶(hù)適配層協(xié)議，提供信令點(diǎn)編碼和IP地址的轉換。用于在軟交換與信令網(wǎng)關(guān)之間實(shí)現七號信令協(xié)議的傳送，支持在IP網(wǎng)上傳送MTP第三級的用戶(hù)消息，包括ISUP、TUP和SCCP消息，TCAP消息作為SCCP的凈荷可由M3UA透明傳送。
　　
　　（3）M2UA/M2PA協(xié)議
　　
　　M2UA/M2PA是MTP第二級用戶(hù)對等層間的適配層協(xié)議。
　　
　　（4）IUA協(xié)議
　　
　　IUA是ISDN Q.931用戶(hù)適配層協(xié)議。
　　
　　（5）SUA協(xié)議
　　
　　SUA是SCCP用戶(hù)適配層協(xié)議。SUA與M3UA不同，它直接實(shí)現了TCAP over IP功能。
　　
　　SIGTRAN支持PSTN信令應用的標準原語(yǔ)接口，利用標準的IP傳送協(xié)議作為低層傳送信令，是NGN中重要的傳輸控制協(xié)議之一。
　　
　　ParLay協(xié)議
　　
　　ParLay協(xié)議是ParLay工作組制定、由歐洲電信標準委員會(huì )（ETSI）發(fā)布的開(kāi)放業(yè)務(wù)接入的應用編程接口。

ChinaITLab


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