NGN与现有网络的互通

郭 强

　　（北京交通大学 北京100044）

　　摘 要 针对目前NGN的技术和应用的不断发展成熟，本文简要介绍NGN的一些特点，讨论当前一些网络与NGN互通的情况。

　　关键词 NGN 互通

　　NGN（Next Generation Network）是目前通信业界关注和探讨的一个热门话题，随着NGN技术发展成熟，NGN已经成为电信运营商快速和高效部署网络的选择之一。NGN采用开放的网络架构体系，建立在IP技术基础上的新型公共电信网络，传输、业务和应用相互分离，实现网络的互通和功能，从而可以全球在范围内跨网络支持包括语音、数据和多媒体等各种应用。NGN具有如下特点：

　　分布式控制：软交换是NGN的控制功能实体，适应IP网络分布处理的结构特点，为其提供具有实时性要求得业务的呼叫控制和连接控制功能，是NGN呼叫与控制的核心。

　　开放式结构：网络控制接口开放，网络部件间的协议接口基于相应的标准。

　　业务和网络分离：推出独立于网络运营商的业务提供商，使得业务和应用的提供有较大的灵活性。

　　一体化的综合业务网络：在统一的管理平台下，实现音频、视频、数据信号的传输和管理，提供各种宽带应用和传统电信业务。

　　具有端到端QoS：为所承载的话音及视频等实时业务提供所需的QoS服务保证。

　　完善的安全机制：在开放的网络结构中，必须保证业务提供者的可信任性，保证网络基础设施的安全运行。

　　1 NGN协议体系

　　NGN是一个开放的、多协议的网络架构，它通过标准协议与各种设备进行通信，以支持各种网络之间的互通。主要协议有MGCP、H.248、H.323、SIP 、SIP-T、SNMP、SIGTRAN、PALARY、TUP/ISUP、SCCP、TCAP、INAP、PRA。

　　2 NGN与现有网络的互通

　　当前NGN已经成为国际上新一代承载各种业务的主要技术，NGN应具有向后兼容，允许平滑演进的网络。

　　2.1 与PSTN的互通

　　NGN和PSTN的互通包括话路网和信令网的互通。

　　话路网的互通：Softswitch与TG之间的互通采用H.248和SIGTRAN（Signaling transport）协议族的M2UA/IUA/V1UA协议。在中继网关上进行E1电路的对接，由中继网关完成E1电路到IP分组的转换，或者相反方向完成IP分组到E1电路的转换。

　　信令网的互通：SIGTRAN是下一代网络中一个重要的协议堆栈，用来实现在IP网中传递电路交换网的No.7信令，完成NGN和No.7信令网的协议互通。

　　SINGTRAN利用标准IP传送协议作为底层传输，通过增加自身功能来满足信令传送的要求。SINGTRAN由以下三个部分组成。

　　（1）信令适配层：用于支持特定的原语和通用的信令传输协议，信令网关根据其实现的功能，No.7信令适配层可以采用消息传递部分第二级（MTP-2）用户适配层（M2UA）、消息传递部分第二（MTP-2）对等适配层（M2PA）、消息传递部分第三级（MTP-3）用户适配层（M3UA）、信令连接控制部分（SCCP）用户适配层（SUA）、事务处理能力应用部分（TCAP）用户适配层（TUA）。

　　（2）信令传输层：一种保证信令信息在IP网可靠传输的运输层协议，目前采用流控制传送协议（SCTP），由SCTP提供的偶连来保证在无连接的IP网传送可靠的PSTN信令消息。

　　（3）IP协议层：标准IP网络层协议。

　　No.7信令点与NGN中的接点（IP网中的接点）通过SG进行互通主要有两种方式：

　　No.7信令网与基于IP的No.7信令网的互通，和No.7信令网与IP信令网的互通。第一种互通方式是把IP网中节点看作No.7信令网的一个节点，分配No.7信令点编码，只是No.7信令链路层与窄带No.7信令链路层不同，采用的是基于IP的链路层，这里的SG充当了STP及媒体转换功能；第二种互通方式是在IP网中传送信令不再采用No.7信令网的方式传递信令，而是在SG完成MTP-3与IP地址的对应关系，由IP和它的适配层完成对高层信令的传递，这里的SG充当了信令代理的功能。

　　2.2 与PLMN的互通

　　通过媒体网关MGW（Media Gateway）与SCP连接。移动接入媒体网关与UTRAN接入网进行复杂的控制面交互（Q.AAL2/IuUP），将UTRAN业务流转换为IP/ATM核心网业务流，并转接来自UTRAN的非接入层信令（如层3呼叫控制）到MSCserver或转发从MSCserver到UTRAN的控制命令。

　　软交换支持H.248媒体网关控制协议或MGCP协议来实现对媒体网关的控制，接入和管理。

　　2.3 与智能网的互通

　　软交换与智能网的互通有两种方式：通过信令网关SG互通或者直接与SCP连接。

　　软交换与智能网的互通

　　方式一：

　　Softswitch以INAP/CAP/TCAP/SCCP接口通过信令网关与智能网的SCP互通，共同提供智能网业务，对于智能业务所需要的IVR等功能，由Softswitch控制的媒体资源服务器（MRS）和媒体网关实现，可以改善网络资源占用和时延。

　　软交换与智能网互通时与信令网关（SG）直接相连，由信令网关完成底层协议的转换和地址翻译功能。软交换与现有智能网的互通主要体现在软交换通过SGF功能实体实现与现有智能网功能实体SCF、SRF、CCF的信令的互通。在该方式下，软交换应能够处理现有智能网上的各种智能业务的呼叫，这些呼叫可能是PSTN/ISDN用户发起的，也可能是AG/IAD发起的，还可能是SIP终端发起的。

　　方式二：

　　与本地智能网的互通可将软交换网络直接出网口与智能网SCP连接，完成INAP协议。目前的软交换设备支持固定智能网的INAP协议，因此，软交换可以与传统固定智能网的SCP互通，获得原有固定智能网所提供的记帐卡、被叫集中付费、虚拟专用网等智能网业务。如果以后软交换支持CAMEL系统的CAP协议、WIN系统的WIN MAP协议，那么软交换也可以作为GSM和CDMA网络中的SSF，访问GSM 和CDMA网络中的SCP，为移动用户提供各种智能业务。

　　2.4 与移动短消息系统的互通

　　软交换应用服务器的即时消息（IM）系统与移动短消息的互通采用短消息网关实现，如下图所示，IM服务器与短消息网关直接采用中国移动或中国联通规定的SP与短消息网关互通协议：CMPP/SGIP。短消息网关与移动短消息服务器SMS之间采用标准的SMPP协议。IM服务器可以根据消息的接收地址来判别是否到移动终端，如果是到移动终端的消息就把消息转发到短消息网关上从而实现移动终端与多媒体终端的消息互通。

　　2.5 与Internet的互通

　　NGN将充分借鉴移动网络的虚拟归属环境（VHE）技术和Internet的Web业务技术，提供各种网络融合业务。SIP是Internet中的会话控制协议，其地位类似于电话网络中的信令协议，主要功能是完成多媒体呼叫控制。SIP是一个会话/媒体集成控制的轻型协议，专门用于Internet，它和Internet已有的其他协议配套支持多媒体网络通信。SIP协议设计有两个重要的特点。一是在很大程度上参照HTTP进行设计，因此易于实现，适于大规模应用；二是采用E-mail形式的用户地址，因此可以很容易地在Web网页中嵌入对用户的SIP点击呼叫，自然地实现和Internet的融合业务

　　鉴于SIP在未来网络中的重要地位，业界倾注了大量的热情研究SIP的各种网络应用，提出了一些典型应用的解决方案，并给出了SIP协议的扩展机制。由于SIP遵从Internet的一般原则，是一个客户/服务器模式的协议，因此SIP网络业务都是通过相应的服务器实现的。其中，代理服务器（Proxy）是SIP网络的基本网元，完成呼叫请求的选路转发功能。IETF定义了CPL语言，供用户向其发出指令，也可以通过CGI的方式进行控制，借此实现诸如呼叫转移、呼叫筛选等传统电信网中的基本补充业务以及增值业务的触发转向。对于各种增值业务，则须设置相应的应用服务器，根据不同的平台技术，配备如Servlet等形式的控制逻辑，并定义配套的协议过程。

　　2.6 与其它系统的互通

　　即时消息系统通常采用IETF的SIMPLE协议实现，可以与支持SIMPLE标准协议的即时消息系统，如微软的MSN Messenger实现互通。通常NGN系统大都支持多种开放的标准协议，可以与采用SIP标准协议的企业通信系统实现互通。如果企业有自己的IP PBX能够支持标准的SIP协议，软交换可以采用SIP分组局间信令实现与IP PBX的互通。

----《中国数据通信》