基于UMG8900和SoftX3000实现NGN网络介入

《基于UMG8900和SoftX3000实现NGN网络介入》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于UMG8900和SoftX3000实现NGN网络介入（38页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、毕业论文 摘 要 摘 要 NGN（Next Generation Network）是一个综合性的开放网络，它以分组交换技术为基础，以软交换技术为核心，是一个可以提供包括话音、数据和多媒体等各种业务的综合开发的网络架构。NGN的目标是建设一个能够集通信、信息、电子商务、娱乐于一体，满足自由通信的分组融合网络，是下一代通信网络发展的核心。本次设计要完成的内容是图像部分在NGN网络端局层面的接入，将用华为U-SYS方案的核心部件UMG8900和SoftX300

2、0完成NGN网络相关核心部分的设计。重点以 UMG8900产品作为视频互通网关VIG（Video Interworking Gateway）设备实现用户图像部分在端局层面的接入，用于完成视频业务互通功能，以SoftX3000作为控制层的软交换设备来完成对媒体网关的控制。UMG8900支持H.324和H.323协议族定义的各种语音、视频编解码方式，并可以实现不同业务流格式的转换，在分组交换网中提供多媒体业务。本设计在完成对UMG8900和SoftX3000硬件配置之后对他们的数据库件配置来最终实现图像部分在NGN网络端局层面的接入。 关键词 NGN网络，UMG8900，SoftX3000，

3、配置 18 毕业论文 Abstract Abstract NGN (Next Generation Network) is a comprehensive opening network, which is based on switching technology and softswitching technology as the core. It is a network

4、 architecture that can offer businesses like voice, data and multimedia services. Building integrated net about communication, information, e-commerce and entertainment, which is the core of the next-generation communications network development. The task of this design is the image access to the NG

5、N network, the design was using UMG8900 and SoftX3000 to accomplish the core of the NGN network-related. The emphasis is using UMG8900 as Video Sharing Gateway-VIG device which brings out image access level, and using SoftX3000 as a soft switching equipment. UMG8900 supports the H.324 and H.323 prot

6、ocol which defined the method of encoding voice and video. It can provide multimedia service in IP net by transforming information form. The design accomplish the image access to the NGN by configuration the hard ware and database of UMG8900 and SoftX3000. Key Words NGN network, UMG8900, SoftX300

7、0, configuration 毕业论文 目录 目 录 摘 要 I Abstract II 目 录 III 第1章 绪 论 1 1.1 NGN产生的背景 1 1.2 国内外现状及发展趋势 2 1.3 设计中存在的主要问题 3 1.4 需要解决的问题 3 第2章 NGN网络 5 2.1 NGN简述 5 2.2 NGN协议 6 2.2.1 协议分类 6 2.2.2 主要协

8、议功能介绍 7 2.2.3 H.248/Megaco协议 7 2.3 H.323协议 9 2.3.1 协议栈结构 9 2.3.2 H.323协议栈 10 2.3.3 H.323协议的应用 11 2.4 H.248/Megaco协议与H.323协议比较 12 2.5 组网的应用 13 第3章 华为设备硬件的组成 15 3.1 UMG8900作为媒体网关的组网应用 15 3.2 UMG8900硬件结构 17 3.3 SSM配置 18 3.3.1 SSM分类 18 3.3.2 SSM-256应用 19 3.3.3 SSM-256配置 19 3.4 SoftX3000软交

9、换系统 21 3.4.1 SoftX3000系统逻辑结构 21 3.4.2 配置SoftX3000机框 23 第4章 华为设备数据库配置 25 4.1 华为设备硬件数据配置 25 4.1.1 UMG8900配置硬件数据 25 4.1.2 SoftX3000配置硬件数据 26 4.2 数据对接 27 4.2.1 设置虚拟媒体网关标识 27 4.2.2 配置MRS资源数据 28 4.2.3 配置到GMSC的连接 28 4.2.4 配置到H.323终端的连接 28 4. 3 SSM与IP网络的互通 29 4. 4 SoftX3000与IP网络的互通 29 结 论 30

10、致 谢 31 参考文献 32 毕业论文 第1章 绪 论 第1章 绪 论 1.1 NGN产生的背景 虽然尚未看到清楚地阐明何时、何地、由何人具体提议NGN这一名词，但看来, 这是上世纪九十年代中后期的NGI提法（1997年10月10日美国克林顿政府明确提出了下一代互联网行动计划NGI）及ITU－T与ETSI、IEFE相应工作的结晶。同时，尽管对NGN的概念、定义、结构等最基本的问题尚未获得全球满意的统一见解，甚至还存在一些较尖锐的分歧，但NGN的背景与必然性看来是很明显的。 20世纪末期，对无缝隙覆盖全球个人多媒体通信的需求驱动了GII的讨论和建设热潮，基于TCP/I

11、P协议的Internet技术由E-mail和VoIP应用切入，随后Internet/Intranet、WWW飞速发展，在全球快速普及，广受欢迎，人们普遍认同这可能是未来GII的一个发展方向。 随着数字传输技术、数字信号处理技术及高级软件工程技术的进展，对于一向令人头疼、处于低效率运作结构状态的三网分立的局面，人们普遍认同IP协议可望成为三网融合的基础，再借助一系列新技术有可能逐步实现三网的融合，而IP协议亦有可能成为固定与移动通信融合的粘接剂，这对未来全球个人通信及GII实施至关重要。 但Internet设计的初衷主要是考虑军事应用及提高抗干扰能力，这是以牺牲网络带宽为代价的

12、，其网络结构及协议也存在一系列问题, 为非面向连接及尽力而为方式，亦未顾及移动漫游个性化要求，其商用实施中暴露出的安全性、QoS、网络智能管理、赢利商业模式等多方面头痛的问题使internet的NGN2/NGN1的发展亦面临严峻的挑战，但目前又无法找到一种更好的网络结构，因此现实的做法理应是集思广益、博采众长，吸收各种新概念、新思路及新技术，使之尽快满足市场需求，并创造新的增值效益。 “COM泡沫”的破灭、“宽带泡沫”的疑问、3G发展的迷茫、传统电信业务盈利下滑等多种因素强烈驱动传统运营业与制造商亦急需寻找出一种能平滑演进、灵活剪材与适应市场用户需求的新一代网络结构与多业务增长途径。20世纪

13、80年代PC机控制软件与计算硬件分离，形成充分开放的多厂商竞争环境，从而最终推动整个计算机业的繁荣与发展，促使人们认真思考未来网络的发展是否亦应走这类道路。 随着软交换技术及软件无线电等技术的诞生与改进，无论是有线网或无线网，均可采用分层、分面及全开放模式，基于独立的模块化结构，实施业务驱动，使业务、呼叫控制、承载完全分离，从而以优良的性能价格比、兼顾好前后向兼容的过渡方式，平滑地向新的以IP为基础的网络演进，这些技术可望成为较现实的新一代网络即所谓NGN的核心支撑技术。尽快统一相应全球标准，并与原先提出的GII这一目标的实施, 进行协调与融合已成为相关组织（如ITU-T/R、ETSI、I

14、ETF、3GPP、3GPP2、ISC、TINA等）的共同愿望，而且谁都希望在NGN问题的讨论中捍卫自已的基本立场、观点与发言权。 因此，尽管NGN问题在概念、定义、结构等基本方面均有明显含混不清及不同理解情况下，依然成为全球各大标准组织、运营者、制造商、研究开发部门和政府相关部门共同关注的热点, 并在加紧探索各种务实发展的途径, 无论对固定、移动均属如此。 1.2 国内外现状及发展趋势 国内NGN的发展获得了信息产业部相关部门的大力支持。其中，由电信传输研究所牵头的网络与交换标准研究组和IP与多媒体研究组早在2000年就开始制订并颁布中国NGN体系框架、组网设备、组网协议等方面的

15、技术规范和测试规范。在入网检测方面，信息产业部电信设备入网检测中心也于2002年中陆续完成了部分厂家软交换设备的入网测试，北电网络、中兴通讯等公司率先取得了入网认证。 自2000年起，国内的电信运营商纷纷成立内部项目组，展开对NGN网络技术和业务能力的调研。其中，中国电信更是捷足先登，在2001年陆续完成对北电网络、朗讯科技、爱立信等公司的NGN解决方案的试验室测试，并于2002年3月，开展了《中国电信集团NGN试验网》工程，其中，北电网络获得了在广州、深圳、上海、杭州等4个城市建设NGN试验网络的合同。其它参与中国电信NGN试验网项目的厂家还有阿尔卡特、西门子、爱立信和中兴通信公司。经过近

16、一年的努力，该试验工程已经顺利完成。除中国电信之外，中国铁通也于2001年中完成了北京、上海、广州三地的NGN分组中继长途话音试验网的测试，并随后在重庆开展了NGN本地话音商用试验网的测试和部署。中国联通也于2002年底完成了《中国联通NGN试验网络测试规范》，并将启动全国范围内6城市的NGN试验网工程。 与国内主要运营商在NGN方面的进展相比，香港的电信运营商为了抢占市场，取得竞争优势，在NGN方面的步伐较快。其中，2002年6月，香港的新兴电信运营商香港宽频宣布采用北电网络Succession本地接入分组话音解决方案，在香港本地开展话音业务。迄今，用户数已激增至7万。2002年12月，香

17、港另外一家电信运营商新世界电信（New World Telecom）也宣布采用北电网络的Succession本地话音解决方案，加入香港本地话音业务的角逐，提供分组话音、数据和未来的多媒体新业务。 英国电信2005年进行PSTN演进，基于VoIP承载网络，通过软交换加以实现。在本地对一些老型的交换机进行体会。德国电信第一步实现通过网关现有的PSTN网络进行胡同，再就是引进了软交换和媒体网关，实现现有电话网络和IP网络话音的互通，进行相应的一些管理。同时运营商在网络演进的同时注重业务的发展，这是意大利电信的试验，专门做了固定和移动结合的项目。通过各种各样的终端来体现多种的业务融合，它现在特别有名

18、就是阿拉丁计划，基本上使各种各样的终端，像无绳电话，使固定电话保持移动的习惯，然后进行固定移动的融合。用无线技术上到固定网上来，他们做了很好的实践。 纵观全球运营商在NGN方面的试验和应用情况，充分验证了NGN网络的发展趋势是不可阻挡的，它不仅为竞争环境下的电信运营商提供正确的网络发展建设框架，而且满足了运营商在业务发展创新方面的需求。 1.3 设计中存在的主要问题 基于软交换技术的NGN网络其技术并不是十分成熟，缺乏大规模现场应用的经验，特别是多厂家互操作的问题、实时业务的QoS保障问题、网络的统一有效管理问题以及业务生成和业务应用收入能力等。这就需要我们在软交换的关键技术

19、领域，如：体系结构和协议、网络控制和端到端的QoS、业务平台、网络管理、网络安全、媒体压缩技术等方面加强研究。 NGN是一个开放分布式网络，它通过开放式的协议和接口可与各种NGN网络部件对接，组网应用十分灵活。但是，由于IP网络无缝连接的特点，这种开放性也带来了不可避免的网络互通问题。所以在本设计中，协议之间的互连是否完善，也可能存在问题。在接入的过程中可能出现问题。 由于对这种新兴技术的协议及基本原理掌握的还不是很透彻且在实际学习中学到的知识是非常有限的，而设计又都是与实际生活是有着密切相联系的，并且存在对实际线路和设备认识程度问题，就是由于对实际的线路和设备考察和了解有限使设计中可能存

20、在一些数据不准确、设备配置不完善等问题，就使得在毕业设计中出现了无法解决的事件。还有可能对于计算机绘图不熟悉造成绘图方面的一些困难。 1.4 需要解决的问题 组网方式问题。可以选择的组网结构包括：软交换全平面组网结构、软交换分级组网结构和定位服务器分级组网结构。 协议兼容性问题。不同厂家设备虽然遵循相同的标准，但可能选择了不同版本，即使选择了相同的版本，对于细节问题协议并没有做出具体规定，因此厂家分别作了自己的扩充，所以软交换设备互通时，就可能存在兼容性问题。 服务质量问题。NGN网络中语音和视频业务服务质量的提供是与承载网的服务质量保障息息相关的。从承载网角度看，基于MPLS

21、专线的流量工程技术和基于MPLS的VPN技术被认为是解决 IP QoS问题主流技术，这些技术已在部分企业网或运营商网中使用。除此之外，对网络节点设备的资源进行集中控制也是解决承载网QoS的一个思路，如公共开放策略服务(COPS )。总的而言，包括IETF和 ITU - T 等标准化组织已经投入了巨大的精力致力于承载网QoS方面研究，然而并没有获得一个公认标准。因此，承载网服务质量问题的解决也是NGN网络大规模商用的前提和基础。 业务问题。目前，多数软交换的试验主要还是提供基本的话音业务、会议业务（含视频）和网上浏览业务等。而且，除话音业务外，提供其他许多新业务的操作都比较复杂。虽然使用应用服

22、务器方式来提供业务是发展方向，但第三方应用平台的成熟和商用尚需时日。 用户通信连接不受控。控制和承载分离所带来的一个突出问题是用户通信连接不受控，造成该问题的一个主要因素是软交换设备仅完成呼叫控制功能，用户之间的媒体流交互在媒体网关之间直通。尽管网关通过H.248或MGCP等网关控制协议可以上报媒体资源使用状况，然而却无法满足对用户的实时监控功能。最为突出的是软交换设备无法直接获知用户通话开始和结束时刻，该信息需等网关上报后方可获知，因而当软交换与网关之间的网络连接出现异常中断时，软交换将难以感知网关的工作状态，即软交换与网关通信状态不同步。目前，软交换设备主动向网关或终端发送检测存活消息的

23、心跳机制可以有效解决以上问题。然而，如果部分非法终端利用该特性可以生成一个通话中止的虚假消息来触发软交换提前中止呼叫计费，将给运营商造成不可预见的经济损失。因此，如何避免非法用户的通信资源盗用是运营NGN网络所面临的一个难题。 终端接入安全风险。控制和承载分离所带来的另一个突出问题是终端接入安全风险。在NGN网络中，终端用户可通过窄带 Modem 接入、ADSL、以太网接入和 CABLE 等多种接入方式接入到城域网。通常，软交换设备采用。P地址和端点标识等参数来对终端接入进行认证，因此，如何防止端点伪装和IP地址盗用等非法行为也是运营NGN网络所面临的一个难题。目前，H.323、SIP、H.

24、248和MGCP协议都增加了安全认证机制，采用MD5等算法对关键参数进行加密传送，从而尽可能降低终端接入安全风险。除此之外， H.248 和MGCP还定义了采用IP Sec协议进行传送的机制，不仅保证终端接入的安全，还可以保证信令传送的安全。 地址匮乏问题。NGN网络的大规模应用将极大地增加对IP地址的需求。当前，解决IP地址匮乏的方案有两种，一是统一部署IPv6地址，二是采用 NAT（Network Address Translator）穿越技术。由于IPv6方案的实施对现有网络会带来革命性的变化，部署IPv6地址应是NGN网络实施下一阶段应重点考虑的问题，因此当前阶段部署NGN网络应着重

25、考虑NAT穿越技术。在NAT穿越解决方案中，企业网用户和用户驻地网内的终端用户采用私有IP地址通过出口的NAT/FW（防火墙）接入公网。与传统NAT/FW支持HTTP等数据应用穿越不同，基于H323、SIP、MGCP和H248等协议的语音和视频应用需通过信令消息中的IP地址和端口参数来实现目的地寻址，因此信令消息在地址穿越中不仅需要对 TCP/UCP层的端口信息以及IP层的源地址和目的地址进行变换，还需对IP包载荷中的相关地址信息进行变换。目前，应用级网关、代理方式、MID COM协议和协议扩展等方式是几种主要的NAT穿越技术。 毕业论文 第2章 NGN

26、网络 第2章 NGN网络 2.1 NGN简述 NGN被称为下一代网络，具有综合、开放的网络架构,主要由业务管理应用平面、业务控制平面、核心交换平面、边缘接入平面四个不同的功能平面组成,在统一的分组网络上提供话音、数据和多媒体等业务。这种技术革新使得NGN的用户接入方式显得非常的灵活。 NGN可以分为业务层、控制层、传送层、接入层四层划分，各层之间通过标准的开放接口互连。NGN组网图如图2.1所示。 图2.1 NGN结构图 ●业务层，在NGN中，业务层由一系列的业务应用服务器组成，提供各种各样的业务控制逻辑，完成增值业务处理。同时提供开放的第三方接口，易于引

27、入新型业务。业务节点即业务管理层的各种应用服务器，业务节点可以是传统的智能网SCP（Service Control Point）设备，也可以是NGN构架的应用服务器App Server（Application Server）。传统的智能网设备与软交换之间通过INAP（Intelligent Network Application Protocol）协议完成传统的智能业务，主要用于NGN初期建设当中，可以继承传统的智能业务资源。App Server是NGN构架下的应用服务器，通过SIP与软交换设备交互。同时，应用服务器对外提供开放的第三方接口，实现开放的业务提供方式，方便的引入第三方业务。 ●

28、控制层，控制层主要完成接续控制、资源管理等功能，其核心是现在通称的软交换（Softswitch），之前也有称MGC（媒体网关控制器）的。该层的主要设备包括软交换，软交换设备是NGN中的呼叫处理中心，支持SS7（Signal system Number 7）、DSS1（Digital Subscriber Signal No.1）、V5、H.323、SIP（Session Initiation Protocol）等多种窄带和宽带呼叫控制信令。软交换设备通过H.248/MGCP（Media Gateway Control Protocol）协议控制TG（Trunk Gateway）、AG（Acce

29、ss Gateway）、IAD（Integrated Access Device）、EPhone（Ethernet Phone）、MRS（Media Resource Server）等网关设备完成相关的呼叫业务处理。软交换设备与业务管理层的各种应用服务器之间采用标准、开放的接口，可以灵活实现并快速引入各种新业务。 ●传送层，独立于业务控制的、提供 QoS保证的分组化大容量骨干传送平台。传送层主要完成网管与OSS，网管系统负责整个网络的管理和维护操作，监控整个网络所有设备的状态。网管系统和各种网元设备之间通过SNMP等标准网管接口实现管理功能；OSS（Operation Support Sys

30、tem）即运营支撑系统，负责业务的发放、计费以及用户线测试管理，一般和网管系统配合完成其功能。 ●接入层，提供各种宽窄带、移动或固定用户接入。接入层主要作用是利用各种接入设备实现不同用户的接入，并实现不同信息格式之间的转换，其功能有些类似传统程控交换机中的用户模块或中继模块。接入层的设备都没有呼叫控制的功能，它必须要和控制层设备相配合，才能完成所需的操作。接入层中包括各种各样的接入设备，其中主要有： 中继网关TG：实现NGN核心网与传统PSTN的互通。PSTN侧接口为TDM方式，NGN核心网侧接口为IP/ATM方式，TG设备完成TDM到IP/ATM媒体流的转换。TG设备与软交换之间通过H.

31、248/MGCP协议交互，接受软交换设备的控制，实现呼叫的建立、拆除以及其它业务。 信令网关SG：实现PSTN信令的分组承载变换。SG将承载在TDM上的PSTN信令基于SIGTRAN（Signal Transfer protocol）协议转换为IP/ATM分组方式送给软交换处理，同时接收软交换设备来的分组信令，转换为TDM方式。SG可以是独立的方式存在，也可以内嵌于TG设备当中。 接入网关AG：提供窄带和宽带业务接入功能。AG通过媒体流变换把用户线数据，如语音、Modem、Fax等在NGN核心网上传送。AG通过H.248/MGCP协议与软交换设备交互，接受软交换的控制，上报用户线状态，完成

32、用户的呼叫处理功能[1]。 2.2 NGN协议 2.2.1 协议分类　　 NGN协议包含非对等和对等两类协议。非对等协议主要指媒体网关控制协议H.248/Megaco；对等协议包括SIP、H.323、BICC等。SIGTRAN为信令传送协议。由于历史原因，NGN系列协议有些相互补充，有些则相互竞争。H.248/Megaco是一个非对等主从协议，与其它协议配合可完成各种NGN业务。SIP、H.323均为对等协议，存在竞争关系，由于SIP具有简单、通用、易于扩展等特性，已逐渐发展成为主流协议。 表2.1 软交换网络协议总汇 协议类型 适用范围 协议/

33、接口标准 IP电话协议 软交换和终端间 H.323和SIP 媒体网关控制协议 软交换与媒体网关间 MGCP和H.248/MEGACO SIGTRAN协议 软交换与信令网关间 SCTP, M3UA, M2PA, M2UA, IUA, SUA 互通协议 软交换间 SIP-T/SIP-I/BICC 业务层协议 软交换与应用服务器间 Parlay API, SIP, JAIN 和 INAP 2.2.2 主要协议功能介绍 H.248/Megaco协议：是在MGCP协议的基础上，结合其它媒体网关控制协议特点发展而成的一种协议，它提供控制媒体的建立、修改和释放机制

34、，同时也可携带某些随路呼叫信令，支持传统网络终端的呼叫。该协议在构建开放和多网融合的NGN中，发挥着重要作用。网关分离的核心是业务和控制分离，控制和承载分离。这样使业务、控制和承载可独立发展，运营商在充分利用新技术的同时，还可提供丰富多彩的业务，通过不断创新的业务提升网络价值。 SIP协议：会话发起协议，是IETF制定的多媒体通信系统框架协议之一，它是一个基于文本的应用层控制协议，独立于底层协议，用于建立、修改和终止IP网上的双方或多方多媒体会话。SIP协议借鉴了HTTP、SMTP等协议，支持代理、重定向、登记定位用户等功能。支持用户移动，与RTP/RTCP、SDP、RTSP、DNS等协议配

35、合。支持Voice、Video、Data、Email、Presence、IM、Chat、Game等。　 BICC协议：BICC协议解决了呼叫控制和承载控制分离的问题，使呼叫控制信令可在各种网络上承载，包括MTPSS7网络、ATM网络、IP网络。BICC协议由ISUP演变而来，是传统电信网络向综合多业务网络演进的重要支撑工具[2]。 SIGTRAN协议：是IETF的一个工作组，其任务是建立一套在IP网络上传送PSTN信令的协议，SIGTRAN协议包括SCTP、M2UA、M3UA，提供了和SS7MTP同样的功能。 H.323协议：是一套在分组网上提供实时音频、视频和数据通信的标准，是ITU-

36、T制定的在各种网络上提供多媒体通信的系列协议H.32x的一部分。 2.2.3 H.248/Megaco协议 H.248/Megaco信令协议是IETF于加2000年11月提出的, 是MGCP的进一步开发，它与MGCP在结构上和MG/MGC 间交互动作关系上相似，开发的初衷是简化操作和改进信令控制效率。但是在H.248/Megaco场合，信令网关直接管理着MG码流的出/入和起/止以及各码流间的组合关系，从而减少了MG和MGC间交互操作，提高了效率。 ●协议连接模型。在H.248协议的连接模型中使用的两个主要抽象概念就是终节点（Termination）和关联(Context)。 终

37、节点发送和/或接受一个或者多个数据流。在一个多媒体会议中，一个终节点可以支持多种媒体，并且发送或者接受多个媒体流。在终节点中封装了媒体流参数、Modem和承载能力参数。一个终节点由一个唯一的Termination ID来标识。 终节点是MG中的逻辑实体，负责发起和接收媒体流或控制流.。Termination是源媒体流或目的媒体流客体，Termination可以用于表示中继线、模拟线和RTP流等。 代表物理实体的终端有半永久(semi-permanent)的存活期。例如表示一个TDM信道的终端，只要网关提供，就可以一直存在。而表示临时信息流(例如RTP流)的终端，则只在使用期间存在。一个Te

38、rmination一次只能存在于一个关联之中。Termination可用特性来进行描述，每个特性由一个ProPerty ID标示，由这些特性可以组成一系列描述符。除了适应IP网络媒体交互的特性外，H.248的另一个显著特点是，吸取了PSTN/lSDN的闪亮之处：智能业务实现思路H.248/Megaco协议强调把智能集中在服务器(如媒体服务器、应用服务器)上，既能容纳面向连接的媒体又能容纳IP那样的无连接媒体，因此适用的媒体网关类型更广，且网关规模有更大随意性。实际上，网关进一步分离就是开放的、多网融合的NGN 组网思路，强调业务和控制分离、控制和承载分离。这样使业务、控制和承载可独立发展，运营

39、商在充分利用新技术的同时 ，还可提供丰富多彩的业务，通过不断创新的业务提升网络价值[3]。 ●协议的应用 H.248在NGN中的典型应用如图2.2所示，目前主要应用在软交换系统与中继媒体网关（TMG）之间的通信、软交换设备与接入媒体网关（AMG/IAD）之间的通信。 图2.2 H.248在NGN中的典型应用 PSTN交换机通过No.7中继电路连接到UMG8900。UMG8900再通过H.248协议与IP城域网互连，上接SoftX3000，通过H.248协议下接UMG8900与用户相连。 SoftX3000通过H.248协议与中继网关通信。Soft Switch提供H.248

40、 MGC功能以控制中继网关中的ISUP中继，H.248 MGC提供以下功能： 出口网关和入口网关的RTP容量协商。可以配置每个H.248 MG的RTP发送和接受容量。SoftX3000要确保两个MG之间设定的匹配容量被用于建立呼叫。 通过H.248协议管理TMG中的PSTN ISUP中继。支持TMG上的中继预留，支持TMG上的中继释放，支持TMG上的中继回流型连接，支持中继参数的修改，在中继上加上信号音，支持中继（或中继组）暂停业务和恢复业务 通过H.248协议管理TMG中的临时RTP终止。支持临时终端的创建，支持临时终端的取消，支持有关临时终端的RTP参数的修改 2.3 H.32

41、3协议 H.323是由ITU制定的通信控制协议，用于在分组交换网中提供多媒体业务。呼叫控制是其中的重要组成部分，它可用来建立点到点的媒体会话和多点间媒体会议。目前最新的H.323版本是V4。H.323定义了介于电路交换网和分组交换网之间的H.323网关（Gateway）、用于地址翻译和访问控制的网守（GateKeeper）、提供多点控制的多点会议控制器（MC）、提供多点会议媒体流混合的多点处理器（MP），以及多点会议控制单元（MCU）等实体。 2.3.1 协议栈结构 H.323协议栈结构如图2.3所示。其下三层为PBN的底层协议，如在LAN中，可为物理媒体――MAC-IPX；

42、在IP网络中，其网络层就是IP。传输层有两类协议：不可靠传送协议，如UDP，用于传送实时声像信号和终端至网守的登记协议；可靠传送协议，如TCP，用于传送数据信号及呼叫信令和媒体控制协议。 图2.3 H.323协议栈结构 2.3.2 H.323协议栈 具体来说，H.323协议处理软件由以下几个部分组成： 话音编码采用相应的G系列建议，其中G.711（PCM）为必备的编码方式，其余为任选方式，目前IP电话最常用的是G.729A和G.723.1。视频编码采用H.260系列建议，如H.261、H.263等。实时音频和视频编码信号均封装在RTP（R

43、eal_time Transport Protocol，实时传输协议）协议分组中，以提供定时信息和数据报序号，供接收端重组信号。RTCP（Real-time Transport Control Protocol，实时传输控制协议）协议是RTP协议的一部分，提供QoS监视功能。数据通信采用T.120系列建议，是用于多媒体会议的数据协议栈。 H.225.0是H.323系统的核心协议，主要用于呼叫控制。在任何呼叫开始之前，首先必需在端点之间建立呼叫联系，同时建立H.245控制信道，这就是H.225呼叫信令协议的主要功能。H.225.0建议还包含两个功能。一是规定了如何利用RTP对音视频信号进行封

44、装；二是定义了RAS协议[4]。 RAS（Registration, Admission and Status）协议是H.225.0协议的一种，是端点（终端或网关）和网守之间使用的协议，其主要作用是为网守提供确定的端点地址和状态、执行呼叫接纳控制等功能。 H.225.0呼叫信令协议是以ISDN的Q.931/Q.932为基础指定的，其中最重要的是Q.931。Q.931协议是ITU-T制定的一种关于呼叫控制的标准，是ISDN用户网络接口第三层关于基本呼叫控制的描述。 H.245是一种通用的多媒体通信控制协议，主要针对会议通信设计。H.323系统采用H.245协议作为控制协议，用于控制通信信道

45、的建立、维护和释放。 2.3.3 H.323协议的应用 以华为设备SoftX3000作为软交换为例，H.323在NGN的典型应用如图2.4所示。SoftX3000提供两种H.323接口：一种称为SoftX3000 H.323域，是与由SoftX3000直接控制的H.323终端的接口。SoftX3000具有H.323的GW+GK功能。另一种称为H.323域，是与外部H.323网络的接口。SoftX3000具有H.323的GW功能。 SoftX H.323 Domain H.323 Domain Other Networks

46、 H.323 GK+GW H.323 GW SoftX H.323 Terminal H.323 Terminal H.323 GK H.323 GW 图2.4 H.323在NGN中的典型应用 ●SoftX3000 H.323域 SoftX3000在该域中用作H.323 GK。在SoftX3000 H.323域中所有H.323终端都必须在SoftX3000注册，以便利用SoftX3000提供的业务。 在该域中SoftX3000也用作H.323

47、GW，并提供与其它网络的接口，如H.323 终端的SIP/ISUP/MGCP。 H.323接口支持H.225.0 RAS、H.225.0 Q.931和H.245协议信令。 验证是通过用户名/密码程序进行的，该程序通过H.323终端提供给SoftX3000。 ●H.323域 在该域中SoftX3000作为H.323GW必须向外部H.323 GK注册，以便于使用H.323域提供的业务。 H.323接口支持H.225.0 RAS、H.225.0 Q.931和H.245协议信令。 SoftX3000注册所有通过SoftX3000（包括SoftX3000域中的H.323终端）接入到外部GK的

48、地址。 2.4 H.248/Megaco协议与H.323协议比较 H.248讲议是由ITU-T和MGCP共同制定，除IP业务应用外，H.248协议考虑了更多与现有传统PSTN/ISDN以及V5.2接入网业务兼容能力，以及更丰富的业务实现功能需求。ITU-T已经批准的H.248协议基本包13个、协议扩展包至少有108个，3GPP正式批准的用于UMTS的H.248扩展包有9个，ETSI正式批准的H.248扩展包有4个。同时它还协议还制定了适用于更完善的语音服务器扩展包用实现资源服务器的增强语音播放功能。H.248协议是用于媒体网关控制的接口协议，从协议功能说，H.24

49、8协议具有多媒体视讯会议功能，具有完善的MG重启动和注销机制，H.248协议定义了更丰富的IP网络传输协议，可选使用UDP，TCP或SCTP协议进行承载。在实际运营中，H.248协议可根据安全性和可靠性要求的不同选用不同的传输协议， H.248协议可以适用于IAD设备、TG设备等基本网关类型，还可适用于具备V5.2接入的AG设备、媒体资源服务器、多点控制器（MC）、多点处理器（MP）等其他设备[5]。 H.323协议十分广泛和灵活，应用范围从仅提供语音服务的电话到支持多媒体功能的视频会议站点。H.323为现有设备，如IP网络建立了多媒体标准，用户可以在不改变多媒体其网络设施的情况下进行多媒体

50、应用；H.323提供设备到设备，应用到应用和供应商到供应商的互联性，因此允许用户方面的产品兼容性没有问题；H.323提供了局域网络和其他网络的互联标准。H.323网络管理可以控制视频会议所用的网络带宽。多点传送功能的支持减小了对带宽的要求。H.323的优越性还体现在很多方面：建立了音频、视频数据流的编码、解码标准，以此保证来自不同供应商的设备的共同支持；除了保证终端设备可以对接收的到的信息解码外，H.323还建立了接收端客户同发送发的通讯方法，该标准同时建立了通用户呼叫设置和控制协议；H.323可以运行于通用的网络结构之上，没有任何硬件级操作系统进行捆绑，可以用于各种环境，包括计算机视频系统、

51、IP电话设备、CATV机顶盒等。虽然H.323可以在不需要专门多点控制单元（MCU）的情况下支持3个或更多的终端设备的会议，但MCU可提供性能良好、结构灵活的功能。H.323支持多点发送，也可以包含各种终端设备，所以效率和利用率都较高。此外一个H.323多媒体终端能够和T.120数据终端共享数据，同时和其他H.323终端共享音频、视频和数据。H.323还采用来自不同视频会议标准的通用编码、解码技术以减小见笑传输延迟，提高系统性能。此外，由于音频、视频流信息对网络的带宽十分敏感，并有可能影响整个网络的运行。网络管理能够根据网络的情况或者H.323可用带宽限制并连发连接数量，通过这种限制可以保证网

52、络流量，防止网络瘫痪。 总之，由于本次设计内容是图像部分在NGN网络端局层面的接入，考虑到H.323的上述优势，将采用H.323作为实现视频图像接入部分的协议，而H.248仅作为媒体网关与接入软交换技术所在控制层的通信协议。 2.5 组网的应用 NGN可以分为业务管理、呼叫控制、分组交换和边缘接入四个层面，整个网络基于IP分组方式实现业务数据的传输与交换。NGN组网结构示意图如图2.5所示。 图2.5 NGN组网结构示意 根据上面图2.5给出的NGN软交换网络体系结构，不难分析出：位于控制层中的软交换，通过传输服务层中的核心传输网，与处于接入层中的媒体

53、网关交互作用，接受正在处理呼叫的相关信息，根据业务应用层已定义好的相关设定，指示媒体网关完成呼叫[6]。 作为媒体接入层的基本处理单元，媒体网关负责管理PSTN与分组数据网络之间的互通和媒体、信令的相互转换，包括协议分析、语音编码/解码、回声消除、数字检测和传真转发等。信令网关SG则提供SS7信令网络和分组数据网络之间的交换，其中包括协议ISUP、TCAP等的转换。而无线网关则负责移动通信网/分组数据网的交换。软交换通过提供基本的呼叫控制功能和信令处理功能，对网络中的传输和交换资源进行分配和管理，在这些网关之间建立起呼叫或是已定义的复杂的处理，同时产生这次处理的详细记录。 传输服务层负责通

54、信媒体信息端到端的传递，对应网络的下三层功能，原则上可以采用任何形式的分组网络技术，包括典型的IP、ATM、FR、MPLS等技术，主要网络设备为各种路由和交换机。为了支持传统网络的演进严禁，传底层包含各种形式的媒体网关（MG）和接入网关（AG）,负责TDM网络和IP网络之间的媒体格式转换和信号适配以及各种已有接入方式的汇接。位于传底层的媒体服务器（MS）负责媒体信息的存储、混合和多点发送，典型应用就是支持会议通信、语音信箱、传真服务器等[7]。 控制层负责端到端或缘到缘的呼叫/会话控制，对应网络的会话层功能。该曾最主要的设备就是软交换系统(SSW),其地位相当于传统通信网中的交换机，是网络的

55、核心设备。为了支持与传统电信网的信令互通，该层还包含信令网关（SG）,其主要作用是提供ISDN用户部分（ISUP）信令和智能网应用协议（INAP）信令在IP网络上的透明传送。 业务应用层中的应用服务器提供了执行、管理、生成业务的平台，负责处理与控制层中软交换的信令接口，提供开放的API，用于生成和管理业务。应用服务器和软交换设备之间的接口采用IETF制定的会话绘画发起协议（SIP）[8]。 图像部分在NGN网络汇接局层面的接入中用到了MG，MG为媒体网关，是软交换系统中的接入设备，属于NGN网络的接入层。作为媒体接入层的基本处理单元，其中网关可分解成媒体网关（MG）和媒体网关控制器（MGC

56、），MG在 MGC（或软交换）的控制下，实现跨网媒体业务。ISDN接入、V5接入、xDSL接入等，并且在网络侧提供IP/ATM接口。以华为设备为例，UMG8900可作为MGW实现NGN网络中的AG、TG、VIG或NGN架构交换机功能。其中SoftX3000完成呼叫控制功能，UMG8900完成业务承载功能。软交换和通用媒体网关设备之间采用。UMG8900和SoftX3000之间采用IP承载的标准媒体网关控制协议H.248协议进行消息交互。 毕业论文 第3章 华为设备硬件的组成 第3章 华为设备硬件的

57、组成 本次设计要完成的内容是图像部分在NGN网络端局层面的接入，所以将用华为U-SYS方案的核心部件UMG8900和SoftX3000完成NGN网络相关核心部分的设计。本设计将重点以 UMG8900产品作为通用媒体网关，并作为媒体网关MGW设备实现用户图像部分在端局层面的接入，以SoftX3000作为控制层的软交换设备来完成对媒体网关的控制。本章节将完成对UMG8900和SoftX3000的硬件配置。 3.1 UMG8900作为媒体网关的组网应用 UMG8900通用媒体网关基于标准的NGN架构，是华为公司提供的U-SYS解决方案中的关键设备。UMG8900设备作为通用媒体网关

58、设备，支持灵活的配置和组网应用，同一套软硬件平台可以作为NGN中接入层的多种业务网关进行组网，定位于通用的媒体网关设备，可以作为AG、TG和VIG进行组网。设备支持内嵌SG（Signaling Gateway）功能，完成信令适配转发。 可以提供NGN网络的TG(中继网关)和大容量AG（接入网关）功能，同时支持内嵌SG（信令网关）功能。UMG8900设备通过与软交换设备联合组网，可以作为NGN架构的一代TDM交换机，提供PSTN的所有业务，实现向NGN网络的平滑演进[9]。 UMG8900作为NGN中的TG设备进行组网，支持TDM到IP/ATM分组网络的承载转换，实现NGN核心网与传统PST

59、N的互通。PSTN侧接口为TDM方式，NGN核心网侧接口为IP/ATM方式，设备完成TDM到IP/ATM媒体流的转换。TG设备与软交换之间通过H.248/MGCP协议交互，接受软交换设备的控制，实现呼叫的建立、拆除以及其它业务。 UMG8900作为NGN中的AG设备进行组网，支持宽带和窄带一体化接入业务，通过媒体流变换把用户线数据，如语音、Modem、Fax等在NGN核心网上传送。AG通过H.248/MGCP协议与软交换设备交互，接受软交换的控制，上报用户线状态，完成用户的呼叫处理功能。 当UMG8900作为远端交换模块使用，与NGN交换机配合组网，放置在用户接入侧，通过远端交换进一步收敛

60、话务流量，节省传输线路资源[10]。 在本次设计中，UMG8900作为NGN中的VIG设备，用于完成视频业务互通功能，设备支持H.323协议族定义的各种语音、视频编解码方式，它包括视频呼叫控制和视频业务复用等协议，并可以实现不同业务流格式的转换。VIG在NGN中属于媒体接入层设备，完成视频业务流格式转换，并根据网络承载方式的不同进行适配，实现不同网络之间视频业务终端互通。UMG8900设备作为视频互通网关应用时，使用的硬件和逻辑结构与作为TG时相同，只是业务资源部分增加了视频业务处理功能。 UMTS网络CS域H.324M视频终端与H.323网络视频终端进行多媒体业务互通组网示意如图3.1所

61、示。 图3.1 UMTS/H.323视频终端互通组网 在这种组网方式下，UMG8900通用媒体网关需要与软交换设备SoftX3000联合组网，UMG8900与SoftX3000可以放在H.323网络中，作为H.323网络中的一个实体进行组网。UMG8900与SoftX3000之间可以使用H.323的核心IP分组网络进行消息交互，也可以采用新建的独立IP分组网络。 UMTS网络中，关口局GMSC设备与端局MSC设备之间可以采用IP/TDM/ATM连接；GMSC与UMG8900、SoftX3000设备之间采用TDM连接，此时GMSC到SoftX3000之间的信令可以通过UMG89

62、00内嵌信令网关进行转发；UMG8900、SoftX3000与H.323核心分组网络之间采用IP连接[11]。 UMTS网络中视频终端基于UMTS CS域提供多媒体业务时，视频终端采用H.324M协议，H.323网络中的视频终端则采用H.323协议；H.324M终端域H.323终端之间的业务互通由UMG8900完成，呼叫控制互通由SoftX3000完成。 H.324M终端与H.323终端进行多媒体业务呼叫时，H.324M终端发起的呼叫由本地MSC转发到对应关口GMSC设备上，GMSC设备通过TUP/ISUP协议与SoftX3000交互，SoftX3000通过RAS注册到H.323网络中的G

63、K设备上，SoftX3000设备收到来自UMTS网络的多媒体业务呼叫后，通过RAS消息转发给GK，由GK发起到H.323终端的呼叫，呼叫过程建立后，通过UMG8900建立业务承载面的互通功能，在呼叫控制交互当中，如果需要完成音频编解码变换或者视频编解码变换，由SoftX3000根据呼叫协商的结果在业务承载建立时指定相应的业务资源[12]。 在这种组网方式下，UMG8900 设备实现了三个层面上的互通： ●媒体控制层面的互通 UMG8900 设备实现UMTS网络CS域H.324M视频终端与H.323视频终端间多媒体控制协议的互通。 H.324M视频终端和H.323视频终端所采用的多媒体控

64、制协议均为H.245协议。由于H.324M和H.323视频终端所采用的媒体承载格式和媒体编码的不同，二者所采用的H.245协议不能直接互通，UMG8900 设备完成了这种媒体控制层面的互通。 ●媒体承载层面的互通 UMG8900通用媒体网关设备实现UMTS网络CS域H.324M视频终端与H.323视频终端间不同媒体承载格式的转换。 H.324M视频终端所采用的媒体承载格式为H.223，控制流、音频流和视频流复用在一个64K/56K带宽的通道上传输； H.323视频终端所采用的媒体承载格式为RTP，音频流和视频流被打成RTP包在IP网上传输。 UMG8900 设备完成了这种媒体承载层面

65、的互通。UMG8900 设备收到H.324M视频终端发来的H.223复用流后，首先从H.223复用流中解出音频流和视频流，然后将音频流和视频流打成RTP包发送给H.323终端。 ●媒体层面的互通 UMG8900 设备实现H.324M手机终端与H.323终端间不同媒体编解码格式的转换。 H.324M视频终端常用的音频编码为AMR，常用视频编码为H.263和MPEG-4。 H.323视频终端常用的音频编码为G.711和G.723.1，常用的视频编码为H.263。 在一个呼叫中，H.324M与H.323视频终端如果没有共同的视音频编解码能力，UMG8900 设备就可以实现这种媒体层面的互通

66、。 3.2 UMG8900硬件结构 华为设备的硬件结构示意图如图3.2所示。 图3.2 硬件逻辑结构示意图 UMG8900硬件逻辑结构上可以分为业务交换模块SSM、远端交换模块RSM和用户接入模块UAM三部分。SSM、RSM和UAM之间采用TDM连接，物理上可以是E1或者SDH方式，通过内部私有协议进行通信，由SSM完成整个设备的维护和管理。 SSM为业务交换模块，是整个设备的核心单元，实现业务流的汇聚、交换、处理和转发，支持TDM/IP/ATM中继接口，提供与软交换设备的接口，同时完成整个设备的操作维护功能。 UAM为用户接入模块，提供用户直接接入功能，接入业务通过RSM或者SSM上行汇聚，由SSM提供上行接口。插框使用的主控单板和业务单板完全相同，可以单独或者级联使用，分别用于不同场合和用户容量。 UMG8900设备作为独立接入网关AG组网应用，需要同时配置SSM和UAM，设备通过UAM直接接入用户终端、通过SSM完成业务流汇聚和交换、业务流格式处理以及不同传输方式的适配等。作为PSTN网络交换机时，中继/汇接/关口局应用只需要配置SSM模块，端