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软交换应用互通网关技术

        网关技术是解决异构网络互通的一种常用手段,网关的作用就是完成两个异构网络(可以是分组网络和电路网络,如IP到PSTN,或是两个分组网络,如IP到3G/ATM)之间的信息(包括媒体信息和用于控制的信令信息)转换,使一个网络中的信息能够在另一个网络中传输。软交换网络接入层需要部署大扯种类各异的网关设备,以实现与各种现存网络的互通需求,下面首先分析NGN与PSTN的互通需求,然后重点介绍软交换接入层的3种主要网关设备:信令网关、中继网关和接入网关。
与PSTN网络互通需求分析
分析软交换网络与PSTN网络在组网方式、业务、信令承载以及媒体流编码格式等方面存在的根本差异,考虑它们之间的互通需求,必然会涉及到如下几方面的问题。
(1)网络承载连接的互通
        PSTN网络的信令及媒体业务流承载在基千TDM的El/Tl物理时隙通道上,而NGN的信令及媒体流则在无连接的IP网络层上传输,并以流传输控制协议(SCTP,StreamControlTransmissionProtocol)和实时传输控制协议(RTP/RTCP,RealtimeTransportProtocol/RealtimeTransportControlProtocol)来实现端到端的信令及媒体连接的可靠性保证。因此,两个网络的边界上必须有合适的设备来完成不同承载模式之间的互通转换。由千在NGN体系中,信令及媒体业务流分别在不同网络层面和物理设备(控制层软交换及承载层媒体网关)上处理,因此网络承载连接的互通需求又可进一步划分为信令承载的互通与媒体承载的互通。
(2)应用控制信令的互通
        PSTN侧交换局间一般采用基千共路No.7信令方式的ISUP、TUP,或随路方式的R2、No.1信令实现局间的呼叫互通,而NGN则在软交换设备间采用SIP/SIP-T、H.323、BICC等基于IP的呼叫控制协议实现局间呼叫互通,在流程及消息构成方面完全不同于PSTN侧各类信令,这就要求处千NGN互通节点位置的软交换设备必须能同时支持PSTN侧及NGN侧的局间呼叫控制协议,并完成二者之间转换。
(3)媒体格式的互通
对千语音业务,PSTN网络中的媒体流一般采用非压缩的波形编码PCM格式,而在NGN中,为了实现节省VoIP带宽的目的,采用了压缩比较高的模型参数编码格式(如G. 723.1、G.729等格式),其他业务(如传真业务等)也采用了特殊的编码方式,因此媒体格式的双向转换是必须解决的互通问题。
互通网关设备的分类
在早期的IP电话技术中就开始大屈应用网关技术(主要是基于H.323协议的VoIP网关)来实现IP网络和PSTN网络之间语音通信的互通。早期VoIP网关的特点是媒体处理和信令处理都封装在一起。随着IP电话的大规模应用,网关功能开始进行分化,根据处理信息类型的不同,可以分为两大类:媒体网关和信令网关。通过媒体网关、信令网关和软交换设备的不同组合,现有的通信网络(包括PSTN、ISDN以及PLMN)都可以接入到核心骨干网(ATM或IP网络)中。
一、信令网关
信令网关是对不同网络之间交互的信令信息进行中继、翻译和终接处理的设备。从概念角度而言,信令网关可用于多种网络之间的信令转换,如No.7信令到IP信令的终结和转换以及IP信令到IP信令的转换(如H.323到SIP)。在下文中,将提到的信令网关特指No.7信令网关,用千处理SCN和IP网之间的No.7信令转换。
二、媒体网关
媒体网关是对不同网络上传输的媒体信息进行格式转换的设备。比如,媒体网关可以将PSTN上的音频流转换为适合在IP网上传输的分组信息流。通过媒体网关,各种网络都可以接入到核心IP网上。按照媒体网关设备在软交换网络中应用方式的不同,又可以将媒体网关分为以下两类。
1、中继媒体网关,简称中继网关(TG,TrunkGateway),主要是连接传统的PSTN/ISDN网络,用来终结大量的数字中继电路,负责PSTN/ISDN的C4或C5局的接入,将其接入到ATM或IP网络。
2、综合接入媒体网关,简称接入网关(AG,AccessGateway),用千为各种用户提供多种类型的业务接入,如直接接入PSTN/ISDN用户、ADSL用户或V5用户。这类接人网关一般放置在靠近用户的端局。
        如果从网络接口的角度来看,中继网关主要应用千NNI(Network-NetworkInter­face,网络到网络接口),而接人网关主要应用千UNI(User-NetworkInterface,用户到网络接口)。此外,在有些分类方式中,根据媒体网关是应用于固定网还移动网,而把媒体网关进一步划分为:无线中继媒体网关(WMG,WirelessMediaGateway),位千移动电路交换网和分组交换网之间,终结大量中继电路;无线接入网关(WAG,WirelessAccessGateway),位于移动网的基站子系统和分组交换网之间,为移动用户提供业务接入。本书中则把它们看成是中继网关或综合接入网关在移动网中的应用方式,不再单独划分。网关分类并没有固定方式。在本节中提到的网关类型,其应用方式上的一个共同特点是都属于局端设备,在软交换网络中通常用千与现有网络的互通或者密集用户群的接入。