VOIP试点工程改造设计计算机网络论文.doc

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1、摘 要下一代网络(NGN)是一个以分组网络为承载，提供固定移动语音、数据和视频业务等业务的业务融合网络。当前所谓的电信网是为电话业务设计的，实质上是为电话网服务的。要适应NGN多业务、灵活开展业务的特征，必须要有新的网络结构来支持。VOIP技术使电话语音应用的实现成本大幅度下降，实现手段变得简单容易。本文首先对VOIP技术发展的进程以及现在的应用情况进行了阐述，简单介绍了NGN及VOIP的关键技术和组网结构。论文重点介绍了广东移动佛山分公司VOIP试点工程改造的过程以及工程改造效果测试。本设计主要完成了华为软交换设备IP承载功能软硬件改造、启动IP承载话务功能以及改造完成后的效果评估。最后通过

2、拨打测试，对改造结果进行验证，拨打成功，则VOIP改造工作完成。关键词：NGN，软交换，VOIPAbstractNext generation network (NGN) based on the packet network, is a business integration network providing fixed mobile voice, data and video service business. Nowadays telecommunications network is designed for fixed telephone business and actuall

3、y services telephone network. There must be new network structure to adapt NGN multi-service. VOIP technology cut down the cost of telephone voice greatly and make it easy to reallize.Firstly, the development and current application of VOIP technology are introduced briefly in this paper. NGN and VO

4、IP key technology and the network structure is studied simply.This paper mainly focused on GMCCs VOIP experimental projects reformation process and its effect test. In the design, Quidway softswitch equipment reconstruction including software and hardware is finished over IP. Evaluating the effect o

5、f reformation and its risk assessment of project is proformed. Finally, calling test indicates that the design is validated and VOIP reconstruction work is completed.Key words: NGN, softswitch, VOIP目 录第1章 绪论11.1 研究背景11.2 国内外发展现状21.3 主要研究内容6第2章 NGN技术及应用82.1 NGN概述82.2 软交换技术概述92.3 NGN体系结构10第3章 VOIP技术及应

6、用133.1 VOIP概述133.2 MGCP协议143.2.1 MGCP内容简介143.2.2 MGCP协议栈结构163.2.3 基本工作流程163.3 采用MGCP的VOIP体系结构及特点183.4 VOIP技术的应用19第4章 NGN设备的改造234.1 话务组网244.1.1 本地网内244.1.2 省内长途244.1.3 省际长途254.2 信令组网254.3 改造方案264.4 改造配置284.4.1 华为MSC ServerSoftX3000设备294.4.2 华为MGWUMG8900设备304.5 网元节点的改造32第5章IP电话网的实现345.1 IP电话网方案设计345.2

7、 IP终端的启用355.2.1 局数据加载375.2.2 局数据激活425.3 业务测试43结 论46参考文献47致 谢49附录1 MSoftX3000设备改造代码50附录2 UMG8900设备改造代码55IVContentsChapter 1 Introduction11.1 Research Background11.2 Development Situation at Home and Abroad21.3 Main Research Contents6Chapter 2 NGN Technology and Application82.1 NGN Overview82.2 Descri

8、bes the Soft Switch Technology92.3 NGN System Structure10Chapter 3 VOIP Technology and Application133.1 VOIP Overview133.2 MGCP Protocol143.2.1 MGCP Content Abstract143.2.2 MGCP Protocol Stack Structure163.2.3 The Basic Work Process163.3 VOIP of the MGCP Architecture and Characteristics183.4 Applica

9、tion of VOIP Technology19Chapter 4 NGN Equipment Reconstruction234.1 Telephone Traffic Networks244.1.1 Local Network244.1.2 Trunk Call between the Province244.1.3 Trunk call Between Provinces254.2 Signalling Networking254.3 Reconstruction Scheme264.4 Reconstruction Configuration284.4.1 Quidway MSC S

10、erverSoftX3000 Equipment294.4.2 Quidway MGWUMG8900 Equipment304.5 The Node of Network Element Reconstruction32Chapter 5 Realization of IP Network345.1 IP Network Scheme Design345.2 Enable of IP Terminal355.2.1 Bureau Data Loading375.2.2 Bureau Data Activation425.3 Business Test43Conclusions46Referen

11、ces47Acknowledgements49Appendix 1 MSoftX3000 Equipment Modification Codes50Appendix 2 UMG8900 Equipment Modification Codes55第1章 绪论随着数据通信网络技术的飞速发展和Internet的普及，TCP/IP协议已经成为占主导和统治地位的网络技术。在IP网络的基础上提供各种类型的服务，包括传统的电信语音业务都已经成为当前通信网络技术发展的热门技术和重要趋势。1.1 研究背景20世纪末开始，电信市场在世界范围内开放竞争，互联网的广泛使用使数据业务急剧增长，用户对多媒体业务产生了

12、强烈需求，对移动性的需求也与日俱增，电信业面临着强烈的市场冲击与技术冲击。下一代网络（NGN：Next Generation Network）的概念就在这种氛围中逐步诞生。下一代网络（NGN）是一个以分组网络为承载，提供固定移动语音、数据和视频业务等多种业务的业务融合网络，它实现了业务与控制分离、控制与承载分离以及承载与接入分离，形成全开放的完全分层体系结构。NGN涉及的核心技术存在两个层次：一个是承载网层面；一个是业务网层面，软交换技术将在其中发挥核心的作用。软交换是NGN中语音部分，即下一代电话业务网（包括固定网、移动网）中的核心技术1。NGN不是现有电信网和IP网的简单延伸和叠加，而是整

13、个网络框架的变革。它是以软交换为核心、光网络和分组型传送技术为基础，提供固定移动语音、数据和视频业务等多种业务的开放式业务融合网络。以软交换为核心的NGN实现了业务与控制分离、控制与承载分离以及承载与接入分离，形成全开放的完全分层体系结构，在高层业务上实现计算机网、通信网和广播电视网，三网的融合，为语音、数据、视频等各种业务在三网上的传输提供一个统一开放的平台2。软交换技术是NGN中语音部分，即NGN的核心技术。基于软交换的VOIP将是NGN的主要业务之一。VOIP是在互联网和基于IP的数据网上进行的语音、数据传送，体现了网络融合基础上的边缘化发展趋势，其最终目的之一是为消费者提供更加多样化、

14、简单化、价格低廉的实用业务；二是削减运营商的运营成本，减少资本开支；三是提供一个支持各种增值创利的平台。因此各大运营商对此项技术的推广已经进入突破性阶段，VOIP业务甚至成为许多传统运营商的救命稻草，成为当前通信业发展的当前的新热点，给予足够的重视3。按照该运营商集团公司统一部署，近年来全面推广引入TDM承载的软交换设备，再逐步改造成以IP承载网进行。目前，软交换技术上已经成熟，其下一阶段应实现IP承载语音。在现网设备中，实现IP承载话音后可以实质性节省传输成本，卸载汇接层面的话务压力，是核心网面向未来演进的必经之路。因此，对现网的软交换设备进行IP化改造，是市场和技术驱动的必然结果。本次课题

15、就是基于该运营商现网的软交换改造试点工程而开展的。1.2 国内外发展现状1995年以色列VocalTec公司所推出的Internet Phone，不但是VOIP网络电话的滥觞，并揭开了电信IP化的序幕。人们从此不但可以享受到更便宜、甚至完全免费的通话及多媒体加值服务，电信业的服务内容及面貌也为之剧变。2006年以来，全球VOIP市场发展迅速，尤其是发达国家VOIP市场规模在迅速扩大，对传统电话的替代作用逐步增强。例如，英国管制机构OFCOM和爱尔兰管制机构ComReg都预计，不远的将来所有话音业务都要转移到IP技术上来。另外，因为各国情况不同，VOIP发展呈现鲜明的地域差异特点。日本是较早开放

16、VOIP业务的国家，起步较早，2005年以前在全球VOIP市场几乎占据绝对优势地位。2005年以后其他地区的VOIP市场也开始迅速发展，如美国和欧洲，这使得欧美在全球VOIP市场中的份额快速增长。我国VOIP市场的发展可以分为两个阶段。第一个阶段是2000年开始到2004年以电信运营商为主导的阶段。1999年前后，中国电信拆分，国内运营商规定VOIP系统，这时候它的优势是上游的真正的体系，传统的运营商做VOIP服务是不得已而为之，它的本质是长途资费的下调。由电信运营商主导的VOIP系统采用了ITU-T指定的H.323协议，H.323协议被普遍认为是目前在分组网上支持语音、图像和数据业务最成熟的

17、协议。电信运营商的IP电话业务在2000年4月正式开通。到了2004年，VOIP再次成为焦点，VOIP的发展进入了第二个阶段。2004年skype与TOM合作进入中国市场推出VOIP电话服务，引起了即时通讯市场的很大反响，腾讯QQ、MSN、新浪UC和网易泡泡等纷纷加强了在语音功能的研发，推出了较强语音功能VOIP的软件版本。VOIP的再次兴起与第一次有很大的区别。根本原因是以互联网为主导的SIP协议的兴起。SIP协议已经非常成熟，它比较简单，更易于实现摆脱了电信系统的复杂性，更趋于计算机化。除此之外，还有其他一些因素，包括资费低廉、VOIP硬件成本不断降低、宽带市场普及率的提高、企业信息化的需

18、求等4。VOIP发展到目前，几乎所有的网民都使用及时通软件，他们易于接受VOIP电话。据分析，未来两年中国VOIP市场将持续增长，尤其是管制政策明朗之后，VOIP市场增长速度将扩大。在2000年时候，ATM技术如日中天，到了2003年，随着IP技术的完善，ATM技术已注定进入落伍的境地，全IP化时代来了，VOIP更是首当其冲。网络电话若要走向符合企业级营运标准，必须达到以下几个基本要求：（1）服务品质（QoS）之保证：这是由PSTN过渡到VOIP、IP PBX取代PBX的最基本要求。所谓QoS就是要保证达到语音传输的最低延迟率（400毫秒）及封包遗失率（5-8），如此通话品质才能达到现今PST

19、N的基本要求及水准，否则VOIP的推行将成问题。（2）999999的高可用性（High Available：HA）：虽然网络电话已成今后的必然趋势，但与发展已久的PSTN相较，其成熟度、稳定度、可用性、可管理性，乃至可扩充性等方面仍有待加强。尤其在电信级的高可用性上，VOIP必须像现今PSTN一样，达到6个9（999999）的基本标准。目前VOIP是以负载平衡、路由备份等技术来解决这方面的要求及问题，总而言之，HA是VOIP必须达到的目标之一。（3）开放性及相容性：传统PSTN是属封闭式架构，但IP网络则属开放式架构，如今VOIP的最大课题之一就是如何在开放架构下，而能达到各家厂商VOIP产品

20、或建设的互通与相容，同时地造成各家产品在整合测试及验证上的困难度。目前的解决方法是透过国际电信组织不断拟定及修改的标准协定，来达到不同产品间的相容性问题，以及IP电话与传统电话的互通性。（4）可管理性与安全性问题：电信服务包罗万象，包括用户管理、异地漫游、可靠计费系统、认证授权等等，所以管理上非常复杂，VOIP运营商必须要有良好的管理工具及设备才能适应。同时IP网络架构技术完全不同于过去的PSTN电路网，而且长久以来具开放性的IP网络一直有着极其严重的安全性问题，所以这也形成网络电话今后发展上的重大障碍与首要解决的目标。（5）多媒体应用：与传统PSTN相比，网络电话今后发展上的最大特色及区别，

21、恐怕就在多媒体的应用上。在可预见的未来，VOIP将可提供互动式电子商务、呼叫中心、企业传真、多媒体视讯会议、智慧代理等应用及服务。过去，VOIP因为价格低廉而受到欢迎及注目，但多媒体应用才是VOIP今后蓬勃发展的最大促因，也是各家积极参与的最大动力5。当前在电信运营商中，对VOIP的布局，是采用软交换技术来实现的。中国移动已经完成一干网的软交换化。大部分省级二干也完成了软交换的建设，目前处于软交换和传统电路交换共存的局面。广东省内地级市的本地网也已经开始软交换的商用，目前正处于软交换和传统电路交换共同使用的过渡阶段。软交换系统的功能主要包括：（1）媒体网关接入功能：可以连接各种媒体网关，如PS

22、TNISDN IP中继媒体网关、ATM媒体网关、用户媒体网关、无线媒体网关、数据媒体网关等完成H.248协议功能。同时还可以直接与H.323终端和SIP终端进行连接，提供相应业务。（2）呼叫控制功能：为完成基本呼叫的建立、维持和释放提供控制功能，包括呼叫处理、连接控制、智能呼叫触发检出和资源控制等。（3）业务提供功能：能够提供PSTNISDN交换机能提供的全部业务，包括基本业务和补充业务；还可以与现有智能网配合提供现有智能网提供的业务；同时也在考虑实现多媒体功能。（4）互连互通功能：软交换可以同时支持多种协议并实现彼此之间的互连互通6。业界对软交换的发展抱以很大的希望，认为软交换是未来电信网络

23、（NGN）的核心技术；实现了呼叫控制和承载的分离，方便了组网的灵活性；软交换可以平滑的实现从PSTN网络向全IP网络的过渡；软交换具有开放的业务接口，可以灵活的实现新的业务；软交换同时支持多种协议和接入方式的接入，便于营造综合业务网络。所谓VOIP是大势所趋，网络IP化已经是大势所趋，传统PSTN话音业务迟早要转移到IP网上，VOIP一定是未来语音业务发展方向，现在几乎所有主导运营商，在向NGN演进计划中都把VOIP列为一项主要的战略，VOIP也成为向NGN演进过程中，可以率先开展商业运营的应用。比如日本主要电信运营商都鼓励用户从传统固定电话网转向IP电话，NTT计划在2010年以前将公司一半

24、固定电话线转化为光缆，进一步增加其IP电话的用户数量。财富1000强中的一半企业都部署了VOIP，在2010年，40美国家庭都将用上VOIP，用户将达到3260万个家庭。前面说到VSNL公司，也准备到2008年把话音设施全部转为基于IP的NGN，所以现在业界普遍认为，纯IP到IP的VOIP最终将取代PSTNTDM业务，当然这绝不是一夜之间可以完成的。在2004年起，国内就开展了软交换的大规模上马。2005年初，包括中国移动长途软交换汇接局等众多移动软交换网络的成功意味着电路交换网向基于IP的软交换网转型的成功。这是核心网络建设革命性的里程碑，它标志着基于IP的R4架构的移动软交换网络已经完全成

25、熟，可以大规模商用。软交换的时代已经来临。各大运营商在2006年基本完善了一干和省内二干的核心网络的软交换化，并在2006年大规模引入华为软交换和爱立信软交换更换各地级市的本地GSM核心网络。软交换的大规模商用大大提前于预期的时间。软交换的发展对传统电信市场产生了重大影响，它打开了3G多媒体实时业务真正获利的大门。1.3 主要研究内容我们已渐渐步入3G时代，在我国运营商中，目前应用的主要是R4版本，R4的核心网络的关键词是控制承载相分离、承载IP化。目前国内各个运营商的核心网络中已经在用软交换设备，但承载仍未全IP化。步入2010，3G和IP已不是呼声的问题，而是何时用的问题，承载IP化的趋势

26、势不可挡。软交换设备IP化是促进中国移动核心网络演进、面向网络扁平化目标迈进的关键一步，有利于网络的低成本高效运营，是适应市场竞争的需要，整合网络资源、降低投资风险的有效手段7。本项目是某运营商引入VOIP对当前传统GSM网络进行改造的试点，改造的方案制定、实施过程和效果评估都会给其他公司带来很好的经验和教训。因此，本次VOIP改造将成为全省今后VOIP改造的模板。本论文就是在这样的背景下开展相关研究工作的。在项目中，所做的工作主要分为三个部分：第一部分是结合现网的网络结构，制定VOIP改造实施方案。改造方案包括信令和话务走向的设计、对软交换MSC-SERVER和媒体网关MGW硬件和软件的改造

27、方案的设计。对于信令，MSC Server和MGW在信令面设置SCTP双归属；BSSAP信令通过M3UA转接方式。话务方面，分别对本地网内、省内长途以及省级长途话务走向进行了设计。设备改造方面，需要对MSC-SERVER进行软件改造，对媒体网关进行硬件和软件的改造。第二部分是在改造过程中，对设备进行硬件的扩容改造；并进行现网的局数据改造，实现启动IP承载话务功能局数据修改包括MSC-S更改SIGTRAN IP地址以及MGW更改SIGTRAN IP地址，配置IP Payload地址和相关数据两部分数据的修改。在数据修改后将信令指向BICC信令，将话务指向IP路由。第三部分是VOIP改造后测试结果

28、，验证本次工程改造的效果。本次验证的思路完全撇开无线因素，通过在软交换局两侧用固话（BL电话）直接拨打的方式，对软交换局的语音质量进行评估。无线侧同时配合测试，在相应的局所覆盖的业务区域进行终端到终端的拨打测试。第2章 NGN技术及应用NGN是业务驱动的网络，是业务独立于网络的网络，将现有网络演变成下一代网络并非一日之工，而原有的网络与新网络并存需相当长的时间，所以新网络还需能够和原有网络互通，这就要求新的网络体系能够完成以下功能：采用TDM传输网和SS7信令网互通、与现有的业务(如智能网提供的业务）互通和与现有的PSTN网络体系融合。2.1 NGN概述传统的通信网络架构是一种垂直的独立的，每

29、一种业务都需要一套相应的系统设备来支撑，每一套系统也只为相应的业务而开发，而到了NGN时代，整个网络架构扁平化，平面化。简单的分为四层：边缘接入层、核心交换层、网络控制层和业务管理层，层与层之间互相独立，互相透明化，同一个网络可以支持多种业务接入、业务应用。一般所说的2G到3G的演进，也就是一个传统通信网络架构到NGN时代的演进过程8。谈到移动通信2G到3G的演进，目前每一个从事电信行业的人士都非常熟悉一句话，那就是“一切基于IP，IP基于一切”，而且国际国内各个电信标准化组织都在探讨“全IP”网络的概念，希望在未来能实现真正全球完全一致的“全IP核心网络”。为什么要强调全IP核心网络的概念呢

30、?因为从技术发展趋势来看，核心网趋于一致，各式各样的服务器接入统一的核心网来为用户提供越来越完善的服务是大势所趋。而目前对IP核心网的认同基本上是“IP核心骨干网”上，也就是说，只是拿IP取代了传统网络的传输层（如MTP），而控制层（如SCCP）、应用层（如TCAP、MAP、IS-41等）等都还是传统的概念，只不过在不断增加新的功能。但应该看到的是全部，这才是真正意义上的“全IP”网络概念。运营业也顺应这种变化趋势，将从现在大而全的方式逐渐走向专业化发展，将出现网络传输提供商（长途的、本地的）、网络运营商、接入提供商（有线、无线）、接入运营商等新的运营形式。2.2 软交换技术概述软交换技术是实

31、现新一代话音通信及多媒体和数据交互的核心技术。从应用来说，软交换主要是应用在IP网上的。软交换用在IP网络是非常自然的，因为IP网络所需的呼叫控制与承载连接是分开的。软交换是下一代网络呼叫与控制的核心，是NGN体系结构中的关键技术，其核心思想是硬件软件化，通过软件来实现原来交换机的控制接续和业务处理等功能，各实体间通过标准化协议进行连接和通信，便于在NGN中更快地实现各类复杂的协议，更方便地提供业务。目前软交换主要完成以下功能：媒体网关接入功能、呼叫控制功能、业务提供功能、互连互通功能、支持开放的业务/应用接口功能、认证与授权功能、计费功能、资源控制功能和QoS管理功能、协议和接口功能等。简单

32、地看，软交换是实现传统程控交换机的“呼叫控制”功能的实体，但传统的“呼叫控制”功能是和业务结合在一起的，由于不同的业务所需要的呼叫控制功能不同，因此要求软交换提供的呼叫控制功能是各种业务的基本呼叫控制。软交换的重要特点之一是为三方应用提供平台，允许用户对系统进行编程，创建新业务，从而不仅增加了服务种类，而且加快了服务应用速度。另外，软交换采用了开放式应用程序接口（API），允许在交换机制中灵活引入新业务。软交换技术体现了业务/控制与传送/接入分离的思想，在整个软交换体系中，完成接续、控制功能的信令协议起到核心作用，决定了业务提供能力的强弱。把传输与呼叫控制分离开来，为控制、交换和软件可编程功能

33、建立了分离的平面，使业务提供者可以自由地将传输业务与控制协议结合起来，实现业务转移，使软交换能无缝统一于通信数据、传真、视频等多媒体业务9。软交换结合了传统话音网络的可靠性和IP技术的灵活性、有效性和开放性等优点，使得传统电信运营商和新兴运营商都十分看好这一技术的发展前景。软交换所面临的首要的也是最主要的挑战就是多协议，即软交换所支持的协议很多，而且这些协议分别来自不同的标准化组织，这为技术研究、设备生产、通信运营等各方面都带来了很多协调方面的困难。软交换技术已成为业界的新热点，它的出现使语音网络走向开放的新型体系架构。作为下一代网络交换核心的SoftSwitch，结合了传统的电话网络的可靠性

34、和IP技术的灵活性及有效性的优点，是新兴运营者进入语音市场的新的技术手段，也是传统语音网络向分组语音演进的方式，由其所形成的系列网络设备将对我国电信网的演进以及利用IP网络提供丰富的业务起重要的作用，具有广阔的发展前景。2.3 NGN体系结构下一代网络（NGN）是一个以分组网络为承载，提供固定移动语音、数据和视频业务等多种业务的业务融合网络，它实现了业务与控制分离、控制与承载分离以及承载与接入分离，形成全开放的完全分层体系结构。边缘接入核心交换网络控制业务管理图2-1 NGN体系结构图2-1为NGN体系结构，采用NGN技术构成的网络可以分为边缘接入层、核心交换层、网络控制层和业务管理层四层，各

35、层功能如下:边缘接入层：其功能是将各类用户连接至网络，然后集中用户业务将它们传递至目的地，其中包括各种接入手段，如宽窄带，移动或固定用户接入等。由各种媒体网关或智能接入终端设备组成，主要设备有：信令网关（SG）、中继网关（TG）、接入网关（AG）、综合接入设备（IAD）、无线接入网关（WAG）、媒体资源服务器、H.323网关（H.323GW）。核心交换层采用分组技术，主要由骨干网、城域网各设备（如路由器、三层交换机等）组成，用于向用户提供一个高可靠性、具有QoS（Quality of Service）保证和大容量的统一的综合传送平台。核心承载网采用高速包交换网络，可实现电话网、计算机网和有线电

36、视网三网融合，同时支持语音、数据、视频等业务。网络控制层实现呼叫控制，其核心技术采用软交换技术，用于完成基本的实时呼叫控制和连接控制功能。网络控制层即软交换，采用独立开放的控制平台，将呼叫控制从媒体网关中分离出来，通过软件实现基本呼叫控制功能，包括呼叫选路、管理控制和信令互通等，使业务提供者可自由结合承载业务与控制协议，提供开放的API接口，从而可使第三方快速、灵活、有效地实现业务提供。控制层中的物理实体是软交换机（MSC SERVER），软交换机的主要功能如下：对接入层的各种媒体网关的控制，指示媒体网关应与哪个媒体网关建立连接关系、信息压缩编码方式的控制、回声抑制功能控制、业务流量控制；基本

37、话音业务的呼叫处理和连接控制；数据业务的处理和连接控制；提供与更高层应用的接口；计费功能10。主要涉及软交换相关的功能，完成业务逻辑的具体执行，其中包含呼叫控制，资源管理，接续控制和路由等操作，实现各种信令协议的互通和转换。此层是NGN的核心神经，决定用户收到的业务，并能控制低层网络元素对业务流的处理。业务管理层主要负责在呼叫建立的基础上提供各种各样的增值业务控制逻辑相应的网络管理及服务，完成增值业务处理。如业务生成、业务逻辑定义和业务编程接口等。此外，业务层还负责业务相关的管理功能，如业务认证和业务计费等。同时提供开放的第三方可编程接口，易于引入新型业务。业务层由一系列的业务应用服务器组成，

38、包括：SCP、AAA服务器、应用服务器、策略服务器。第 12 页 共 62 页第3章 VOIP技术及应用IP由于其支持业务的多样性，所以有了“一切基于IP”的口号。语音通信在2G通信系统上获得了极大的成功，VOIP除了能够支持语音外，还可以提供更多更诱人的新业务。本节将详细介绍基于MGCP协议的VOIP技术规范。最后介绍VOIP技术在业务方面的应用、发展进程以及现状。3.1 VOIP概述VOIP是建立在IP技术上的分组化、数字化传输技术，其基本原理是：通过语音压缩算法对语音数据进行压缩编码处理，然后把这些语音数据按IP等相关协议进行打包，经过IP网络把数据包传输到接收地，再把这些语音数据包串起

39、来，经过解码解压处理后，恢复成原来的语音信号，从而达到由IP网络传送语音的目的。IP电话系统把普通电话的模拟信号转换成计算机可联入因特网传送的IP数据包，同时也将收到的IP数据包转换成声音的模拟电信号。随着NGN逐步走向实际应用，基于软交换的VOIP（Voice Over Internet Protocol）成为NGN提供业务的亮点。基于软交换的VOIP不仅能提供语音业务，还能提供传统电话网所不能提供的新型增值业务，如视频、即时消息和各种数据业务。国际软交换联盟（ISC）将VOIP（Voice Over IP）网络分为四种不同的功能平面：传输平面，呼叫控制和信令平面，业务应用平面和管理平面。传

40、输平面：负责VOIP的消息传输，这些消息可能是用于呼叫和媒体建立的信令消息，也可能是媒体消息。其主要功能是用来支持来自外部网络或终端的信令和媒体接入到VOIP网络。传输消息的底层技术可以是各种各样的，只要能够满足消息的传输需求即可。呼叫控制和信令平面：负责VOIP网络中主要设备的控制。利用来自传输平面的信令消息进行呼叫控制，通过控制传输平面中的设备组件建立和释放媒体连接。业务应用平面：提供网络中应用业务的控制、逻辑和执行。该平面上的设备与控制和信令平面上的设备通信，以实现对基于业务执行逻辑的呼叫流进行控制。管理平面：包含租户和业务供给、运行支持、计费和其他网络管理功能11。3.2 MGCP协议

41、MGCP（Media Gateway Control Protocol）媒体网关控制协议是一种VOIP协议，应用于分开的多媒体网关单元之间。多媒体网关由包含“智能”呼叫控制的呼叫代理和包含媒体功能的媒体网关组成，其中的媒体功能执行诸如由TDM语音到VOIP的转化。3.2.1 MGCP内容简介MGCP是简单网关控制协议（SGCPSimple Gateway Control Protocol）和IP设备控制规范（IPDCInternet Protocol Device Control）融合而成，是IP网络和PSTN网络之间接口的统一规范12。原则上，MGCP协定与H.323和SIP皆不同，H.32

42、3和SIP协定是专门针对网络电话及IP网络所提出的两套各自独立的标准，两者间并不相容及互通。反观MGCP协定，则与IP电话网络无关，而只牵涉到闸道分解上的问题，也因为如此，该协定可同时适用于支援H.323或SIP协定的网络电话系统。MGCP协定制定的主要目的即在于将闸道功能分解成负责媒体流处理的媒体闸道（MG），以及掌控呼叫建立与控制的媒体闸道控制器（MGC）两大部分。同时MG在MGC的控制下，实现跨网域的多媒体电信业务。由于MGCP更加适应需要中央控管的通讯服务模式，因此更符合电信运营商的需求。在大规模网络电话网中，集中控管是件非常重要的事情，透过MGCP则可利用MGC统一处理分发不同的服务

43、给MG。MGCP采用和SIP类似的协议结构，为文本协议。协议从功能上可以分为两个实体：MGC和MG。MGC物理上可对应为软交换机，MG对应的媒体网关主要包含TGW（Trunking Gateway）、VOATM Gateway、RGW（Residential Gateway）、Access Gateway和Business Gateway，分别负责桥接相应类型的网络。MGC与MG之间通过MGCP协议进行通信。MGCP协议是网关分离的产物。MGCP协议把H.323网关和网守功能整合，重新划分为媒体网关控制器（MGC：Media Gateway Control）、信令网关（SG：Signallin

44、g Gateway）和媒体网关（MG：Media Gateway），如图所示:H.323SIPPSTN/ISDNMGMGCPISUPPSTN/ISDNGWGKIP终端SGIPIPH.323的网关结构MGCP分离网关结构MGC图2-2 MGCP中的网关分离结构与H.323网关结构的对比GW：网关Gateway GK：网守Gatekeeper SG：信令网关MG：媒体网关 MGC：媒体网关控制器（1）媒体网关（MG）：主要处理用户数据，提供必要的信号转换，负责媒体变换以及PSTN和IP两侧通路的连接；（2）信令网关（SG）：主要负责连接SS7网络，进行信令转换；（3）媒体网关控制器（MGC）：又可

45、称为软交换或呼叫代理（CA：Call Agent），主要是处理控制信令，负责根据接收到的信令控制媒体网关的连接建立和释放。MGC与MGC之间一般采用SIP进行通信。MGC对于MG而言是不可见的，MGC对不同的网关可以发出相同的消息13。3.2.2 MGCP协议栈结构MGCP协议自下而上分为三层：语法和编码层、传送层和事务层。开发人员只需基于事务层提供的接口即可开发各种基于MGCP的应用，而无需关心MGCP底层的实现技术。各层的功能如下：（1）语法和编码层：MGCP通过BNF（Backus Naur Form grammar）语法对消息（包括命令和响应）和消息字段的格式作了详细的规定；（2）传送

46、层：MGCP是基于UDP不可靠传送的，传送层定义了详细的消息重发机制以尽量保证消息能够准确有序地到达对端，即使由于某种原因消息无法到达对端，也能够保证事务的状态不会紊乱；（3）事务层：事务由请求以及对应于该请求的响应组成，它们之间通过相同的事务标识相关联。事务从创建到撤销的过程中在给定的状态之间转移，程序根据事务的状态和事件的类型来决定所要执行的操作并相应改变事务的状态。3.2.3 基本工作流程MGCP的呼叫模型包括连接模型和呼叫控制模型两个部分。连接模型中两个基本构件是端点（endpoint）和连接（connection），它们是建立呼叫通路的重要概念。一个或多个连接组合成一个呼叫。呼叫控制

47、模型，即呼叫建立和释放中的重要概念是事件（event）和信号（signal）。事件是网关能侦测出的状态，如摘机、挂机等。信号是根据网关监测出端点所处的状态，MGC命令网关在端点上产生的。在通信过程中，网关将侦测出的事件报告给MGC，MGC给MG发送信号或控制MG向用户发送各种音信号，来进行呼叫控制与管理。MGCP协议消息采用UDP协议传送，以加快消息传送速度。但由于UDP本身只能提供不可靠的传送服务，所以MGCP采用了重发定时机制、“至多执行一次”功能、消息捎带机制和临时响应机制，以保证消息的可靠传送和正确处理14。MGCP协议消息分为命令和响应两类，每个命令需要接收方回送响应，采用三次握手方

48、式证实。MGCP是通过命令来实现呼叫控制的，协议定义了9种命令：EPCF（端点配置）、RQNT（通知请求）、CRCX（创建连接）、MDCX（修改连接）、NTFY（事件通知）、DLCX（删除连接）、AUEP（vg计端点）、AUCX（审计连接）和RSIP（重启命令，即重新注册）。MGCP协议基本工作流程如图2-3所示。图示为一个基本的VOIP呼叫建立与释放流程：MGC-主被叫网关GWl、GW2发RQNT，命令其侦听主被叫的摘机事件；主叫摘机，GWl-MGC发NTFY报告主叫摘机事件；MGC-GWl发RQNT，命令其侦听主叫输入被叫号码，并给主叫发送拨号音；主叫拨号，GWl-MGC发NTFY，报告输入被叫号码的事件；MGC-GW