试论NGN用户接入技术
[摘要]NGN(Next Generation Network)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用户接入技术的用户接入方式显得非常的灵活,应用形式多种多样,可为电信运营商进行NGN用户接入网络建设提供参考依据。
[关键词]下一代网络(NGN);软交换;用户;接入 [作者简介]陈海荣,广东公诚通信建设监理有限公司,广东汕头,515041
[中图分类号] TP393 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723(2010)05-0053-0003
一、前言
下一代网络(NGN)是一个能够提供包括语音、数据、视频和多媒体业务的、基于分组技术的、综合开放的网络架构。NGN是以软交换为核心、光联网为基础的融合网络。NGN提供包括话音、数据和多媒体业务。目前NGN建设主要是承载网和核心网, NGN的接入网建设没有一个成熟的应用模式。NGN接入网建设与终端设备的发展有着密切的联系,只
有NGN终端丰富多样,才能够给NGN接入网建设带来更大的灵活性。这需要广大运营商和设备商的努力。 二、 基于软交换的下一代网络
下一代网络是一个能够提供包括语音、数据、视频和多媒体业务的,基于分组技术的、综合开放的网络架构。从总体趋势上看,下一代网络核心层功能结构将趋向扁平化的两层结构,即业务层上具有统一的IP通信协议,传送层上具有巨大的传输容量;而在网络边缘则倾向于多业务、多体系的融合,允许多协议业务接入。NGN是具有融合结构的网络,以业务驱动为特征,将业务从承载网中剥离出来,灵活地构建于一个统一的开放平台上,将采用软交换技术。 (一)基于软交换的NGN分层结构
软交换主要设计思想把呼叫控制功能从媒体网关(传输层)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、连接控制(建立会话、拆除会话)和信令互通,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。其中更重要的是,软交换采用了开放式应用程序接口(API),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。
基于软交换的下一代网络的主要思想是业务与控制、承载与接入相分离,各实体间通过标准的协议进行连接和通信。软交换位于网络控制层,提供各种业务的呼叫控制。网络
分为业务应用层、控制层、传输层和媒体接入层。 (二)关键设备及功能
软交换设备(SS):主要是完成域内电话用户的呼叫控制、信令处理、资源管理、计费管理、用户管理、协议适配等,其与数据网的接口为100M以太网口。
中继网关(TG):主要是完成PSTN网与IP网媒体的转换,其媒体网络侧接口为100M以太网口,与PSTN网侧接口为E1口。中继网关TG与SS间采用H.248协议。
信令网关(SG):主要是完成PSTN 网与IP网七号信令的的转换。其与数据网的接口为100M以太网口,与PSTN网的连接为七号信令链路,SG与SS间采用Sigtran信令。 接入网关(AG):提供模拟用户线接口,用于直接将普通电话用户接入到软交换网中,可为用户提供PSTN提供的所有业务,如电话业务、拨号上网业务等,它直接将用户数据及用户线信令封装在IP包中。
综合接入设备(IAD):一类IAD同时提供模拟用户线和以太网接口,分别用于普通电话机的接入和计算机设备的接入;另一类IAD仅提供以太网接口,用于计算机设备的接入,适用于利用计算机同时使用电话业务和数据业务的用户。 多媒体业务网关(MSAG):用于完成各种多媒体数据源的信息,将视频与音频混合的多媒体流适配为IP包。 AG、TG和SG共同实现普通电话用户的语音业务的接
入,并将语音信息适配为适合在软交换网内传送的IP包。通过各类MG,软交换网实现将PSTN/PLMN 用户、H.323 IP电话网用户、普通有线电话用户、无线接入用户的语音、数据、多媒体业务的综合接入。 三、用户接入方式
NGN通过接入设备提供多样化的接入手段,采用接入网关AG以及综合接入设备IAD,还有支持多媒体应用的新型SIP智能终端。
AG和IAD是宽带城域网向最终用户的延伸,在小区、市场、大学及楼宇内部和用户桌面通过部署综合接入设备及以太网交换机可以在最靠近用户端将用户话机产生的话音业务打成分组IP包,接入一体化城域数据网络。 (一)IAD 接入
采用SS+TG+SG+IAD的方式,语音接续由SS控制,SS 与IAD的控制采用H.248协议。IAD的媒体协议为RTP/RTCP,用户终端IP地址的分配可以采用公用IP地址或私有IP地址。IAD与IAD电话用户的互通,媒体和呼叫的建立完全由SS控制。
IAD用户与PSTN网用户的互通,在SS的控制下,中继网关TG实现媒体流的转换,SG完成IP网与PSTN网七号信令的互通,最终完成呼叫的建立与释放。 IAD接入有三种不同的接入类型:
1.将IAD放置于用户桌面或者个人办公地点。一般来说这种IAD可提供一个10/100M 的上行以太网口和两个下行接口,一个RJ45口,一个RJ11口。
2.IAD置于商业楼宇或楼道。IAD 的上行接口为以太网接口。下行接口包括两种形式,一种全部是Z接口,只为用户提供语音业务;另一种为数量相同的RJ45接口和Z接口,为用户提供数据与语音综合业务。
当楼道IAD只提供Z接口时,用户PC机通过五类线接于楼道的以太网交换机,IAD的上行接口也接于楼道的以太网交换机,下行Z接口通过双绞线接用户普通话机,实现用户数据、语音业务接入。
3.当楼道IAD提供数据与语音接口时,用户PC机及普通话机均接于楼道IAD的相应下行接口上。此时,IAD的上行接口接于城域数据网接入层的以太网换机上。IAD接入其环境是用户只有五类线,无双绞线资源,主要应用于家庭/SOHO、楼道、学校、商业楼宇及企业。接入方式简单,可以充分利用现有网络资源,用户接入迅速。 (二)集团、小区接入
采用SS+TG+SG+AG 的方式,语音的接续由SS控制,SS与AG的控制协议采用H.248,AG的媒体协议为RTP/RTCP,AG可支持DSSI及模拟用
户信令,AG 的地址分配可以采用公用地址或私有地址。
接入网关AG 对用户的接口为双绞线,可以接模拟电话用户、传真机和数字电话用户。小区内的电话,虽然在内部交换完成,但仍然受SS控制;AG之间电话用户的互通(AG-AG),媒体和呼叫的建立完全由SS控制。AG用户与PSTN 网用户的互通,是在SS的控制下,通过中继网关TG实现媒体流的转换,由SG完成IP网与PSTN网七号信令的互通,最终完成呼叫的建立与释放。
其环境特点是用户拥有双绞线资源,并且用户接入容量大,适用于大型企业、集团用户、学校和商业楼宇等。这种方案成本低廉,可以为几十到几千用户提供语音接入。如果在一个小区,既有双绞线到户,又有五类线到户,同时集中用户比较多,可以考虑采用该方案。 (三)智能终端接入
采用SS+TG+SG+IP-Phone 或PC-Phone方案,将IP语音终端直接接入运营商IP 数据网接入层以太网交换机上,可灵活地为用户提供VOIP语音业务和各项智能增值业务。SS完成呼叫控制、协议处理、资源管理、路由选择、认证、计费、协议适配等功能,终端设备将语音信号压缩并编码为RTP流。每个语音终端分配一个确定的IP地址,目前语音终端有:PC机、IP电话和IP传真机等。终端与SS之间的信令协议有:H.323、SIP、MGCP和H.248。所选用的SS应完全支持上述终端的接入。在软交换SS的控制管理下,IP终端可以
实现终端与终端之间、终端与其他接入网关及IAD用户之间、终端与固定电话网之间的互通。智能终端方案作为纯数据网络体系构架下典型的接入方式,使用户可以在IP数据网内完成端到端的IP语音业务,网络结构清晰,用户接入及使用方便,而且终端所具有的智能性使用户可以很快地应用网络提供的增值业务与智能业务。适合为高端客户提供方便高效的接入方式。 (四)WLAN接入
无线WLAN用户可采用两种方式接入软交换网络: 1.通过支持WLAN 802.11协议的AP来完成无线网络的传输,局端的AP 上行出百兆口接以太网交换机,用户侧的AP下行接入IAD或其他具有上行五类线的终端设备,如Ephone、IAD 等,完成终端用户的无线接入,并接入软交换网络系统。
2.通过支持WLAN功能的网卡直接插入PC机或具有此功能接口的便携机,在计算机上运行SoftPhone(如支持SIP协议的Uniphone或支持H.323 协议的OpenEye),实现用户的接入。该方式适合于密集的写字楼、繁华的商业中心等布线比较困难或线路成本太高的地区和用户,解决运营商受制于线路资源而无法接入用户。 四、结语
接入技术的多样化以及灵活的解决方案是接入网最鲜
明的特点,在下一代网络中也同样如此。NGN的接入设备将是多元化的,以适应不同的用户和业务需求。同时,NGN的演进是一个长期渐进的过程,因此NGN中接入网方案也将遵循平滑过渡的原则。目前,NGN的接入网建设还处于摸索发展阶段,没有一个非常成熟的建设方案,只能根据地区实际情况采用不同的建设方案。
[参考文献]
[1]杨明,闫德立.NGN中的主要协议及接入层综合接入业务的实现[J].通信技术,2008,(8).
[2]宋璐璐,雒江涛.软交换技术在下一代网络NGN中的应用[J].通信技术,2007,(5).
