【正文】 TRAN 數(shù)據(jù)包進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，從而以實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的真實(shí)數(shù)據(jù)應(yīng)證了前面幾個(gè)章節(jié)的規(guī)范描述，也加深了對(duì) SCTP 層和 M3UA 層消息結(jié)構(gòu)的理解。 【關(guān)鍵詞】 軟交換 NGN 移動(dòng)通信 SIGTRAN SCTP M3UA III ABSTRACT The mobile munication work is in the key period from the third to the fourth generation of transition. In order to reduce the cost of building the work to provide better work quality and more multimedia services at the same time, the core work architecture using NGN, the control of phase separation and the bearing structure, support a series of business and function of 3GPP standard new in pletely patible with the traditional GSM work scenarios. Considering the continued evolution of GSM core soft switching work future, China Mobile group has been in 2G software switch core work anizations in the IP bearer work pilot speech, and gradually the circuit domain core work evolution for all IP bearing. Similarly, signaling transmission to IP evolution. The preface of this article based on the current situation and development direction of mobile munication, NGN work and VOIP technology development center and SIGTRAN protocol are discussed in this paper in detail. The second chapter discusses traditional No. seven signaling structure, emphatically introduces the signaling system seven MTP three layer structure, including every layer of news, features and the layer in the No. seven signaling role. The third chapter mainly introduces the concept and function of SIGTRAN protocol, the hierarchical structure of SIGTRAN is the fusion of traditional No. seven signaling MTP structure and IP work routing munication structure。隨著移動(dòng)通信數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，移動(dòng)通信用戶對(duì)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求越來(lái)越強(qiáng)烈。經(jīng)過(guò)多年的研究和發(fā)展，第三代合作伙伴計(jì)劃 3GPP(3G Partner Plan)標(biāo)準(zhǔn)組織定義了多個(gè)版本，目前主要有 R99，R4， R5， R6 [1]。 R4 版將 R99 版中的移動(dòng)交換中心 MSC（ Mobile Switching Center）變?yōu)?MSC Server 和媒體網(wǎng)關(guān) MGW(Media Gate Way)，話音通過(guò)媒體網(wǎng)關(guān) MGW進(jìn)入核心網(wǎng)進(jìn)行傳輸 ， MSC Server 完成 呼叫控制和移動(dòng)性管理。即 R4 版的核心網(wǎng)只需要建一個(gè)分組承載網(wǎng)絡(luò)即可，而不是像 R99 版的核心網(wǎng)需要兩個(gè)承載網(wǎng)絡(luò) [2]。于是，當(dāng)基于 R4 的 3G 網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互通時(shí)，必然需要解決七號(hào)信令 SS7 ( Signaling System)與 IP 互通的問(wèn)題。軟交換網(wǎng)絡(luò)的主要思想是業(yè)務(wù)， 控制與傳輸相分離 ， 各實(shí)體間通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議進(jìn)行連接和通信。軟交換網(wǎng)絡(luò)一共分為 3 層，從下往上依次是：連接層、控制層和應(yīng)用層 ， 如圖 所示。連接層的設(shè)備都沒(méi)有呼叫控制的功能，它必須要和控制層設(shè)備相配合，才能完成所需要的操作。連接層要求是一個(gè)高帶寬的，有一定 QoS 保證的網(wǎng)絡(luò)。 連接層中包括各種各樣的連接設(shè)備 [3]，其中主要的有： 1． 信令網(wǎng)關(guān) （ SGW， Signaling Gateway） 它的作用是通過(guò)電路與 信令網(wǎng)相連，將窄帶的 信令轉(zhuǎn)換為可以在分組網(wǎng)上傳送的信令，并傳遞給控制層設(shè)備進(jìn)行處理。 3． 接入網(wǎng)關(guān)（ AGW， Access Gateway） 與中繼網(wǎng)關(guān)一樣，接入網(wǎng)關(guān)也主要是為了在分組網(wǎng)上傳送語(yǔ)音而設(shè)計(jì)。這些接口包括直接連接模擬電話用戶的 POTS接口、連接傳統(tǒng)接入模塊的 、連接 PBX小交換機(jī)的 PRI接口以及 xDSL接口等，從而實(shí)現(xiàn)了銅線方式的綜合接入功能。 (二 )控制層 控制層是軟交換網(wǎng)絡(luò)的呼叫控制核心，該層的設(shè)備被稱為軟交換設(shè)備、軟交換機(jī)或媒體網(wǎng)關(guān)控制器（ MGC）。軟交換設(shè)備的主要功能包括呼叫控制、業(yè)務(wù)提供、業(yè)務(wù)交換、資源管理、用戶認(rèn)證、 SIP 代理等。因此，軟交換網(wǎng)絡(luò)采用了業(yè)務(wù)與控制相分離的思想，將與業(yè)務(wù)相關(guān)的部分獨(dú)立出來(lái)，形成了應(yīng)用層。 二、下一代網(wǎng) 絡(luò) NGN 的發(fā)展 下一代網(wǎng)絡(luò) NGN(Next Generation Network)能夠提供集語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)為一體的多媒體綜合業(yè)務(wù)，同時(shí)也能大幅度提升電信運(yùn)營(yíng)商的實(shí)際業(yè)務(wù)需求，這種強(qiáng)大功能成為電信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)，并已經(jīng)成為電信領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)，是傳統(tǒng)電信技術(shù)發(fā)展和演進(jìn)的一個(gè)重要里程碑。因此，準(zhǔn)確地說(shuō)下一代網(wǎng)絡(luò)并不是一場(chǎng)技術(shù)革命，而是一種網(wǎng)絡(luò)體系的革命。下一代網(wǎng)絡(luò)將是一種融合和平穩(wěn)過(guò)渡的網(wǎng)絡(luò)。這就要求新的網(wǎng)絡(luò)能夠 與傳統(tǒng)的七號(hào)信令網(wǎng) SS7 互通，從而實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的融合和保持平穩(wěn)過(guò)渡。移動(dòng)通信技術(shù)和業(yè)務(wù)的巨大成功正在改變世 4 界電信的基本格局，革命性的技術(shù)突破為下一代網(wǎng)絡(luò)的誕生打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。從 1876年貝爾發(fā)明電話以來(lái)的 100 多年里，電話網(wǎng)的業(yè)務(wù)一直以電話業(yè)務(wù)為主，由傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)支撐。在這種大環(huán)境下，軟交換網(wǎng)絡(luò) 作 為現(xiàn)有電路交換網(wǎng)至下一代網(wǎng)絡(luò)的平滑過(guò)渡網(wǎng)絡(luò)孕育而生。其靈活的綜合接入，強(qiáng)大的業(yè)務(wù)提供，高效的資源利用，開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)接口，運(yùn)營(yíng)成本和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的節(jié)約使軟交換的優(yōu)勢(shì)愈加明顯。各運(yùn)營(yíng)商長(zhǎng)途軟交換網(wǎng)和本地軟交換網(wǎng)絡(luò)基本是同步進(jìn)行建設(shè)的，一來(lái)緩解傳統(tǒng)本地交換網(wǎng)絡(luò)的容量壓力 ，二來(lái)將長(zhǎng)途話音業(yè)務(wù)向軟交換分流。正是業(yè)務(wù)的發(fā)展，要求傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)絡(luò)和支持電話業(yè)務(wù)的 Inter 進(jìn)行互聯(lián)互通，也就需要七號(hào)信令系統(tǒng) SS7 與 IP 網(wǎng)進(jìn)行互通。在業(yè)務(wù)發(fā)展方面，要求網(wǎng)絡(luò)可適應(yīng)未來(lái)的新業(yè)務(wù)以及各項(xiàng)增值業(yè)務(wù)能夠快速建立，并能從中獲取最大的收益來(lái)促進(jìn)自身發(fā)展 [4]。如何在 IP 的基礎(chǔ)上更多的承載傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)上的業(yè)務(wù)并且滿足質(zhì)量要求，已經(jīng)成為眾多研究性機(jī)構(gòu)以及設(shè)備制造廠商競(jìng)相追逐的目標(biāo)。為此，標(biāo)準(zhǔn)化 組織 IETF（ Inter Engineering Task Force）制訂了信令傳輸協(xié)議 SIGTRAN（ Signaling Transport）標(biāo)準(zhǔn)，用于在 IP 網(wǎng)絡(luò)中傳輸傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)的 SS7 消息，滿足七號(hào)信令系統(tǒng)與 IP 互通的要求。 由于話音和傳真在 Inter 上免費(fèi)搭乘了 “ 順風(fēng)車 ” ，所以點(diǎn)對(duì)點(diǎn) (網(wǎng)關(guān) 網(wǎng)關(guān) )國(guó)際或國(guó)內(nèi)長(zhǎng) 途通訊是完全免費(fèi)的。 VoIP 系統(tǒng)就是把傳統(tǒng)的電話網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)組合搭配在一起。人們從此不但可以享受到更便宜、甚至完全免費(fèi)的通話及多媒體增值服務(wù)，電信業(yè)的服務(wù)內(nèi)容及面貌也為之劇變。隨著寬頻普及與相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的演進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)電話也由單純 PC to PC 的通話形式，發(fā)展出 IP to PSTN（公共開(kāi)關(guān)電話網(wǎng)絡(luò)）、 PSTN to IP、 PSTN to PSTN 及 IP to IP 等各種形式，當(dāng)然他們的共通點(diǎn)，就是以 IP 網(wǎng)絡(luò)為傳輸媒介，如此一來(lái)，電信業(yè)長(zhǎng)久以 PSTN 電路交換網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)為傳輸媒介的慣例及獨(dú)占性也逐漸被打破。由字面意義，可以直譯為透過(guò) IP 網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)恼Z(yǔ)音訊號(hào)或影像訊號(hào)，所以 VoIP 就是一種可以在 IP 網(wǎng)絡(luò)上互傳模擬音訊或視訊的一種技術(shù) [5]。 3．在電路域軟交換移動(dòng)通信網(wǎng)中實(shí)施 VoIP 改造的必要性 分 組交換是在報(bào)文交換和線路交換基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)。 數(shù)據(jù)報(bào)（ Datagram) 是面向無(wú)連接的數(shù)據(jù)傳輸 ， 工作過(guò)程類似于報(bào)文交換。當(dāng)一對(duì)站點(diǎn)之間需要傳輸多個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，由于 6 每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)均被獨(dú)立地傳輸和路由，因此在網(wǎng)絡(luò)中可能會(huì)走不同的路徑，具有不同的時(shí)間延遲，按序發(fā)送的多個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)可能以不同的順序達(dá)到終點(diǎn)。 9999 虛電路（ Virtual Circuit)是面向連接的數(shù)據(jù)傳輸，工作過(guò)程類似于線路交換，不同之處在于此時(shí)的電 路是虛擬的。由于虛電路的建立和釋放需要占用一定的時(shí)間，因此虛電路方式不適合站點(diǎn)之間具有頻繁連接和交換短小數(shù)據(jù)的應(yīng)用。 分組交換 比 電路交換 的電路利用率高，但 時(shí)延 較大。現(xiàn)在傳統(tǒng)的 電信運(yùn)營(yíng)商 一般都組建了自己的 IP 網(wǎng)絡(luò) ，除了在 IP 網(wǎng)絡(luò) 上提供目前利潤(rùn)相對(duì)較低的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)之外，運(yùn)營(yíng)商希望能夠充分利用現(xiàn)有資源向用戶提供豐富的業(yè)務(wù)，最主要的是話音業(yè)務(wù)，目前話音業(yè)務(wù)仍然屬于運(yùn)營(yíng)上最主要的收入來(lái)源，最早出現(xiàn)的在 分組網(wǎng) 上傳送語(yǔ)音業(yè)務(wù)的應(yīng)用就是 IP 電話技術(shù)。在 專用網(wǎng) 內(nèi)實(shí)現(xiàn) PCtoPC 的呼叫是沒(méi)有問(wèn)題的，但要提供全國(guó)性業(yè)務(wù)及 PSTNtoPSTN 連接則必 須依賴 NNI 接口。 而且， 協(xié)議的 可擴(kuò)展性 較差，并且為了在 網(wǎng)絡(luò)提供類似在 電路交換網(wǎng)絡(luò) 上向用戶提供的業(yè)務(wù)，許多廠家都對(duì) 協(xié)議進(jìn)行了擴(kuò)展，所以不同廠家的 設(shè)備之間的互聯(lián)也是一個(gè) 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展 所面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。并且分組交換具有很多潛在的性能優(yōu)點(diǎn)，一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是高效利用傳輸通道的通信能力，尤其是對(duì) 突發(fā)傳輸 更是如此。因此在傳輸控制，計(jì)費(fèi)等方面的可以更靈活。 7 隨著 IP 電話技術(shù)的發(fā)展， 通信業(yè) 內(nèi)基本上達(dá)成了未來(lái) 電信網(wǎng)絡(luò) 的核心將采用分組交換技術(shù)的共識(shí)，并且在這種共識(shí)之下，針對(duì)目前 IP 電話技術(shù)所存在的缺點(diǎn)從技術(shù)角度進(jìn)行了改進(jìn)，首先是將網(wǎng)關(guān) 呼叫控制 和媒體交換的功能相分離，并最終提出了 軟交換 的概念。傳統(tǒng)的電路交換和 分組交換網(wǎng)絡(luò) 在每個(gè) 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上都集中了太多的智能，在 電路交換網(wǎng) 絡(luò)中， 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 不僅要負(fù)責(zé) 呼叫控制 ，處理所有和呼叫相關(guān)的信息，同時(shí)還需要負(fù)責(zé)進(jìn)行話音通路的建立，同時(shí)，在電路 交換網(wǎng) 絡(luò)中，許多業(yè)務(wù)都需要在 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 上配置相關(guān)的 業(yè)務(wù)邏輯 ，目前許多業(yè)務(wù)都需要在端局上作數(shù)據(jù)，這樣也制約了業(yè)務(wù)的及時(shí)提供。 SIGTRAN 正是大家一致公認(rèn)并采納的在移動(dòng)軟交換電路域核心網(wǎng)中基于 IP 傳輸方式的信令傳輸解決 方案。該協(xié)議棧支持 SCN 信令協(xié)議分層模型定義中的層間標(biāo)準(zhǔn)原語(yǔ)接口，從而保證已有的 SCN 信令應(yīng)用可以不經(jīng)任何修改地使用，同時(shí)利用標(biāo)準(zhǔn)的 IP 傳輸協(xié)議作為傳輸承載，通過(guò)增加自身的功能來(lái)滿足 SCN 信令的特殊傳輸要求。因此 SIGTRAN 協(xié)議棧 包含兩層協(xié)議：傳輸協(xié)議和適配協(xié)議。 第四節(jié) 前言小結(jié) 本前言介紹了當(dāng)前移動(dòng)通信， NGN 網(wǎng)絡(luò)和 VOIP 技術(shù)發(fā)展的概況和發(fā)展 方向以及本論文討論中心 SIGTRAN 協(xié)議的介紹。 8 第二章 七號(hào)信令協(xié)議 第一節(jié) 七號(hào)信令的功能實(shí)現(xiàn)模塊 七號(hào)信令系統(tǒng)的總體目標(biāo)是提供一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化 通用信令系統(tǒng)，它的通用性決定了整個(gè)系統(tǒng)必然包含許多不同應(yīng)用的功能，而且結(jié)構(gòu)上應(yīng)該易于未來(lái)應(yīng)用功能的靈活擴(kuò)展。 對(duì)應(yīng)于每一種應(yīng)用，僅用到系統(tǒng)的一個(gè)子集。 ② 信令連接控制部分 SCCP（ SIGNALLING CONNECTION CONTROL PART）： SCCP的主要功能是與 MTP 相結(jié)合，為 MTP 提供附加功能，以便通過(guò)七號(hào)信令網(wǎng)在信令網(wǎng)中的交換局與交換局、交換局與專用中心之間傳遞電路相關(guān)和非電路相關(guān)的信令信息和其他類型的信息，建立無(wú)連接和面向連接的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù) [9]。 ④ ISDN 用戶部分 ISUP（ ISDN USER PART）： ISU 定義了綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN(Integrated Service Data Network）中電路交換業(yè)務(wù)控制，包括話音業(yè)務(wù)（如電話）和非話音業(yè)務(wù)（如電路交換數(shù)據(jù)通信）控制所必需的信令消息、功能和過(guò)程。 ⑥ 事務(wù)處理能力應(yīng)用部分 TCAP（ TRANSACTION CAPABILITY APPLICATION PART）： TCAP 的主要功能是進(jìn)一步增強(qiáng)傳送節(jié)點(diǎn)至節(jié)點(diǎn)消息及傳送與接續(xù)無(wú)關(guān)信息的能力。 ⑧ 移動(dòng)應(yīng)用部分