中国地质大学(武汉)NGN实验报告

NGN实验报告

姓名：肖敬轩

学号: 20101000639

班级： 075102

老师：郭金翠

院系：机电学院

2013年7月

目录

1、意义和目的

2、设计方案的总架构图

3、设计思路及工作原理

4、总架构图中各模块功能及分属NGN 4层架构中的位置

5、可开实验：名称、配置步骤

6、方案优点

7、方案缺点及改进意见

NGN实验平台的解决方案

NGN是集话音、数据、传真和视频业务于一体的全新的网络，它是基于分组技术的网络业务层，纵向分为四层：业务层、控制层、承载层、接入层，它的业务和呼叫控制完全分离、呼叫控制和承载完全分离，使业务独立于网络，便于业务的开发。其四层分层结构如下：

NGN的一般组网模型如下：

NGN是基于TDM的PSTN语音网络和基于IP/ATM的分组网络融合的产物，它使得在新一代网络上语音、视频、数据等综合业务成为了可能。它以软交换为核心，是可以同时提供话音、数据、多媒体等多种业务的综合性的、全开放的宽频网络平台体系，至少可实现千兆光纤到户。NGN能在目前的网络基础上提供包括话音、数据、多媒体等多种服务，还能把现在用于长途电话的低资费IP电话引入本地市话，有望大大降低本地通话费的成本和价格。

NGN是在传统的以电路交换为主的PSTN网络中逐渐迈出了向以分组交换为主的步伐的，它承载了原有PSTN网络的所有业务，同时把大量的数据传输卸载到IP网络中以减轻PSTN网络的重荷，又以IP技术的新特性增加和增强了许多新老业务。NGI的术语由互联网研究部门和标准化实体（例如IETF）所提出，两者从不同的源点（对电话优化的网络和对数据优化的网络）出发朝着几乎相同的目标发展。在ETSI中，对NGN有这样的定义：“NGN是一种规范和部署网络的概念，即通过采用分层、分布和开放业务接口的方式，为业务提供者和运营者提供一种能够通过逐步演进的策略，实现一个具有快速生成、提供、部署和管理新业务的平台。网络业务层负责在呼叫建立的基础上提供各种增值业务和管理功能，网管和智能网是该层的一部分；控制层负责完成各种呼叫控制和相应业务处理信息的传送；

意义和目的

基于实验室的设备搭建NGN系统，实现固定电话与移动电话之间的通信。分四层进行搭建NGN网络。通过本次NGN系统的搭建可以更好地了解实验室设备以及理解通信过程。

软交换(Soft Switch)又称为呼叫代理(Agent)、呼叫服务器或媒体网关控制。是把呼叫传输与呼叫控制分离开，为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面，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，使软交换能无缝地软统一于通信数据、传真、视频等多媒体业务。更重要的是，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。软交换是下一代网络呼叫与控制的核心，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。基于实验室的设备搭建NGN系统，实现固定电话与移动电话之间的通信。分四层进行搭建NGN网络。通过本次NGN系统的搭建可以更好地了解实验室设备以及理解通信过程。

软交换体系可以由多个设备提供商来提供基于开放标准的产品，使得运营商能够灵活地选择最合适的产品去建设网络，而且开放的标准也能促进发展和节约成本。

基于分组的核心承载网络将具有更高的带宽利用能力；业务的产生、部署和管理将变得更加灵活有效,NGN将支持话音、数据和多媒体等多种业务，具有开放的业务API接口以及对业务灵活的配置和客户化能力。

设计方案的总架构图

业务层

交换机

计算机 3

业务层通过OMC线接至交换机上的3接口，借助计算机对整个网络进行系统配置，软件安全和性能管理等。

控制层

M S C S

3

S

I

P

I

S

P

B

U

I

M

C

O

M

P

C

L

K

G

2

接口：3接口RMPB-OMC2接至业务层交换机。

2接口RMNIC-FE连接信令网关（集成在MGW中）。

单板：SIPI、SPB、UIMC、OMP、CLKG

SIPI：提供FE接口，负责处理SIGTRAN底层信令接口：IP包转发，将IP网络中收到的SCTP包转发给信令MP处理。通过SIPI板，MSCS 可以实现同MGW的对接。

SPB：提供E1/T1接口，并处理MTP2信令，将MTP3信令包通过系统内部FE接口转发给信令MP处理。

MIUC:提供高速交换功能，将各接口板、MP、USI板连接起来，保证相互之间的信息传递。

OMP:是OMM Server的维护代理，保存设备的配置信息、版本文件等，并且是各单板设备同OMM Server的信息通道，传送各种告警信息、统计信息等。

CLKG：时钟板，能从SPB板获取锁定时钟信号，同时向SPB、SIPI

板提供8kHz的时钟参考信号，保证整个设备的时钟与外部网络同步。承载层

接口：以太网GE1、GE0

ROUTER：通过2M线建立MGW与MGW之间的IP路由通路，用于以分组方式传输语言数据。

接入层

C

C 0 8A

3

2

D

3

2

D

T

M

S

I

G

N

O

D

M

P

U

B

N

E

P

W

C

M

G

W

2

1 2 3

M

R

B

S

P

B

D

T

B

V

T

C

D

U

I

M

C

O

M

P

S

I

P

I

C

L

K

G

RMNIC-FE1

M

G W 1

3 2 1

M

R

B

S

P

B

D

T

B

V

T

C

D

U

I

M

C

O

M

P

S

I

P

I

C

L

K

G

RDTB-E1-1

Ro ROUTER

1 1

PLMN

T

接入层通过媒体网关MGW进行接入，MGW的用户端可以连接PSTN网和PLMN网。实验室配备的是通用媒体网关，其中继承了中继媒体网关TMG和信令网关SG。下面先阐述MGW的接口和相关单板，然后再介绍PSTN网和PLMN网。

MGW：

接口：1接口RDTB-E1-2/3连接至路由器（承载层），用于传送语言数据

2接口RMNIC-FE连接至MSCS（控制层），用于信令传输

3接口RMPB-OMC2连接至交换机（业务层），用于操作维护管理。

单板：MRB、SPB、DTB、VTCD、UIMC、SIPI、CLKG

MRB: 实现媒体资源功能，主要包括DTMF等功能。

SPB：带有1~16路E1接口的多CPU处理板，主要处理多路NO.7号信令的HDLC及MTP-2以及下层处理。

DTB：提供E1接口，实现与PSTN设备对接。

VTCD：语音编解码板，实现语音编解码、CS数据业务速率适配和UP协议处理。

UIMC、SIPI、CLKG：与MSCS中UIMC、SIPI、CLKG功能相似。

PSTN：

接口：DTM的2M中继线与MGW-RDTB-E1-1接口进行连接固定电话接到A32板上

单板（CC08）：A32、D32、DTM、SIG、NOD、MPU、BNTE、PWC A32:32路用户板。提供32路模拟音频电话接口

D32：32路音乐驱动板。提供32路DTMF信号数字收号器，并驱动所在半框内的HW信号、串口信号、时钟信号。

DTM：中继接口板。完成局间数字中继的对接；

NOD：主节点板。负责MPU与用户框设备，集中收号设备和中继设备之间的通信。主节点转发MPU给各从节点的命令，并向MPU上报各从节点的状态。

SIG：信号音板。交换机在接续过程中，向用户提供各种信号音，如接续提示音（拨号音，忙音），辅导代答，新业务提示等。

MPU：主控板。交换机的核心控制部件，控制整个交换机设备工作。BNET：交换网络板。提供本框及其它各功能机框的工作时钟；提供4K×4K（128条HW）时隙的交换；提供主叫号码FSK信号的处理与发送。

CKV：时钟驱动板。驱动主控框至各功能单元（用户框、中继框）的差分时钟。

PWC：二次电源板。为各功能机框提供各种工作电源。

PLMN：

接口：MSCS-RMNIC-FE连接至MGW-RMNIC-FE，用于传送信令MSCS-RSPB-E1-4连接至MGW-RDTB-E1-4，用于传送语言数据

MSCS中所用到的单板和软交换中用到的单板相同：SIPI、SPB、UIMC、OMP、CLKG，各单板的功能上面已详细介绍，此处不再赘述。

HLR：系统的数据中心，它存储着所在该HLR签约的移动用户的位置信息、业务数据、账户管理等信息，并可以实时地提供对用户位置信息的查询和修改，即实现各种业务操作，包括位置更新、呼叫处理、鉴权、补充业务等，完成移动通信网中用户移动性管理。

RNC：RNS 的控制部分，主要负责各种接口的管理，承担无线资源和无线参

数的管理，其与MSCS以Iu 口相连。

Node B：RNS 的无线部分，由RNC 控制，服务于某个小区的无线收发信设

备，完成空中接口与物理层相关的处理(信道编码、交织、速率匹配、扩频等)，

同时它还完成一些内环功率控制等无线资源管理功能。

PLMN 网的具体拓扑图如下所示：

M S C S RMNIC-

FE

RSPB-E1-4

S

I

P

S

S

P

B

U

I

M

C

O

M

P

C

L

K

G

RSPB-E1

-5

RSPB-E1-6

D

Iu

Iubis

Uu

ME-SIM i/f Cu

H

L

R

U

S

I

I

S

P

I

S

P

B

U

I

M

C

O

M

P

C

L

K

G

RSPB-E1-6

RNC

Node B Node B

ME

USIM

SIM

总架构图如：

直连网线 32路PCM 线 用户线 光纤

AppServer （联想台式机）

软交换（ZTE ZWXN

MSCS ）

软交换（ZTE ZWXN MSCS ）

交换机1（ZTE 2818S ） 交换机2（ZTE 2818S ）

RMPB 板 OMC2

RMPB 板

RMNIC 板

FE1

RMNIC 板

FE1

实验室中用一个软交换设备

网卡接口

媒体网关（ZTE MGW ）

RMPB 板 OMC2

RMPB 板OMC2

媒体网关（ZTE MGW ）

RMNIC 板

FE1

RMNIC

板FE1

程控交换机（华为cc08）

电话

RDTB 板T1/E1—程控

归属位置

寄存器 （HLR ）

RMP B 板

RMNI C

RSP B 板

T1/E

H8300

无线网络控制器（ZTE RNC ）

APBE

板

TX2 RX2

——TX2

R21

NIS TX0/RX0

TX3/R UBPI

OPT

移动终端

基站bs

单板连线图

设计思路

1.信源采用话音数据，本方案专为为解决话音业务而设计。

2.各实体之间通过标准的协议进行连接和通信”设计基于软交换的固定电话PSTN与移动通信PLMN之间的话音通信。业务层由应用服务器提供，传送由分组核心网（IP/ATM）完成，实现分组交换，基于软交换的NGN 解决方案，按照软交换的特性“业务/控制与传送/接入分离，控制层由软交换设备MSCS完成，接入层由媒体网关MGW完成。

模块功能

.业务层

在呼叫建立的基础上提供额外的增值服务，以及运营支撑。

.控制层

实现呼叫控制，其核心技术就是软交换技术，完成基本的实时呼叫控制和连接控制功能，它是与业务无关的，目的是支配网络资源，软交换要支持众多的协议接口。

.承载层

采用分组技术，提供一个高可靠性的、提供QoS保证和大容量的统一的综合传送平台。指IP网或者ATM网。

.接入层

通过各种接入手段将各类用户连接至网络，并将信息格式转换为能够在网络上传递的信息格式。例：将话音信号分割成ATM信元或IP包。

.媒体网关MGW

媒体网关就是媒体网关功能的物理实现。媒体网关负责媒体的传输，包括将模拟的或电路交换的话音转换为分组话音，或将分组话音转换为模拟的或电路交换的话音。

.软交换MSCS

软交换最重要的功能就是呼叫控制功能。

.交换机

实现各个设备之间的信令、控制信息、监测告警信息的传递。.应用服务器

接受用户申请业务，提供或取消用户业务。

软交换呼叫控制原理

（1）通过信令网关交互必要的控制信息：在与电路交换网互通的情况下，软交换要与信令网关进行信令消息的互通，处理接收到的信令消息，或者将IP网的控制消息转换为适合在电路交换网中传送的信令消息格式；

（2）进行协议的转换工作：连接异构网络的时候，软交换要实现不同协议消息间的转换工作，比如将SIP协议中表示呼叫建立的INVITE消息转换为ISUP中的IAM消息等。

（3）控制媒体网关检测呼叫的建立和释放等操作：软交换要与连接主叫和被叫的媒体网关进行通信，控制其为呼叫的建立分配必要的资源，并获取与呼叫相关的信息，例如RTP地址和端口号，软交换还要能够进行必要的寻址操作，控制媒体网关进行发送、停止信号音等操作。

可开实验

移动设备与固定电话之间的通信

假设给电话号码为6660000的用户开通相关新业务。

融合已成为网络发展的趋势，下一代网络也充分体现了“融合”的思想，网络融合是NGN最具特色的亮点之一，传统的固定网络和移动网络提供的许多业务基本一致，但是移动和固定网络是独立的两张业务网，使得运行维护费用高;而且当开发新业务时，对同类的业务也必须分别升级两张网络，这个能通过统一的网络提供综合业务一直是全球通信业追求的目标。早期提出的ISDN以及B-ISDN都体现了这种思想。

在NGN中，固定与移动只是不同的接入手段。固定与移动融合是下一代网络发展的必然要求。ITU-T给出了NGN的定义，即NGN是基于分组技术的网络;能够提供包括电信业务在内的多种业务;能够利

用多种宽带和具有QoS支持能力的传送技术;业务相关功能与底层传送相关技术相互独立;能够使用户自由接入不同的业务提供商;能够支持通用移动性，从而向用户提供一致的和无处不在的业务。

只需要对统一的业务平台进行一次升级就能够同时为各种用户提供业务。固定与移动的融合将为业务创新带来新的机遇，可以扩大业务范围，丰富业务种类，提供更多新颖的个性化业务，固定和移动融合，能够为全业务运营商节省投资，减少运营成本。使得新业务提供成本高。而固定和移动网络融合之后，将形成整体的一张网络，运维成本相对较低，业务的开发不必要分别升级固定和移动网络，满足用户随时随地沟通的业务需求，同时也增强运营商的差异化竞争能力。

PSTN向固定软交换网络的演进是一个长期的渐进的过程;任何技术从兴起到成熟以至于完善都要经历相当长的发展时期，但是移动NGN的实现也不会一蹴而就，同样3G网络是沿着R99/R4/R5道路向NGN演进，NGN是固定网络和移动网络的共同趋势。

步骤

1.在电话机上进行登记、使用、撤销，验证新业务的实现

2.在交换机上通过人机命令设置以开通相关新业务权限；

。

各通信业务的含义

1、缩位拨号ADI

对常用电话用两位自编代号来代替原来多位电话号码，便于记忆，节省拨号时间，适用于市区、国内国际长途直拨电话。

2、热线呼叫

如果您与某人联系密切，使用热线服务后，取机5秒钟内不拨号，即可接通对方电话。

3、免打扰服务

当休息时，为避免电话铃声的干扰，如电话呼入，将由电话局代答。

4、缺席服务

当您外出时，有电话呼入，可由电信局代答

5、闹钟服务

利用电话按您预定的时间自动响铃，提醒您办计划中的事。

6、无条件呼叫前转

当您有事外出或电话正忙时，所有打给您的电话都将转移到您所登记的电话上。

7、遇忙呼叫前转

当您的电话正忙时，所有打给您的电话都将转移到您所登记的电话上。

8、无应答呼叫前转

当您有事外出时，所有打给您的电话都将转移到您所登记的电话上。

9、遇忙回叫

当您拨叫的电话正在使用时，使用此业务，不必重复拨号，当对

方电话空闲时即可自动回叫接通。

10、呼叫等待

当用户A与用户B正在通话，用户C试图与用户A建立连接，此时给用户A一个呼叫等待的指示，表示另有用户等待与其通话。

11、呼叫转移

当用户A与用户B正在通话时，用户A可通过此业务将通话转移到另一部电话上，即将用户B和用户C接通。此业务不需登记。（二）、新业务的实现

1、缩位拨号ADI

【预置条件】

在维护终端登陆系统软件后，在命令行输入窗口修改相应新业务功能：

MOD ST: D=K'5550000, NS=ADI-1&DDB-0；并发送上述命令到交换机。

通过上述设定，用户5550000已有缩位拨号权限。

【测试过程】

1）登记：用户摘机拨“*51*MN*TN#”，其中“MN”为缩位号码（下同），“TN”为被缩位的电话号码（下同），该号码可以是“本地

号码”、“长途字冠+国内长途号码”、“国际字冠+国际号码”。2）使用：用户摘机拨“**MN”。

3）撤消：用户摘机拨“#51*MN#”单条撤消缩位业务；拨“#51#”撤消所有缩位业务。