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A medida que la tecnología de softswitch se vuelve gradualmente disponible comercialmente y se acerca la emisión de licencias 3G, la implementación a gran escala y la organización de redes de softswitch y redes 3G se han convertido gradualmente en el foco de la investigación técnica.
Después del despliegue de la red a gran escala, cómo lograr una interoperabilidad fluida entre las dos redes, qué cuestiones técnicas clave deben considerarse durante la interoperabilidad y cuáles son los requisitos para los nodos interoperables se han convertido en consideraciones clave en la construcción de la red. . pregunta. A partir de las características estructurales de las dos redes, este artículo analiza los principales problemas técnicos de la interoperabilidad de servicios básicos entre la red de conmutación suave y el dominio de circuito de la red 3G basado en la arquitectura WCDMA R4, y propone requisitos técnicos para nodos interoperables para la construcción y selección de equipos. Referencia de tipo.
1 Estructura de la red
1.1 Red Softswitch
La red Softswitch se divide de abajo hacia arriba en capa de acceso, capa de soporte, capa de control y capa de negocio/aplicación. El equipo Softswitch está ubicado en la capa de control y es el equipo central para el control de llamadas en toda la red. La red de softswitch utiliza la red IP como capa de portador para realizar la separación del control de llamadas y el portador. El equipo de softswitch controla varias puertas de enlace para realizar la conexión de extremo a extremo de los medios.
1.2 Red 3G R4
Se puede ver que la tecnología de conmutación suave se utiliza en la etapa R4 para controlar los servicios del dominio del circuito, y los servicios multimedia se implementan principalmente a través del dominio de paquetes. Similar a la red softswitch, la red R4 también utiliza la red IP como capa de portador para realizar la separación del control de llamadas y el portador. La puerta de enlace MGW acepta el control del dispositivo servidor MSC para realizar la conexión de extremo a extremo de los medios. .
2 Comparación de métodos de implementación de servicios
2.1 Servicio de voz
2.1.1 Método de implementación de red Softswitch
Al admitir servicios de voz, el El softswitch controla la puerta de enlace de medios a través del protocolo H.248 (o coopera con el terminal SIP a través del protocolo SIP) para completar el establecimiento de la llamada. Cuando se trata de llamadas entre conmutadores de software, la entre oficinas adopta el protocolo SIP o SIP-I según la situación de la parte que llama y la parte llamada. Para la situación actual en la que el softswitch sirve como oficina en tándem o como oficina de larga distancia, el protocolo SIP-I se utiliza entre oficinas para completar la conexión de control de llamadas encapsulando el mensaje ISUP enviado por la oficina final.
El Media Gateway completa la codificación, decodificación y conversión de formato de medios. En la actualidad, los principales métodos de codificación utilizados para la transmisión de voz en redes IP incluyen G.711/G.723/G.729, etc.
Durante el proceso de establecimiento de la llamada de voz, el softswitch es responsable de negociar el tipo y formato de codificación/decodificación de medios e indica al dispositivo de puerta de enlace que adopte un determinado método de codificación. Cuando se trata de ajuste dinámico de métodos de codificación, la puerta de enlace debe informar al dispositivo softswitch y realizar la conmutación según las instrucciones del softswitch.
2.1.2 Método de implementación de la red 3G
El dominio del circuito de la red 3G R4 adopta una arquitectura de red en la que el control de llamadas y el portador del servicio están separados. MSC Server pertenece a la capa de control y es responsable de funciones como control de llamadas, control de portador y resolución de rutas. MGW pertenece a la capa portadora y es responsable de las funciones de transmisión y conversión de flujos de voz y medios en el plano del usuario.
El protocolo BICC se utiliza entre los servidores MSC en la red. El servidor MSC controla el MGW bajo su jurisdicción a través del protocolo H.248 extendido. La conexión del plano de usuario se establece entre los MGW a través de IPBCP y Nb-UP. mensajes de inicialización.
Para llamadas de voz de usuarios de la red 3G, cuando la red R4 utiliza la función TrFO, los terminales 3G de la red pueden utilizar el mismo código AMR para comunicarse, eliminando así el proceso de codificación/decodificación. La voz AMR tiene 8 velocidades de codificación: 12,2, 10,2, 7,95, 7,40, 6,70, 5,90, 5,15, 4,75 kbit/s. Sin embargo, si los dos terminales no pueden unificarse en una codificación AMR, aún se requiere que la MGW sea responsable de la codificación. conversión de codificación.
Para los servicios de fax, se utiliza el protocolo E-T.38 entre el terminal 3G y la MGW, y se convierte a G.711 a través de la MGW.
2.2 Servicios multimedia
2.2.1 Método de implementación de la red Softswitch
La red Softswitch puede proporcionar funciones de videoconferencia y video punto a punto a los terminales utilizados actualmente. Son principalmente terminales SIP blandos y duros. El softswitch coopera con el terminal a través del protocolo SIP para completar el establecimiento de la llamada. Cuando se trata de llamadas a través del softswitch, el protocolo SIP también se utiliza entre oficinas para la intercomunicación.
Softswitch admite servicios de videoconferencia que requieren el uso de MCU o servidor de recursos multimedia. La MCU proporcionada actualmente por los fabricantes se basa en el sistema H.323 original y el protocolo H.323 se utiliza entre el dispositivo y el softswitch. Cuando se trata de llamadas a través de softswitches, el protocolo SIP también se utiliza para la intercomunicación entre oficinas.
2.2.2 Método de implementación de la red 3G
3GPP adopta el protocolo H.324M como estándar para videollamadas basadas en circuitos. Cuando se establece una videollamada entre dos terminales 3G-324M en la red, MGW no procesa el flujo de medios. El terminal 3G usa AMR para audio y H.263 para video. Los servidores MSC aún se comunican entre sí a través de mensajes BICC.
La videoconferencia dentro de la red 3G requiere el uso de MCU para conectar las dos redes a través del Video Interworking Gateway (VIG). VIG está conectado a MCU, lo que permite que los terminales H.324M se unan a conferencias multipunto. Los terminales 3G crean o se unen a videoconferencias marcando un número de servicio especial.
VIG se conecta a redes IP (H.323) y TDM (dispositivos WCDMA) simultáneamente. En el lado IP, VIG se registra con el GK en la red H.323 a través de RAS y realiza interacción de señalización con la MCU en la red H.323 a través del protocolo H.323, en el lado TDM, el VIG utiliza una retransmisión ISUP; para acceder a la red WCDMA, y utiliza ISUP para realizar interacción de señalización con la red WCDMA, y realizar interacción H.245 e interacción de medios con el terminal de video en la red WCDMA a través del protocolo H.324M. El audio del terminal 3G utiliza AMR y el vídeo utiliza H.263.
3 Análisis de los puntos clave de la tecnología de interoperabilidad empresarial
Como se puede ver en el análisis anterior, cuando la red softswitch y la red 3G R4 interoperan, estarán involucrados múltiples niveles de interoperabilidad. , incluida la capa empresarial, la capa de control y la capa de acceso. La siguiente discusión sobre cuestiones de interoperabilidad sólo se centra en las capas principales de la red, es decir, la capa de control y la capa de acceso.
3.1 Selección de protocolos de interfuncionamiento
Cuando la red de softswitch y 3G interoperan, estarán involucrados múltiples niveles de interoperabilidad, incluida la capa empresarial, la capa de control y la capa de acceso. El protocolo SIP-I y el protocolo BICC son actualmente los protocolos principales utilizados en la capa de control de red de softswitch y la capa de control de red 3G R4. Son los primeros protocolos involucrados cuando la red de softswitch y la red 3G interoperan. A continuación se analiza principalmente el desarrollo y el papel de los dos protocolos en las dos redes.
3.1.1 Protocolo BICC
BICC se desarrolló sobre la base de ISUP. Es relativamente maduro en el soporte de servicios de voz y puede admitir todos los servicios de voz de banda estrecha, servicios suplementarios y datos anteriores. Negocios, etc.
BICC se propone directamente para la aplicación de servicios telefónicos. Proviene del campo de las telecomunicaciones tradicionales y tiene una arquitectura de sistema más rigurosa, por lo que puede proporcionar servicios para la implementación de redes telefónicas de conmutación de circuitos existentes. interruptores suaves. Gran transparencia.
El protocolo BICC resuelve el problema de la separación del control de llamadas y del portador, permitiendo que la señalización de control de llamadas se lleve a cabo en varias redes, incluidas las redes MTP No.7 y las redes IP.
El protocolo BICC actual está evolucionando desde CS1 a CS2 y CS3. CS1 admite el portador de señalización de control de llamadas en la red MTP No.7 y la red ATM; CS2 aumenta el portador en la red IP; CS3 se centra en la calidad de las aplicaciones de portador como MPLS y QoS de IP, así como en problemas de interoperabilidad con SIP.
3.1.2 Protocolo SIP y SIP-I
El protocolo SIP es un protocolo de control de capa de aplicación basado en texto que se utiliza para establecer, modificar y finalizar sesiones multimedia bipartitas o multipartitas. Independientemente del protocolo de transmisión subyacente, el portador subyacente puede utilizar cualquiera de TCP/UDP/SCTP. Al cooperar con RTP/RTCP, SDP, RTSP y otros protocolos y DNS, el protocolo SIP puede admitir voz, vídeo, datos, presentación de estado, mensajería instantánea, juegos y otros servicios. Además, la parte del cuerpo del mensaje SIP permite que existan varios protocolos de descripción de sesión diferentes al mismo tiempo. Este método se denomina MIME (Extensiones de correo de Internet multipropósito).
Cuando SIP se convirtió en una tendencia, la UIT también comenzó a formular estándares relevantes para estudiar cómo PSTN puede interoperar con redes SIP. Es solo que los documentos relevantes de la UIT se basan en los resultados del IETF. La UIT propuso las especificaciones TRQ 2815 y Q.1912. Entre ellas, TRQ 2815 es similar al RFC3372 del IETF y define los requisitos técnicos para la interoperabilidad entre SIP y BICC/ISUP, incluido el modelo de interfaz de interoperabilidad y el conjunto de capacidades de protocolo que debe tener la unidad de interoperabilidad IWU. soporte, el modelo de seguridad de interfaces interoperables, etc. Q.1912 es similar al RFC3398 de IETF. De acuerdo con los diferentes conjuntos de configuración de capacidades de protocolo que IWU necesita admitir en el NNI en el lado SIP, define la interoperabilidad entre SIP y BICC. /ISUP en detalle En general, interoperabilidad SIP y BICC/ISUP, interoperabilidad SIP con encapsulación de mensajes ISUP (SIP-I) y BICC/ISUP, etc. En Q.1912, el mensaje SIP que encapsula el mensaje ISUP se denomina SIP-I.
El conjunto de protocolos SIP-I reutiliza muchos estándares y borradores del IETF, cubriendo no solo el interfuncionamiento de llamadas básicas, sino también el interfuncionamiento de servicios suplementarios BICC/ISUP.
3.2 Cuestiones clave que deben resolverse para la interoperabilidad
Se puede ver en el análisis anterior que existen las siguientes diferencias entre las redes de softswitch y las redes 3G en la implementación del servicio. estos aspectos deben ser solucionados.
3.2.1 Conversión de protocolos y códecs
El equipo de control en la red de conmutación por software (es decir, el equipo de conmutación por software) admite el protocolo SIP/SIP-I para intercomunicación. ; en la red 3G, el dispositivo de control (es decir, el dispositivo del servidor MSC) admite el protocolo BICC para la intercomunicación. Durante el interfuncionamiento, es necesario configurar el equipo de conversión de protocolo correspondiente en la capa de control. Dependiendo de la dirección en la que se inicia la llamada, el equipo de interfuncionamiento implementa las dos funciones siguientes:
a) Terminar el protocolo BICC. e iniciar el protocolo SIP/SIP-I;
b) Terminar el protocolo SIP/SIP-I e iniciar el protocolo BICC.
Además, dado que los formatos de codificación de medios utilizados por las redes de conmutación suave y las redes 3G son diferentes, se requiere un equipo de conversión de medios específico en la capa portadora para completar la conversión de las codificaciones de medios.
3.2.2 Selección de puerta de enlace de interfuncionamiento
Las puertas de enlace de la red softswitch y de la red 3G tienen características diferentes. Por lo tanto, a la hora de seleccionar una puerta de enlace de interfuncionamiento, hay que tener en cuenta que la puerta de enlace puede tener. Interoperabilidad de dos puertas de enlace.
La principal diferencia en el modelo de control de puerta de enlace es la ubicación de la Función de Control de Portador (BCF). El control del portador de la red softswitch lo completa el dispositivo softswitch, es decir, el dispositivo softswitch completa funciones como la interacción de direcciones de medios y la negociación de tipos de medios. El control del portador de la red 3G lo completa el dispositivo de puerta de enlace, es decir, el dispositivo de puerta de enlace completa funciones como la interacción de direcciones de medios y la negociación de tipos de medios.
Las diferencias anteriores requieren que la red 3G y el softswitch interoperen a través de una puerta de enlace de interoperabilidad específica, que admita simultáneamente la función de negociación de control de medios del dispositivo de puerta de enlace y la función de negociación de control de medios del dispositivo de softswitch.
3.2.3 Procesamiento de señal DTMF
El sistema softswitch admite dos tipos de procesamiento de señal DTMF, transmisión dentro de banda RFC2833 y transmisión fuera de banda de información SIP cuando interopera con 3G. El primero termina 2833 a través de la puerta de enlace de interfuncionamiento y lo informa al servidor MSC, convirtiéndolo en BICC, mientras que el segundo asigna información SIP directamente al APM a través del dispositivo de control de interfuncionamiento.
En resumen, cuando dos redes se comunican entre sí, es necesario configurar el equipo de conversión de protocolo de interoperabilidad correspondiente y el equipo de puerta de enlace de interoperabilidad para resolver los problemas anteriores.