NGN网络中的媒体网关控制技术的理论与研究

摘　要:网络发展的现状以及下一代网络(NGN)的发展已经成为人们关注的焦点。本文首先介绍了NGN网络发展的现状, 以及发展的总体趋势, 由此引出下一代网络的模型, 然后重点分析了下一代网络中的（去掉）技术中的媒体网关控制技术的基本概念、关键技术以及其深远意义。文章最后对目前的网络如何向NGN 平滑演进提出了自己的几点思路和媒体网关控制技术前景的分析。（不太通顺）

关键词: 下一代网络NGN; 软交换; IP 网;媒体网关控制技术

Abstract: The status of network development, as well as next-generation network (NGN) for development has become a focus of attention, this paper describes the status of NGN network development, as well as the general trend of development, then introduces the model of next generation network, and analyzes the basic concepts, key technologies, as well as far-reaching significance of the media gateway conton the current network to a smooth evolution to NGN points roltechnology of the next generation network . At last, the article puts forward their own ideas on how to make the current network smoothly evolve to NGN and what is the prospects of media gateway control technology .

Key words:next-generation network (NGN) ; Softswitch;IP internet;media gateway control technology

一、引言

下一代网络(NGN)是一个以分组网络为承载，提供固定移动话音、数据和视频业务等多种业务的业务融合网络。NGN网络的基本特征是控制、承载和业务的分离，因此，NGN网络的最大优势是网络的开放性。这种开放性主要体现在以下几个方面：各个功能实体之间采用标准的接口协议进行通信；承载网络的技术革新发展不会影响到高层业务的提供；引入应用服务器和第三方应用接口可以快速部署增值业务和第三方业务。NGN网络中控制和承载分离需求直接导致了媒体网关控制技术的发展。目前，ITU-T制定的H.248协议系列标准和IETF制定的MGCP协议是两种主流的，也是应用最为广泛的媒体网关控制协议的典型代表。媒体网关控制技术的发展改变了传统固定话音和早期IP话音(主要是H.323)中呼叫信令控制和媒体承载集成在一个功能实体中实现的发展思路，使得下一代网络中业务提供与承载网络发展相对独立，为下一代网络承载网演进免除后顾之忧。

二、媒体网关控制技术

在NGN中，将呼叫控制“智能”部分从MG中抽取出来，由外部的呼叫控制元MGC来处理。目前比较成熟的媒体网关控制协议有MGCP协议、H.248协议、SIP协议H.323协议等。在MGC-MG模型中，这些协议都工作在主从方式。

1．MGCP协议

MGCP是SGCP（简单网关控制协议）和IPDC（Internet Protocol Device Con的结合产物。1998年Level 3提出IPDC，同时Telcordia（原来的Bellcore）提了SGCP，当IETF成立MeGaCo工作组后，两者合并为MGCP。当时人们希望把以软件为中心的呼叫处理功能和以硬件为中心的媒体流处理（media streami功能分离开，放置在软交换与媒体网关之间。那时H.323和SIP协议不能处理这个分离实体之间的通信，所以就产生了MGCP。MGCP侧重的是简单性和可靠性，MGCP协议本身只限于处理媒体流控制呼叫处理等智能工作卸载到软交换上，使媒体网关成为一个很简单的设备，简化了本地接入设备的设计，只负担必要的接入硬件和MGCP用户侧功能的成本，管和互操作成本转移到网络上，MGCP通过软交换实现对多业务组网边缘上的数据通信设备（如VoIP网关、voice-over-ATM网关、cable mod19机顶盒、软PBX和电路交叉连接）的外部控制和管理。其中的软交换可以分布多个计算机平台上，从外部控制、管理多媒体网络边缘上的媒体网关，指导网在端点之间建立连接，探测摘机之类的事件，产生振铃等信号，以及规范端点间如何、何时建立连接。

MGCP是软交换、媒体网关、信令网关的关键协议，它使IP电话网可以接PSTN，实现端到端电话业务。MGCP的特点有：

①协议简单可靠，容易快速部署；

②采用对包的扩展作为协议扩展的主要方式，可以方便地增加新的应用

③文本编码方式符合IP网络习惯；

④协议本身不提供信令加密。

2．H.248/MEGACO协议

随着NGN网络技术的深入研究以及软交换实验网的开展，H.248协议和MGCP协议的应用也越来越多。然而，在实际应用中，运营商经常会遇到类似H.248协议和MGCP协议选择的困惑，主要表现在TG，AG或媒体资源服务器在选择H.248还是MGCP协议上存在不少争议。尤其是由于MGCP协议发展历史较早，市场上已经存在不少MGCP协议相关网关产品。因此，如何对H.248协议和MGCP协议进行正确的定位，对于运营商规划软交换网络至关重要。H.248协议和MGCP协议从协议功能、适用范围、可扩展性和互通性等几个方面的不同主要有：

(1)从本质上说，H.248和MGCP协议都是用于媒体网关控制的接口协议，H.248协议是对MGCP协议的继承和发展。H.248和MGCP协议有很多相似之处，也有很多不同，主要表现在H.248协议具有比MGCP协议更完善的协议功能，更广泛的适用范围和更强的可扩展性。

(2)从协议功能说，除IP语音业务、与PSTN语音互通、与ISDN语音互通业务等H.248协议和MGCP协议都能提供的基本业务外，H.248协议具备比MGCP协议更多的多媒体业务支持功能和更强的控制功能(如QoS控制、双归属技术等)。MGCP协议并不支持与窄带多媒体系统的互通。H.248协议具有MGCP协议不支持的多媒体视讯会议功能。H.248协议制定了专用于H.323视讯会议的协议扩展包。在控制功能方面，H.248协议定义了更完善的MG重启动和注销机制。H.248协议在业务改变方法定义中除保留了MGCP协议中定义的正常注销(graceful)、强制注销(forced)、重启动(restart)、连接丢失(disconnected)四个属性之外，还增加了被动倒换(handoff)和主动倒换(failover)两个属性，从而使得H.248协议可以方便实现主备用MGC机制，为实际运营提供可靠的双归属机制。H.248协议定义了更丰富的IP网络传输协议，MGCP仅选用UDP作为网络承载协议，而H.248协议可选使用UDP，TCP或SCTP协议进行承载。在实际运营中，H.248协议可根据安全性和可靠性要求的不同选用不同的传输协议。此外H.248协议还增加了比MGCP协议更强的MGC对MG进行资源控制和QoS控制等增强控制功能。

(3)从可扩展性来说，MGCP协议和H.248协议都是采用扩展包的形式来实现协议的可扩展性。MGCP协议由ETF制定，因此，MGCP协议更关注于IP业务应用。H.248讲议是由ITU-T和MGCP共同制定，除IP业务应用外，H.248协议考虑了更多与现有传统PSTN/ISDN以及V5.2接入网业务兼容能力，以及更丰富的业务实现功能需求。仅从协议扩展包的数量来看，MGCP制定了大约13个扩展包，ITU-T已经批准的H.248协议基本包13个、协议扩展包少有108个，3GPP正式批准的用于UMTS的H.248扩展包有9个，ETSI正式批准的H.248扩展包有4个。多个标准化组织正在加快H.248协议及其应用的研究进程，不断*出新的扩展包，使得H.248协议可满足实际运营中复杂和日益丰富的业务需求。H.248协议还制定了适用于更完善的语音服务器扩展包用实现资源服务器的增强语音播放功能。

(4)从适用范围来说，由于H.248协议具备比MGCP协议更完善的功能和数量更多的协议扩展包，因此，H.248协议具有比MGCP协议更广泛的适用范围。MGCP协议一般仅适用IAD设备、TG设备和具有模拟线接入的AG设备以及具有简单语音播放功能的媒体服务器设备。H.248协议不仅可以适用于IAD设备、TG设备等基本网关类型，还可适用于具备V5.2接入的AG设备、媒体资源服务器、多点控制器(MC)、多点处理器(MP)等其他设备。由于H.248协议具有比MGCP更多的优势，国内行标中也是把H.248协议作为TG设备、AG设备等设备必选协议，而把MGCP协议作为可选协议。IAD设备则根据需求，可选用H.248或MGCP协议的任意一种。

(5)从协议互通性来说．由于MGCP协议研究相对较早，国内外已现存不少支持MGCP协议的产品，并已在国外运营网络获得了广泛应用，MGCP协议产品之间的互通性基本可以保证。然而，H.248协议直到2000年才推出第一版本，且协议仍处于不断完善和发展的阶段。目前市场上支持H.248协议的产品较少，尤其是由于缺乏足够的实际运营经验，导致H.248协议产品之间的互通性难以完全保障。在国内软交换试验中进一步对H.248协议相关产品进行广泛试验和相关测试，不仅可以完善H.248协议，而且可以有助于互通性问题的解决。随着H.248协议的不断完善以及随着国内软交换实验的深入开展，H.248协议互通性问题最终将得以解决。MGCP协议结构简单，但由于MGCP协议在描述能力上的欠缺，限制了其大型网关上的应用。对大型网关，H.248协议是一个好的选择。与MGCP用户比，MEGACO/H248对传输协议提供了更多的选择，并且提供更多的应用层支持，管理更简单。

3．SIP协议

SIP主要是为Internet网上的多媒体会议电视服务的，用于建立、更改和终

Internet主机之间的会晤（session）。它以Internet协议（HTTP）为基础，遵循Inte

的设计原则，所以很容易增加新业务，扩展协议，而不会引起互操作问题。SI

一种应用层协议，可以用UDP或TCP作为其传输协议。

SIP协议采用模块化，不受基础协议与结构的限制，可用于端点或服务器上

叫的建立，也可运行在媒体网关控制器、网关、数据库等其他设备之间。

在SIP Forum上提出的改进方案，如SIP-T，用于将原PSTN网中的信令协如ISUP等转换成SIP消息，进行具体的信令消息及参数的映射和翻译，也可以SIP作为协议消息的承载，将协议消息体直接封装在SIP的消息体中，起到"消隧道"的作用；SIP-T可以与H.323应用协议进行互通。另外，还有许多草案定了基于SIP的Application Server，用于实现已有的固定网或移动网所提供的IN能业务。

4．H.323协议

H.323是IP网关/终端在分组网上传送话音和多媒体业务所使用的核心协议包括点到点、点到多点会议、呼叫控制、多媒体管理、带宽管理、LAN与其他络的接口等。H.323没有关于NNI接口的定义，没有拥塞控制机制。这在专用内实现计算机－计算机的呼叫没有问题，但要提供广域业务及PSTN-to-PSTN连则必须依赖NNI接口。H.323是集中式对等结构，多个平台运行多个软件，硬件升级不容易。ITU的H.323协议族定义了在无业务质量保证的因特网或其它分组网络上

媒体通信的协议及其规程。H.323标准是局域网、广域网、Intranet和Internet上

多媒体提供技术基础保障。虽然H.323提供了窄带多媒体通信所需要的所有子

议，但H.323的控制协议非常复杂。此外，H.323不支持多点发送（Multicast）

议，只能采用多点控制单元（MCU）构成多点会议，因而同时只能支持有限的

点用户。H.323不支持呼叫转移，且建立呼叫的时间较长。