下一代网络（NGN）中媒体网关的设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着电信技术的飞速发展,电信市场的竞争也日益加剧,电信运营商不得不利用新技术来改造现有的网络或建设新的网络,网络的重复建设和改造使电信运营商越来越陷入尴尬境地,下一代网络(Next Generation Networks,NGN)的提出给电信运营商带来了曙光。而基于软交换的下一代网络(NGN)指的是一个可以提供话音、数据、视频和多媒体等各种业务的综合网络体系结构。NGN也是业务驱动的网络,业务与呼叫控制分离,呼叫与承载分离,使业务真正独立于网络,能灵活方便地实现各种业务的提供。NGN网络中控制和承载分离需求直接导致了未来软交换网络中核心部件之——媒体网关技术的发展。可见,媒体网关在下一代网络中扮演着重要的角色,下一代网络要取得成功,离不开各种媒体网关的综合业务接入能力和在软交换系统控制下实现具体业务的能力,NGN技术以业务为核心展开,而业务关系到各个方面的问题,媒体网关设备是这些业务链条中重要的一个环节。从某种程度上讲,媒体网关与软交换系统的配合决定着下一代网络的网络体系架构。因此,媒体网关的研究与设计开发已成为NGN市场的热点之一。

2. 课题关键问题和重难点

一、了解并熟知下一代网络(ngn)的四个开放层面，并对其结构和工作方式进行分析，尤其是核心媒体层(media layer)的功能及作用、媒体网关的原理以及应用。

二、了解并熟知媒体网关在下一代网络(ngn)中涉及的功能，通过对下一代网络核心技术——软交换的理解进而充分掌握媒体流的映射功能、受控操作功能等主要功能的实现。

三、对媒体网关的多代控制协议进行分析和对比，了解控制协议更迭的原因以及h.248／megaco协议的优势，并对多代网关的利弊关系以及原理进行强化理解。

3. 国内外研究现状（文献综述）

传统网络向下一代网络的演进是不可阻挡的，作为ngn的核心，软交换的发展也非常迅猛。从广义上讲，软交换泛指一种体系结构，利用该体系结构可以建立下一代网络框架，其功能涵盖下一代网络中的齐功能层面：传输接入层、媒体层、控制层和业务应用层。它主要由软交换设备、信令网关、媒体网关、应用服务器等组成。^[1]以软交换为核心、ip/atm 为骨干网的下一代网络将是一种融合的网络，它不仅能够实现传统的电信网络、计算机网络和有线电视网的融合，也将实现固定和移动网络的融合。现行的各种网络將作为边缘网络并通过一个称作网关的技术接入到ip骨干网，从而实现全网的融合。网关的作用就是完成两个昇构网络之间的信息包括媒体信息利用于控制的信令信息的相互转换，从而使一个网络中的信息能够在另一个网络中传输。完成信息传送媒体间相上转换的设备称为媒体网关，它将一个网络中传送信息的媒体格式转换为另一个网络所要求的媒体格式。媒体网关在软交换系统中处于接入层面。^[2]

ngn的目标是建设一个能够提供语音、数据、多媒体等多种业务的，集通信、信息、电子商务、娱乐于一体，满足自由通信的分组融合网络。为了实现这一目标，ietf、itu-t制定并完善了一系列标准协议：h.323、sip、h.248/megaco和sigtran等。其中，h.323、sip是对等协议，h.248/megaco是非对等协议，sigtran为信令传送协议。^[3]h.248/megaco协议即媒体网关控制协议是在mgcp协议的基础上,结合其它媒体网关控制协议特点发展而成的一种协议,它提供控制媒体的建立、修改和释放机制，同时也可携带某些随路呼叫信令,支持传统网络终端的呼叫。该协议在构建开放和多网融合的ngn中，发挥着重要作用。h.248/megaco协议是网关分离概念的产物。网关分离的核心是业务和控制分离,控制和承载分离。这样使业务、控制和承载可独立发展，使运营商在保护己有资源的基础上，充分利用新技术,为用户提供丰富多彩的业务，通过不断创新的业务提升网络价值。^[4]

ngn的主要网络部件包括：软交换、媒体网关(mg)、信令网关、应用服务器等。软交换也称之为媒体网关控制器(mgc)，提供多种业务的呼叫控制、连接以及部分业务功能，是ncn呼叫和控制的核心设备;媒体网关在软交换的控制下，将一种网络中的媒体格式转换成另一种网络所要求的媒体格式；信令网关负责信令的转换和传递;应用服务器与具体的业务和应用有关。^[5]

4. 研究方案

由图表1所示，媒体网关在软交换网络结构中所处的位置是处在软交换网络分层结构的接入层面，其功能是将用户与网络相连接，并通过各种接入手段集中用户业务，将信息格式转换成为能够在网络上能够传递的信息格式后传递至相应的目的地,本文设计的媒体网关设备是基于ngn的中继媒体网关，是在电路交换网和分组网络之间的网关，用来中继大量的数字电路。具有在ip网络和电路交换网络(scn)之间提供媒体映射和代码转换功能，即终止电路交换网络设施(中继线路)，将媒体流分组化并在ip网络上传输，在ip网络去往scn的方向也执行类似的功能。它位于软交换体系结构中的接入层并受控于软交换设备，它与软交换间的控制协议为1.248/gcp,scn网络通过数字中继e1接口或 isdnpri方式接入ip中继媒体网关：ip中继媒体网关之问采用rtp/rtcp流进行交互。

作为不同的应用实体，设备可以分为业务交换模块、接口模块，控制管理模块三大部分。业务交换模块是整个设备的媒体处理单元，提供业务流格式处理和交换功能。业务交换模块实现业务汇聚和网络互道。接口模块提供pstn和ngn(ip/atm)综合接口功能，接口模块完成pstn的接入功能，同时也是上行汇接出口。控制模块结合媒体网关控制、时钟同步以及网络管理模块，根据不同外部米源的控制信息和内部控制原则，实现对网关的管理；同时，给媒体网关控制器以及网络管理终端以反馈。业务交换模块、接口模块和控制模块之间采用tdm总线连接，采用内部协议进行通信。

5. 工作计划

（一）2023年1月 撰写论文开题报告等初步计划的相关内容，查阅大量参考文献以及制定论文进度计划，详细阅读毕业设计任务书的各项基本要求。

（二）2023年1月 阅读及分析各种与毕业设计主题相关资料以及文献，按标准要求撰写文献综述，初步构思论文提纲以及论文结构，对毕业设计主题有清晰的认知以及明确的把握。

（三）2023年2月 按照既定计划提纲完成论文初稿，并对完成的论文初稿进行自我审核，然后上交指导老师评议，并获取指导意见。