IP电话终端注册研究与分析
IP电话终端注册[20191213092711]
摘 要
在人类的通信中，通信业务主要包括三大内容，分别是语音，数据，视频与音频组合而成的多媒体。这三大通信业务都是由不同的通信网来承载和完成的，分别对应着电话网，数据网，多媒体网。但是随着科学技术的不断发展和社会信息化程度的不断加深，人们对通信的要求已经不仅仅满足于传统的语音业务或单单的数据，视频，音频业务 。所以我们只有构建全业务网络，即能够同时承载三大业务的网络，这样才能满足时代的要求。而这个网络就是如今流行的下一代网络，其技术核心是软交换技术。该技术能够很好地解决业务和呼叫控制相分离，呼叫控制与承载相分离等问题，使得在下一代网络中，能够更高效率的实现各类复杂协议和提供更多样的业务。
本设计主要对软交换一个方面的应用做了全面而系统的研究，即软交换在IP电话机上的应用。软交换技术处于刚刚起步阶段，它有着无限广阔的发展前景和巨大的应用价值，值得我们去深入学习和研究。论文主体分为五部分：第一个部分对课题提出的背景，研究目的及其意义做了大概的描述；第二部分对NGN的关键技术，技术特征，体系结构以及所面临的问题做了详尽的介绍，也对软交换网络做了大概的描述。第三部分着重介绍了软交换技术，软交换协议及功能。第四部分主要介绍了IP电话终端注册原理及流程。第五部分对软交换网络的发展前景和占有市场做了实际分析。
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关键字:软交换,下一代网络,IP话机
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景，研究目的和意义 1
1.1.1 课题背景 1
1.1.2 研究目的和意义 1
1.2 软交换技术的出现 2
1.3 软交换技术存在的优势 2
1.4 软交换发展所面临的问题 2
1.5 本章小结 3
第二章 NGN和软交换 5
2.1 下一代网络概述 5
2.1.1 NGN的基本介绍 5
2.1.2 NGN的基本特征 5
2.1.3 NGN的研究价值及发展方向 6
2.2 NGN的关键技术及其技术特征 6
2.3 NGN的体系结构 6
2.4 NGN所面临的问题及解决方案 9
2.4.1 NGN所面临的问题 9
2.4.2 解决方案 10
2.5 软交换网络的体系结构 12
2.5.1 软交换网络的结构 12
2.5.2软交换网络的特点 15
2.5.3 软交换网络所面临的问题 16
2.6 本章小结 17
第三章 软交换技术、协议及功能介绍 18
3.1 软交换的关键技术 18
3.1.1 接入层技术 18
3.1.2 业务层技术 18
3.1.3 控制层技术 19
3.1.4 QoS技术 19
3.1.5 安全技术 19
3.2软交换技术特点 19
3.3 软交换网络的几个重要协议 20
3.3.1 RTP协议 20
3.3.2 MGCP协议 21
3.3.3 SIP协议 21
3.4软交换网络的功能介绍 22
3.5 本章小结 25
第四章 软交换的配置和开发 26
4.1 JHKY-1 型软交换综合实验系统简介 26
4.1.1 系统概述 26
4.1.2 系统拓扑连接 26
4.2 JHKY-1型软交换综合实验系统组成部件 27
4.2.1 软交换系统 27
4.2.2 VoIP网关 28
4.2.3 IP网络电话机 28
4.2.4 IP软电话 28
4.2.5 操作维护台 29
4.2.6 监视台 29
4.3 系统功能 29
4.3.1 基本呼叫功能 29
4.3.2 补充业务 29
4.3.3 维护管理功能 30
4.4 IP电话终端注册 30
4.4.1 概述 30
4.4.2 注册方法原理 31
4.4.3构造一个REGISTER请求 32
4.4.4处理一个REGISTER请求 37
4.4.5 基于JHKY-1型软交换综合实验系统的功能 39
4.5 本章小结 44
第五章 软交换发展前景以及市场分析 45
5.1 软交换网络的发展前景 45
5.2 电信运营商在积极发展中 46
5.2.1 中国网通 46
5.2.2 中国电信 47
5.2.3 中国移动 47
5.2.4中国联通 47
5.3国内设备制造商在抢占市场 47
5.3.1 华为公司 47
5.3.2 中兴公司 47
5.3.3 大唐电信 47
5.4 市场发展预测 48
5.5 本章小结 48
第六章 总结与展望 49
参考文献 50
致 谢 51
附录一 翻译文献原文 53
附录二 翻译文献译文 55
第一章 绪论
1.1 课题研究背景，研究目的和意义
1.1.1 课题背景
从古自今，人类信息传递的变化是无比巨大的。古代，人们通过邮驿传递，飞鸽传书，烽火等比较落后的传递方式。 而现代的信息传递方式则层出不穷，传真，电报，电视，移动电话，电脑，数字电视等等。由此看出人类已经进入信息时代，以计算机和网络为核心的现代技术不断发展，其应用也不断普及。我们深信，信息技术革命将震撼着全世界，将比历史上的任何一场工业革命产生更为重大而深远的影响。
如今，我们耳边经常听到IP电话网这个熟悉而又陌生的词汇。IP电话就是在IP网上传送具有一定质量的语音业务，主要采用的是VOIP技术，其核心是交换机。IP网的协议简单，价格低廉，基于IP协议的Internet迅猛发展使得IP网一度成为数据网的代名词，同时IP协议的普遍使用使得基于IP的各种业务在不同的网络之间都能实现互通。在当今时代，软交换技术已经成为热点技术，它的发展空间无比巨大，所以值得我们深入研究。
1.1.2 研究目的和意义
信息技术革命是一场翻天覆地的革命，正震撼着全世界。我们知道，近年来以Internet为代表的新技术革命正在深刻地改变着传统的电信观念和体系架构，同时网络的融合也正成为电信发展的大趋势。所有的发展使得整个网络正向着下一代网络结构发展。
3G移动网络作为NGN的一部分，其体系结构的发展演进也受到软交换技术的影响。3G的技术研究已经相对成熟了，目前世界上很多国家正处于商用实验阶段，研究如何根据实际的应用环境，将3G系统合理的构建；如何使得系统标准化，具有更广泛的设备互通性和兼容性。随着中国信息产业部3G网络实验的展开，中国的3G商用已经为期不远了。
随着NGN核心技术——软交换技术的不断完善和成熟，伴随着成本的不断降低，NGN在网络融合、业务融合、灵活计费以及快速生成业务方面的优势将逐步得以体现，同时显著提高运营商的业务展开能力和网络盈利能力。这正是我们研究的目的和意义所在。
1.2 软交换技术的出现
软交换的概念最早起源于美国。在传统的企业网络环境下，用户都是采用基于以太网的电话，然后再通过一套基于PC服务器的呼叫控制软件，实现PBX功能。对于这样的一套设备，系统不需要单独铺设网络，而通过与局域网共享就可以实现管理与维护的统一，综合成本远远低于传统的PBX。由于企业网环境对设备的可靠性、计费和管理要求不高，主要用于满足通信需求，设备门槛低，许多设备商都可提供此类解决方案，因此IP PBX应用获得了巨大成功。受到IP PBX成功的启发，为了提高网络综合运营效益，网络的发展更加趋于合理、开放，更好的服务于用户。业界提出了这样一种思想：将传统的交换设备部件化，分为呼叫控制与媒体处理，二者之间采用标准协议（MGCP、H248）且主要使用纯软件进行处理，于是，软交换技术应运而生。
1.3 软交换技术存在的优势
以“分离交换和控制”为核心思想的软交换打破了传统的电信网络结构，并且它为数据和语音的融合并催生出大量新型业务做好铺垫。下一代网络的核心技术就是软交换，因为软交换能够解决困扰电信运营商的诸多难题，为电信业的发展开创一个全新的局面。
采用软交换技术建设的新一代网络具有的优势：
●网络结构清晰简洁，是完善的下一代网络结构体系，已经在各大运营商进行了多次实验和测试，其中语音业务的各项指标及稳定性与PSTN网络相当甚至更好。
●可以提供多媒体业务和移动业务等综合业务平台；可以提供实时的，综合的网络管理模式和集中远程网络管理维护功能。
●相比于PSTN网络建设投入过程中本地网、汇接局、长途局、信令网、同步网等多类项目的投入，软交换只需要一次性投入，同时，该系统各网元设备的占地比PSTN设备少很多，大大节省了设备投入与机房占地，工程实施也更加经济方便，这对新兴电信运营商建设优质优价的网络尤为重要[1]。
1.4 软交换发展所面临的问题
从技术上讲，软交换是一种具有呼叫控制功能的软件实体，它的核心是一个采用标准化协议和应用编程接口的开放体系结构，便于第三方参与应用开发，而且对新业务的开展也非常有利。从业务角度讲，软交换是为新业务大量涌现而提出的方案，它能减少运营商提供新业务的资本和运营支出，同时增加收入。但是，我们也发现软交换在实际应用中还是存在一些问题的：[2]
（1）网络组网的方式
基于软交换的网络组织目前国内外尚无成熟的经验，到底是采用基于软交换的全平面结构，还是分区域选路结构都有待于进一步的探索。由于缺乏大范围的运行网络，所以对软交换系统的测试只能够在小型组网中进行，这与大型组网的实际情况是有较大差距的。
(2) 协议兼容性
软交换分层的体系结构及其开放的接口，注定会出现大量设备的兼容性问题。很多协议尚未做到真正兼容，部分标准也在发展中，如：BICC协议，SIP-I协议和H.248协议。国内各大运营商在进行单域，双域测试，第三方IAD的测试及多域互通测试过程中，都出现了一些兼容性问题。
(3)网络QoS和网络安全问题
采用IP网络作为承载语音的网络时，合理有效地调配网络资源，解决QoS和网络安全的问题一直希望有较为可行的方案。实时媒体和数据对网络QoS要求不同，实时媒体流主要关注时延，抖动，而不太关心丢包。受各种条件的制约，在IP网络上，目前还很难做到整网QoS，因此，这是个长期存在的问题。
(4)多媒体业务的支持
目前软交换系统实现了一定数量的多媒体业务，但业务流程还处于发展之中，尚未成熟。多媒体终端的类型有限。目前支持多媒体业务的终端大多数是H.323终端，SIP终端在支持多媒体业务方面仅仅处于刚刚起步阶段。SIP已经被业界认为是最有希望取代H.323的终端控制协议，基于SIP的网络也已经形成了一套比较完整的体系结构，但是其建设和发展在国际上刚刚开始，国内几乎空白，暂时还无法发挥其应有的作用。
(5)IP地址问题，服务质量不高，运行难度大，业务开展复杂。
1.5 本章小结
本章主要介绍了软交换技术产生的背景，研究和发展软交换技术的目的和意义，并且分析了软交换技术的优势以及劣势。
第二章 NGN和软交换
2.1 下一代网络概述
2.1.1 NGN的基本介绍
NGN是一个分组网络，它提供包括电信业务在内的多种业务，能够利用多种带宽和具有QoS能力的传送技术，实现业务功能与底层传送技术的分离；它允许用户对不同业务提供商网络的自由接入，并支持通用移动性，实现用户对业务使用的一致性和统一性。它是以软交换为核心的，能够提供包括语音、数据、视频和多媒体业务的基于分组技术的综合开放的网络架构，代表了通信网络发展的方向。NGN具有分组传送、控制功能从承载、呼叫/会话、应用/业务中分离、业务提供与网络分离、提供开放接口、利用各基本的业务组成模块、提供广泛的业务和应用、端到端QoS和透明的传输能力通过开放的接口规范与传统网络实现互通、通用移动性、允许用户自由地接入不同业务提供商、支持多样标志体系，融合固定与移动业务等特征。
2.1.2 NGN的基本特征
（1）分组传送；
（2）控制功能从承载、呼叫/会话及应用/业务中分离；
（3）业务提供与网络分离，提供开放接口；
（4）利用各基本的业务组成模块，提供广泛的业务和应用（包括实时、非实时、流媒体和多媒体业务）；
（5）具有端到端QoS和透明的传输能力；
（6）通过开放接口与传统网络互通；
（7）具有通用移动性；
（8）允许用户自由地接入不同业务提供商；
摘 要
在人类的通信中，通信业务主要包括三大内容，分别是语音，数据，视频与音频组合而成的多媒体。这三大通信业务都是由不同的通信网来承载和完成的，分别对应着电话网，数据网，多媒体网。但是随着科学技术的不断发展和社会信息化程度的不断加深，人们对通信的要求已经不仅仅满足于传统的语音业务或单单的数据，视频，音频业务 。所以我们只有构建全业务网络，即能够同时承载三大业务的网络，这样才能满足时代的要求。而这个网络就是如今流行的下一代网络，其技术核心是软交换技术。该技术能够很好地解决业务和呼叫控制相分离，呼叫控制与承载相分离等问题，使得在下一代网络中，能够更高效率的实现各类复杂协议和提供更多样的业务。
本设计主要对软交换一个方面的应用做了全面而系统的研究，即软交换在IP电话机上的应用。软交换技术处于刚刚起步阶段，它有着无限广阔的发展前景和巨大的应用价值，值得我们去深入学习和研究。论文主体分为五部分：第一个部分对课题提出的背景，研究目的及其意义做了大概的描述；第二部分对NGN的关键技术，技术特征，体系结构以及所面临的问题做了详尽的介绍，也对软交换网络做了大概的描述。第三部分着重介绍了软交换技术，软交换协议及功能。第四部分主要介绍了IP电话终端注册原理及流程。第五部分对软交换网络的发展前景和占有市场做了实际分析。
查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:软交换,下一代网络,IP话机
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景，研究目的和意义 1
1.1.1 课题背景 1
1.1.2 研究目的和意义 1
1.2 软交换技术的出现 2
1.3 软交换技术存在的优势 2
1.4 软交换发展所面临的问题 2
1.5 本章小结 3
第二章 NGN和软交换 5
2.1 下一代网络概述 5
2.1.1 NGN的基本介绍 5
2.1.2 NGN的基本特征 5
2.1.3 NGN的研究价值及发展方向 6
2.2 NGN的关键技术及其技术特征 6
2.3 NGN的体系结构 6
2.4 NGN所面临的问题及解决方案 9
2.4.1 NGN所面临的问题 9
2.4.2 解决方案 10
2.5 软交换网络的体系结构 12
2.5.1 软交换网络的结构 12
2.5.2软交换网络的特点 15
2.5.3 软交换网络所面临的问题 16
2.6 本章小结 17
第三章 软交换技术、协议及功能介绍 18
3.1 软交换的关键技术 18
3.1.1 接入层技术 18
3.1.2 业务层技术 18
3.1.3 控制层技术 19
3.1.4 QoS技术 19
3.1.5 安全技术 19
3.2软交换技术特点 19
3.3 软交换网络的几个重要协议 20
3.3.1 RTP协议 20
3.3.2 MGCP协议 21
3.3.3 SIP协议 21
3.4软交换网络的功能介绍 22
3.5 本章小结 25
第四章 软交换的配置和开发 26
4.1 JHKY-1 型软交换综合实验系统简介 26
4.1.1 系统概述 26
4.1.2 系统拓扑连接 26
4.2 JHKY-1型软交换综合实验系统组成部件 27
4.2.1 软交换系统 27
4.2.2 VoIP网关 28
4.2.3 IP网络电话机 28
4.2.4 IP软电话 28
4.2.5 操作维护台 29
4.2.6 监视台 29
4.3 系统功能 29
4.3.1 基本呼叫功能 29
4.3.2 补充业务 29
4.3.3 维护管理功能 30
4.4 IP电话终端注册 30
4.4.1 概述 30
4.4.2 注册方法原理 31
4.4.3构造一个REGISTER请求 32
4.4.4处理一个REGISTER请求 37
4.4.5 基于JHKY-1型软交换综合实验系统的功能 39
4.5 本章小结 44
第五章 软交换发展前景以及市场分析 45
5.1 软交换网络的发展前景 45
5.2 电信运营商在积极发展中 46
5.2.1 中国网通 46
5.2.2 中国电信 47
5.2.3 中国移动 47
5.2.4中国联通 47
5.3国内设备制造商在抢占市场 47
5.3.1 华为公司 47
5.3.2 中兴公司 47
5.3.3 大唐电信 47
5.4 市场发展预测 48
5.5 本章小结 48
第六章 总结与展望 49
参考文献 50
致 谢 51
附录一 翻译文献原文 53
附录二 翻译文献译文 55
第一章 绪论
1.1 课题研究背景，研究目的和意义
1.1.1 课题背景
从古自今，人类信息传递的变化是无比巨大的。古代，人们通过邮驿传递，飞鸽传书，烽火等比较落后的传递方式。 而现代的信息传递方式则层出不穷，传真，电报，电视，移动电话，电脑，数字电视等等。由此看出人类已经进入信息时代，以计算机和网络为核心的现代技术不断发展，其应用也不断普及。我们深信，信息技术革命将震撼着全世界，将比历史上的任何一场工业革命产生更为重大而深远的影响。
如今，我们耳边经常听到IP电话网这个熟悉而又陌生的词汇。IP电话就是在IP网上传送具有一定质量的语音业务，主要采用的是VOIP技术，其核心是交换机。IP网的协议简单，价格低廉，基于IP协议的Internet迅猛发展使得IP网一度成为数据网的代名词，同时IP协议的普遍使用使得基于IP的各种业务在不同的网络之间都能实现互通。在当今时代，软交换技术已经成为热点技术，它的发展空间无比巨大，所以值得我们深入研究。
1.1.2 研究目的和意义
信息技术革命是一场翻天覆地的革命，正震撼着全世界。我们知道，近年来以Internet为代表的新技术革命正在深刻地改变着传统的电信观念和体系架构，同时网络的融合也正成为电信发展的大趋势。所有的发展使得整个网络正向着下一代网络结构发展。
3G移动网络作为NGN的一部分，其体系结构的发展演进也受到软交换技术的影响。3G的技术研究已经相对成熟了，目前世界上很多国家正处于商用实验阶段，研究如何根据实际的应用环境，将3G系统合理的构建；如何使得系统标准化，具有更广泛的设备互通性和兼容性。随着中国信息产业部3G网络实验的展开，中国的3G商用已经为期不远了。
随着NGN核心技术——软交换技术的不断完善和成熟，伴随着成本的不断降低，NGN在网络融合、业务融合、灵活计费以及快速生成业务方面的优势将逐步得以体现，同时显著提高运营商的业务展开能力和网络盈利能力。这正是我们研究的目的和意义所在。
1.2 软交换技术的出现
软交换的概念最早起源于美国。在传统的企业网络环境下，用户都是采用基于以太网的电话，然后再通过一套基于PC服务器的呼叫控制软件，实现PBX功能。对于这样的一套设备，系统不需要单独铺设网络，而通过与局域网共享就可以实现管理与维护的统一，综合成本远远低于传统的PBX。由于企业网环境对设备的可靠性、计费和管理要求不高，主要用于满足通信需求，设备门槛低，许多设备商都可提供此类解决方案，因此IP PBX应用获得了巨大成功。受到IP PBX成功的启发，为了提高网络综合运营效益，网络的发展更加趋于合理、开放，更好的服务于用户。业界提出了这样一种思想：将传统的交换设备部件化，分为呼叫控制与媒体处理，二者之间采用标准协议（MGCP、H248）且主要使用纯软件进行处理，于是，软交换技术应运而生。
1.3 软交换技术存在的优势
以“分离交换和控制”为核心思想的软交换打破了传统的电信网络结构，并且它为数据和语音的融合并催生出大量新型业务做好铺垫。下一代网络的核心技术就是软交换，因为软交换能够解决困扰电信运营商的诸多难题，为电信业的发展开创一个全新的局面。
采用软交换技术建设的新一代网络具有的优势：
●网络结构清晰简洁，是完善的下一代网络结构体系，已经在各大运营商进行了多次实验和测试，其中语音业务的各项指标及稳定性与PSTN网络相当甚至更好。
●可以提供多媒体业务和移动业务等综合业务平台；可以提供实时的，综合的网络管理模式和集中远程网络管理维护功能。
●相比于PSTN网络建设投入过程中本地网、汇接局、长途局、信令网、同步网等多类项目的投入，软交换只需要一次性投入，同时，该系统各网元设备的占地比PSTN设备少很多，大大节省了设备投入与机房占地，工程实施也更加经济方便，这对新兴电信运营商建设优质优价的网络尤为重要[1]。
1.4 软交换发展所面临的问题
从技术上讲，软交换是一种具有呼叫控制功能的软件实体，它的核心是一个采用标准化协议和应用编程接口的开放体系结构，便于第三方参与应用开发，而且对新业务的开展也非常有利。从业务角度讲，软交换是为新业务大量涌现而提出的方案，它能减少运营商提供新业务的资本和运营支出，同时增加收入。但是，我们也发现软交换在实际应用中还是存在一些问题的：[2]
（1）网络组网的方式
基于软交换的网络组织目前国内外尚无成熟的经验，到底是采用基于软交换的全平面结构，还是分区域选路结构都有待于进一步的探索。由于缺乏大范围的运行网络，所以对软交换系统的测试只能够在小型组网中进行，这与大型组网的实际情况是有较大差距的。
(2) 协议兼容性
软交换分层的体系结构及其开放的接口，注定会出现大量设备的兼容性问题。很多协议尚未做到真正兼容，部分标准也在发展中，如：BICC协议，SIP-I协议和H.248协议。国内各大运营商在进行单域，双域测试，第三方IAD的测试及多域互通测试过程中，都出现了一些兼容性问题。
(3)网络QoS和网络安全问题
采用IP网络作为承载语音的网络时，合理有效地调配网络资源，解决QoS和网络安全的问题一直希望有较为可行的方案。实时媒体和数据对网络QoS要求不同，实时媒体流主要关注时延，抖动，而不太关心丢包。受各种条件的制约，在IP网络上，目前还很难做到整网QoS，因此，这是个长期存在的问题。
(4)多媒体业务的支持
目前软交换系统实现了一定数量的多媒体业务，但业务流程还处于发展之中，尚未成熟。多媒体终端的类型有限。目前支持多媒体业务的终端大多数是H.323终端，SIP终端在支持多媒体业务方面仅仅处于刚刚起步阶段。SIP已经被业界认为是最有希望取代H.323的终端控制协议，基于SIP的网络也已经形成了一套比较完整的体系结构，但是其建设和发展在国际上刚刚开始，国内几乎空白，暂时还无法发挥其应有的作用。
(5)IP地址问题，服务质量不高，运行难度大，业务开展复杂。
1.5 本章小结
本章主要介绍了软交换技术产生的背景，研究和发展软交换技术的目的和意义，并且分析了软交换技术的优势以及劣势。
第二章 NGN和软交换
2.1 下一代网络概述
2.1.1 NGN的基本介绍
NGN是一个分组网络，它提供包括电信业务在内的多种业务，能够利用多种带宽和具有QoS能力的传送技术，实现业务功能与底层传送技术的分离；它允许用户对不同业务提供商网络的自由接入，并支持通用移动性，实现用户对业务使用的一致性和统一性。它是以软交换为核心的，能够提供包括语音、数据、视频和多媒体业务的基于分组技术的综合开放的网络架构，代表了通信网络发展的方向。NGN具有分组传送、控制功能从承载、呼叫/会话、应用/业务中分离、业务提供与网络分离、提供开放接口、利用各基本的业务组成模块、提供广泛的业务和应用、端到端QoS和透明的传输能力通过开放的接口规范与传统网络实现互通、通用移动性、允许用户自由地接入不同业务提供商、支持多样标志体系，融合固定与移动业务等特征。
2.1.2 NGN的基本特征
（1）分组传送；
（2）控制功能从承载、呼叫/会话及应用/业务中分离；
（3）业务提供与网络分离，提供开放接口；
（4）利用各基本的业务组成模块，提供广泛的业务和应用（包括实时、非实时、流媒体和多媒体业务）；
（5）具有端到端QoS和透明的传输能力；
（6）通过开放接口与传统网络互通；
（7）具有通用移动性；
（8）允许用户自由地接入不同业务提供商；
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