软交换实验内容.docx

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软交换实验内容

第一章软交换设备SoftX3000介绍

1.1系统硬件介绍

SoftX3000硬件连接图如图1-1-1：

主机的各机框之间、主机与后台之间通过主备用LANSwitch通信。

图1-1-1SoftX3000硬件连接图

SoftX3000在物理上主要由OSTA机框、BAM（后管理模块）、iGWB（计费网关）等设备组成，其中，OSTA机框构成SoftX3000的主机部分，完成业务处理、资源管理等功能；BAM与iGWB构成后台部分，完成操作维护、话单管理等功能。

1.1.1主机部分

主机部分是SoftX3000的核心部分，由OSTA（HuaweiOpenStandardsTelecomArchitecturePlatform）机框和连接设备构成，主要完成业务处理、资源管理等功能。

一、设备间的通信

SoftX3000主机系统通信主要包括三部分：

（1）各OSTA机框之间通信：

通过两个LANSwitch（0平面LANSwitch和1平面LANSwitch）进行通信，各机框均有两根网线连接至两个LANSwitch。

（2）主机与后台通信：

各OSTA机框与BAM、iGWB通过两个LANSwitch（0平面LANSwitch和1平面LANSwitch）进行通信，BAM、iGWB均有网线连接至两个LANSwitch。

（3）与外部IP网络设备通信：

通过两个LANSwitch进行通信，只有基本框0和基本框1才提供网线连接至2#LANSwitch和3#LANSwitch。

二、系统的容量特性

在实际应用中，系统的容量由OSTA机框的数量来决定，可根据需要在1到18框之间灵活配置，完全满足平滑扩容的需要。

当采用单模块配置时，可实现9000TDM中继、5万用户的应用；满配情况下，则可实现36万TDM中继或200万用户的应用。

1.1.2后台部分

后台部分由BAM、应急工作站、WS、iGWB和连接设备构成，主要完成操作维护、话单管理等功能。

维护管理子系统的通信关系如下三部分：

与主机系统通信：

BAM、iGWB通过两个核心LANSwitch（0平面LANSwitch和1平面LANSwitch）进行通信。

BAM、iGWB均有网线连接至两个LANSwitch，

BAM和iGWB各有一网线连接至LANSwitch，各WS通过TCP/IP协议以客户机/服务器的方式与BAM、iGWB进行通信。

通过该LANSwitch还对外提供网管接口。

与计费中心通信，主备iGWB各有一网线对外提供FE接口。

环境监控子系统包括每个业务处理框的电源模块监控、风扇监控模块和每个机柜的配电框监控模块，主要用于保证SoftX3000正常的工作环境。

1.2设备物理结构

SoftX3000采用OSTA平台作为硬件平台，该平台同时具有共享资源总线和以太网总线两种背板总线，通用性好、可靠性高，适合于软交换设备可变长数据包的交换与传输。

OSTA平台采用19英寸宽、9U高的标准机框结构，框内单板采用前后对插的方式进行安装，主设备构造如下图1-2-1：

图1-2-1主设备构造

N68-22机柜：

一个机柜最多可以容纳4组标准的19英寸插框

机柜的尺寸：

高2200mm，宽600mm，深800mm；机柜的可用空间高度：

46U（1U=44.45mm）；机柜分为以下3种：

综合配置机柜：

可以提供完整业务处理的功能，提供对外接口（IP、时钟、TDM），提供前后台通信、计费存储的桥梁。

包括：

iGWB、磁盘阵列、BAM、LANSwitch、LCD/KVM、导风框、基本框、配电框。

业务处理机柜：

由配电框、扩容框、媒体资源框、导风框组成，最多可配置4个CN16IP插框。

媒体资源服务器机柜：

由配电框、资源服务器机框组成．

图1-2-2CN16IP机框结构

机框19英寸宽、9U高，前后插板结构，统一后出线。

机框有21个槽位，前插板由业务板、系统管理板、告警板组成，后插板由接口板、以太网通信板组成，电源板则前后均可安装。

基本框0（必配）对外提供IP外部接口，单框可以完成完整的业务处

基本框1（选配）当等效用户容量大于50万用户数时，必须配置基本框1

扩容框（选配）必须与基本框0配合提供业务的处理功能

媒体资源框（选配）当等效用户容量少于10万用户时配置，实现MRS的功能

SMUI、SIUI、HSCI、ALMI、UPWR为固定配置，占用9个标准单板插槽的宽度，剩余的12个插槽则用于安装业务板和接口板

本实验平台只有综合配置机柜，没有业务处理机柜、媒体资源服务器机柜。

实验平台基本框0单板配置情况如下图1-2-3所示：

图1-2-3机框内单板配置情况

基本框0单板配置情况说明：

（１）SMUI、SIUI、HSCI、ALUI、UPWR为必配单板，配置在固定槽位。

（２）IFMI、BFII、CDBI为必配单板，配置在固定槽位。

（３）IFMI与BFII成对配置，前后插板配置在相同槽位。

1.3系统逻辑结构

图1-3-1系统逻辑结构

SoftX3000硬件逻辑结构由5个模块组成，即接口模块、系统支撑模块、信令底层处理模块、业务处理模块和后台处理模块。

（1）线路接口模块

线路接口模块主要用于提供满足系统组网需求的各种物理接口，包括FE接口等。

（2）系统支撑模块

系统支撑模块主要用于实现软件加载、数据加载、设备管理、设备维护、板间通信、框间通信等功能。

（3）信令处理模块

信令处理模块主要用于提供信令或协议的底层处理功能，如MTP、SIGTRAN、TCP/UDP、H.248/MGCP等协议的处理。

（4）业务处理模块

业务处理模块主要作用是完成业务特性所需要的3层及以上高层协议（如TUP、ISUP、MAP等）的处理。

提供应用层的呼叫控制功能，并完成业务的逻辑。

提供中心数据库功能，存储集中式的资源数据（局间中继资源、上下文及终端动态表、MGW资源描述表等），为业务处理提供呼叫资源的查询服务。

（5）后台管理模块

后台管理模块由BAM、iGWB、WS等设备构成，负责提供人机接口、网管接口、计费接口等维护管理接口，主要完成操作维护、话单管理等功能。

1.3.1线路接口模块

　　本模块提供各类物理接口，包括窄带接口单元E1接口板EPII（E1_PoolInterfaceUnit）、宽带接口单元IP转发板IFMI（IPForwardModule）、IFMI后插接口板BFII（BackinsertFEInterfaceUnit）和时钟单元CKII（ClockInterfaceUnit）。

实验平台中接口模块单元只配置了IFMI、BFII两种单板。

　　BFII：

IFMI板的后插板，提供1个FE，用与SOFTX3000连接至分组交换网；

IFMI：

完成IP包的收发，处理MAC层消息及IP消息分发功能；

处理容量：

一对IFMI：

500,000等效用户；系统最多配置4对。

1.3.2系统支撑模块

本模块实现程序/数据的加载、设备管理维护及板间通讯，包括系统管理板SMUI（SystemManagementUnit）、系统管理板后插接口板SIUI（SystemInterfaceUnit）、热插拔控制单元HSCI（Hot-SwapandControlUnit）。

　　SMUI：

SMUI板作为单元框的主控板，固定在6、8槽位，与后插板SIUI成对使用，完成程序加载控制、数据配置、工作状态控制功能，主备用。

实验平台中只配置１块SMUI主控板（8槽位）。

　　SIUI：

SMUI的后插板，固定在6、8槽位，为SMUI提供以太网接口实现模块内部通信，主备用。

实验平台中只配置１块SIUI板（8槽位）。

　　HSCI：

后插板，固定在7、9槽位，完成左右共享资源总线连接、单板热插拔控制、框内以太网总线交换等功能，对外提供6个FE口用于实现各模块的资源共享和以太网总线交换，主备用。

FE口用于实现各模块的资源共享和以太网总线交换，主备用。

实验平台只配置１块HSCI板（7槽位）。

1.3.3信令底层处理模块

本模块提供信令协议处理功能，包括多媒体信令处理单元MSGI（MediaGatewayControlProtocol）和宽带信令协议处理单元BSGI（BroadbandSignalingGateway）。

MSGI：

进行UDP、TCP、多媒体信令协议编码处理后，其中多媒体信令协议包括了SIP（SessionInitiatedProtocol）、H.323RAS（Registration，AdmissionandStatus）和H.323CALLSignaling，通过以太网总线将消息分发到FCCU处理。

　　BSGI：

处理经过IFMI一级分发的IP包，主要进行UDP、TCP、SCTP、M2UA、M3UA、V5UA、IUA、MGCP、H.248等协议的处理，将消息二级分发到相应的FCCU/FCSU板进行事务层/业务层处理，负荷分担。

实现MGCP/H.248消息中非呼叫消息的功能，如网关注册、链路状态维护、网关状态/能力审计以及网关各种异常处理等。

实验平台中只配置１块BSGI板（12槽位）。

1.3.4业务处理模块

　　本模块包括呼叫控制单元FCCU（FixedCallingControlUnit）、呼叫控制及信令处理单元FCSU（FixedCallingControlUnitandsignalingprocessUnit）、宽带信令处理单元BSGI、多媒体信令处理板MSGI（MultimediaSignalingGatewayUnit）和数据库单元CDBI（CentralDatabaseBoard）

　　FCCU：

完成MTP3、ISUP、INAP、MGCP、H.248、H.323、SIP、R2、DSS1等呼叫控制及协议的处理，部分）等消息的处理，计费、主机话单存储。

实验平台中只配置１块FCCU板（2槽位）。

　　MSGI：

处理UDP、TCP和H.323（H.323RAS、H.323CALL）、SIP多媒体协议。

实验平台中只配置１块MSGI板（14槽位）。

　　CDBI：

存储集中式的资源数据（局间中继资源、资源能力状态、用户数据、IPCentrex数据），为业务处理单元提供呼叫资源查询的服务。

实验平台中只配置１块CDBI板（10槽位）。

1.3.5媒体资源模块

　本模块包括媒体资源控制板MRCA（MediaResourceControlUnit）和媒体资源接口板MRIA（MediaResourceInterfaceUnit），每块MRCA单板作为独立的媒体资源服务器工作，负荷分担工作方式。

　　MRCA：

与后插板MRIA成对使用，对各种音频信号进行实时处理，收集和生成DTMF信号，播放和录制语音片，提供多方会议。

240路放音，G.711A/U。

每块MRCA单板作为独立的媒体资源服务器工作，负荷分担工作方式。

实验平台中只配置１块MRCA板（4槽位）。

MRIA：

MRCA的后插板，提供2个FE，为外部媒体流提供以太网接入通道。

MRIA板上共上下两组接口，各组包括3个接口：

最上面一个接口为调试串口；中间一个为10/100Mbps的媒体流网口；最下面一个接口功能暂保留。

实验平台中只配置１块MRIA板（4槽位）。

1.4系统总线

每个OSTA机框包括了共享资源总线、以太网总线和串口总线三种类型的系统总线，从而实现了单板通信、程序和数据加载、告警上报等SoftX3000的所有功能。

共享资源总线如图1-4-1：

（1）共享资源总线

图1-4-1共享资源总线

SMUI板通过共享资源总线进行本框所有可加载单板（IFMI/BSGI/FCCU/CDBI/MRCA/MSGI）的加载、管理和维护。

实现方式：

每个机框包括2条共享资源总线A和B，每条共享资源总线带宽为2Gbit/s。

共享资源总线的状态和资源由SMUI来仲裁和管理。

（2）以太网总线

OSTA机框中的MRCA（MediaResourceControlUnit）、FCCU、BSGI、MSGI、IFMI、SMUI、CDBI通过以太网总线作为板间业务的通信通道，保证系统处理流程的统一、流畅。

实现方式：

每个机框包括2条以太网总线A和B，每条以太网总线的带宽为100Mbit/s。

以太网总线A与9槽的HSCI相连，以太网总线B与7槽的HSCI相连。

说明：

SMUI不直接与以太网线总线连接，而是通过4根外部网线将2块SIUI板的网口与2块HSCI板相连，形成以太网双平面。

以太网双平面指各机框通过HSCI板上的FE（FastEthernet）接口与综合配置机柜的核心交换LANSwitch互联，捆绑方式提高物理连接的可靠性及通信带宽，组成双平面。

外部核心LANSwitch间通过GE（GigabitEthernet）互联，组成交叉平面。

由于采用双平面通信结构，因此，无论是在加载的过程中，还是在加载结束以后，系统均将为每块SMUI板配置两个IP地址，一个位于“172.20.xxx.xxx”网段，一个位于“172.30.xxx.xxx”网段，子网掩码为255.255.0.0，实验平台只配置一块SIUI与一块HSCI，地址为172.20.200.xxx网段。

（3）串口总线

SMUI通过串口总线对业务处理框内不挂在共享资源总线上的单板进行管理，此类单板为ALUI。

串口总线波特率为38.4Kbit/s。

说明：

主从串口的从节点还包括配电盒和风扇盒的监控板，其与主节点（SMUI）的通信波特率为9600bit/s；对于无处理器的后插板BFII、MRIA、SIUI板而言，SMUI是通过共享资源总线和其对应的前插板进行管理的；SMUI通过串口总线、ALUI和内嵌在背板上的两条串口线进行UPWR的管理。

1.5软件结构

SoftX3000的软件系统由主机软件和终端OAM（OperationAdministrationandMaintenance）软件两大部分组成。

1.5.1主机软件

主机软件是指运行于SoftX3000主处理机上的软件，主要用于实现信令与协议适配、呼叫处理、业务控制、计费信息生成等功能，并与终端OAM软件配合，响应维护人员的操作命令，完成对主机的数据管理、设备管理、告警管理、性能统计、信令跟踪、话单管理等功能。

主机软件采用自顶而下和分层模块化的程序设计思想，主要由系统支撑子系统、数据库子系统、信令处理子系统、媒体网关控制子系统、业务处理子系统等五部分组成，如图1-5-1：

图1-5-1SoftX3000主机软件的总体结构

（1）系统支撑子系统

系统支撑子系统采用华为公司DOPRA（DistributedObject-orientedProgrammableRealtimeArchitecture，分布式面向对象可编程实时架构）平台，是SoftX3000的软件支撑平台，它屏蔽了底层不同的操作系统接口，提供统一的VOSAPI接口给上层应用。

除此之外，系统支撑子系统还为上层应用提供维护操作、告警管理、性能统计、呼叫/信令跟踪、数据备份、单板倒换、在线加载等功能的实现机制。

（2）数据库子系统

数据库子系统提供一个集中式的数据库管理平台，用于管理系统运行所需的各种数据，如硬件数据、协议数据、路由数据、业务数据等。

数据库子系统为业务处理、信令处理、媒体网关控制等子系统提供消息或者API接口，用于查询、增加、删除数据等操作。

（3）信令处理子系统

信令处理子系统主要负责完成各种信令或协议的承载和处理，如No.7信令、呼叫控制信令、信令传输协议、网络路由协议等。

（4）媒体网关控制子系统

媒体网关控制子系统主要用于实现媒体网关的管理和维护，以及对媒体网关上承载资源的管理和操作等功能。

（5）业务处理子系统

业务处理子系统主要用于实现由SoftX3000提供的各种业务，如基本语音业务、补充业务、IPCentrex业务、多媒体业务等。

1.5.2终端OAM软件

终端OAM软件是指运行于BAM、iGWB以及工作站上的软件，它与主机软件配合，主要用于支持维护人员完成对主机的数据管理、设备管理、告警管理、性能统计、信令跟踪、话单管理等功能。

终端OAM软件采用客户机/服务器模型，主要由BAM服务器软件、计费网关软件和客户端软件三部分组成。

其中，BAM服务器软件安装在BAM端，计费网关软件安装iGWB端，二者均为服务器；客户端软件安装在工作站端即客户端。

（1）BAM服务器软件

BAM服务器软件运行于BAM之上，它集通信服务器与数据库服务器于一体，负责将来自各工作站的操作维护命令转发到主机，并将主机的响应或操作结果定向到相应的工作站上，是终端OAM软件的核心。

BAM服务器软件基于Windows2000Server操作系统，采用SQLServer2000作为数据库平台，通过多个并列运行的业务进程（如维护进程、数据管理进程、告警进程、性能统计进程等）来实现终端OAM软件的主要功能，其与操作系统、数据库平台的层次关系如图1-8所示。

图1-5-2BAM各软件的层次关系

（2）计费网关软件

计费网关软件运行于iGWB之上，是话单管理系统的核心部件，主要负责将SoftX3000各个业务处理模块（即FCCU模块）产生的话单保存和备份到物理磁盘上，作为计费中心计费的依据，并向计费中心提供计费接口（支持FTP协议或者FTAM协议）。

（3）客户端软件

客户端软件运行于工作站上，作为客户机/服务器方式的客户端与BAM、iGWB等服务器连接，向用户提供基于MML的业务图形终端。

工作站既可以在本地，也可以在远程（如通过广域网以拨号方式接入BAM服务器）使用。

用户通过工作站可以实现以下维护功能：

数据维护、设备管理、告警管理、性能统计、呼叫与信令跟踪、话单管理以及报表功能。

1.6系统主要单板及基本配置

前后插板示意图如图1-6-1：

图1-6-1前后插板示意图

BFII：

IFMI板的后插板，提供1个FE，用与SOFTX3000连接至分组交换网。

IFMI板：

为系统对外的出口，接收外部系统的IP报文，负责转发到相应的BSG板上，同时向外转发IP报文。

BSGI板：

主要处理H.248、MGCP等提供语音业务的协议，完成协议拆包、解包的工作。

MSGI板：

媒体信令板，处理H.323、SIP等提供多媒体业务的协议，保证协议拆包、解包的工作。

CDBI板：

中央数据库处理板，主要负责系统全局数据的维护，同时进行中继选线的操作。

SMUI板：

系统管理板，负责系统的设备管理、BAM和业务板的通信转发，其中0号框的SMU板负责管理其他框的状态。

HSCI板：

单板热插拔控制、CPCI总线桥接、框内以太网交换核心。

FCCU板：

呼叫控制处理板，主要负责呼叫连接和业务控制。

MRCA：

与后插板MRIA成对使用，对各种音频信号进行实时处理，收集和生成DTMF信号，播放和录制语音片，提供多方会议。

MRIA：

MRCA的后插板，提供2个FE，为外部媒体流提供以太网接入通道。

ALU板：

系统监控板，提供系统温度、湿度等环境监控，显示后插板状态。

1.7思考题

（1）了解NGN核心软交换设备SoftX3000内部的物理控制流程,单板的物理结构及内部各组织结构之间使用的协议。

（2）SoftX3000产品在网络结构当中的位置、作用？

（3）SoftX3000的硬件系统、组网结构及其性能特点？

（4）SoftX3000每块单板是如何进行运作与协调信令处理？

（5）SoftX3000使用的控制协议有哪些？

（6）SoftX3000前后台通信的两个平面IP网段是多少？

第二章实验平台及相关实验设备介绍

2.1实验系统介绍

图2-1-1实验系统介绍

图2-1-1为实验平台物理连接图，SoftX3000作为软交换产品，应用于NGN核心控制层，主要完成基于IP分组网络的语音、数据、多媒体业务的呼叫控制和连接管理等功能。

SoftX3000支持与PSTN、H.323、SIP和MGCP域之间的互通。

丰富的语音、数据和多媒体业务提供能力。

支持MGCP、H.248、SIP、H.323、V5、PRA等协议，可以接入各种多媒体终端。

图中所示的交换机组及Metro2050,Metro1000MSTP综合传输设备组成核心分组网，采用分组交换技术，提供高可靠性具有QoS保证，高速大容量的综合传送平台。

IAD设备为媒体网关接入层，提供各种固定用户，宽带或窄带用户连接到核心分组网，并对媒体格式进行转换，以便在相应的承载网络上进行媒体传输。

EB服务器位于应用层，主要完成各类数据配置、维护及实验的控制。

EB服务器的地址为129.9.0.10。

实验中数据的配置主要在实验终端本地完成，实验配置完毕，通过EB服务器控制上传到SoftX3000进行验证。

学生终端的IP地址为12.9.9.0.xx网段，实验配置中为129.0.9.11-129.9.0.50。

实验中IAD和SoftX3000要分别进行数据设定，IAD中的关键数据是SoftX3000的地址或ID和密码；SoftX3000侧关键数据是IAD的ID和密码。

IAD根据各自划分的IP地址，接入路由器所划分的不同的网络中，按照注册流程，向SoftX3000发起注册，只要协商数据正确，SoftX3000和IAD就能相互可见，IAD会根据协议方式将不同的协议打成IP包，送入IP分组网传送并且找到SoftX3000的地址，即可注册成功。

对于SIPIAD注册结果包含SIPIAD的ID/密码/IP地址等内容。

对于MGCPIAD注册结果仅包含MGCPIAD的IP地址等内容。

2.1.1SoftX3000硬件数据配置

在SoftX3000主设备与其他设备对接之前，首先必须进行配置硬件数据和本局部数据。

硬件配置是对设备进行相关信令、话音、控制信息、业务数据等之前必须要做的工作，这好比我们要组装一台电脑，要把CPU、网卡、显示器等等一系列硬件通过一定的规则把电脑组装起来，但这样装起来的电脑是不能使用的，因为这样的电脑没有操作系统，没有加电，没有应用软件。

但是在使用电脑之前我们必须把这些硬件正确的装配起来。

SoftX3000基本数据配置起的就是NGN系统里的“电脑硬件装配”的作用。

如图2-1-2是SoftX3000能正常工作需要做的全部数据配置的流程图：

图2-1-2全部数据配置的流程图

由上述流程图可以看出，硬件数据配置和本局数据配置是整个配置流程的最前端，只有完成了这两项配置工作，下面的协议配置、网关配置、业务数据配置等等才能生效。

　　硬件配置流程如图2-1-3：

图2-1-3硬件配置流程

配置硬件和本局数据之前，我们先对一些硬件配置的一些名词规范做相应的解释。

机架：

设备安装的位置，机架号一般从０开始编。

机框：

设备在机架中的安装位置，机框号一般从０开始从下往上编。

槽号：

单板在机框中的安装位置，槽号从０开始从左向右编。

位置号：

设备安装地点的编号，一般从０开始编。

模块号：

分配给单板的索引值，遵循一定的编码规则。

行号：

设备摆放的位置，横为行．行号一般从０开始。

列号：

设备摆放的位置，纵为列．纵号一般从０开始。

本局信息：

描述该NGN设备在通信网络中所处的位置，一般会要求填写OPC（本局

信令点编码）等相关关信息，如果不开ＮＯ７信令，本局信息可以不做设定。

说明：

实验平台不涉及到和ＰＳＴＮ网络对接，所以该本局信息可以不用设定。

格式转换：

soft3000软件系统中，数据配置所形成的文件是SQL文