NGN学习笔记4——软交换中的协议2—Megaco/H.248

1.概述：

软交换设备之间采用SIP（Session Initiation Protocol）协议或者BICC（Bearer Independent Call Control）协议，软交换设备与信令网关之间采用信令传送协议SIGTRAN（Signaling Transport）在IP网络中传递电路交换信令。而在媒体网关控制器（Media Gateway Controller）和媒体网关（ Media Gateway ）之间则采用H.248/Megaco协议。这是一个呼叫控制协议，媒体网关（MG）受MGC控制，其中渗透着MGC和MG分离的思想：优势在于--媒体转换相对分布在边缘，使得呼叫控制相对集中，可以用相对比较少的MGC控制相对比较多的MG，可以使MGC快速地升级。

传统的VoIP网关 vs MGC与MG分离

左图为其在网络中的位置，右图以阿尔卡特的软交换设备为例。

MGCP协议是在MEGACO/H.248之前的一个版本，它的灵活性和扩展性比不上MEGACO/H.248，同时在对多运营商的支持方面也不如 MEGACO/H.248协议。 MEGACO/H.248实际上是同一个协议的名字，由IETF和ITU联合开发，IETF称为MEGACO，ITU-T称为H.248。MEGACO /H.248称为媒体网关控制协议，它具有协议简单，功能强大，且扩展性很好的特点。

H.248/Megaco协议是2000年由ITU-T第16工作组提出的媒体网关控制协议，它是在早期的MGCP协议(RFC2705)基础上结 合其它媒体网关控制协议特点发展而成的种协议。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，解决了 H.323的复杂、伸缩性差着问题，是下一代网络关键的媒体网关控制协议。

H.248/Megaco的另一个特点是消息格式既可以采用文本格式，也可以采用ASN.1的二进制编码格式。在对媒体流进行描述时，如果消息格式 是文本格式，则采用SDP描述媒体流。如果消息格式是二进制编码格式，则使用协议规定的编码。因此在协议实现时，若要求各厂商设备互通，就需要实现两种编 码方式。这一特点是IETF和ITU-T合作的结果。

H.248/Megaco协议建立了多种传输机制，其定义的各种协议消息既可以在TCP上传输，也可以在UDP上传输，保证了协议消息在媒体网关和媒体网关控制器之间的可靠传输。

2.H.248/Megaco协议中的主要概念：

• 终结点（Termination）是媒体网关上的一个逻辑实体，能够发送或接收一个或多个媒体流的逻辑功能实体，如模拟用户接入网关中的电话线、 中继网关中的中继电路，一个终端在任一时刻属于且只能属于一个关联。终结点定义: TerminationID、PropertyID、Descriptor。
  
  • 半永久性终结点：代表物理实体，如中继线、模拟线；
  • 临时终结点：代表临时性的信息流，如IP资源--一个RTP Port，仅在它们被使用期间存在。

分类：

• 关联（Context）是两个或多个终结点之间的连接关系，描述了终端间拓扑关系和媒体混合/交换的参数，表示一组终结点之间的连接关系。只有同 一个关联中的终结点才能交换媒体，一个终结点在任一时间只能在一个关联中，但是在一个关联中可以存在若干个终结点，其数目完全由媒体网关的特性决定。空关 联表示所有与其它终点没有联系的终结点。
  
  • ContextID
  • Topology:表示关联中终结点之间媒体的流向
  • Priority：MG处理关联时的优先级

关联的属性

• 包（Package）通过允许终结点具有可选的特性、事件、信号和数据，媒体网关控制协议实现了对具有不同特点的终结点的支持。同时，为了实现媒 体网关与媒体网关控制器的互操作，这些可选项可以被组合成包。不同类型媒体网关可以实现不同的终结点，包用来确定终结点的不同和媒体网关的能 力，Megaco的可扩展性主要由包来体现。
  
  • 属性（Property）：终结点状态属性和媒体流特性
  • 事件（Event）：终结点需要检测和上报的事件，如摘机，挂机和拍叉等
  • 信号（Signal）：请求MG向终结点施加的信号，如拨号音、忙音和录音通知等
  • 统计（Statistic）：指示终结点采集并上报的统计数据

定义

• 事务交互（Transacition)

MG和MGC之间的命令被封装到事务中，事务交互由TransactionRequest发起，返回结果放在TransactionReply中，TransactionPend周期性地报告Transaction的执行情况。

事务交互特点：保证命令的按序执行，但不同的事务可以以任何顺序执行，事务处理都是原子操作。

3.Megaco命令

• Add：MGC－>MG，向一个关联添加一个终结点，当向一个关联添加第一个终结点时，同时创建一个关联。
• Subtract：MGC－>MG，解除一个终结点与关联的联系，并把该终结点放入空关联，当删除关联中最后一个终结点时，同时删除了这个关联 。
• Move：MGC－>MG，将一个终结点从一个关联转移到另一个关联，不能用来将终结点从空关联中移走和移入。
• Modify：MGC－>MG，修改一个终结点属性、事件和信号，指示检测相关的事件
• Notify：MG->MGC，报告媒体网关中所发生的事件
• AuditValue：MGC－>MG，获取与终结点的当前属性、事件、信号。
• AuditCapability：MGC－>MG，获取媒体网关所允许的终结点特性、事件和信号的所有可能值的信息
• ServiceChange：MG->MGC/MGC->MG，报告终结点将要退出服务或者恢复服务，MGC指示应退出服务或恢复服务的终结点，报告终结点的能力发生了改变，MGC将对MG的控制权移交给其他的MGC。

4.描述符（Descriptor)

• 媒体描述符（Media)：描述所有的媒体流，包括一个终结点状态描述符和多个流描述符。
• 终结点状态描述符(Termination State)：与媒体流无关，表明业务状态特性和事件缓存特性，终结点状态--Test, in service, out of service。
• 流描述符(stream)：描述单个双向流：本地流的特性，远程流的特性，包括本地控制描述符、本地描述符和远程描述符。
• 本地控制描述符(local control)：媒体流特有的属性模式，receive-only/send-only/send-receive/inactive。
• 本地描述符（Local)：描述MG接受到的媒体的编码格式。
• 远端描述符(Remote)：描述MG发出的媒体的编码格式。
• 事件描述符：包括RequestID和一组MG需要检测和报告的事件。
• 调制器描述符(Modem)：对调制器的类型和参数进行定义。
• 复用描述符(Multiplex)：将媒体和对应的承载通道联系在一起。
• 事件缓存描述符(EventBuffer)：一系列需要检测和缓存的事件，对检测到的事件的处理模式。
• 信号描述符（Signal)：MG应用于终结点的信号集
• 审计描述符（Audit)：向MG指示要进行审计的信息，一个其他描述符的集合。
• 业务改变描述符（ServiceChange)：只能用于ServiceChange命令，描述改变的模式、原因、时间等
• 数图描述符(DigitMap)：规定作用于MG中的拨号方案，用于检测和报告在终结点处接收到的数字
• 统计描述符（Statistics)：描述关联中终结点的统计属性。
• 包描述符（Packet)：用于AuditValue命令，返回终结点实现的包的列表。
• 被观察事件描述符(ObservedEvent)：向MGC报告检测到的事件
• 拓扑描述符（Topology)：描述关联中终结点的流方向（T1,T2,联络）
• 错误描述符(Error)：向MGC报告错误

5.典型交互流程

控制中继网关：与ISUP协议配合共同完成中继呼叫。

控制驻地网关：单独负责用户终端接入的功能