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用分組網(wǎng)承載話音
趙慧玲、單秀云 2001/04/19
目前，話音網(wǎng)絡(luò)由電路交換網(wǎng)向分組化網(wǎng)演進(jìn)成為技術(shù)試驗(yàn)和商業(yè)試驗(yàn)中引人關(guān)注的焦點(diǎn)，究竟采用何種組網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)平滑過(guò)渡，是涉及經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面的綜合問(wèn)題。歐洲一些話音運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開始使用ATM承載技術(shù)提供傳統(tǒng)話音業(yè)務(wù)，日本和美國(guó)的無(wú)線運(yùn)營(yíng)商也在積極探索采用ATM承載話音業(yè)務(wù)，我國(guó)廣州也在積極進(jìn)行技術(shù)試驗(yàn)。
現(xiàn)有的大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)、交換、及傳輸基本上是縱向融合或交織在一起的——即電信運(yùn)營(yíng)商有專門的電話，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，并且每種網(wǎng)絡(luò)只專長(zhǎng)于某類業(yè)務(wù)的傳送；這種組網(wǎng)方式顯然不能滿足市場(chǎng)對(duì)多媒體業(yè)務(wù)的需求，因此，開發(fā)各種協(xié)調(diào)設(shè)備，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務(wù)層/傳輸層的融合，促進(jìn)向綜合網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，是現(xiàn)代電信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
圖1 基于ATM的網(wǎng)絡(luò)一含邊緣適配器
而網(wǎng)絡(luò)的最終發(fā)展趨勢(shì)是基于分組交換方式的綜合網(wǎng)絡(luò)，在這個(gè)綜合網(wǎng)絡(luò)中，各種業(yè)務(wù)將共享一個(gè)交換和傳輸平臺(tái)，在網(wǎng)絡(luò)的邊緣，不同的業(yè)務(wù)都適配到連接網(wǎng)絡(luò)所采用的傳輸技術(shù)上；這就是說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)將由縱向上綜合轉(zhuǎn)變成橫向上綜合。
目前看來(lái)，基本上只有兩種傳輸技術(shù) ：Internet協(xié)議（IP）和異步轉(zhuǎn)移模式（ATM）可以作為綜合網(wǎng)絡(luò)的平臺(tái)。其中由于ATM技術(shù)比較成熟，并能提供QoS保證和可管理的帶寬，倍受公網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的青睞。基于ATM的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
■運(yùn)營(yíng)商的利益
采用ATM網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器方式的方案（MGC—MG體系結(jié)構(gòu)）提供電話業(yè)務(wù)能為運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)諸多利益。ATM是可支持多種業(yè)務(wù)的交換和傳輸技術(shù)，基本上，通過(guò)ATM，運(yùn)營(yíng)商用一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上就可支持多種業(yè)務(wù)，如可用ATM或幀中繼互連局域網(wǎng)，用MPLS構(gòu)建基于IP的虛擬專網(wǎng)（IP-VPN）等，而且ATM按統(tǒng)計(jì)復(fù)用方式分配帶寬，帶寬利用率高。
ATM的另一優(yōu)勢(shì)是相對(duì)于電路交換，它是個(gè)更高效、簡(jiǎn)潔的技術(shù)，組建網(wǎng)絡(luò)占地面積小，功率消耗低，使運(yùn)營(yíng)商可降低運(yùn)營(yíng)成本。最重要的是，基于ATM的解決方案可以提供與電路網(wǎng)相同的話音質(zhì)量。
■基于服務(wù)器方式的話音網(wǎng)架構(gòu)
基于服務(wù)器方案的優(yōu)勢(shì)在于，創(chuàng)建多個(gè)業(yè)務(wù)控制節(jié)點(diǎn)時(shí)，不必受底層的傳輸拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的限制，這樣可以更簡(jiǎn)單、快速地引入和管理新業(yè)務(wù)——隨著電信市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，這變得越來(lái)越重要，而且由于業(yè)務(wù)控制層獨(dú)立于連接網(wǎng)絡(luò)使用的技術(shù)，所以，在更新或改進(jìn)承載技術(shù)時(shí)，對(duì)控制層的影響很小�；诜⻊�(wù)器方案的另一優(yōu)勢(shì)是，一個(gè)媒體網(wǎng)關(guān)控制器能控制多個(gè)作為遠(yuǎn)端交換機(jī)的媒體網(wǎng)關(guān)，這樣各種復(fù)雜的邏輯數(shù)據(jù)和呼叫相關(guān)的數(shù)據(jù)就可集中在一起，從而簡(jiǎn)化了操作、維護(hù)、管理（OAM），并能優(yōu)化路由。
圖2 話音網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
圖2示出基于服務(wù)器方式，連接網(wǎng)絡(luò)為ATM的話音業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其中的兩個(gè)主要組件為媒體網(wǎng)關(guān)控制器和媒體網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)功能將在后面兩節(jié)詳細(xì)介紹。媒體網(wǎng)關(guān)控制器利用
H.248協(xié)議控制媒體網(wǎng)關(guān)建立承載連接，利用BICC信令實(shí)現(xiàn)跨域的呼叫控制信令的傳遞。BICC和H.248目前均已標(biāo)準(zhǔn)化，這樣使得運(yùn)營(yíng)商可用不同廠商的產(chǎn)品組建網(wǎng)絡(luò)。
此種架構(gòu)方案也可用來(lái)構(gòu)建移動(dòng)網(wǎng)的承載網(wǎng)。例如，應(yīng)用通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)（GPRS）時(shí)，運(yùn)營(yíng)商可利用此方式建立的承載網(wǎng)絡(luò)將蜂窩接入網(wǎng)和服務(wù)GPRS支持點(diǎn)（GSN）互連，服務(wù)GSN與關(guān)口GSN相連，在GPRS大量應(yīng)用后，則可用于互連GSN。
圖3 固定網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)的公共承載網(wǎng)
當(dāng)引入通用個(gè)人移動(dòng)通信系統(tǒng)（UMTS）后，還可用于互連移動(dòng)電話MGW，使移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)的承載層融合，但服務(wù)器層仍各自獨(dú)立（圖3）。
其中，媒體網(wǎng)關(guān)控制器主要負(fù)責(zé)處理呼叫邏輯，并控制媒體網(wǎng)關(guān)建立承載連接； 媒體網(wǎng)關(guān)主要負(fù)責(zé)執(zhí)行電路交換域和ATM域之間的交換和媒體互通功能，媒體網(wǎng)關(guān)用標(biāo)準(zhǔn)的ATM信令接口建立ATM話音承載連接（交換虛連接），通過(guò)電路仿真與本地交換機(jī)，轉(zhuǎn)接交換機(jī)和專用小交換機(jī)（PBX）連接。
■呼叫建立流程示例
為理解網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及呼叫和連接的建立過(guò)程，下面舉例示出由專用小交換機(jī)(a)至本地交換機(jī)(f)的呼叫示意圖(圖4)。圖中，群速率接入（PRA）接口終結(jié)于媒體網(wǎng)關(guān)B,
TS16信令信道經(jīng)過(guò)AAL1電路仿真（CE），通過(guò)永久虛連接（PVC）經(jīng)ATM網(wǎng)絡(luò)透明傳至媒體網(wǎng)關(guān)控制器(c)。首先PBX(a)發(fā)出一個(gè)呼叫建立信息至媒體網(wǎng)關(guān)控制器(c)，媒體網(wǎng)關(guān)控制器(c)將PRA接口上的對(duì)應(yīng)時(shí)隙標(biāo)上忙標(biāo)識(shí)并分析被叫方的電話號(hào)碼；MGC(c)經(jīng)過(guò)軟件查詢，發(fā)現(xiàn)此呼叫終結(jié)于另一域，于是用BICC信令將呼叫建立消息送至MGC(d)，媒體網(wǎng)關(guān)控制器(d)在收到呼叫建立消息后，要求媒體網(wǎng)關(guān)(E)提供承載連接標(biāo)識(shí)和ATM地址。
MGC(d)用BICC信令將參數(shù)和地址送至MGC(c)，MGC(c)利用這些信息命令媒體網(wǎng)關(guān)(B)按標(biāo)準(zhǔn)的ATM信令規(guī)程建立至媒體網(wǎng)關(guān)(E)的承載連接，承載連接建立后，媒體網(wǎng)關(guān)(E)通過(guò)承載連接標(biāo)識(shí)符方式將承載與呼叫綁在一起，并通知MGC(d)承載已建立。
圖4 呼叫建立示意圖
接著MGC(d)命令媒體網(wǎng)關(guān)(E)建立直通通路，并用ISUP或TUP發(fā)送一個(gè)呼叫建立消息給收端本地交換機(jī)(f)，和PBX信令一樣，消息傳遞部分（MTP）中的ISUP信令消息也通過(guò)AAL1電路仿真變成ATM信元后在ATM網(wǎng)絡(luò)上透明傳遞，呼叫建立的其余部分與普通窄帶呼叫一樣處理。
前面描述的示例使用的是前向連接建立方法，當(dāng)然也可用后向連接方法建立呼叫。
結(jié) 論
用分組方式承載話音是未來(lái)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，運(yùn)營(yíng)商可用ATM或IP兩種承載方式實(shí)現(xiàn)分組話音業(yè)務(wù)。由于ATM能按需提供帶寬，并能為實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)提供服務(wù)質(zhì)量保證，因而是當(dāng)前傳輸分組話音的較為成熟的技術(shù)選擇，但放眼未來(lái)，考慮到將來(lái)的數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)，IP網(wǎng)則是必然選擇。
和基于ATM承載話音一樣，基于IP承載話音解決方案也用媒體網(wǎng)關(guān)連接接入節(jié)點(diǎn)，PBX，本地交換機(jī)和轉(zhuǎn)接交換機(jī)。基于IP方式中窄帶協(xié)議、BICC信令及H.248協(xié)議的傳輸與基于ATM方式的傳輸不同，對(duì)于信令傳輸，IETF正制定在IP上承載信令的標(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)稱為SIGTRAN，使用的是流控制傳輸協(xié)議（SCTP），控制協(xié)議如ISUP、Q.931、及V5.2均可由SCTP承載傳輸，但基于IP方式的承載控制和建立完全不同于基于ATM的解決方案。
標(biāo)準(zhǔn)化組織也在積極研究各種在IP上保證話音業(yè)務(wù)質(zhì)量的方案，其中一個(gè)非常有前景的方案——將MPLS和差分業(yè)務(wù)相結(jié)合。話音業(yè)務(wù)通過(guò)MPLS通路在IP網(wǎng)上傳輸，MPLS標(biāo)記交換路徑作為媒體網(wǎng)關(guān)間的話音“中繼線”，每個(gè)中繼（標(biāo)記交換路徑）可傳多個(gè)話音連接，標(biāo)記交換路徑可預(yù)先配置好，也可動(dòng)態(tài)建立，還可根據(jù)業(yè)務(wù)量負(fù)荷動(dòng)態(tài)改變帶寬。
《賽迪市場(chǎng)專家》
2001/04/19
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