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1、港湾网络IP话音方案建议书2002年8月目 录1.引言41.1.建设IP话音的现状41.1.1.竞争起点与策略41.1.2.基于软交换的语音接入现状61.1.3.增加专线话音接入系统81.2.小结91.2.1.IP话音的发展与下一代网络92.港湾公司话音解决方案102.1.产品规格与技术特性102.1.1.SofTone 1208IAD112.1.2.SofTone 1032AG122.1.3.SofTone 3016TG142.1.4.SofTone的网管体系结构152.1.5.对其他业务功能的支持152.1.5.1.支持Modem透传与传真152.1.5.2.CID功能162.1.5.3.
2、统一放号162.1.5.4.号码可移动162.1.5.5.环回测试162.2.总体话音解决方案172.3.其他组网应用方式182.3.1.xDSLAG组合182.3.2.IP 话音/传真超市192.3.3.校园网数据/话音解决方案宽带一线通202.3.4.数据话音应用到桌面212.3.5.接入模型的分布与规划222.4.方案特点汇报222.4.1.支持快速灵活的设备部署222.4.2.继承原有运营模式和体系232.4.3.充分扩展宽带网络的竞争优势232.4.4.小结232.5.典型配置的说明242.5.1.模型需求242.5.2.方案配置243.对语音网络的规划253.1.向NGN的演进25
3、3.1.1.第一阶段253.1.2.第二阶段263.1.3.第三阶段283.2.QOS实施策略283.2.1.话音质量的QOS功能283.2.2.话音承载网的QOS策略293.3.安全的实施规划313.3.1.业务隔离313.3.2.地址捆绑321. 引言现有电路交换网在传输电话业务方面是基本胜任的，而且是电信公司的主要收入来源。目前，全球传统话音和传真的业务收入达6500亿美元，占总收入的80%。让电路交换的话音独立发展是科学的思路。从业务层面看，下一代网络将主要是以ATM/IP特别是以IP为基础的分组化网已成为业界的共识。然而，分组化网还有不少问题需要解决，而且从传统的电路交换网到分组化网
4、将是一个长期的渐进过渡过程。IP广泛的应用与宽带技术的发展促使各种媒体的通讯方式融入IP网络，语音通讯正在面临革命，从电路交换的网络过渡到分组交换的网络中。像中国网通这样的新运营商将充当中国语音网络革命的主角。在未来510年内，电信公司的主要任务是同时支持两种网络，解决两网之间的互通以及各自业务和应用之间的互操作性，从而最终完成由传统电路交换为基础的电信网向分组化网的平滑过渡。而软交换将是完成这一过渡任务的关键。对于各个运营商如何基于根据各自的优势发展语音接入网络，利用现实可行的方式快速发展语音接入，提供两大通讯业务接入（数据、语音）的综合接入，进一步扩大分组网络接入的优势，是对运营商的一个新
5、的挑战。本章节对IP话音业务的现状与未来发展的方向进行分析。1.1. 建设IP话音的现状1.1.1. 竞争起点与策略传统的运营商的发展时间较长因此多种网络并存，对于语音拥有最成熟的PSTN电话网络并且对话音用户上升到80%覆盖率。对于传统电信先天的优势就是长期的发展PSTN网络，已经拥有丰富的电话线路资源和全局网络的结构以及非常成熟的运营经验。大部分PSTN固定用户在国内属于传统电信的客户资源。因此传统运营商发展本地话音接入有着近乎垄断的优势。另一方面，由于TCP/IP协议的开放性和标准性，TCP/IP协议已经成为目前数据通信中的主导协议。开放性使IP无所不在，标准性使IP成为现代通信领域的通
6、用语言，这就使基于IP开发出来的各种各样的应用有了相互通信的能力。随着IP网络的不断发展，IP网络的覆盖范围越来越大，新一代的运营商更是将IP网络定位成未来电信网络的基础，去承载网上的综合业务。新运营商拥有最大的优势就是拥有全新的IP网络结构和网络带宽，能够通过开放的IP网络平台来发展包括语音在内的综合的接入业务，使语音通讯更为易于扩展并且多业务融合的网络将给用户带来更大的吸引力。话音业务显然是目前最为普及的一种通讯业务。传统运营商和新运营商均在竞争。同时有众多的设备提供商都在为运营商积极的提供基于IP语音解决方案。整体发展情况IP网络无疑是未来的标准，PSTN网络话音市场将逐渐由停止发展走向
7、萎缩。新旧运营商均在探索下一代分组语音网络。发展IP话音的发动者是以IP为基础网络的新运营商所引起，但由于PSTN的固定电话普及率已经较高，因此对于新运营商发展个人IP电话业务需要借助传统电信的网络。对于新运营商只能通过长途资源抢占个人话音用户，本地话音接入费用仍由PSTN占据。在早期传统运营商的长途话音业务占总话音营业额的70，随的IP话音的产生，对此新运营商利用各自网络的优势提供IP长途话音业务，策略上优于传统的话音方案。从网络分布的情况在看，新运营商通过建立独自的关口局，利用IP骨干作为话音的长途资源，提供相对传统运营商更具竞争力的IP长途电话。由于分组话音比电路交换的占用的网络资源更小
8、，因此IP长途话音业务与传统长途话音相比，从成本上已经明显的体现了基于IP话音的优势，但使用IP话音长途的用户首先需要使用PSTN本地网的资源才能完成语音到IP的转变。因此，在接入方式上新运营商仍然处于对传统话音网络的依赖。接入网络完全依赖传统运营商的PSTN资源，用户依赖必须依赖传统运营商的用户基础，用户流动性强，缺乏发展固定用户的手段，业务资费存在结算关系，受制与传统运营商资费缺乏灵活性，只能开展长途业务，本地话音业务完全空白因此由于仍旧存在着对传统运营商话音网络的众多依赖性，虽然可以吸引，抢占部分业务，但是不能支撑未来发展和竞争的要求，是话音业务的一种辅助竞争手段。与此同时，面对冲击，传
9、统运营商也通过2个方向抢占话音接入用户，对本地话音接入，电信加快了公话的覆盖，尤其是向学校、商场、工厂、车站、宾馆等人流量密集、公话需求大的地方免费安装公用电话机。仅广州去年就装了12000部，今年装了15000部。另外对于长途业务，传统运营商也通过自己的IP网络，建立同样的IP的长途电话网。将长途话音站在同一个起点与新运营商进行话音长途业务的竞争。各个新运营商之间和传统运营商拥有同样的长途IP话音平台，为传统PSTN的用户提供长途IP话音业务。传统运营商由于具有完善的固定话音用户，且对于新运营商缺乏拥有相对优势的本地固话接入方式，因此也引起传统电信公司推行PSTN网络长途资费的下调，并提高本
10、地市话业务资费的行为，继续在话音网络接入上加强业务利润的控制力度。面对这种形式，即将获得号码资源的新运营商也早已开始积极的发展自己的话音接入网。1.1.2. 基于软交换的语音接入现状对于新运营商接入语音，一种情况发展NGN的话音网络。构建一个理想的IP话音网络，在IP网上引入Softswitch，在IP网络边缘增加接入网关AG直接完成对IP用户的语音接入。但基于IP话音业务的运营经验需要进一步探索， Softswitch自身还需要根据网络的发展不断的完善等，以及没有IP话音国标的支撑，使开展完善Softswitch体系发展NGN存在许多不可预测的问题。在现有的运营网络环境下，协议标准问题、设备
11、问题、运营经验问题，给发展NGN带来许多相互制约的矛盾，难以持续稳定的快速发展IP语音用户，网络就难以形成规模。NGN的出现与发展不是革命，而是演进。从业务上看，应支持话音和视频业务及多媒体业务；从网络上看，在垂直方向应包括业务层和传送层，在水平方向应覆盖核心网和边缘网。从总体趋势看，整个网络的核心层功能结构将趋向扁平化的两层结构，即业务层上具有统一的IP通信协议，传送层上具有巨大的传输容量。在核心网趋向传送层和业务层独立发展，分别优化，而网络边缘层趋向融合，允许多协议多业务接入，能以最经济的成本灵活可靠持续地支持一切已有和将有的业务和信号。直到目前为止国内应用Softswitch的IP语音网
12、络经历了一年多的试验，仍未出台详细的标准，显然还没有一个良好的演进方式为NGN的演进提供准备条件。在这种前提下直接使用完善的Softswitch体系提供大规模的IP语音接入业务仍旧存在着巨大的建设风险1.1.3. 增加专线话音接入系统对于发展NGN存在风险的问题，即将获得号码资源的新运营商为了发展各自的语音接入网络，通过另行建设用户话音线路板的远端模块局同时通过SDH或PDH的传输网，完成集中用户的话音接入，主要针对相对话音接入集中的地区或集团用户实现IP专线电话。这种语音接入方式的建设虽然技术成熟，但基于传统的PSTN话音模式，技术起点低，电路交换技术面临淘汰。对于新运营商网络从0开始发展，
13、成为规模也非常难以形成竞争的趋势，没有足够规模的本地网络，无法形成用户规模，并且相对IP网络接入而言是属于一种重复建设，需要独立的建设传输系统和ONU等一套独立的网络系统，对于线路资源相对较少的新运营商，还需要综合布线去完成语音和数据的接入。竞争起点低，竞争空间小技术起点，运维起点都不够，竞争限于资费战，缺乏更高层面的竞争手段。况且PSTN用户正在趋于饱和，竞争空间小。相比之下新运营的经验和维护力量不足，即使规模建设后仍无法和传统运营商进一步抗衡。基于IP专线独立建设的话音接入网络向NGN演进困难，将成为遗留产物。因此不变于大力发展，可以作为是全网业务中开展窄带业务的一种辅助竞争手段。1.2.
14、 小结目前国内最为主要的通信业务是话音业务，但话音的基础接入网在传统电信运营商手中，新运营商的话音业务发展受阻。基于NGN的网络，目前在协议、技术、业务、管理和规模运用等方面有诸多不成熟性，无法大规模商用。专线话音接入需要重复投资建设窄带网络，与新运营商建设新一带的宽带通信网络的理念背道而驰。建设的窄带网络也无法很好体现与电信的竞争优势。1.2.1. IP话音的发展与下一代网络NGN虽然不具备成熟的应用条件存在着风险，但它确是伴随IP网络发展解决规模分组话音的一种必然趋势。对于需要发展语音用户的新运营商，迫切需要一种相对成熟可行的本地语音综合接入方案，以促进本地语音接入业务的快速发展灵活部署接
15、入用户，综合利用现有资源同步发展数据网络和话音网络，规划一个综合业务接入的持续发展模型，并向NGN逐步演进平滑过渡。只有建立这种本地的综合接入模式，新运营商才能在话音接入业务优势上独立于传统的接入网络，综合承载的业务优势在接入层得到进一步扩大。对发展IP语音业务港湾公司提供以下建议：l 进一步发展未来的承载网络，扩大基于IP的综合业务网络覆盖的范围，加强综合承载的执行手段。l 建设与IP融合的语音网络，网络可达即便完成综合接入l 设备能够快速灵活的部署，建网模型符合IP网络建设模型，易管理、维护l 网络具有发展本地综合接入的能力，未来能向NGN平滑演进l 初期满足低风险投入原则，符合分组网络体
16、系结构2. 港湾公司话音解决方案2.1. 产品规格与技术特性2.1.1. SofTone 1208IAD接口特性接口类型l 7个10Base-T/100Base-Tx自适应下行以太网接口，提供数据业务接入l 8个话音POTS口，提供话音业务接入，l 1个10Base-T/100Base-Tx 接口上连端口l 1个CONSOLE 口，提供本地配置功能机箱尺寸（长*宽*高）222mm122mm43mm 盒式设备话音业务特性控制协议MGCP , H.248语音编码支持G.711,G.723.1,G.729FAX编码支持T.38,T.30语音质量EC回声消除QOS质量保证：820.1p， port b
17、ased QOSPOTS距离200米远供其他功能馈电功能过压过流防护振铃环路监视编码和译码测试功能：支持内外线的测试DMTF收号功能CID功能支持内部通话二层交换机性能交换原理Layer2交换，存储转发式（STORE-AND-FORWARD）背板带宽1.8G最大包转发速率14,881 PPS/10Mbps，148,810 PPS/100Mbps线速转发MAC地址8以太口支持2K个支持VLAN个数最多可以配置8个基于端口的VLAN其他软件特性端口镜像端口配置支持Spanning TreeQoS软件远程升级功能网络管理网管特性SNMP,TELNET电气特性电源供应同时支持本地供电和远程供电，本地供
18、电优先级高外接DC 5V/2.5A, 远程48VDC/150mA符合国家电磁兼容性标准A类最大功耗9W工作环境工作温度1560工作湿度10%90%，无凝结2.1.2. SofTone 1032AG接口特性接口类型l 提供4个10Base-T/100Base-Tx自适应上行以太网接口l 提供32个话音POTS口l 提供2个上行AT0口l 提供1个CONSOLE口l 提供1个RESET口机箱尺寸（长*宽*高）440mm360mm41.5mm 盒式设备话音业务特性控制协议MGCP , H.248语音编码支持G.711,G.723.1,G.729FAX编码支持T.38,T.30语音质量EC回声消除QO
19、S质量保证：820.1p， port based QOSPOTS距离5KM远供AT0接口提供停电逃生功能，保证紧急电话的正常呼出配合4FE实现路由双归属其他功能馈电功能过压过流防护振铃环路监视编码和译码测试功能：支持内外线的测试DMTF收号功能CID功能支持内部通话功能二层交换机性能交换原理Layer2交换，存储转发式（STORE-AND-FORWARD）背板带宽1.2GMAC地址4以太口支持4K个支持VLAN个数最多可以配置4个基于上行端口的VLAN其他软件特性端口镜像端口捆绑端口配置支持Spanning TreeQoS软件远程升级功能网络管理网管特性SNMP,TELNET电气特性电源供应支
20、持本地220V供电符合国家电磁兼容性标准A类最大功耗16W工作环境工作温度1550工作湿度10%90%，无凝结2.1.3. SofTone 3016TG接口特性接口类型l 提供2个10Base-T/100Base-Tx自适应上行以太网接口l 提供16个E1中继接口 l 提供1个CONSOLE口l 提供1个RESET口机箱尺寸（长*宽*高）440mm360mm41.5mm 盒式机房设备话音业务特性PSTN接入协议V5.2控制协议MGCP , H.248语音编码支持G.711,G.723.1,G.729FAX编码支持T.38,T.30语音质量EC回声消除QOS质量保证：820.1p， port b
21、ased QOS静音抑止舒适噪音插入封包丢失恢复E1接口G.703 75欧/120欧业务特性支持CID FSK再生透传PSTN网络的所有业务可以和其他厂家的AG互通网管特性SNMP,TELNET电气特性电源供应48V直流供电，符合国家电磁兼容性标准A类最大功耗4.3l 回声消除l Jitter Buffer处理:抖动处理技术l 灵活打包方式l 静音抑止l 舒适噪音插入l 封包丢失恢复3.2.2. 话音承载网的QOS策略整个IP承载网络中需要提供QOS保证实时传输业务的优先级，就首先需要有对业务进行分类的手段，如果类似PPP不能无法将综合业务进行分类的话也就无法去实施关键业务的QOS。因此，分组
22、网络中在承载多业务时，对数据的分类是置关重要的。如果是基于连接的业务，无法实现分组网络的特性。在传统的定长分组的ATM网络或TDM的网络中是将业务放在不同的通道上来传送，这样的应用实施QOS确实业务保护效果比较理想，因为不用对业务分类，直接将业务运行在有连接的网络上，每个需要QOS的业务是用过各自连接的属性来保护。窄带电话可以有效证明这种方式。但Internet的发展正推动各种媒体逐渐变成了IP形式的分组业务，话音、视频等这些业务在分组网络上传输，而IP分组业务自身是无网络连接属性的，这样我们就需要在IP网上能够将这些业务区分和识别出来，全网优先转发需要高优先级的实时性业务。业务分类、识别、和
23、优先级转发也就成为IP网上实施QOS的关键。在城域网骨干对综合数据采用流量工程，已经保证最小的延时。对于宽带运营商城域网最大的瓶颈往往分布在接入层。因此保证实时业务的QOS的主要环节，在边缘接入网到汇聚层上来时，数据包优先级的定义、识别与完成持续优先级的过程。对于上述的需求分析，从边缘接入层开始发起数据包，港湾公司在宽带接入设备中均可根据对802.1P、TAG、物理端口、原MAC地址将接入的业务进行二层分类，并可以将这些分类分别映射到可定义的4个优先级的权重。保证，在不同的业务下转发可实现安权重分配的转发结果。在接入设备的上联端口出现拥塞时，可实现的策略有以下四种：1、 严格按优先级转发；2、
24、 按权重转发；3、 四个队列前两个高优先级的严格优先转发，后两个低优先级的按权值转发；4、 四个队列最高优先级的严格优先转发，后三个低优先级的按权值转发。因此，港湾公司利用宽带IP网络综合承载联通各种接入的业务，并且可在IP分组网络中灵活设置QOS的策略，来保证重要业务的优先转发。例如：话音业务和H.323视频对实时性的要求都比较强，这类业务可采用严格优先转发的政策，也可对H.323视频和话音业务设置较高的权重。港湾公司设备可自动设置权重比例，最高比可达到15:1。在三层设备网络中运行的是IP，接入层设备需要完成在接入时分类的优先级队列映射IP的业务类别中，保证所承载的业务在不同的网络层次中运
25、行时依然可以持续各自的业务优先级。因此，港湾公司在汇聚层提供的三层交换机如FlexHammer系列交换机支持将802.1P优先级的VPT字段映射与IP的TOS字段相互映射，这样将网络的接入层设备送上的以太网帧中的优先级按照指定的策略进行二层到三层的映射，标识IP的优先级。由于FlexHammer系列和BigHammer系列三层交换机支持基于原IP的优先级转发，这是二层业务优先级到三层网络优先转发持续过程的支持。通过这种方式来良好的保持高优先级业务，如话音、H.323视频从二层优先流经三层网络时仍然保持优先调度的策略。在面对骨干的网络时再将不同的业务分别放在不同的MPLS VPN中去传输，保证未
26、来综合业务实施端到端的QOS，解决基于IP分组网络的综合业务承载问题。3.3. 安全的实施规划3.3.1. 业务隔离分组网络中提供安全的手段就是对于业务建立独立的VPN或者是二层链路。对于宽带网络的设备中可根据不同的业务实施动态隔离的方法。按照网络控制层次越低越安全的原则，可实施建立二层的隔离手段。可直接采用VLAN的隔离方式：1、MAC BASED VLAN方式：用VLAN区分业务,基于AG的MAC地址将话音业务统一划归同一个成VLAN，防止非法用户的浸入，保证业务隔离。2、TOS BASED VLAN的方式：基于业务类型划分VLAN，将话音业务独立成一个VLAN。同时完成Diffserv的优先级分类，通过资源预留协议保证连接的有效传输。3.3.2. 地址捆绑TG实施IPMAC绑定技术，确保合法用户的唯一性，防止IP地址盗用产生的盗打问题。第一步，当语音接入网关加入网络时，提交的DHCP请求被网上设备Relay到DHCP Server，通过BOOTP附带的信息对不合法的接入网关拒绝分配地址与默认网关地址。第二步，语音网关向TG注册MAC和IP第三步，完成MAC与IP的绑定
