命令功夫最擅长 还会国家骨干网
他们学生我习惯 从小就耳濡目染
什么交换跟路由我都耍的有摸有样
什么模拟器最喜欢 BOSON NP beta3
想要去英伦美帝 先过八级和IE
怎么配 怎么配 IOS命令是关键
怎么配 怎么配 网络设计也较难
怎么配 怎么配 网络安全最重要
安全不学莫后悔 死的难看
一个系统集成 一个局域网 VLAN
一句不会组网有危险 不停布线
一个优秀的IE 一晃好多年 三卷常带身边
怎么配 怎么配 我学会动态路由
怎么配 怎么配 IE语音的难关
怎么配 怎么配 网络存储的时代
哼 快使用CISCO 哼哼哈兮
快使用CISCO 哼哼哈兮
网络之人切记 IE无敌
是谁在配机器 背指令集
快使用CISCO 哼哼哈兮
快使用CISCO 哼哼哈兮
如果我想过NA 快速背题
熟用网络技巧 排错分析
快使用CISCO 哼
我用华为 哼
在转型的大趋势下,传统的公众电话交换网(PSTN)何去何从是摆在固网运营商面前的严峻课题:一种出路是抛弃原有的PSTN,全力向NGN转型;而另一出路是保护现有投资和提高资源利用率的角度出发,尽量延长PSTN的生命周期,挖掘PSTN的网络潜力,提升PSTN的价值。中国电信和中国网通正在进行的固网智能化改造就是根据我国通信网络的现状,进行第二条出路的大胆尝试。本期策划既有固网智能化各种建设方案的比较,又有广州、深圳和江苏在实现固网智能化过程中的一些经验介绍,具有一定的参考借鉴价值。
2003年10月底,我国移动电话用户数已经超过固定电话用户数。这个标志性事件说明移动通信仅仅用了10多年的时间就赶超了经营数十年的固网通信。固网通信一方面面临移动话务分流的压力,另一方面业务的开展受到了传统PSTN的限制。为此,固网运营商亟需解决其持续发展的问题,而网络智能化是目前能为固网通信注入新活力的一种有效的网络改造方案。
1、基本原理
网络智能化的基本原理是在现有固定电话网中引入用户数据库(Subscribers Data Center,SDC)新网元,交换机和SDC之间通过ISUP、INAP、MAP等协议或者相关扩展协议进行信息交互,实现用户数据查询,为用户提供多样化的增值服务。
SDC的主要功能如下:
(1)存储用户的号码信息、业务信息、网络标识等属性信息,集中管理用户数据,并具备数据扩充能力;
(2)SDC中号码可以分成业务号码和物理号码两种,前者是对外公布的号码,后者反映用户的实际位置,用于呼叫路由接续,SDC存储这两种号码及其对应关系,因而可以提供号码可携带能力;
(3)SDC中存储用户的签约业务属性,交换机通过查询获取属性对应的接入码然后触发相应的智能网业务,因而SDC提供基于用户属性触发业务的能力。
2、建设方案
2.1 端局完全访问SDC方案
实现端局(或落地长途局、关口局)完全访问SDC。SDC存储了用户的签约业务信息和号码信息,交换机或SSP通过查询SDC获得主叫或被叫用户的号码信息或智能网业务接入码,以用于后续的智能网业务触发或接续。为此,PSTN中的各层交换机及SSP与SDC存在信令关系,交换机需具备访问SDC的能力,因而需对已有交换机实施相关软件版本升级改造。
在此方案中,端局可以选择具备SSP功能。如果端局具备SSP功能,则它先访问SDC获取用户信息或业务信息,然后自己再作为SSP触发SCP业务平台;如果端局不具备SSP功能,则它只需访问SDC,根据获取的信息插入智能业务接入码,再将呼叫送到相应的SSP进行触发。
2.2 汇接局完全访问SDC方案
汇接局存储所带端局的用户信息,所有端局、长途局、关口局交换机负责把所有呼叫路由到汇接局,汇接局通过访问SDC获取号码信息或业务信息对应的接入码,以用于后续的智能网业务触发或接续。汇接局应支持ISUP REL回拆和路由重选功能,SSP应具备逐一业务查询和触发能力。
2.3 软交换完全访问SDC方案
通过引入软交换和中继网关等设备,实现汇接局功能。引入独立SDC设备,用于集中存放用户的业务数据,实现用户业务属性触发和号码携带等功能。
由软交换设备作为汇接局,所有端局、长途局、关口局交换机负责将接续的所有呼叫路由到软交换,由软交换查询SDC获得主叫或被叫用户的号码信息或智能网业务接入码,以用于后续的智能网业务触发或接续。
2.4 端局筛选经SSP访问SDC
发话端局通过分组、落地端局通过被叫属性筛选出已签约智能业务的呼叫访问SDC,并将其送到SSP,由SSP通过查询SDC获得主叫或被叫用户的号码信息或智能网业务接入码,以用于后续的智能网业务触发或接续。
根据上述分析,总结出上述4种方案的适用条件,见表1。
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对网络结构和路由组织的要求 |
对交换机的要求 |
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端局完全访问 SDC |
基本无要求 |
端局、长途局、关口局等支持ISUP REL回拆和路由重选功能。 |
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汇接局完全访问SDC |
具有独立汇接局,一级汇接结构,自局话务出局 |
汇接局支持ISUP REL回拆和路由重选功能。 |
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软交换完全访问SDC |
一级汇接结构,软交换作汇接局,自局话务出局,独立组织承载网 |
软交换支持MAP+、SSP功能 |
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端局筛选经SSP访问SDC |
基本无要求 |
端局主被叫属性置位 |
3、方案比较
以下从4个不同角度对上述4种建设方式进行分析比较。
3.1 改造成本
端局访问SDC方式:成本包括端局/汇接局/关口局/SSP软件升级、购置独立SDC设备以及少量信令链路费用,成本较低。
汇接局访问SDC方式:如已经具备独立汇接局,则成本包括汇接局软件升级、购置独立SDC设备等费用,成本低;如需新建独立汇接局,则除了添置汇接局的费用外,还要进行网络调整,成本较高。
软交换访问SDC方式:成本包括引入软交换和中继网关等设备、购置独立SDC设备,以及网络调整等费用,成本较高。
端局筛选经SSP访问SDC方式:成本包括LS/MS/SSP升级、购置独立SDC设备等费用,总体费用较低,但分摊到各个用户的成本不低。
3.2 实现难度和改造周期
端局访问SDC方式:所有端局需要进行升级改造,但目前采用此方案的端局大都已经具备升级访问SDC功能,故端局改造以软件升级费用为主,网络改造少,改造周期较短,实现难度较小。
汇接局访问SDC方式:对于已经具有独立汇接局的本地网,实现起来比较容易,但由于涉及到网络结构调整,如果不具备独立汇接局,网络结构不够清晰的本地网调整工作量大,实现难度较大,改造周期也比较长。
软交换访问SDC方式:顺应网络演进潮流,但现网应用有待验证。
端局筛选经SSP访问SDC方式:端局需打软件补丁,SSP需进行升级,实现难度和周期近似于端局访问SDC方式。
3.3 改造风险
端局访问SDC方式:单个端局出现问题不至于影响全网,风险较小。
汇接局访问SDC方式:所有话务需接续到汇接局,如果汇接局出现问题,可能导致话务拥塞,严重时甚至造成网络瘫痪,风险较大。
软交换访问SDC方式:现网应用需进一步验证。
端局筛选经SSP访问SDC方式:对SSP性能及处理能力要求较高,有一定风险。
3.4 实现业务
在网络智能化实施初期,各种建设方式实现的业务基本相同,大致包括被叫触发业务、主叫触发业务、号码可携带业务、多业务触发以及嵌套类业务等。
随着软交换技术的发展,今后对于采用软交换完全访问SDC的方式,可以实现多媒体业务、视频通信、IP Centrex等宽窄带融合业务。
总之,无论是哪种访问方式,支持多协议接口的用户数据库(SDC)都是必须的,所不同的是交换网络和交换机通过何种协议方式访问SDC。实际改造时,应兼顾网络现状、业务需求、实施能力、改造成本和网络演进等因素选择网络智能化建设方式。
4、SDC与其他几种网络的关系
4.1 SDC与软交换的关系
在未来很长一段时间,传统PSTN将与软交换网络共存。SDC最终会成为统一的用户数据库,能让PSTN用户享受软交换业务,软交换也可作为业务平台,成为智能网的辅助。
4.2 SDC与PHS的关系
在SDC成为软交换和PSTN用户的统一用户数据库后,可考虑进一步融合PHS用户数据,以全面涵盖这3种业务。如果实施条件允许,也可将SDC一步到位,直接将PHS HLR功能统一进去。
4.3 SDC与3G的关系
在3G发展初期,由于网络不够完善,维护水平不高,实施能力有限,可考虑将3G HLR与SDC分开设置。但SDC的终极目标是发展成为PSTN、软交换、PHS、3G用户统一的用户数据库。最终SDC将涵盖3G HLR功能。
5、网络智能化的典型业务
实施网络智能化的目的就是为了提升现网处理能力,灵活、快速地开发内容丰富、个性鲜明的智能业务。智能化后,用户信息集中放置在SDC,智能网可对外提供集中统一的数据接口,屏蔽原有交换机的触发能力。
典型业务大致分为以下几类:被叫触发业务,如一号通、彩铃业务;主叫触发业务,如预付费业务;号码可携带业务,如混合放号、同振业务、多业务触发、嵌套类业务。
可以说,在实施网络智能化后,传统的PSTN将由原来的“面向网络”型逐步转成“面向用户”型的网络。
6、持续发展
全网智能化可以为PSTN及NGN用户统一提供特色业务。SCP可作为PSTN用户和NGN用户共同的业务平台。通过SCP向NGN提供传统智能业务,可采用以下几种方式:第一,用软交换作为SSP直接触发智能业务,软交换和SCP之间采用INAP/TCAP;第二,利用信令网关作为SSP触发业务,信令网关和SCP之间采用INAP/TCAP;第三,如果软交换和信令网关无法实现SSP功能,则需要通过与PSTN互通迂回到PSTN的SSP,实现智能业务的触发,并与SCP互通。从目前应用的情况看,基本都是用软交换作为SSP直接触发传统智能业务(如目前中国卫通、中国联通等已经在实际应用),利用智能网为NGN用户提供业务的网络构成如图1所示。从设备能力的成熟性来看,传统智能网厂商(华为、贝尔、中兴、西门子等)基本成熟,而非智能网厂商的实现则不完整。

网络智能化是依照“将业务与控制相分离”的思路发展而来的。不论是PSTN、NGN,还是3G网络,都把“将业务与控制相分离”作为一致的目标。因此,网络智能化持续发展的前景比较乐观。
3GPP规范包含着FDD和TDD两种双工模式。其中大家所熟悉的WCDMA属于FDD模式,而TDD模式则包括两种标准,分别是UTRA-TDD和TD-SCDMA,我们常常把TD-SCDMA称为LCRTDD标准,而把UTRA-TDD称为HCRTDD标准。
TD-SCDMA系统综合了四种多址方式:TDMA、FDMA、CDMA和SDMA,采用了六大关键技术:智能天线、联合检测、接力切换、上行同步以动态信道分配和软件无线电,这些技术的采用,极大地降低了系统的干扰、扩大了系统的容量,提高了频谱的利用率,同时也节省了系统的成本开支。
由于采用了TDD的模式,因此TD-SCDMA系统继承了TDD的诸多优点,具体如下:
1.十分适合上下行非对称的业务。据权威机构估计,到2010年,话音业务和数据业务的比值将达到1∶10的关系。由于数据业务的不对称性,下行数据处于支配地位。对于FDD模式的3G标准,由于其上下行数据是在已经分配好的两个不同的频段上传输,因此不能动态地根据上下行的数据传输量调整资源的分配,因此达不到资源的充分利用,频谱效率比较低。而对于TDD模式的TD-SCDMA,由于上下行的分配是通过时隙调度来实现的,所以可以根据业务的具体情况,动态地分配资源,获得较高的频谱利用率。
2.频谱利用率高。由于频率是不可再生资源,因此频谱利用率一直以来是我们所关注的问题。我们可以比较WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA的频谱利用率如右表。
我们可以清楚地看到,无论从语音业务还是从数据业务的角度,TD-SCDMA的频谱利用率都高于其他两种标准,即使是对于三种标准的演进版本(如HSDPA、1xEV-DO版本A),TD-SCDMA也具有一定的优势。随着世界上频谱资源的日益匮乏,TD-SCDMA的优势会逐渐显示出来。
3.设备的成本低。由于在一个频段内进行上下行的收发,因此尽管TD-SCDMA的智能天线需要使用8根天线组成天线阵列,但是由于缺少了双频的收发装置,TD-SCDMA的设备成本还是要低于FDD的系统。而且,由于采用了低码片速率,接收机的接收信号在采样后的数字信号处理量大大降低,从而也降低了系统设备(尤其是基站和终端)成本。
4.频点多。由于只有1.6MHz的带宽以及155MHz的总频带,因此TD-SCDMA共有93个频点可以使用,这远远高于WCDMA的12个频点,也有利于运营商进行网络布局。
5.有利于网络规划。对于TD-SCDMA,由于使用了智能天线和联合检测等技术,因此它不是一个干扰受限的系统,不具有呼吸效应,换句话说就是TD-SCDMA系统的覆盖与容量没有关系;另外TD-SCDMA的扩频因子是16,所以它也不存在覆盖随着业务类型的变化而变化的情况。这样在网络规划中,TD-SCDMA的小区是一个没有呼吸效应的同径覆盖,所以TD的网络规划和优化比起其他标准要更加简单和便捷。
6.有利于与先进的技术相结合和标准的演进。TD-SCDMA系统是一个以智能天线为核心技术的第三代移动通信系统。另外,由于使用了智能天线和联合检测等技术,因此TD-SCDMA和先进技术的融合(如MIMO、OFDM等)更有优势,也更有利于标准的演进。
即将开展的3G业务、北京2008年奥运会业务对传送网络提出了新的扩容需求。城域光传送网络也已经从针对业务的重叠网络建设演进到面向多业务的MSTP传送网络,由统一的传送网络完成多种业务的接入、汇聚和传送。 双平面光传送网络是面向网络安全和业务发展的传送网络演进方式之一,建设双平面传输网是业务、技术和经济等多种因素驱动下的一种现实而明智的选择。
一、建设双平面传送网的意义
如何满足网络对业务多样性、扩展性、安全性的需求是运营商最为关注的事情。建设面向网络安全和业务发展的城域双平面光传送网络对于运营商来说具有重大意义。
1.优化网络拓扑
在部署第二平面时可以选择不同的拓扑结构,从而弥补原有平面在某些地区或业务方面的空白,使网络实现全业务、全地理的覆盖。
2.优化跨环业务调度
在原有平面中两个节点之间的业务通道可能要跨越不同的汇聚层环路,而增加另一个平面后由于拓扑的优化,可以使部分在原平面汇聚层的环间电路变为新平面的环内电路,更灵活地提供端到端的通道。
3.实现业务分担,增强业务安全性
将重要业务分别部署在两张网络上,能有效实现业务分担、业务保护和抗灾能力,大大增强业务的安全性。
4.优化无线基站业务的接入传输
新平面可以分流部分原平面的基站接入环业务,当出现任何汇聚层节点失效时,只会有部分基站失效,剩余的工作基站可以通过提升功率增大覆盖面,提高网络的安全性。
5.利于业务分类
不同的业务部署在不同的网络上,对于试验性业务和初期开展的业务能有效降低对关键业务网络的冲击。
6.快速部署新业务
新建MSTP传送平面可以快速开展各种城域数据业务,通过各种接入方式提供大客户解决方案。新建的平台还可以为NGN的IP业务、3G业务提供承载。
7.提供差异化服务
新的传送平面采用MSTP技术,能够提供丰富的业务接口和灵活多样的带宽分配机制。
8.引入新厂商
新建MSTP平面作为一个相对独立的平台,在设备选型时将拥有较大的选择余地,可方便地在本地网中引入新厂家。通过建设第二平面可以扩大技术选择的范围,保持与世界先进通信技术的同步,并可根据自身网络的具体特点和问题,选择具有不同特点及优势的产品,找到最合适的解决方案。
9.节省网络投资成本
从企业运营的角度来看,引入第二厂家设备建设MSTP平面可有效降低网络扩容成本,获取最佳性价比的产品和服务。
二、建设双平面传送网面临的问题及其解决方案
在双平面建设过程中,有几个问题值得思考。
1.网络统一管理问题
建设双平面传送网必然要引入两个设备厂商的系统,网络的统一管理成为运营商需要考虑的问题。通过建设统一的传输网络管理平台可解决此问题。
通过建立统一系统平台,实现网络故障和网络性能关联、业务电路数据和性能分析关联、SLA管理、客户定制故障性能查询等功能,对跨厂家设备及多个网络进行快速有效的管理,以缩短故障历时,并提高网络维护效率和水平;同时系统实时提取网络当前业务开放信息和全网设备占用情况,提供网络资源预警报表,为及时调整资源分配、及时疏导业务流量提供可行的参考数据。特别是可提供WEB形式的客户网管系统,使重要客户可以实施查询自己租用电路的性能情况,在业务拓展上占得先机。
2.运行维护问题
建设双平面传送网必然会因为另一张网络的增加导致员工培训、网络监控、网络维护等方面工作量的增加,同时也会增加备品备件种类,从而带来运行维护方面的一些问题。
对于这个问题,应以发展的眼光来看待。维护工作量增加的同时也对员工技术能力和综合素质提出了更高要求,这对于锻炼具有全程全网概念、能处理复杂问题能力的员工队伍是有帮助的。而一个有效的解决方案是:运营商同设备厂商建立长期有效的维护合作协议和有效的专家工作组机制,共同对网络进行维护,并就网络发展等问题进行研究。
3.数据VPN互通问题
在双平面传送网络中需要考虑的另一个问题是两家厂商的MSTP设备如何实现数据业务的VPN互通。解决不同厂商MSTP设备间VPN互通的关键是MSTP设备是否内嵌MPLS。一旦实现了不同厂商MPLS封装到SDH的互联互通,也就解决了MSTP设备间数据业务的互通问题。
目前,MSTP已经由第一代产品发展到第三代产品。
第一代MSTP只实现了以太网业务的点到点透传:在SDH平台上利用支路版资源,提供数据业务接口,实现点到点透传业务。业务颗粒一般较大,采用虚级联方式实现带宽的灵活调整。
第二代MSTP实现了以太网业务的多点接入汇聚和带宽共享:在SDH平台上内置ATM、IP交换汇聚功能,通过带宽共享、统计复用等功能,可以利用较少的网络带宽实现多点接入汇聚和带宽共享。
第三代MSTP采用了虚级联(VCAT)、链路自动调整机制(LCAS)和通用成帧规程(GFP)等基于标准的新技术,内嵌RPR功能,并结合MPLS技术:支持二层数据功能,支持以太网业务的带宽共享、业务汇聚、以太网共享环等功能,带宽利用率大大提高;可以实现以太网带宽的统计复用、公平的带宽分配,支持运营商向大客户提供SLA服务;通过将RPR与MPLS结合,通过支持MPLS,能够提供带宽管理,能够隔离城域网中的用户,对数据业务具有更好的支持能力。新一代MSTP将结合ASON/GMPLS,实现业务端到端的调度和保护。
另一个解决方案是:建设结构清晰的双平面传送网,VPN数据业务在各个平面独自实现。
三、双平面传送网的实现方式
城域双平面传送网可以选择在汇聚层部署,或者核心层部署,也可以选择在核心层和汇聚层同时部署双平面。
1.汇聚层双平面
在当前的汇聚层,主要以10G/2.5G环网为主,节点数量多。随着业务量的急剧增长,带宽受限问题日渐凸显,许多汇聚环面临扩容问题。另一方面,汇聚层已不仅仅只是起着将业务汇聚后透传的作用,还必须在这个层面对接入的以太网业务、ATM业务进行处理,实现带宽的统计复用。因此,仅仅依靠扩容已经无法解决带宽瓶颈问题。采用汇聚层双平面无疑是最好的解决思路。
汇聚层双平面主要解决重点区域业务安全和业务分层的问题。对于重点区域单一路由(环)的出环保护是无法解决节点设备故障的,所以每个接入环都可以有两个出环方向,分别接到两个平面的汇聚节点。如图1所示。

2.核心层双平面
对于大业务量节点,如3GMGW,CALLSERVER和关口局等,为了提高业务承载的安全性,有必要在核心层部署双平面。
城域网业务种类繁多,保护需求多样且电路调度频繁,在大城市、超大城市的城域范围内尤其是城域网的核心层部署ASON网络,将能更有效地发挥其灵活高效的特点。因此,对于核心层双平面,可以考虑采用ASON设备组成网格状网络,如图2所示。

3.核心层+汇聚层双平面
近年来,各种新型业务如三重播放(TriplePlay)、带宽租用、虚拟专用网(VPN)等不断涌现,为运营商带来了广阔的市场和全新的利润增长点。随着网络业务量的爆炸性增长和传送网络逐步由承载网向业务网过渡,为了更有效地提高网络的安全性和支持业务的发展,在核心层和汇聚层同时部署双平面无疑给运营商提供了一个更好的选择机会。如图3所示。

NGN作为一个面向未来网络业务应用,基于分组平台可以同时提供语音、数据、多媒体等综合业务的系统,成为各大运营商以及设备提供商关注的焦点。 在影响NGN运营模式和运营收益的各种关键因素中,IPQoS特别是核心网的IPQoS,无疑是非常重要的一项。
IP网络的QoS研究导致了两种不同体系结构的出现:IntServ体系结构及其相应的信令协议RSVP和DiffServ体系结构。
IntServ由IETF的IntServ工作组于1994年提出。IntServ最鲜明的特点就是:基于连接、资源预留。也就是说,IntServ需要穿过IP网络为每个需要质量保证的数据流建立一条具有资源保证的通道。这就要求每台路由器设备都要维护大量的连接和资源预留信息。这将为路由设备造成极大的系统负担。通常来说,要求路由器同时处理如此多的连接信息并做到线速的转发性能,实现的困难非常大。所以,IntServ实现QoS的成本过高。但是,采用RSVP作为信令的MPLS流量工程将为IP网络的QoS问题提供非常大的帮助。
IETF又提出了DiffServ体系结构,定义了一种实施IPQoS更容易、更具扩展性的方式。DiffServ最突出的特点就是:状态无关、逐跳转发。DiffServ利用了IPv4分组头的ToS字段进行IP包优先级的定义。传统ToS字段只利用了其中的三个bit,用以标示8个优先级,而DiffServ中对另外3个bit也进行了定义,从而获得更多的定义空间(剩余2bit作为将来的备用)。
在DiffServ里,定义了DiffServ域的概念。所谓DiffServ域,就是指一个完全支持DiffServ优先级区分的IP子网。在NGN里,用于承载NGN业务的IP骨干网就应该是一个完整的DiffServ域。一个DiffServ域中的每台路由器都必须能够支持DiffServ标签的识别和按照相应的优先级进行转发,并且对DiffServ标签有着同样的理解。如果某台路由器不能支持DiffServ,那么它就成为这个网络中的“瓶颈”,整个链路的质量都将下降。
DiffServ的实现过程是:首先,根据源地址、目的地址、协议类型和二层接入网络优先级等信息对IP包进行优先级区分并打上相应的DiffServ标签。这个过程应该由上述DiffServ域的边缘路由器完成。具体来说,边缘路由器还应该完成的工作包括对业务流的分类、整形、标记、调度。然后根据已经打好的DiffServ标签采取相应的转发策略。具体说,核心路由器须要具有的功能包括分类和调度。
之所以成为被看好的QoS解决方式,DiffServ有着如下特点:
首先,路由器无须维护每个连接的信息,对系统资源要求低;
其次,对网络上的多种业务进行优先级归类并合并成有限的几个优先级类别,对于IP网络设备来讲,处理更简单;
再次,采用IP包中的ToS字段进行优先级标示,没有附加的标签,这种做法兼容性好,易于实现。
另外,随着网络的扩展,优先级类别无须扩展。
但是,对于面向连接的优先级保证例如IntServ来讲,网络规模的扩大将直接带来优先级处理的压力。
通过IP核心网络中的每个路由结点对DiffServ的支持,使得信令、语音、视频、普通数据等按照不同的DiffServ标签进行不同优先级的转发。也就是说,在网络带宽资源够用的情况下,采用DiffServ的网络可以尽可能保证高优先级的数据包不被丢弃,并以最小的时延穿越网络。
当然,上述结论是有一定的前提的,具体包括所有的路由器必须具有线速转发能力和提供良好的路由规划。
所谓线速转发能力,就是指在达到端口最大速率的时候,例如,在一个千兆接口上的数据流量达到千兆时,路由器没有丢包。显而易见,如果路由器不具备上述的线速转发能力,那么高优先级的IP包刚刚进入接口的Buffer,还没有来得及被路由器进行策略处理,就有可能被丢掉。所以,线速转发能力是保证DiffServ的重要前提。
路由规划决定了IP包在穿过IP核心网络的时候所选择的路径。如果路由规划不合理,那么过多的跳数就会造成过多的时延,这样,即便每台路由器都可以按照DiffServ的优先级进行转发,但是过多的跳数使得端到端的时延仍然不能达到NGN的要求。
但是,如何避免网络带宽不足和网络拥塞的情况呢?这就需要结合MPLS与RSVP来实现。RSVP是一个信令协议,它提供了一种在信息传输之前,提前在IP网络中建立一个有带宽资源保障的通道的方法。
RSVP的工作原理是:RSVP从发送端发送一个资源请求到目的地址,每一个支持RSVP的路由器沿着下行路由建立一个“路径状态表”;为了获得资源预留,接收端发送一个上行的RESV消息,表明所要求的综合服务类型,还通知为分组预留的资源,如传输协议和端口号;当每个支持RSVP的路由器沿着上行路径接收RESV的消息时,它采用输入控制过程证实请求,并且配置所需的资源。如果这个请求得不到满足,路由器向接收端返回一个错误消息,而如果这个消息被接受,路由器就发送上行RESV到下一个路由器;当最后一个路由器接收RESV,同时接受请求的时候,它再发送一个证实消息给接收端。结合MPLS,上述过程实际上建立了一个从发送端到接收端的MPLS路径,而这条路径上的路由器都为将要到来的信息传送预留了资源。
通过MPLS中采用扩展的RSVP信令,还可以对本次通信的路径进行指定,进行流量工程,以对运营商的网络进行更高效的利用,防止某些路由被空闲,而另外一些路由却发生拥塞。如果没有RSVP,在网络节点发生拥塞时,即便是高优先级的包,也有被丢弃的可能。DiffServ只能保证高优先级的包比低优先级的包更优先使用网络资源,但是网络资源毕竟是有限的,当拥塞发生时,高优先级的包也可能被丢掉。而RSVP提供了一种资源预留的机制,通过RSVP建立的路径将有保证的带宽和路由器系统资源提供给相应的流使用。实施RSVP之后,特定的流或者流类别将有特定的带宽保证。MPLS将通过RSVP信令建立起LSP(标签交换路径)进行独立于其他信息的传送。当网络发生拥塞时,受到影响的将是没有RSVP保护的信息,例如数据传输和低级别用户的信息,而高级别信息仍然可以在RSVP建立的通道中正常传送。
下一代网络NGN是三网融合的产物,是可以提供包括话音、数据和多媒体等各种业务的综合开放的网络。NGN的体系架构成为国内外颇为关注的焦点,在向NGN演进的过程中,网络发展的趋势是统一的IP核心网、分层结构和开放的接口。 软交换体系是目前备受推崇的一种NGN演进方案,是面向网络融合的新一代多媒体业务整体解决方案。它通过优化网络结构不但实现了网络的融合,更重要的是实现了业务的融合。软交换定位于NGN的控制层,是NGN的核心技术。
从现有的PSTN网向基于软交换的NGN网络演进,是电信网发展的必然方向。而统一的IP核心网、分层结构和开放的接口,是NGN的关键特征。
分离网关的思想
在传统的IP电话系统中,IP电话网关可以建立电路交换网(SCN)和IP网之间的呼叫连接。传统网关不但要执行媒体格式转换,还要进行信令转换,在IP网一侧执行H.323或SIP协议,在SCN一侧执行ISDN/PSTN信令。除此之外,系统还要控制网关内部资源,为每个呼叫建立网关内部的话音通路。
这种集成的网关结构对IP电话的大规模部署具有相当大的制约力,主要表现在:网关集多种功能于一身,过于复杂,导致了可扩展性差且没有故障保障机制,于是业界提出了网关分解的概念。传统的网关被分解成三部分:媒体网关(MG)负责媒体变换以及SCN和IP两侧通路的连接;信令网关(SG)负责信令转换,只是进行SCN信令的底层转换,即从TDM电路方式转换成IP网传送方式,并不改变其应用层消息;软交换负责根据收到的信令控制媒体网关的连接建立和释放。软交换才真正对信令消息进行分析和处理,并进行应用层的互通变换。软交换还控制资源,负责认证和网络安全,是整个系统的控制者。软交换又称为呼叫代理或媒体网关控制器。
网关分离导致出现了新的协议标准。软交换和MG之间的接口A采用Megaco(又称为H.248)或MGCP,软交换和SG之间的接口B采用Sigtran。软交换中有Megaco协议栈和Sigtran协议栈;MG中有Megaco协议栈;SG中IP侧是与软交换中一致的Sigtran协议栈,SCN侧是SS7协议栈。
统一的IP核心网
NGN采用统一的IP核心网结构,从上到下由业务层、控制层、媒体层和接入层四层构成。应用服务器位于业务层,负责提供增值业务和管理功能;软交换在控制层,负责完成各种呼叫控制和相应业务处理信息的传送,是NGN的核心控制设备;网关在媒体层,负责用户送来的信息与IP网上传送格式的转换;无线网、电话网、有线电视网在接入层,都将作为接入网存在。
传统的有线和移动电话有各自独立的交换和传输网络,而移动电话的接入网络更是复杂,它们有着不同的空中传输标准,这不仅增加了成本,也给使用者、管理者带来不便。在NGN中将实现固定网和移动网的融合,固定和移动通信仅仅是接入方法不同。
IP网采用开放的体系结构、统一的标准协议,任何接入网络只要是采用IP协议都可以和它互通互连。接入网可以是固定电话网、移动电话网、有线电视网、ADSL、LAN接入等。统一的IP核心网用一套统一的设备代替了原来各系统的独立设备,可以大大降低开发和运营成本。
从现有网络到NGN是一个渐进演化的过程,为了充分利用现有设备,以软交换为核心的重叠网策略是一种可行的过渡策略。软交换是下一代分组网络的核心设备,它独立于接入网,主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等功能,同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务,并向第三方提供可编程能力。软交换是SCN和IP网协调的中心,通过对各种网关(如:SG和MG)的控制实现不同网络之间的业务层的融合。
开放的接口
以软交换为核心是NGN的主要特征之一,和传统的电路交换相比,它有诸多优势。传统的电路交换是一体化的,不同的子系统间通信采用专有的协议;软交换是开放、分层的体系结构,层间有开放的API接口。这样,某一层的改变,不会影响其他层。
软交换又称为软SSP,因为它的功能相当于传统智能网中的SSP。但软交换的体系结构是开放的并且是可编程的。一方面,软交换与下层的接口是协议API,融合了IP网中的多种协议。如:SIP、H.323、Megaco、ISUP/IP等。另一方面,软交换与上层的接口是应用API,对于业务的提供者和第三方开发者是可编程的。软交换真正实现了业务与呼叫控制分离以及呼叫控制与承载业务分离。“业务由用户编程实现”这一思想并非软交换首创,传统智能网就是基于这种思想的。但是,由于智能网建立在电路交换网络之上,因此业务和交换的分离是不彻底的;同时,其接入和控制功能也没有分离,不便于设备在多种网络融合时的综合接入;而且智能网的SCE(业务生成环境)是依靠SIB(与业务无关的构成块)来实现的,SIB又与复杂的INAP(智能网应用协议)密切相关,不利于第三方应用商的大规模参与,无法方便、快捷地生成新业务。
软交换吸取了IP、ATM、IN(智能网)和TDM等众家之长,形成分层、全开放的体系架构,不但实现了网络的融合,更重要的是实现了业务的融合。业务真正独立于网络,能够灵活有效地实现业务的提供。
目前,国际上关于开放API的研究主要有ParlayAPI、JAIN和OSA。ParlayAPI属于应用API;JAINAPI包括应用API和协议API(SIP、MGCP、H.323、TCAP、ISUP、INAP/AIN、MAP等);OSA属于应用API,侧重于移动终端的服务。最新的研究趋势表明,三者正趋于融合。




