關(guān)守容量：VoIP網(wǎng)絡(luò )的喉舌
田兵
2003/06/16
基于IP H.323的VoIP網(wǎng)絡(luò )是一種全新模式的電話(huà)網(wǎng)絡(luò )，與傳統的PSTN網(wǎng)絡(luò )有著(zhù)本質(zhì)不同。這些區別不僅體現在承載層的IP與電路上，也體現在各自所支持的業(yè)務(wù)種類(lèi)差異導致的從話(huà)務(wù)模式到網(wǎng)絡(luò )結構各個(gè)層面的根本變化。
在VoIP網(wǎng)絡(luò )中，關(guān)守作為控制呼叫流程的核心設備，對整體網(wǎng)絡(luò )的性能起著(zhù)至關(guān)重要的作用。
建立VoIP網(wǎng)絡(luò )話(huà)務(wù)模型
以Cisco公司的關(guān)守產(chǎn)品Cisco7206為例，我們可以很清晰地了解關(guān)守處理能力的計算過(guò)程。對于大型VoIP網(wǎng)絡(luò )而言，其關(guān)守結構分為三級管理，即本地關(guān)守、二級關(guān)守和頂級關(guān)守。
以中國電信級運營(yíng)商的長(cháng)途網(wǎng)絡(luò )為例, 通常長(cháng)途網(wǎng)絡(luò )設計，采取的原則是平均為每端口話(huà)務(wù)提供參考負荷0.7愛(ài)爾朗（［話(huà)務(wù)量是電話(huà)負荷的一種度量，其單位為愛(ài)爾朗（Erlang），1愛(ài)爾朗指一條通話(huà)電路被百分之百連續占用l小時(shí)的話(huà)務(wù)負荷，或者兩條通話(huà)電路各被連續占用半小時(shí)時(shí)的話(huà)務(wù)負荷。］編者注）平均呼叫持續時(shí)間90秒，每中繼電路的忙時(shí)試呼次數（BHCA）參考負荷為28次。
對于普通PSTN網(wǎng)絡(luò )而言，正常工作日的話(huà)務(wù)高峰會(huì )在上午9點(diǎn)至10點(diǎn)左右出現，此時(shí)呼叫次數以及呼叫持續時(shí)間都達到高峰，運營(yíng)商長(cháng)途網(wǎng)絡(luò )的忙時(shí)話(huà)務(wù)模式表現為企業(yè)商務(wù)呼叫特征。而VoIP網(wǎng)絡(luò )則因其相對低廉的資費政策、穩定清晰的通話(huà)質(zhì)量，通常每端口話(huà)務(wù)量均遠高于傳統運營(yíng)的PSTN長(cháng)途網(wǎng)絡(luò )，平均通話(huà)時(shí)長(cháng)與業(yè)務(wù)忙時(shí)的話(huà)務(wù)模式表現為個(gè)人電話(huà)呼叫特征。
“三層”關(guān)守處理分析
作為本地關(guān)守時(shí)，Cisco7206關(guān)守的呼叫處理能力為每秒150呼，即54萬(wàn)BHCA。為提高網(wǎng)絡(luò )的抗突發(fā)性話(huà)務(wù)沖擊能力，增強網(wǎng)絡(luò )可開(kāi)發(fā)性及高擴容性, 在網(wǎng)絡(luò )擴容設計時(shí)，可為每個(gè)Cisco7206本地關(guān)守配置不超過(guò)相應實(shí)際網(wǎng)絡(luò )每秒100呼的話(huà)務(wù)，即36萬(wàn)BHCA，以“制造”出部分冗余。
假設當前VoIP網(wǎng)絡(luò )的話(huà)務(wù)狀況如下：平均每呼叫持續時(shí)間150秒，每端口忙時(shí)話(huà)務(wù)量為0.9愛(ài)爾朗。那么在VoIP網(wǎng)絡(luò )每域內（關(guān)守內） 呼叫占用2個(gè)端口、每域外（關(guān)守之間）呼叫占用1個(gè)端口的前提下，每個(gè)Cisco7206本地關(guān)守每秒100呼的處理能力可達611個(gè)業(yè)務(wù)。
隨著(zhù)VoIP網(wǎng)絡(luò )在未來(lái)與PSTN網(wǎng)絡(luò )互通話(huà)務(wù)量的增多，話(huà)務(wù)模型會(huì )向傳統話(huà)務(wù)模型靠近。 如此一來(lái)，IP電話(huà)的通話(huà)費用相對較低，所以VoIP網(wǎng)絡(luò )的呼叫持續時(shí)間會(huì )遠大于90秒。采用90秒呼叫的設計，將為網(wǎng)絡(luò )預留出更多的冗余空間。
二級關(guān)守，通常用做省會(huì )級城市通信的核心設備。二級關(guān)守通常只用于負責對LRQ消息的響應, 無(wú)需如同本地關(guān)守那樣承擔端點(diǎn)管理工作，也不用等待和處理目的關(guān)守的響應信息，二級關(guān)守可以處理五倍于本地關(guān)守的呼叫。例如，Cisco7206關(guān)守作為省際關(guān)守時(shí)，可以處理每秒750次的呼叫，即達到270萬(wàn)BHCA。
盡管各省的省外和省內話(huà)務(wù)比例有所不同，我們還是可以假設，15%的話(huà)務(wù)為省內呼叫， 85%的話(huà)務(wù)為省外呼叫，按照這一比例配置省際關(guān)守的容量時(shí)，可按本地關(guān)守配置400的原則，計算出每省際關(guān)守管轄不超過(guò)每秒2353個(gè)業(yè)務(wù)。
對于國家頂級關(guān)守而言，同樣會(huì )分為國內呼叫頂級關(guān)守和國際呼叫頂級關(guān)守兩部分，頂級關(guān)守和省際關(guān)守一樣，也屬于網(wǎng)絡(luò )目錄關(guān)守，所以其處理能力與省際關(guān)守一樣。假設國際來(lái)去話(huà)占總話(huà)務(wù)的10%，上連至頂級關(guān)守25%的話(huà)務(wù)，10%上連至國際頂級關(guān)守，15%上連至國內頂級關(guān)守。由此可以得到的結果是，每國內電話(huà)頂級關(guān)守管轄不超過(guò)13333個(gè)業(yè)務(wù)，每國際電話(huà)頂級關(guān)守管轄不超過(guò)2萬(wàn)個(gè)業(yè)務(wù)。
關(guān)守及域的擴展
采用三級多域關(guān)守結構，可使網(wǎng)絡(luò )擴容性和柔韌性大大增強，當一個(gè)省（域）的話(huà)務(wù)量增大需要擴容的時(shí)候，可以通過(guò)在省內增加本地關(guān)守及相應網(wǎng)關(guān)達到擴容目的; 而當該省業(yè)務(wù)量增大更大程度后，也只需在該省增加二級關(guān)守，就可以解決問(wèn)題，不需要改變和影響到核心骨干網(wǎng)域基本結構。如果業(yè)務(wù)量還會(huì )繼續增加，可通過(guò)繼續上溯追加國家頂級關(guān)守數量與設置的方式進(jìn)行擴容。
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