構建高密度媒體網(wǎng)關(guān)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　一．開(kāi)首語(yǔ)

　　　　　　二．新一代網(wǎng)絡(luò )的出現

　　　　　　三．新一代媒體網(wǎng)關(guān)的要求

　　　　　　四．來(lái)自NMS的新一代網(wǎng)絡(luò )媒體網(wǎng)關(guān)技術(shù)

　　　　　　　　4.1 高密度PSTN接口
　　　　　　　　4.2 高密度VoIP資源
　　　　　　　　4.3 功能豐富的媒體和數據包處理
　　　　　　　　4.4 運營(yíng)級的SS7信令
　　　　　　　　4.5 例子：建立一個(gè)有1344端口的VoIP網(wǎng)關(guān)

　　　　　　五．未來(lái)的解決方案

一．開(kāi)首語(yǔ)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　IP電話(huà)最初是以IP網(wǎng)絡(luò )旁路公共電話(huà)網(wǎng)的長(cháng)途電話(huà)的形式開(kāi)發(fā)的。到今天，IP電話(huà)已經(jīng)不僅僅是降低長(cháng)途電話(huà)成本的一種策略了，這種基于包的技術(shù)將會(huì )取代目前基于電路的話(huà)音網(wǎng)絡(luò )，來(lái)向人們提供更低成本的話(huà)音和數據業(yè)務(wù)。隨著(zhù)通信工業(yè)向著(zhù)新一代網(wǎng)絡(luò )的過(guò)渡，通信基礎結構也在發(fā)生著(zhù)深刻的變化。

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二．新一代網(wǎng)絡(luò )的出現

　　IP電話(huà)技術(shù)把話(huà)音、傳真數據和IP網(wǎng)絡(luò )無(wú)縫地集合到了一起。因特網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）已經(jīng)建議了一個(gè)功能模型，來(lái)橋接包交換的IP網(wǎng)和電路交換的PSTN，這些橋接設備就是：信令網(wǎng)關(guān)（SG）、媒體網(wǎng)關(guān)（MG）、和媒體網(wǎng)關(guān)控制器（MGC）。（請參看圖1）。MGC通常又被叫做軟交換，正如它的名字表達的意思一樣，MGC控制著(zhù)媒體從電路交換領(lǐng)域經(jīng)過(guò)媒體網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò )傳送到基于包的領(lǐng)域。呼叫控制消息首先送達SS7信令網(wǎng)關(guān)，轉換成網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò )中的MGCP（媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議）來(lái)控制媒體流，完成呼叫的控制、接續。話(huà)音、傳真和圖象介質(zhì)都是從PSTN交換網(wǎng)通過(guò)這些新一代的媒體網(wǎng)關(guān)連接到IP網(wǎng)的。

圖1 新一代網(wǎng)絡(luò )結構

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三．新一代媒體網(wǎng)關(guān)的要求

　　由于網(wǎng)關(guān)在這種新一代網(wǎng)絡(luò )中起著(zhù)信息轉換的功能，所以會(huì )有一系列新的需求。一個(gè)新一代媒體網(wǎng)關(guān)的需求和一個(gè)用于利率交易的H.323 VoIP網(wǎng)關(guān)需求比較結果列出在表1之中。新的媒體網(wǎng)關(guān)符合可分解的、分布式網(wǎng)關(guān)模型。新的媒體網(wǎng)關(guān)不再由關(guān)守來(lái)控制，而是由遠端軟交換來(lái)控制。另外，新的媒體網(wǎng)關(guān)有更大規模的端口數目（＞480個(gè)端口），和PSTN的接口容量也要高得多，種類(lèi)包括T3，也用T1或E1。另一個(gè)更大的不同是和PSTN的接口信令，新一代網(wǎng)關(guān)使用的是SS7信令，這是當前中心局（CO）交換機之間使用的信令。最后，這種網(wǎng)關(guān)必須更可靠，它們要求有極高的可用性。

　　為了爭取到在未來(lái)應用中被采用，IP電話(huà)網(wǎng)絡(luò )必須滿(mǎn)足已經(jīng)習慣于基本電話(huà)線(xiàn)很可靠的用戶(hù)們的期望。這就意味著(zhù)IP電話(huà)網(wǎng)必須支持運營(yíng)級的高可用性。為了達到這點(diǎn)要求，IP網(wǎng)絡(luò )一年的累計宕機時(shí)間不能超過(guò)6分鐘（99.999%的運行時(shí)間，或"5個(gè)9"的可用性）。象熱插撥、N+1板卡級和機架級冗余備份那樣的高可用功能，就提供這種超級的安全能力。運營(yíng)級的SS7信令通過(guò)一個(gè)有冗余鏈路的網(wǎng)絡(luò )提供呼叫控制和相關(guān)消息信令。

表1 新一代媒體網(wǎng)關(guān)的需求

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四．來(lái)自NMS的新一代網(wǎng)絡(luò )媒體網(wǎng)關(guān)技術(shù)

　　NMS通信是目前唯一一個(gè)具有建立新一代網(wǎng)絡(luò )媒體網(wǎng)關(guān)所需的所有重要組件的技術(shù)廠(chǎng)商，這些組件包括：高密度PSTN接口、高密度VoIP資源、功能豐富的媒體處理以及運營(yíng)級的SS7信令。

　　4.1 高密度PSTN接口

　　在建立媒體網(wǎng)關(guān)的時(shí)候，購買(mǎi)PSTN接口通常會(huì )比直接設計開(kāi)發(fā)這些接口更合算。舉個(gè)例來(lái)說(shuō)，T1和E1接口，他們都有很多不同的信令協(xié)議，并且在銷(xiāo)售前要得到所在國的進(jìn)網(wǎng)許可，那是要花很多錢(qián)和時(shí)間才能得到的。而且有些CO交換機提供的是T1或E1接口，但有些提供的卻是T3接口。NMS提供以下PSTN接口用于開(kāi)發(fā)新一代媒體網(wǎng)關(guān)：

● Power Access(PA) HYPER-T3，這是用于Compact PCI平臺的一條TDM 總線(xiàn)到PSTN網(wǎng)絡(luò )的接口。		● PA16T1／E1，這是用于Compact PCI平臺的，提供一條TDM總線(xiàn)到TI或E1 PSTN網(wǎng)絡(luò )接口。
● PA200，這是一個(gè)寬帶ATM接入平臺，提供一條TDM總線(xiàn)到單個(gè)或兩個(gè)OC－3c、STM－1或者DS3 ATM網(wǎng)絡(luò )接口。		● CG6000C，這是一塊Compact PCI高密度數字中繼接口卡，卡上有數字信號處理（DSP）資源用于信令（ISDN或隨路信令）處理和回聲抑制，背板上提供8個(gè)或16個(gè)T1／E1接線(xiàn)座。

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　　4.2 高密度VoIP資源

　　集中一代（CG）6000系列Compact PCI平臺是專(zhuān)門(mén)為媒體網(wǎng)關(guān)應用而設計的，由Fusion 4.2 VoIP網(wǎng)關(guān)開(kāi)發(fā)軟件支持，可以配置120端口到數千個(gè)端口的媒體網(wǎng)關(guān)。Fusion軟件包含有功能強大的一系列API、媒體流包處理軟件、以及對MGCP的支持。包網(wǎng)絡(luò )各節點(diǎn)間通過(guò)雙工100Mbps以太網(wǎng)接口相連，為開(kāi)發(fā)人員提供冗余的IP連接鏈路。CG6000系列包括以下配置的板卡：

● CG6000 （Compact PCI）和CG6000 （PCI），支持高達120個(gè)端口，或4T1/4E1接口。CG6000C／32S32是為高容量媒體網(wǎng)關(guān)配置的選項，支持高達到224個(gè)端口，可以用于T3或16T1／E1高密度PSTN接口。
● CG6000eC，包含有一個(gè)嵌入式主處理器，用于遠端單機運行。

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　　4.3 功能豐富的媒體和數據包處理

　　CG6000系列為媒體網(wǎng)關(guān)提供通用的VoIP端口，每個(gè)VoIP端口支持三種語(yǔ)音編碼──G.723.1 ，G.729a，和 G.711 ，同時(shí)還支持 T.38實(shí)時(shí)傳真，為用戶(hù)提供在基于標準的網(wǎng)關(guān)間交換各種數據的能力。還提供另外一些語(yǔ)音編碼功能，包括Q.728（包有線(xiàn)標準的一部分）和Q.726。

　　每個(gè)通用端口為一個(gè)語(yǔ)音或傳真媒體流提供一個(gè)通道，這些媒體流由CG6000系列平臺上的DSP或板內高性能RISC處理器和軟件處理。每個(gè)端口都是獨立地完成處理，并由MSPP（媒體流包處理器media stream packet processor）硬件和軟件指定端點(diǎn)號和通道號。圖2顯示了VoIP網(wǎng)關(guān)典型的MSPP連接。

　　一個(gè)MSPP連接可以有以下類(lèi)型的端點(diǎn)：
　　● DS0：一個(gè)64kbps的話(huà)音或傳真通道
　　● RTP：一個(gè)RTP包通道（話(huà)音通道）
　　● UDP：一個(gè)UDP包通道
　　● RTP Mux：一個(gè)復用了多路話(huà)音的RTP包通道
　　　（參考www.nmscommunications.com網(wǎng)站上的復制文章<<the Technical
　　　　Overview Clarent ThroughPacket? IP Trunking for Fusion>>。）
　　● 會(huì )議端點(diǎn)：是一個(gè)用于多方會(huì )議的話(huà)音通道
　　● RTP分路：是一個(gè)用于重選路由或監聽(tīng)的話(huà)音通道。
　　MSPP通道可以是全雙工語(yǔ)音編碼器、傳真轉發(fā)編碼器、或者是各種單工通道。在一個(gè)普通VoIP網(wǎng)關(guān)應用中，一個(gè)端點(diǎn)就是一個(gè)和PSTN連接的DS0，PSTN連接最常見(jiàn)的是CG6000系列平臺上的T1或E1接口，也可能是T3接口。其它連接是一個(gè)通過(guò)以太網(wǎng)接口連接到廣域包網(wǎng)絡(luò )（WAN）的RTP話(huà)音包端口。通過(guò)指定端點(diǎn)和通道類(lèi)型，很容易開(kāi)發(fā)出各種包電話(huà)應用。

圖2 為VoIP網(wǎng)關(guān)建立的MSPP連接

　　隨著(zhù)新一代網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展，網(wǎng)關(guān)配置的靈活性是很重要的，要求的一些變化包括：
　　● RTP多路復用
　　　 把多個(gè)RTP話(huà)音通道復用到單個(gè)報頭下可以節省帶寬和成本，這在帶寬仍比
　　　 較貴的地方很重要。
　　● T.38實(shí)時(shí)傳真
　　　 大多數PSTN流量中包含有大量各種傳真數據，在處理這些數據時(shí)，不能有任
　　　 何的丟失，也不能降低服務(wù)的等級。
　　● RTP分路
　　　 為了增強業(yè)務(wù)功能，把RTP話(huà)音流重定向到媒體服務(wù)器是一個(gè)很重要的需求。
　　　 另外，RTP也用于實(shí)現合法的監聽(tīng)，比如實(shí)現CALEA標準的要求。
　　● DTMF運送
　　　 DTMF信號既可以作帶內處理（RFC－2833），也可以作帶外處理（H.245）。
　　● G.168回聲抑制
　　　 回聲延遲大于64ms時(shí)，就要作回聲抑制處理。

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　　4.4 運營(yíng)級的SS7信令

　　NMS 的TX系列平臺提供運營(yíng)級的SS7信令──信令協(xié)議是用來(lái)連接遍及全球的電話(huà)網(wǎng)絡(luò )的。呼叫控制和消息協(xié)議棧都支持兩個(gè)Compact PCI或PCI平臺共用一個(gè)信令點(diǎn)編碼，這就提供了主要網(wǎng)關(guān)供應商所期待的高可用性。平臺之間有一條專(zhuān)用以太網(wǎng)連接用于支持冗余備份，同步檢查點(diǎn)（checkpointing）因而得以維持。主用和備用平臺并行運行，如果主用平臺出故障，那么備用平臺就可以完全接過(guò)控制權，不會(huì )造成任何呼叫丟失。

　　SS7協(xié)議棧已針對ETSI、ITU 和ANSI的相應標準進(jìn)行過(guò)廣泛的測試，并運行在全球主要的運營(yíng)網(wǎng)絡(luò )之中，包括：AT&T，Deutsche Telekom，法國電信，Orange，KDD、還有NTT以及其它網(wǎng)絡(luò )。全局通訊工具包（Global Messaging Toolkit）允許供應商在國際網(wǎng)絡(luò )上，為更快的一致性測試和網(wǎng)絡(luò )部署，開(kāi)發(fā)呼叫控制變種。TX系列平臺是領(lǐng)先通信測試設備制造商的最佳選擇。在實(shí)現高吐量（130個(gè)ISUP呼叫／秒和270個(gè)TCAP事務(wù)／秒）和巨大處理能力（能夠管理大約15000個(gè)同時(shí)發(fā)生的呼叫）的時(shí)候，嵌入式的SS7協(xié)議能釋放主機大量的資源。TX3220系列包括以下產(chǎn)品：

● Power Access(PA) HYPER-T3，這是用于Compact PCI平臺的一條TDM 總線(xiàn)到PSTN網(wǎng)絡(luò )的接口。

● 用于PCI總線(xiàn)系統的TX3220，也可以用2 個(gè)T1、2個(gè)E1或4 個(gè)V.35接口作鏈路連接。

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　　4.5 例子：建立一個(gè)有1344端口的VoIP網(wǎng)關(guān)

　　圖3顯示了一個(gè)高密度的媒體網(wǎng)關(guān)。在每個(gè)機箱內有一對TX3220C板，每塊TX3220C板接有16條SS7鏈路，源于PSTN的所有呼叫都由這兩塊板處理。有兩塊PA HYPER－T3接入適配板，它用于通過(guò)T3線(xiàn)上的1344個(gè)端口從PSTN接入語(yǔ)音和傳真媒體。這些媒體會(huì )從DS3轉換到DS0，然后通過(guò)H.110總線(xiàn)發(fā)送給6塊CG6000C中的一塊。CG6000C會(huì )壓縮這些語(yǔ)音和傳真媒體，然后用UDP／IP上實(shí)時(shí)協(xié)議（RTP）對它們進(jìn)行打包。再通過(guò)板上的兩個(gè)以太網(wǎng)接口發(fā)送到一個(gè)語(yǔ)音級的IP包網(wǎng)絡(luò )上。請注意，每種板都使用了N+1板卡級的冗余備份。

　　這個(gè)網(wǎng)關(guān)具有高度的可靠性。兩個(gè)TX3220C SS7信令平臺共亨一個(gè)信令點(diǎn)編碼，并且都保存有實(shí)時(shí)的呼叫狀態(tài)信息。在其中一塊出現故障的時(shí)候或在預防性維護過(guò)程中，（在其中一塊TX3220C被從機箱內撥下的時(shí)候），剩下的TX3220C板會(huì )接手維護管理那些在TX3220C板撥下或故障那一刻有效的呼叫。

　　每個(gè)組件都使用一個(gè)共同的高級Natural Access API集。NMS的API集易于學(xué)習和管理，有利于減少開(kāi)發(fā)成本。另外，只使用一個(gè)供應商提供的易于使用的組件，可以加快網(wǎng)關(guān)開(kāi)發(fā)方案的實(shí)現，并縮短產(chǎn)品面市所需的時(shí)間。由于NMS奉行開(kāi)放的標準，縮短面市時(shí)間不會(huì )造成專(zhuān)有技術(shù)的壟斷價(jià)格。

圖3 一個(gè)有N＋1備份和1344個(gè)端口的VoIP網(wǎng)關(guān)

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五．未來(lái)的解決方案

　　利用已經(jīng)明確開(kāi)發(fā)出VoIP應用的開(kāi)放系統cPCI平臺和軟件，可以快速地開(kāi)發(fā)出大型的、可遂步升級的、運營(yíng)級媒體網(wǎng)關(guān)。這些網(wǎng)關(guān)可用作高密度VoIP長(cháng)途旁路網(wǎng)關(guān)，或者新一代基礎設施網(wǎng)關(guān)。不管在哪一種應用，這種平臺在新一代語(yǔ)音和數據網(wǎng)絡(luò )中，都能提供低成本的未來(lái)媒體網(wǎng)關(guān)能力。

　　選擇NMS技術(shù)為開(kāi)發(fā)商帶來(lái)建立NGN媒體網(wǎng)關(guān)所需的所有功能：高密度PSTN接口，高密度VoIP資源，功能豐富的媒體處理，以及運營(yíng)級的SS7信令。并且如果需要的話(huà)，NMS咨詢(xún)服務(wù)組可以提供在SS7應用領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)化方案和設計援助。另外，全球認證組是一個(gè)由咨詢(xún)服務(wù)組擴展出的小組，可以幫助獲得全球各國的入網(wǎng)認證。咨詢(xún)服務(wù)組能利用他們的工程經(jīng)驗，在降低風(fēng)險、節省時(shí)間、最大化資源利用的同時(shí)，實(shí)現高價(jià)值的方案。

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