用分组网承载话音

赵慧玲、单秀云 2001/04/19

　　目前，话音网络由电路交换网向分组化网演进成为技术试验和商业试验中引人关注的焦点，究竟采用何种组网方式实现平滑过渡，是涉及经济、技术等方面的综合问题。欧洲一些话音运营商已经开始使用ATM承载技术提供传统话音业务，日本和美国的无线运营商也在积极探索采用ATM承载话音业务，我国广州也在积极进行技术试验。

　　现有的大多数网络的业务、交换、及传输基本上是纵向融合或交织在一起的——即电信运营商有专门的电话，数据网络，并且每种网络只专长于某类业务的传送；这种组网方式显然不能满足市场对多媒体业务的需求，因此，开发各种协调设备，促进网络在业务层/传输层的融合，促进向综合网络的演进，是现代电信技术的发展趋势。

　　图1 基于ATM的网络一含边缘适配器

　　而网络的最终发展趋势是基于分组交换方式的综合网络，在这个综合网络中，各种业务将共享一个交换和传输平台，在网络的边缘，不同的业务都适配到连接网络所采用的传输技术上；这就是说，网络将由纵向上综合转变成横向上综合。

　　目前看来，基本上只有两种传输技术 ：Internet协议（IP）和异步转移模式（ATM）可以作为综合网络的平台。其中由于ATM技术比较成熟，并能提供QoS保证和可管理的带宽，倍受公网运营商的青睐。基于ATM的网络结构如图1所示。


　　■运营商的利益


　　采用ATM网络和服务器方式的方案（MGC—MG体系结构）提供电话业务能为运营商带来诸多利益。ATM是可支持多种业务的交换和传输技术，基本上，通过ATM，运营商用一个物理网络上就可支持多种业务，如可用ATM或帧中继互连局域网，用MPLS构建基于IP的虚拟专网（IP-VPN）等，而且ATM按统计复用方式分配带宽，带宽利用率高。

　　ATM的另一优势是相对于电路交换，它是个更高效、简洁的技术，组建网络占地面积小，功率消耗低，使运营商可降低运营成本。最重要的是，基于ATM的解决方案可以提供与电路网相同的话音质量。


　　■基于服务器方式的话音网架构


　　基于服务器方案的优势在于，创建多个业务控制节点时，不必受底层的传输拓扑结构的限制，这样可以更简单、快速地引入和管理新业务——随着电信市场竞争的日趋激烈，这变得越来越重要，而且由于业务控制层独立于连接网络使用的技术，所以，在更新或改进承载技术时，对控制层的影响很小。基于服务器方案的另一优势是，一个媒体网关控制器能控制多个作为远端交换机的媒体网关，这样各种复杂的逻辑数据和呼叫相关的数据就可集中在一起，从而简化了操作、维护、管理（OAM），并能优化路由。

　　图2 话音网络架构

　　图2示出基于服务器方式，连接网络为ATM的话音业务网络架构，其中的两个主要组件为媒体网关控制器和媒体网关，实现功能将在后面两节详细介绍。媒体网关控制器利用 H.248协议控制媒体网关建立承载连接，利用BICC信令实现跨域的呼叫控制信令的传递。BICC和H.248目前均已标准化，这样使得运营商可用不同厂商的产品组建网络。

　　此种架构方案也可用来构建移动网的承载网。例如，应用通用分组无线业务（GPRS）时，运营商可利用此方式建立的承载网络将蜂窝接入网和服务GPRS支持点（GSN）互连，服务GSN与关口GSN相连，在GPRS大量应用后，则可用于互连GSN。

　　图3 固定网和移动网的公共承载网

　　当引入通用个人移动通信系统（UMTS）后，还可用于互连移动电话MGW，使移动网和固定网的承载层融合，但服务器层仍各自独立（图3）。

　　其中，媒体网关控制器主要负责处理呼叫逻辑，并控制媒体网关建立承载连接； 媒体网关主要负责执行电路交换域和ATM域之间的交换和媒体互通功能，媒体网关用标准的ATM信令接口建立ATM话音承载连接（交换虚连接），通过电路仿真与本地交换机，转接交换机和专用小交换机（PBX）连接。


　　■呼叫建立流程示例


　　为理解网络结构及呼叫和连接的建立过程，下面举例示出由专用小交换机(a)至本地交换机(f)的呼叫示意图(图4)。图中，群速率接入（PRA）接口终结于媒体网关B, TS16信令信道经过AAL1电路仿真（CE），通过永久虚连接（PVC）经ATM网络透明传至媒体网关控制器(c)。首先PBX(a)发出一个呼叫建立信息至媒体网关控制器(c)，媒体网关控制器(c)将PRA接口上的对应时隙标上忙标识并分析被叫方的电话号码；MGC(c)经过软件查询，发现此呼叫终结于另一域，于是用BICC信令将呼叫建立消息送至MGC(d)，媒体网关控制器(d)在收到呼叫建立消息后，要求媒体网关(E)提供承载连接标识和ATM地址。

　　MGC(d)用BICC信令将参数和地址送至MGC(c)，MGC(c)利用这些信息命令媒体网关(B)按标准的ATM信令规程建立至媒体网关(E)的承载连接，承载连接建立后，媒体网关(E)通过承载连接标识符方式将承载与呼叫绑在一起，并通知MGC(d)承载已建立。

　　图4 呼叫建立示意图

　　接着MGC(d)命令媒体网关(E)建立直通通路，并用ISUP或TUP发送一个呼叫建立消息给收端本地交换机(f)，和PBX信令一样，消息传递部分（MTP）中的ISUP信令消息也通过AAL1电路仿真变成ATM信元后在ATM网络上透明传递，呼叫建立的其余部分与普通窄带呼叫一样处理。

　　前面描述的示例使用的是前向连接建立方法，当然也可用后向连接方法建立呼叫。


　　结 论


　　用分组方式承载话音是未来技术的发展趋势，运营商可用ATM或IP两种承载方式实现分组话音业务。由于ATM能按需提供带宽，并能为实时业务提供服务质量保证，因而是当前传输分组话音的较为成熟的技术选择，但放眼未来，考虑到将来的数据和多媒体业务，IP网则是必然选择。

　　和基于ATM承载话音一样，基于IP承载话音解决方案也用媒体网关连接接入节点，PBX，本地交换机和转接交换机。基于IP方式中窄带协议、BICC信令及H.248协议的传输与基于ATM方式的传输不同，对于信令传输，IETF正制定在IP上承载信令的标准，此标准称为SIGTRAN，使用的是流控制传输协议（SCTP），控制协议如ISUP、Q.931、及V5.2均可由SCTP承载传输，但基于IP方式的承载控制和建立完全不同于基于ATM的解决方案。

　　标准化组织也在积极研究各种在IP上保证话音业务质量的方案，其中一个非常有前景的方案——将MPLS和差分业务相结合。话音业务通过MPLS通路在IP网上传输，MPLS标记交换路径作为媒体网关间的话音“中继线”，每个中继（标记交换路径）可传多个话音连接，标记交换路径可预先配置好，也可动态建立，还可根据业务量负荷动态改变带宽。

《赛迪市场专家》 2001/04/19