一．開(kāi)首語(yǔ)
二．新一代網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)
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(shù)據(jù)包處理
4.4 運(yùn)營(yíng)級(jí)的SS7信令
4.5 例子：建立一個(gè)有1344端口的VoIP網(wǎng)關(guān)
一．開(kāi)首語(yǔ)
IP電話最初是以IP網(wǎng)絡(luò)旁路公共電話網(wǎng)的長(zhǎng)途電話的形式開(kāi)發(fā)的。到今天，IP電話已經(jīng)不僅僅是降低長(zhǎng)途電話成本的一種策略了，這種基于包的技術(shù)將會(huì)取代目前基于電路的話音網(wǎng)絡(luò)，來(lái)向人們提供更低成本的話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。隨著通信工業(yè)向著新一代網(wǎng)絡(luò)的過(guò)渡，通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)也在發(fā)生著深刻的變化。
二．新一代網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)
IP電話技術(shù)把話音、傳真數(shù)據(jù)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(shè)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(qǐng)參看圖1）。MGC通常又被叫做軟交換，正如它的名字表達(dá)的意思一樣，MGC控制著媒體從電路交換領(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(dá)SS7信令網(wǎng)關(guān)，轉(zhuǎn)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(xù)。話音、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(jié)構(gòu)
由于網(wǎng)關(guān)在這種新一代網(wǎng)絡(luò)中起著信息轉(zhuǎn)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(jié)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(yuǎn)端軟交換來(lái)控制。另外，新的媒體網(wǎng)關(guān)有更大規(guī)模的端口數(shù)目（＞480個(gè)端口），和PSTN的接口容量也要高得多，種類包括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(dāng)前中心局（CO）交換機(jī)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(zhēng)取到在未來(lái)應(yīng)用中被采用，IP電話網(wǎng)絡(luò)必須滿足已經(jīng)習(xí)慣于基本電話線很可靠的用戶們的期望。這就意味著IP電話網(wǎng)必須支持運(yùn)營(yíng)級(jí)的高可用性。為了達(dá)到這點(diǎn)要求，IP網(wǎng)絡(luò)一年的累計(jì)宕機(jī)時(shí)間不能超過(guò)6分鐘（99.999%的運(yùn)行時(shí)間，或"5個(gè)9"的可用性）。象熱插撥、N+1板卡級(jí)和機(jī)架級(jí)冗余備份那樣的高可用功能，就提供這種超級(jí)的安全能力。運(yùn)營(yíng)級(jí)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。
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需求
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H.263 VoIP網(wǎng)關(guān)
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新一代媒體網(wǎng)關(guān)
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端口數(shù)
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24~480
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>480
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PSTN連接
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T1，E1
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T1，E1，T3或更高級(jí)復(fù)用
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可靠性
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工業(yè)級(jí)
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電信級(jí)（99.999％運(yùn)行時(shí)間），高可用
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構(gòu)建平臺(tái)
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ISA，PCI
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Compat PCI，自定義
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PSTN信令
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CAS或PRI
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SS7
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控制
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關(guān)守
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軟交換
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IP信令
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H.323
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H.323 ，MGCP ，SIP ，H.248
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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(yùn)營(yíng)級(jí)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(gòu)買(mǎi)PSTN接口通常會(huì)比直接設(shè)計(jì)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，并且在銷售前要得到所在國(guó)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(jī)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)：
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| ● Power Access(PA) HYPER-T3，這是用于Compact PCI平臺(tái)的一條TDM 總線到PSTN網(wǎng)絡(luò)的接口。 | ● PA16T1／E1，這是用于Compact PCI平臺(tái)的，提供一條TDM總線到TI或E1 PSTN網(wǎng)絡(luò)接口。 | |
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| ● PA200，這是一個(gè)寬帶ATM接入平臺(tái)，提供一條TDM總線到單個(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(shù)字中繼接口卡，卡上有數(shù)字信號(hào)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接線座。 |
4.2 高密度VoIP資源
集中一代（CG）6000系列Compact PCI平臺(tái)是專門(mén)為媒體網(wǎng)關(guān)應(yīng)用而設(shè)計(jì)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(shù)千個(gè)端口的媒體網(wǎng)關(guān)。Fusion軟件包含有功能強(qiáng)大的一系列API、媒體流包處理軟件、以及對(duì)MGCP的支持。包網(wǎng)絡(luò)各節(jié)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：
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| ● CG6000 （Compact PCI）和CG6000 （PCI），支持高達(dá)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(xiàng)，支持高達(dá)到224個(gè)端口，可以用于T3或16T1／E1高密度PSTN接口。 | |
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| ● CG6000eC，包含有一個(gè)嵌入式主處理器，用于遠(yuǎn)端單機(jī)運(yùn)行。 | |
4.3 功能豐富的媒體和數(shù)據(jù)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，為用戶提供在基于標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)關(guān)間交換各種數(shù)據(jù)的能力。還提供另外一些語(yǔ)音編碼功能，包括Q.728（包有線標(biāo)準(zhǔn)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(tái)上的DSP或板內(nèi)高性能RISC處理器和軟件處理。每個(gè)端口都是獨(dú)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(hào)和通道號(hào)。圖2顯示了VoIP網(wǎng)關(guān)典型的MSPP連接。
一個(gè)MSPP連接可以有以下類型的端點(diǎn)：
● DS0：一個(gè)64kbps的話音或傳真通道
● RTP：一個(gè)RTP包通道（話音通道）
● UDP：一個(gè)UDP包通道
● RTP Mux：一個(gè)復(fù)用了多路話音的RTP包通道
（參考www.nmscommunications.com網(wǎng)站上的復(fù)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)議的話音通道
● RTP分路：是一個(gè)用于重選路由或監(jiān)聽(tīng)的話音通道。
MSPP通道可以是全雙工語(yǔ)音編碼器、傳真轉(zhuǎn)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(yīng)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(tái)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話音包端口。通過(guò)指定端點(diǎn)和通道類型，很容易開(kāi)發(fā)出各種包電話應(yīng)用。
圖2 為VoIP網(wǎng)關(guān)建立的MSPP連接
隨著新一代網(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(fù)用
把多個(gè)RTP話音通道復(fù)用到單個(gè)報(bào)頭下可以節(jié)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(shù)PSTN流量中包含有大量各種傳真數(shù)據(jù)，在處理這些數(shù)據(jù)時(shí)，不能有任
何的丟失，也不能降低服務(wù)的等級(jí)。
● RTP分路
為了增強(qiáng)業(yè)務(wù)功能，把RTP話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(xiàn)合法的監(jiān)聽(tīng)，比如實(shí)現(xiàn)CALEA標(biāo)準(zhǔn)的要求。
● DTMF運(yùn)送
DTMF信號(hào)既可以作帶內(nèi)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。
NMS 的TX系列平臺(tái)提供運(yùn)營(yíng)級(jí)的SS7信令──信令協(xié)議是用來(lái)連接遍及全球的電話網(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(tái)共用一個(gè)信令點(diǎn)編碼，這就提供了主要網(wǎng)關(guān)供應(yīng)商所期待的高可用性。平臺(tái)之間有一條專用以太網(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(tái)并行運(yùn)行，如果主用平臺(tái)出故障，那么備用平臺(tái)就可以完全接過(guò)控制權(quán)，不會(huì)造成任何呼叫丟失。
SS7協(xié)議棧已針對(duì)ETSI、ITU 和ANSI的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行過(guò)廣泛的測(cè)試，并運(yùn)行在全球主要的運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)之中，包括：AT&T，Deutsche
Telekom，法國(guó)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(yīng)商在國(guó)際網(wǎng)絡(luò)上，為更快的一致性測(cè)試和網(wǎng)絡(luò)部署，開(kāi)發(fā)呼叫控制變種。TX系列平臺(tái)是領(lǐng)先通信測(cè)試設(shè)備制造商的最佳選擇。在實(shí)現(xiàn)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(jī)大量的資源。TX3220系列包括以下產(chǎn)品：
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| ● Power Access(PA) HYPER-T3，這是用于Compact PCI平臺(tái)的一條TDM 總線到PSTN網(wǎng)絡(luò)的接口。 |
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| ● 用于PCI總線系統(tǒng)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。 |
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(jī)箱內(nèi)有一對(duì)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(zhuǎn)換到DS0，然后通過(guò)H.110總線發(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(duì)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(jí)的IP包網(wǎng)絡(luò)上。請(qǐng)注意，每種板都使用了N+1板卡級(jí)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(tái)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(xiàn)故障的時(shí)候或在預(yù)防性維護(hù)過(guò)程中，（在其中一塊TX3220C被從機(jī)箱內(nèi)撥下的時(shí)候），剩下的TX3220C板會(huì)接手維護(hù)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(jí)Natural Access API集。NMS的API集易于學(xué)習(xí)和管理，有利于減少開(kāi)發(fā)成本。另外，只使用一個(gè)供應(yīng)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(xiàn)，并縮短產(chǎn)品面市所需的時(shí)間。由于NMS奉行開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)，縮短面市時(shí)間不會(huì)造成專有技術(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)
利用已經(jīng)明確開(kāi)發(fā)出VoIP應(yīng)用的開(kāi)放系統(tǒng)cPCI平臺(tái)和軟件，可以快速地開(kāi)發(fā)出大型的、可遂步升級(jí)的、運(yùn)營(yíng)級(jí)媒體網(wǎng)關(guān)。這些網(wǎng)關(guān)可用作高密度VoIP長(zhǎng)途旁路網(wǎng)關(guān)，或者新一代基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)關(guān)。不管在哪一種應(yīng)用，這種平臺(tái)在新一代語(yǔ)音和數(shù)據(jù)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(yùn)營(yíng)級(jí)的SS7信令。并且如果需要的話，NMS咨詢服務(wù)組可以提供在SS7應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)化方案和設(shè)計(jì)援助。另外，全球認(rèn)證組是一個(gè)由咨詢服務(wù)組擴(kuò)展出的小組，可以幫助獲得全球各國(guó)的入網(wǎng)認(rèn)證。咨詢服務(wù)組能利用他們的工程經(jīng)驗(yàn)，在降低風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)省時(shí)間、最大化資源利用的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高價(jià)值的方案。
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