基于透明中继技术的VoIP解决方案_voip

基于透明中继技术的VoIP解决方案

引言

---- 本文介绍了3Com的透明中继(transparent trunking)应用是如何被用来构建一个灵活、可靠的电信级IP电话网络的。为了使读者更容易地理解透明中继应用，我们在本文中虚构了一个位于美国的内部交换通道(IXC，IntereXchange Channel)用户，该用户部署了透明中继解决方案。

---- 目前，现有的PSTN网络是由两种类型的电路交换机组成的，即C5(本地)和C4(汇接)交换机。本地交换运营商(LEC，Local Exchange Carrier)都拥有C5交换机，用来为线路用户提供本地接入服务，并通过中继组(trunk group)为长途业务提供与IXC网络之间的接口。C4交换机一般为IXC所有。它是用来提供内部LATA和长途呼叫服务的，并通过中继组提供与本地交换运营商之间的接口。透明中继技术部分地取代了在交换机之间采用时分复用(Time-Division Multiplexing)中继技术的传统PSTN传输网络，以相对低得多的成本提供了可靠、优秀的话音质量以及更高的带宽利用效率。

业务内容

---- 在本文中出现的IXC公司通过国内长话网络为商业和住宅用户提供国内长途话音业务，并在某些情况下通过国际话音网络提供国际长话服务。他们还拥有一个全国范围内的数据网络，利用它来开展一些数据业务。由于长途业务市场中的竞争十分激烈，他们在寻求一种能使自己的竞争力强大起来的办法。他们为此所采取的第一个步骤便是采用透明中继解决方案。

采用透明中继技术前的IXC网络

---- 一部入端C4交换机、一个拥有一台或多台C4交换机的电路交换网络以及一台出端C4交换机组成了IXC的长话网络(见下图)。当用户拨通了一个长途电话号码，起始端的本地交换运营商将会发现一个IXC的用户请求一次长途呼叫，并将呼叫路由至IXC的长话网络之上。本地交换运营商网络中起始端的交换机将通过与IXC网络相联的一个中继组(DS1/DS3)来完成对呼叫的路由。呼叫通过用来处理长途话务量的入端C4交换机进入IXC的网络。然后，通过IXC的电路交换网络，该呼叫被路由至出端C4交换机处，并通过一个中继组传送给呼叫终端的本地交换运营商网络，从而在被叫方的电话上结束了本次呼叫过程。

---- 尽管这个网络仍然工作良好，但IXC注意到这些电路交换机具有以下缺陷:

每一次电话交谈都要完全占用一条固定带宽的64 Kbps专用话音线路。
网络是专为传输话音而设计的。它不能够有效地传输不断增长的分组数据流量。
设备价格极高，且设备供应商只有少数的几家。
网络的维护和运营成本都很高。
采用时分复用技术的网络传输效率很低，其“N平方”问题是非常普遍的。汇接交换机被通过一个完全网状化连接的DS1或DS3中继线互联了起来，造成了基础设施的高成本和低利用率。
网络并不像先进的分组交换网络那样拥有良好的伸缩性。
IXC既要向起始端本地交换运营商，也要向终端本地交换运营商以每分钟4.5美元的价格支付极其高昂的接入费用。

采用透明中继技术的网络

---- 为了在长途通讯市场中保持其竞争力，IXC需要一种在降低网络成本的同时迅速地开展增强型业务的方法。右上图中给出了在IXC网络中部署透明中继技术所带来的好处。

---- 在上图中， IP电话网关取代了大部分左页中所示的旧的电路交换网络，只保留了网络入端的C4交换机。长途呼叫的呼叫模式是相同的，只不过网络入端的C4交换机利用透明中继技术通过PRI线路将呼叫路由至了最新部署的入端IP电话网关上。通过这种方式，用来联接C4交换机的完全网状化互联的电路交换中继线得到了扩展，并且最终将被包括网关、以太网交换机和带有IP、ATM或SONET(同步光纤网络)接口的高速路由器在内的高效率的分组交换设备所代替。

---- 入端网关将语音信号打包并将呼叫通过IXC的分组交换网络路由至出端网关，再由出端网关将呼叫传递给本地交换运营商的网络，以便进一步将其传送至被叫方的电话上。

---- 在透明中继解决方案中，IP网络的服务质量是一个关键性的因素。因此，话音业务必须通过一个专用的、可管理的IP基础网络来开展，而不是通过没有服务质量保证的Internet公网来进行。

---- 透明中继解决方案的优势包括:

规避接入费用并获得分组交换网络的高效率; 降低运营商成本，提供更具吸引力的价格并获得更高的盈利。
所有的话音信号都被转变为IP数据包，从而在IP网络上实现带宽利用的高效率。
电信运营商可以迅速地向市场上推出各种增强型的业务并实现差别化的服务，如IP传真(FoIP)、电子邮件统一传输和语音VPN。
透明中继网络减少了长途传输成本，极大地降低了设备和运营成本。
开放式的API(应用程序接口)允许对透明中继网络的组件进行定制，并与现存的OAM&P结构实现无缝地接口/集成。
基于标准的解决方案使多个厂商的设备可以在一个网络中实现互操作。
对终端用户完全透明。

成本降低

---- 一个典型的IXC的成本由6个部分构成。它们是: 接入成本(45%)、销售成本、总成本及管理成本(32%)、网络运营成本(14%)以及折旧成本(9%)。本例中的IXC在采用透明中继解决方案之前与其他IXC有着相类似的成本构成。

---- 在采用了透明中继技术之后，IXC尝到了在接入、网络与运营成本方面得到的经济上的好处。

接入成本

---- 为接入公用本地交换运营商(Incumbent LEC)网络而支付的费用在一个典型的IXC的成本构成中是最大的一部分单项成本。这些费用在一次长途电话呼叫的总成本中占到了45%。利用他们新的透明中继解决方案，IXC规避开了ILEC的本地接入费用。

网络与运营成本

---- 尽管网络运营成本在IXC旧的成本构成中占到了大约4%的份额，向基于IP的网络进行升迁可以带来以下几点好处:

降低交换成本。利用IP分组网络，语音的传输可以借助于更先进、更快且更为便宜的用来传输IP流量的交换设备的优势来进行。
降低传输成本。利用密波分复用(DWDM，Dense Wave Division Multiplexing)技术，IP网络可以将传输带宽提高将近100倍，并在网络的核心降低传输成本。
简化网络配置。由于与呼叫相关的IP流量在网络中是被动态地加以路由的，并通过最佳的可能路径被传送至目的IP地址，因此一个路由式的IP网络可以使对语音呼叫的配置工作更为简便。
更有效率的网络。通常在一次语音呼叫的过程中，50%的时间内线路都是闲置的，透明中继模式使IXC可以运载其他的数据流量，提高了网络的利用率。
运行。在目录、记帐和业务管理等方面应用开放式的标准后台服务器使应用成本得到了降低，并加速了新业务的开展。
通过利用IXC的数据网络将客户服务呼叫路由至客户呼叫中心，呼叫中心的运营成本也可以得到降低。
话音压缩。原先IXC采用的是G.711音频编码解码器。利用将要发布的G.729A标准，音频编码解码器将被用来进行语音压缩，将承载一次语音呼叫的额定带宽从64Kbps降至8Kbps。

增强型业务

---- 在解决方案实施的第二阶段，透明中继技术将在iNOW规范之下实现与其他厂商网关和关守之间的互操作性。

---- 利用透明中继解决方案和已部署完毕的支持QoS特性的IP骨干网，IXC可以将它自己定位成支持增强型的IP业务的新一代的多业务电信运营商。

---- 与传统的PSTN环境不同，透明中继解决方案可以提供三层架构和多种开放式接口(API)。这大大地缩短了向市场中推出新特性和应用的时间，如Fax-over-IP、电子邮件统一传输以及各种高级信令功能。

增强型IP业务

---- IXC计划在将来提供的增强型业务包括实时的IP传真、IVR、电子邮件统一传输和扩展化的事务计费。

---- 实时IP传真(FoIP)

---- IXC计划利用透明中继网络来提供IP传真业务。IP电话网关也可以将传真转化为IP流量。由于此项业务对于最终用户是透明的，用户仍可以像从前那样使用传真机来接收和发送传真，而每份传真的发送费用得到了极大的降低。

---- 交互式语音回应(IVR)系统

---- 交互式语音回应单元可以支持电话卡服务、呼叫中心等应用并处理可管理业务用户的请求。对于许多应用来说，集成化的IVR系统可以改进服务的质量。电话卡服务就是这些应用中的一种。IVR系统可以与IP电话网关进行集成以创建为满足特定用户(如可管理业务的用户)的需求而定制的服务。

---- 电子邮件统一传输

---- 电子邮件统一传输服务是一种增值服务。它通过将IP数据流传递给运行在用户PC上的客户端应用程序，使用户在世界上的任何地方都可以访问到他们的全部信息，如e-mail、语音邮件和传真。

---- 拓展化事务计费

---- 利用透明中继解决方案中的开放式应用程序接口后台系统，IXC可以将对自己的最终用户进行的基于用量的计费方式扩展至除语音服务之外的其他服务中去。这样，无论是何种类型的服务，对最终用户的计费都可以通过计算他所发送的数据包数量来进行。这种计费方式实现了受最终用户欢迎的灵活性。

高级信令

---- 尽管透明中继网络最初是基于PRI中继线路的，但是它也可以而且必将实现与采用SS7信令网关的SS7/AIN(7号信令系统/高级智能网络)网络之间的接口(见下图)。这样，网络将利用Inter-Machine中继线路(IMT)而非PRI中继线路来降低支付给本地交换运营商的网络设施成本。这部分成本的节约是非常巨大的。另外，由于运行于IP主干上的ISDN(Q.931)信令系统效率低下且开销较高。通过与AIN的集成，Q.931信令信息可以被包括在网络的边缘，并通过SS7网络对其进行效率更高的处理。

---- 另外，与SS7/AIN系统的集成还可以实现以下服务: 免费电话(1-800)、本地号码转移(Local Number Portability，LNP)以及基本CLASS通话特性。3Com公司将在以后陆续发布的产品中为最初的透明中继应用提供VoIP SS7 ISUP集成。

附加业务

---- 通过采用透明中继解决方案，IXC可以提供包括用户可选的本地环路接入、大规模业务以及国际业务等附加业务上。

可选本地环路接入

---- 针对那些可以选择本地环路接入方式的用户，透明中继网络创造了一个为这些用户提供本地和长途服务的绝好机会。

大宗长途业务

---- IXC可以利用他们自己的分组网络来承载更便宜的语音业务零售商、ILEC和CLEC打包化语音服务。利用透明中继技术相对于传统的PSTN模式所带来的成本降低以及更高的带宽利用效率，他们可以使用自己的可管理IP网络来为其他长途业务运营商提供大宗的传输服务。

国际业务

---- IXC可以利用透明中继解决方案来避开PTT，从而避开PTT高昂的接入费用。这将为国际话音和传真业务的用户节省大量的通讯成本。透明中继技术还可以被作为国际回叫服务的一部分。

结论

---- 通过采用透明中继解决方案，IXC获得了经济、网络效率以及策略等方面的好处。由于降低了本地接入和传输费用成本，并通过更为有效地利用他们的数据网络来承载他们的遗留PSTN设备中不断增加的语音流量，IXC在接入和网络成本方面节约了费用。