NGN组网的关键问题及解决方案

2011-12-30

中国新技术新产品 2011年20期

（西南油气田通信公司，四川成都 610052）

1 引言

目前软交换表现在两个层面：长途层面和本地层面。在长途层面，主要替代PSTN长途局进行呼叫转接，功能相对简单。在本地层面，有两种因素在推动软交换的应用，一是有些PSIN交换机已经老化，业务提供能力较弱，面临退网要求，还有有些机型的PSTN交换机缺少维护能力，需要更新。

2 NGN的概念和特点

NGN是以IP为中心，同时支持语音、数据和多媒体业务的融合网络。其主要目的是简化网络和业务的融合，允许其独立演进，即可以独立于网络和接入类型之外提供现有业务和新业务。以软交换设备为控制核心，光连网为基础，兼容语音网、数据网、视频网三网的开放体系架构。

NGN是可以提供包括语音、数据和多媒体等各种业务的综合开放的网络架构，具有以下五个特点：①下一代网络体系采用开放的网络构架体系；②下一代网络是业务驱动的网络；③下一代网络是业务独立于承载的网络；④下一代网络是基于统一协议的基于分组的网络；下一代网络是支持设备的综合接入的网络。

3 NGN关键技术-----软交换技术

软交换是一种基于软件实现传统程控交换机的呼叫控制功能实体，为NGN提供具有实时性要求的业务呼叫控制和连接控制功能。

软交换技术用于解决现代通信中不同网络、不同设备、不同技术间的互通问题，是传统电信网络向NGN演变的核心技术，为NGN提供具有实时性要求的业务的呼叫控制和连接控制功能。软交换设备不仅是下一代分组网中语音业务、数据业务和视频业务的呼叫、控制和业务提供的核心设备，也是电路交换电信网向分组交换网演进的重要设备。

软交换设备位于NGN网络结构中的控制层，提供多种业务的连接控制、路由、网络资源管理、计费、认证等功能。软交换设备与各种媒体网关、终端、应用服务器及其它软交换设备间采用标准协议相互通信。

4 NGN组网的关键问题及解决方案

4.1 与现有网络实现互通

NGN是一个开放、多协议的网络架构，它通过标准协议与各种设备进行通信，以支持各种网络之间的互通。

（1）与PSTN互通

NGN和PSTN的互通包括：话路网的互通和信令网的互通。

话路网的互通：Softswitch与TG之间的互通采用H.248和SINGTRAN协议族的M2UA协议。在中继网关上进行El电路的对接，由中继网关完成El电路到IP分组的转换，或者相反方向完成IP分组到El电路的转换。

信令网的互通：利用SIGTRAN来实现在IP网中传递电路交换网的No.7信令，完成NGN和No.7信令网的协议互通。SINGTRAN使用标准IP传送协议作为底层传输，通过增加自身功能来满足信令传送的要求。

（2）与智能网互通

软交换与智能网的互通有两种方式：通过信令网关SG互通或者直接与SCP连接。

方式 1：Softswitch 以 INAP/CAP/TCAP/SCCP接口通过信令网关与智能网的SCP互通，共同提供智能网业务。方式2：与本地智能网的互通可将软交换网络直接出网口与智能网SCP连接，完成INAP协议。

（3）与Internet互通

NGN将充分借鉴移动网络的虚拟归属环境技术（VHE）和Internet的Web业务技术，提供各种网络融合业务。SIP协议设计有两个重要的特点：一是在很大程度上参照HTTP进行设计，因此易于实现，适于大规模应用；二是采用E-mail形式的用户地址，因此可以很容易地在web网页中嵌入对用户的sIP点击呼叫，自然地实现和Internet的融合业务。

4.2 NGN承载网的Qos保证

NGN承载网采用IP协议作为统一承载协议，所以NGN承载网采用的QOS技术就是IP Qos技术。

为了满足冲网络Qos，引入诸多概念和机制，典型的 IP Qos体系包括综合业务模型(Int-Serv)、区分业务模型(Diff-serv)等，但这两种lP业务模型均不能完全满足Qos要求。MPLs技术通过为数据流定义不同的颗粒度，借助支持Qos的协议，根据业务流对QoS要求，分配不同的规格的标签。

目前，IP承载网实现Qos的方法包含以下几种选择：

①只支持DiffServ或ToS

②基于Best-Effort的流量工程

③基于Best-Effort的流量工程+DiffServ或ToS

④基于DiffServ的流量工程

具体实现时，必须考虑QoS演进策略：首先实现方案①或②，再支持方案④。采用方案②，网络的可用性达到99.9%，方案③对实时业务的网络可用性可达99.99%，方案④的快速重路由对实时业务的支持有望达到电信级QoS。

4.3 QoS策略在承载网中的实施

（1）承载网的叠加网络结构

叠加网网络结构中，各种业务网是独立的逻辑网，NGN业务于其他IP业务用各种技术进行隔离，也就是使用不同的逻辑/物理接口，城域网和CPN网部分的QoS可以通过定义二层以太网VLAN的优先级或DSLAM PVC连接来保证，在NGN业务流所经过的L2/L3交换机，设置NGN业务流所在的VLAN为高优先级，如果LZ/L3设备不支持基于VLAN设置优先级，则可采用802.伊协议，在城域二层网络的边缘将所有流入的MAC帧打上802.1P高优先级标志，保证高优先级MAC帧在L2/L3设备优先转发，避免在网络拥塞时丢失。

（2）骨干网QoS的实施

骨干层主要采用超额带宽和Diff-serv来保证业务的Qos。并且向着基于Diff-Serv的MPLS QoS，MPLS流量工程不断完善。主要进行业务流的快速转发，根据业务流在接入层的标识进行队列调度，保证不同业务的优先级。

（3）城域网QoS的实施

接入层将语音、视频、信令、数据业务进行优先级分类：在L2/L3中采用802.1P/Q进行拥塞管理，采取CAR控制接入流量等方式。在Diff-Serv模型中，由单独的设备完成分类、标一记、接入控制、拥塞控制、拥塞避免、流量整形等会对设备造成较大的压力，带来较大的延时，而且这个设备所处的网络层次越高，问题就越严重，甚至造成设备瘫痪。因此，这些功能要尽可能分布实现，并靠近终端。

（4）边缘接入层的QoS实施

NGN边缘接入层设备支持Diff-Serv模型，对不同的业务流应具有分类标识功能，包括二层和二层标识，以便NGN承载网设备根据标识对不同的业务提供相关的QoS保证。