- 相關(guān)推薦
軟交換中承載網(wǎng)絡(luò )組網(wǎng)技術(shù)分析
摘要:軟交換作為下一代通信網(wǎng)絡(luò )的控制核心部分，對其在網(wǎng)絡(luò )中的可靠性有很高的要求。本文在對軟交換的技術(shù)特點(diǎn)分析的基礎上，詳細討論了軟交換技術(shù)中承載網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)，重點(diǎn)分析了軟交換承載網(wǎng)在基于QoS保證的實(shí)現技術(shù)。并對承載網(wǎng)的安全性和可靠性進(jìn)行了研究。
關(guān)鍵詞:軟交換；可靠性；承載網(wǎng)；QoS
一、引言
從當前電信業(yè)務(wù)發(fā)展的大趨勢看，IP業(yè)務(wù)將成為未來(lái)業(yè)務(wù)的主體。特別是隨著(zhù)下一代因特網(wǎng)以及新一代網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展，IP向傳統電信業(yè)務(wù)的滲透和傳統電信業(yè)務(wù)與IP的融合步伐將大大加快。
現有的傳統的電路交換技術(shù)，雖然在可以預見(jiàn)的未來(lái)仍將是提供實(shí)時(shí)電話(huà)業(yè)務(wù)的基本技術(shù)手段，但是已經(jīng)不能適應未來(lái)以突發(fā)性數據為主的業(yè)務(wù)，因此建設新的對數據業(yè)務(wù)最佳的新一代網(wǎng)絡(luò )將勢在必行。在傳統的電路交換中，提供給用戶(hù)的各項功能或業(yè)務(wù)都直接與交換機有關(guān)，業(yè)務(wù)和控制都是由交換機來(lái)完成的，交換機所需要提供的業(yè)務(wù)和交換機提供的新業(yè)務(wù)都需要在每個(gè)交換機節點(diǎn)來(lái)完成，硬件平臺封閉，不利于業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)和應用。如今需要將業(yè)務(wù)與控制分離，將呼叫控制與承載分離，這就出現了下一代網(wǎng)絡(luò )(NGN)的概念。下一代網(wǎng)絡(luò )采用開(kāi)放的分布式的網(wǎng)絡(luò )架構，將網(wǎng)絡(luò )分成網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)層、核心控制層、傳輸接入層和媒體層，NGN的主要設計思想是分布式的結構，也就是將業(yè)務(wù)層、控制層與傳送層、接入層分離，各實(shí)體之間通過(guò)標準的協(xié)議進(jìn)行連接和通信。為此，通信網(wǎng)絡(luò )從電路交換向以軟交換為核心的下一代網(wǎng)絡(luò )發(fā)展已是大勢所趨。
二、軟交換中承載網(wǎng)的QoS分析
�。ㄒ唬┯绊懗休d網(wǎng)QoS的指標
在影響軟交換承載網(wǎng)的QoS指標，主要有以下幾個(gè)方面：
1、抖動(dòng)問(wèn)題
根據實(shí)驗測量得出，當抖動(dòng)大于500ms是不可接收的，而抖動(dòng)達到300ms時(shí)，是可以接受的。此時(shí)為了消除抖動(dòng)會(huì )引起較大的時(shí)延，綜合時(shí)延對語(yǔ)音質(zhì)量的影響來(lái)考慮，要求承載網(wǎng)的抖動(dòng)小于80ms。抖動(dòng)所引起端到端的時(shí)延增加，會(huì )引起語(yǔ)音質(zhì)量的降低。
影響抖動(dòng)的因素一般和網(wǎng)絡(luò )的擁塞程度相關(guān)。網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)流量超忙，數據包在各節點(diǎn)緩存時(shí)間過(guò)長(cháng)，使得到達速率變化較大。由于語(yǔ)音同數據在同一條物理線(xiàn)路上傳輸，語(yǔ)音包通常會(huì )由于數據包的突發(fā)性而導致阻塞。
2、時(shí)延問(wèn)題
當前IP分組網(wǎng)的固有特性和低比特話(huà)音編解碼器的使用，使得VoIP語(yǔ)音分組的端到端時(shí)延要比電路交換網(wǎng)中的時(shí)延大得多，組成部分也更為復雜，VoIP應用中網(wǎng)絡(luò )通信結構和底層傳輸協(xié)議的多樣性，決定了時(shí)延成分的多樣性。端到端的時(shí)延可以分成兩個(gè)部分，即固定時(shí)延和可變時(shí)延。固定時(shí)延包括編解碼器引入的時(shí)延和打包時(shí)延。固定時(shí)延和采用的壓縮算法、打包的語(yǔ)音數據量相關(guān)�？勺儠r(shí)延包括:承載網(wǎng)上的傳輸、節點(diǎn)中排隊、服務(wù)處理時(shí)延、去抖動(dòng)時(shí)延，這些和設備的端口速率，網(wǎng)絡(luò )的負載情況，經(jīng)過(guò)的網(wǎng)絡(luò )路徑、設備對QoS的支持方式、實(shí)現的QoS算法等密切相關(guān)。
IP網(wǎng)中話(huà)音分組的端到端時(shí)延，150ms以下的時(shí)延，對于大多數應用來(lái)說(shuō)是可接受的；150—400ms之間的時(shí)延，在用戶(hù)預知時(shí)延狀況的前提下可以接受，大于400ms的時(shí)延不可接受。
目前，不同級別的網(wǎng)絡(luò )設備，在正常情況下的數據包處理時(shí)延為幾十微秒到幾毫秒，能夠滿(mǎn)足單跳時(shí)延要求，但承載網(wǎng)的跳數設計不能超過(guò)以上端到端的的時(shí)延要求，而且跳數越少越好。
3、丟包率
丟包對VoIP語(yǔ)音質(zhì)量的影響較大，當丟包率大于10%時(shí)，己不能接受，而在丟包率為5%時(shí)，基本可以接受。因此，要求IP承載網(wǎng)的丟包率小于5%。
丟包率的形成原因主要有兩點(diǎn)，一是傳統IP傳輸過(guò)程中的誤碼，這種情況在目前的網(wǎng)絡(luò )條件下發(fā)生的概率極低。另一個(gè)是不能保障業(yè)務(wù)帶寬造成的，當網(wǎng)絡(luò )流量越擁塞，影響就越強烈，丟包發(fā)生率也就越大。
4、帶寬問(wèn)題
足夠的帶寬是保障業(yè)務(wù)QoS的重要手段。如語(yǔ)音編碼壓縮采用速率為8kbit/s。典型的語(yǔ)音編碼器每2Oms分發(fā)一個(gè)語(yǔ)音數據包，每個(gè)數據包中含有兩個(gè)語(yǔ)音幀，所以每2Oms就會(huì )采樣生成 160bit的信號，即數據包大小為20字節�？刂屏骱托帕盍鞯膸捲敿氂嬎阍瓌t是一樣的，要考慮信令消息以及形肖的字節數，開(kāi)銷(xiāo)的計算跟語(yǔ)音業(yè)務(wù)帶寬中的計算類(lèi)似，信令消息的字節數則需要根據不同協(xié)議的呼叫消息字節數、呼叫比例的分配等來(lái)計算。由于控制信令在承載網(wǎng)占用的帶寬較媒體流來(lái)說(shuō)微乎其微，大約只占所需帶寬的0.5%，一個(gè)簡(jiǎn)單快速的算法就是按照媒體流帶寬的2.5%預留。
（二）承載網(wǎng)的QoS解決方案
通過(guò)對影響QoS的以上指標分析可以看到，對承載網(wǎng)要充分合理的帶寬規劃、避免網(wǎng)絡(luò )擁塞，是目前現實(shí)方案中需要重點(diǎn)考慮的因素。
在傳送數據之前，根據業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量需求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )資源預留，從而為改數據流提供端到端的服務(wù)質(zhì)量保證。集成模型雖然能夠提供確定的服務(wù)質(zhì)量保證，但是它需要在網(wǎng)絡(luò )中維護每個(gè)流的狀態(tài)，對路由器的要求高，難以在大型正網(wǎng)絡(luò )中實(shí)施，因此不考慮使用這個(gè)方案。區分服務(wù)的基本思想是將用戶(hù)的數據流按照服務(wù)質(zhì)量要求劃分等級，級別高的數據流在排隊和占用資源時(shí)比級別低的數據流有更高的優(yōu)先級。區分服務(wù)只包含有限數量業(yè)務(wù)級別，狀態(tài)信息數量少、實(shí)現簡(jiǎn)單、擴展性好。因此區分服務(wù)是目前大家認同的IP網(wǎng)絡(luò )QoS的解決方案。
在NGN業(yè)務(wù)與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)共用網(wǎng)絡(luò )設備的情況下，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的流量特征對網(wǎng)絡(luò )QOS性能的影響要充分考慮。一直以來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )規劃與建設基本上是參照平均統計的經(jīng)驗模型，在充分考慮業(yè)務(wù)發(fā)展需要的同時(shí)預留一定的余量，網(wǎng)絡(luò )設備的能力與帶寬往往超過(guò)實(shí)際的需要，但實(shí)際上發(fā)現網(wǎng)絡(luò )的質(zhì)量并不穩定。因此，在網(wǎng)絡(luò )設計中必須充分考慮互聯(lián)網(wǎng)流量對NGN業(yè)務(wù)的沖擊。解決這個(gè)問(wèn)題，可以考慮建設NGN專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )去避免這個(gè)問(wèn)題。從運營(yíng)的角度看，考慮到傳輸資源充分、網(wǎng)絡(luò )帶寬以及設備成本低、安全性等因素的考慮，建設專(zhuān)用輕載網(wǎng)絡(luò )，盡可能增大網(wǎng)絡(luò )帶寬也是非�，F實(shí)的方案。
承載網(wǎng)的QoS解決思路，將根據實(shí)際情況混合采用以上技術(shù)。在骨干層使用
MPLSVPN技術(shù)。在與互聯(lián)網(wǎng)共用設備的節點(diǎn)，根據NGN承載的實(shí)體，分別將骨干網(wǎng)上 NGNVPN的LSP，NGN業(yè)務(wù)的二層VLAN，NGN業(yè)務(wù)的三層IP地址的優(yōu)先級字段都設置為最高級別，網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)通過(guò)優(yōu)先級字段進(jìn)行報文分類(lèi)、流量整形、流量監管和隊列調度，從而實(shí)現對NGN業(yè)務(wù)高優(yōu)先級的處理，最大程度減少互聯(lián)網(wǎng)的突發(fā)特性對NGN業(yè)務(wù)的沖擊。另外，專(zhuān)用設備的建設用以保障在NGN業(yè)務(wù)量大的區域，隔離互聯(lián)網(wǎng)對NGN業(yè)務(wù)的影響。
三、承載網(wǎng)的安全性與可靠性分析
為防止受到黑客或病毒程序的攻擊或干擾，NGN承載網(wǎng)必須與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行物理或邏輯隔離，與互聯(lián)網(wǎng)的互通必須通過(guò)安全設備(如防火墻)實(shí)現，不能直接接入；NGN用戶(hù)或設備的接入需要經(jīng)過(guò)身份認證才可以接入NGN網(wǎng)絡(luò )，避免非法用戶(hù)和非法報文進(jìn)入NGN網(wǎng)絡(luò )。只有當用戶(hù)的身份得到確認，才可以進(jìn)
【軟交換中承載網(wǎng)絡(luò )組網(wǎng)技術(shù)分析】相關(guān)文章：
基于IPTV的承載網(wǎng)絡(luò )技術(shù)03-18
軟交換技術(shù)及其應用03-18
軟交換技術(shù)論文（通用6篇）01-01
電力通信系統中的智能光網(wǎng)絡(luò )技術(shù)分析12-11
移動(dòng)通信工程組網(wǎng)的相關(guān)問(wèn)題分析02-24
網(wǎng)絡(luò )融合中無(wú)線(xiàn)接入的應用分析03-19