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基于透明中繼技術(shù)的VoIP解決方案

引言

---- 目前，現(xiàn)有的PSTN網(wǎng)絡(luò)是由兩種類型的電路交換機組成的，即C5(本地)和C4(匯接)交換機。本地交換運營商(LEC，Local Exchange Carrier)都擁有C5交換機，用來為線路用戶提供本地接入服務(wù)，并通過中繼組(trunk group)為長途業(yè)務(wù)提供與IXC網(wǎng)絡(luò)之間的接口。C4交換機一般為IXC所有。它是用來提供內(nèi)部LATA和長途呼叫服務(wù)的，并通過中繼組提供與本地交換運營商之間的接口。透明中繼技術(shù)部分地取代了在交換機之間采用時分復(fù)用(Time-Division Multiplexing)中繼技術(shù)的傳統(tǒng)PSTN傳輸網(wǎng)絡(luò)，以相對低得多的成本提供了可靠、優(yōu)秀的話音質(zhì)量以及更高的帶寬利用效率。

業(yè)務(wù)內(nèi)容

采用透明中繼技術(shù)前的IXC網(wǎng)絡(luò)

---- 一部入端C4交換機、一個擁有一臺或多臺C4交換機的電路交換網(wǎng)絡(luò)以及一臺出端C4交換機組成了IXC的長話網(wǎng)絡(luò)(見下圖)。當(dāng)用戶撥通了一個長途電話號碼，起始端的本地交換運營商將會發(fā)現(xiàn)一個IXC的用戶請求一次長途呼叫，并將呼叫路由至IXC的長話網(wǎng)絡(luò)之上。本地交換運營商網(wǎng)絡(luò)中起始端的交換機將通過與IXC網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)的一個中繼組(DS1/DS3)來完成對呼叫的路由。呼叫通過用來處理長途話務(wù)量的入端C4交換機進(jìn)入IXC的網(wǎng)絡(luò)。然后，通過IXC的電路交換網(wǎng)絡(luò)，該呼叫被路由至出端C4交換機處，并通過一個中繼組傳送給呼叫終端的本地交換運營商網(wǎng)絡(luò)，從而在被叫方的電話上結(jié)束了本次呼叫過程。

---- 盡管這個網(wǎng)絡(luò)仍然工作良好，但I(xiàn)XC注意到這些電路交換機具有以下缺陷:

• 每一次電話交談都要完全占用一條固定帶寬的64 Kbps專用話音線路。
  
• 網(wǎng)絡(luò)是專為傳輸話音而設(shè)計的。它不能夠有效地傳輸不斷增長的分組數(shù)據(jù)流量。
  
• 設(shè)備價格極高，且設(shè)備供應(yīng)商只有少數(shù)的幾家。
  
• 網(wǎng)絡(luò)的維護和運營成本都很高。
  
• 采用時分復(fù)用技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸效率很低，其“N平方”問題是非常普遍的。匯接交換機被通過一個完全網(wǎng)狀化連接的DS1或DS3中繼線互聯(lián)了起來，造成了基礎(chǔ)設(shè)施的高成本和低利用率。
  
• 網(wǎng)絡(luò)并不像先進(jìn)的分組交換網(wǎng)絡(luò)那樣擁有良好的伸縮性。
  
• IXC既要向起始端本地交換運營商，也要向終端本地交換運營商以每分鐘4.5美元的價格支付極其高昂的接入費用。

---- 為了在長途通訊市場中保持其競爭力，IXC需要一種在降低網(wǎng)絡(luò)成本的同時迅速地開展增強型業(yè)務(wù)的方法。右上圖中給出了在IXC網(wǎng)絡(luò)中部署透明中繼技術(shù)所帶來的好處。

---- 在上圖中， IP電話網(wǎng)關(guān)取代了大部分左頁中所示的舊的電路交換網(wǎng)絡(luò)，只保留了網(wǎng)絡(luò)入端的C4交換機。長途呼叫的呼叫模式是相同的，只不過網(wǎng)絡(luò)入端的C4交換機利用透明中繼技術(shù)通過PRI線路將呼叫路由至了最新部署的入端IP電話網(wǎng)關(guān)上。通過這種方式，用來聯(lián)接C4交換機的完全網(wǎng)狀化互聯(lián)的電路交換中繼線得到了擴展，并且最終將被包括網(wǎng)關(guān)、以太網(wǎng)交換機和帶有IP、ATM或SONET(同步光纖網(wǎng)絡(luò))接口的高速路由器在內(nèi)的高效率的分組交換設(shè)備所代替。

---- 入端網(wǎng)關(guān)將語音信號打包并將呼叫通過IXC的分組交換網(wǎng)絡(luò)路由至出端網(wǎng)關(guān)，再由出端網(wǎng)關(guān)將呼叫傳遞給本地交換運營商的網(wǎng)絡(luò)，以便進(jìn)一步將其傳送至被叫方的電話上。

---- 在透明中繼解決方案中，IP網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量是一個關(guān)鍵性的因素。因此，話音業(yè)務(wù)必須通過一個專用的、可管理的IP基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)來開展，而不是通過沒有服務(wù)質(zhì)量保證的Internet公網(wǎng)來進(jìn)行。

---- 透明中繼解決方案的優(yōu)勢包括:

• 規(guī)避接入費用并獲得分組交換網(wǎng)絡(luò)的高效率; 降低運營商成本，提供更具吸引力的價格并獲得更高的盈利。
  
• 所有的話音信號都被轉(zhuǎn)變?yōu)镮P數(shù)據(jù)包，從而在IP網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)帶寬利用的高效率。
  
• 電信運營商可以迅速地向市場上推出各種增強型的業(yè)務(wù)并實現(xiàn)差別化的服務(wù)，如IP傳真(FoIP)、電子郵件統(tǒng)一傳輸和語音VPN。
  
• 透明中繼網(wǎng)絡(luò)減少了長途傳輸成本，極大地降低了設(shè)備和運營成本。
  
• 開放式的API(應(yīng)用程序接口)允許對透明中繼網(wǎng)絡(luò)的組件進(jìn)行定制，并與現(xiàn)存的OAM&P結(jié)構(gòu)實現(xiàn)無縫地接口/集成。
  
• 基于標(biāo)準(zhǔn)的解決方案使多個廠商的設(shè)備可以在一個網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)互操作。
  
• 對終端用戶完全透明。

成本降低

---- 在采用了透明中繼技術(shù)之后，IXC嘗到了在接入、網(wǎng)絡(luò)與運營成本方面得到的經(jīng)濟上的好處。

接入成本

---- 為接入公用本地交換運營商(Incumbent LEC)網(wǎng)絡(luò)而支付的費用在一個典型的IXC的成本構(gòu)成中是最大的一部分單項成本。這些費用在一次長途電話呼叫的總成本中占到了45%。利用他們新的透明中繼解決方案，IXC規(guī)避開了ILEC的本地接入費用。

網(wǎng)絡(luò)與運營成本

---- 盡管網(wǎng)絡(luò)運營成本在IXC舊的成本構(gòu)成中占到了大約4%的份額，向基于IP的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升遷可以帶來以下幾點好處:

• 降低交換成本。利用IP分組網(wǎng)絡(luò)，語音的傳輸可以借助于更先進(jìn)、更快且更為便宜的用來傳輸IP流量的交換設(shè)備的優(yōu)勢來進(jìn)行。
  
• 降低傳輸成本。利用密波分復(fù)用(DWDM，Dense Wave Division Multiplexing)技術(shù)，IP網(wǎng)絡(luò)可以將傳輸帶寬提高將近100倍，并在網(wǎng)絡(luò)的核心降低傳輸成本。
  
• 簡化網(wǎng)絡(luò)配置。由于與呼叫相關(guān)的IP流量在網(wǎng)絡(luò)中是被動態(tài)地加以路由的，并通過最佳的可能路徑被傳送至目的IP地址，因此一個路由式的IP網(wǎng)絡(luò)可以使對語音呼叫的配置工作更為簡便。
  
• 更有效率的網(wǎng)絡(luò)。通常在一次語音呼叫的過程中，50%的時間內(nèi)線路都是閑置的，透明中繼模式使IXC可以運載其他的數(shù)據(jù)流量，提高了網(wǎng)絡(luò)的利用率。
  
• 運行。在目錄、記帳和業(yè)務(wù)管理等方面應(yīng)用開放式的標(biāo)準(zhǔn)后臺服務(wù)器使應(yīng)用成本得到了降低，并加速了新業(yè)務(wù)的開展。
  
• 通過利用IXC的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將客戶服務(wù)呼叫路由至客戶呼叫中心，呼叫中心的運營成本也可以得到降低。
  
• 話音壓縮。原先IXC采用的是G.711音頻編碼解碼器。利用將要發(fā)布的G.729A標(biāo)準(zhǔn)，音頻編碼解碼器將被用來進(jìn)行語音壓縮，將承載一次語音呼叫的額定帶寬從64Kbps降至8Kbps。

增強型業(yè)務(wù)

---- 利用透明中繼解決方案和已部署完畢的支持QoS特性的IP骨干網(wǎng)，IXC可以將它自己定位成支持增強型的IP業(yè)務(wù)的新一代的多業(yè)務(wù)電信運營商。

---- 與傳統(tǒng)的PSTN環(huán)境不同，透明中繼解決方案可以提供三層架構(gòu)和多種開放式接口(API)。這大大地縮短了向市場中推出新特性和應(yīng)用的時間，如Fax-over-IP、電子郵件統(tǒng)一傳輸以及各種高級信令功能。

增強型IP業(yè)務(wù)

---- IXC計劃在將來提供的增強型業(yè)務(wù)包括實時的IP傳真、IVR、電子郵件統(tǒng)一傳輸和擴展化的事務(wù)計費。

---- 實時IP傳真(FoIP)

---- IXC計劃利用透明中繼網(wǎng)絡(luò)來提供IP傳真業(yè)務(wù)。IP電話網(wǎng)關(guān)也可以將傳真轉(zhuǎn)化為IP流量。由于此項業(yè)務(wù)對于最終用戶是透明的，用戶仍可以像從前那樣使用傳真機來接收和發(fā)送傳真，而每份傳真的發(fā)送費用得到了極大的降低。

---- 交互式語音回應(yīng)(IVR)系統(tǒng)

---- 交互式語音回應(yīng)單元可以支持電話卡服務(wù)、呼叫中心等應(yīng)用并處理可管理業(yè)務(wù)用戶的請求。對于許多應(yīng)用來說，集成化的IVR系統(tǒng)可以改進(jìn)服務(wù)的質(zhì)量。電話卡服務(wù)就是這些應(yīng)用中的一種。IVR系統(tǒng)可以與IP電話網(wǎng)關(guān)進(jìn)行集成以創(chuàng)建為滿足特定用戶(如可管理業(yè)務(wù)的用戶)的需求而定制的服務(wù)。

---- 電子郵件統(tǒng)一傳輸

---- 電子郵件統(tǒng)一傳輸服務(wù)是一種增值服務(wù)。它通過將IP數(shù)據(jù)流傳遞給運行在用戶PC上的客戶端應(yīng)用程序，使用戶在世界上的任何地方都可以訪問到他們的全部信息，如e-mail、語音郵件和傳真。

---- 拓展化事務(wù)計費

---- 利用透明中繼解決方案中的開放式應(yīng)用程序接口后臺系統(tǒng)，IXC可以將對自己的最終用戶進(jìn)行的基于用量的計費方式擴展至除語音服務(wù)之外的其他服務(wù)中去。這樣，無論是何種類型的服務(wù)，對最終用戶的計費都可以通過計算他所發(fā)送的數(shù)據(jù)包數(shù)量來進(jìn)行。這種計費方式實現(xiàn)了受最終用戶歡迎的靈活性。

高級信令

---- 盡管透明中繼網(wǎng)絡(luò)最初是基于PRI中繼線路的，但是它也可以而且必將實現(xiàn)與采用SS7信令網(wǎng)關(guān)的SS7/AIN(7號信令系統(tǒng)/高級智能網(wǎng)絡(luò))網(wǎng)絡(luò)之間的接口(見下圖)。這樣，網(wǎng)絡(luò)將利用Inter-Machine中繼線路(IMT)而非PRI中繼線路來降低支付給本地交換運營商的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施成本。這部分成本的節(jié)約是非常巨大的。另外，由于運行于IP主干上的ISDN(Q.931)信令系統(tǒng)效率低下且開銷較高。通過與AIN的集成，Q.931信令信息可以被包括在網(wǎng)絡(luò)的邊緣，并通過SS7網(wǎng)絡(luò)對其進(jìn)行效率更高的處理。

---- 另外，與SS7/AIN系統(tǒng)的集成還可以實現(xiàn)以下服務(wù): 免費電話(1-800)、本地號碼轉(zhuǎn)移(Local Number Portability，LNP)以及基本CLASS通話特性。3Com公司將在以后陸續(xù)發(fā)布的產(chǎn)品中為最初的透明中繼應(yīng)用提供VoIP SS7 ISUP集成。

附加業(yè)務(wù)

可選本地環(huán)路接入

---- 針對那些可以選擇本地環(huán)路接入方式的用戶，透明中繼網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造了一個為這些用戶提供本地和長途服務(wù)的絕好機會。

大宗長途業(yè)務(wù)

---- IXC可以利用他們自己的分組網(wǎng)絡(luò)來承載更便宜的語音業(yè)務(wù)零售商、ILEC和CLEC打包化語音服務(wù)。利用透明中繼技術(shù)相對于傳統(tǒng)的PSTN模式所帶來的成本降低以及更高的帶寬利用效率，他們可以使用自己的可管理IP網(wǎng)絡(luò)來為其他長途業(yè)務(wù)運營商提供大宗的傳輸服務(wù)。

國際業(yè)務(wù)

---- IXC可以利用透明中繼解決方案來避開PTT，從而避開PTT高昂的接入費用。這將為國際話音和傳真業(yè)務(wù)的用戶節(jié)省大量的通訊成本。透明中繼技術(shù)還可以被作為國際回叫服務(wù)的一部分。

結(jié)論

---- 通過采用透明中繼解決方案，IXC獲得了經(jīng)濟、網(wǎng)絡(luò)效率以及策略等方面的好處。由于降低了本地接入和傳輸費用成本，并通過更為有效地利用他們的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來承載他們的遺留PSTN設(shè)備中不斷增加的語音流量，IXC在接入和網(wǎng)絡(luò)成本方面節(jié)約了費用。