一．開首語
二．新一代網絡的出現(xiàn)
三．新一代媒體網關的要求
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據包處理
4.4 運營級的SS7信令
4.5 例子：建立一個有1344端口的VoIP網關
一．開首語
IP電話最初是以IP網絡旁路公共電話網的長途電話的形式開發(fā)的。到今天，IP電話已經不僅僅是降低長途電話成本的一種策略了，這種基于包的技術將會取代目前基于電路的話音網絡，來向人們提供更低成本的話音和數據業(yè)務。隨著通信工業(yè)向著新一代網絡的過渡，通信基礎結構也在發(fā)生著深刻的變化。
二．新一代網絡的出現(xiàn)
IP電話技術把話音、傳真數據和IP網絡無縫地集合到了一起。因特網工程任務組（IETF）已經建議了一個功能模型，來橋接包交換的IP網和電路交換的PSTN，這些橋接設備就是：信令網關（SG）、媒體網關（MG）、和媒體網關控制器（MGC）。（請參看圖1）。MGC通常又被叫做軟交換，正如它的名字表達的意思一樣，MGC控制著媒體從電路交換領域經過媒體網關的網絡傳送到基于包的領域。呼叫控制消息首先送達SS7信令網關，轉換成網關網絡中的MGCP（媒體網關控制協(xié)議）來控制媒體流，完成呼叫的控制、接續(xù)。話音、傳真和圖象介質都是從PSTN交換網通過這些新一代的媒體網關連接到IP網的。
圖1 新一代網絡結構
由于網關在這種新一代網絡中起著信息轉換的功能，所以會有一系列新的需求。一個新一代媒體網關的需求和一個用于利率交易的H.323 VoIP網關需求比較結果列出在表1之中。新的媒體網關符合可分解的、分布式網關模型。新的媒體網關不再由關守來控制，而是由遠端軟交換來控制。另外，新的媒體網關有更大規(guī)模的端口數目（＞480個端口），和PSTN的接口容量也要高得多，種類包括T3，也用T1或E1。另一個更大的不同是和PSTN的接口信令，新一代網關使用的是SS7信令，這是當前中心局（CO）交換機之間使用的信令。最后，這種網關必須更可靠，它們要求有極高的可用性。
為了爭取到在未來應用中被采用，IP電話網絡必須滿足已經習慣于基本電話線很可靠的用戶們的期望。這就意味著IP電話網必須支持運營級的高可用性。為了達到這點要求，IP網絡一年的累計宕機時間不能超過6分鐘（99.999%的運行時間，或"5個9"的可用性）。象熱插撥、N+1板卡級和機架級冗余備份那樣的高可用功能，就提供這種超級的安全能力。運營級的SS7信令通過一個有冗余鏈路的網絡提供呼叫控制和相關消息信令。
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需求
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H.263 VoIP網關
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新一代媒體網關
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端口數
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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或更高級復用
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可靠性
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工業(yè)級
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電信級（99.999％運行時間），高可用
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構建平臺
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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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NMS通信是目前唯一一個具有建立新一代網絡媒體網關所需的所有重要組件的技術廠商，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營級的SS7信令。
4.1 高密度PSTN接口
在建立媒體網關的時候，購買PSTN接口通常會比直接設計開發(fā)這些接口更合算。舉個例來說，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的進網許可，那是要花很多錢和時間才能得到的。而且有些CO交換機提供的是T1或E1接口，但有些提供的卻是T3接口。NMS提供以下PSTN接口用于開發(fā)新一代媒體網關：
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| ● Power Access(PA) HYPER-T3，這是用于Compact PCI平臺的一條TDM 總線到PSTN網絡的接口。 | ● PA16T1／E1，這是用于Compact PCI平臺的，提供一條TDM總線到TI或E1 PSTN網絡接口。 | |
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| ● PA200，這是一個寬帶ATM接入平臺，提供一條TDM總線到單個或兩個OC－3c、STM－1或者DS3 ATM網絡接口。 | ● CG6000C，這是一塊Compact PCI高密度數字中繼接口卡，卡上有數字信號處理（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個或16個T1／E1接線座。 |
4.2 高密度VoIP資源
集中一代（CG）6000系列Compact PCI平臺是專門為媒體網關應用而設計的，由Fusion 4.2 VoIP網關開發(fā)軟件支持，可以配置120端口到數千個端口的媒體網關。Fusion軟件包含有功能強大的一系列API、媒體流包處理軟件、以及對MGCP的支持。包網絡各節(jié)點間通過雙工100Mbps以太網接口相連，為開發(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120個端口，或4T1/4E1接口。CG6000C／32S32是為高容量媒體網關配置的選項，支持高達到224個端口，可以用于T3或16T1／E1高密度PSTN接口。 | |
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| ● CG6000eC，包含有一個嵌入式主處理器，用于遠端單機運行。 | |
4.3 功能豐富的媒體和數據包處理
CG6000系列為媒體網關提供通用的VoIP端口，每個VoIP端口支持三種語音編碼──G.723.1 ，G.729a，和 G.711 ，同時還支持
T.38實時傳真，為用戶提供在基于標準的網關間交換各種數據的能力。還提供另外一些語音編碼功能，包括Q.728（包有線標準的一部分）和Q.726。
每個通用端口為一個語音或傳真媒體流提供一個通道，這些媒體流由CG6000系列平臺上的DSP或板內高性能RISC處理器和軟件處理。每個端口都是獨立地完成處理，并由MSPP（媒體流包處理器media
stream packet processor）硬件和軟件指定端點號和通道號。圖2顯示了VoIP網關典型的MSPP連接。
一個MSPP連接可以有以下類型的端點：
● DS0：一個64kbps的話音或傳真通道
● RTP：一個RTP包通道（話音通道）
● UDP：一個UDP包通道
● RTP Mux：一個復用了多路話音的RTP包通道
（參考www.nmscommunications.com網站上的復制文章<<the Technical
Overview Clarent ThroughPacket? IP Trunking for Fusion>>。）
● 會議端點：是一個用于多方會議的話音通道
● RTP分路：是一個用于重選路由或監(jiān)聽的話音通道。
MSPP通道可以是全雙工語音編碼器、傳真轉發(fā)編碼器、或者是各種單工通道。在一個普通VoIP網關應用中，一個端點就是一個和PSTN連接的DS0，PSTN連接最常見的是CG6000系列平臺上的T1或E1接口，也可能是T3接口。其它連接是一個通過以太網接口連接到廣域包網絡（WAN）的RTP話音包端口。通過指定端點和通道類型，很容易開發(fā)出各種包電話應用。
圖2 為VoIP網關建立的MSPP連接
隨著新一代網絡的發(fā)展，網關配置的靈活性是很重要的，要求的一些變化包括：
● RTP多路復用
把多個RTP話音通道復用到單個報頭下可以節(jié)省帶寬和成本，這在帶寬仍比
較貴的地方很重要。
● T.38實時傳真
大多數PSTN流量中包含有大量各種傳真數據，在處理這些數據時，不能有任
何的丟失，也不能降低服務的等級。
● RTP分路
為了增強業(yè)務功能，把RTP話音流重定向到媒體服務器是一個很重要的需求。
另外，RTP也用于實現(xiàn)合法的監(jiān)聽，比如實現(xiàn)CALEA標準的要求。
● DTMF運送
DTMF信號既可以作帶內處理（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，就要作回聲抑制處理。
NMS 的TX系列平臺提供運營級的SS7信令──信令協(xié)議是用來連接遍及全球的電話網絡的。呼叫控制和消息協(xié)議棧都支持兩個Compact
PCI或PCI平臺共用一個信令點編碼，這就提供了主要網關供應商所期待的高可用性。平臺之間有一條專用以太網連接用于支持冗余備份，同步檢查點（checkpointing）因而得以維持。主用和備用平臺并行運行，如果主用平臺出故障，那么備用平臺就可以完全接過控制權，不會造成任何呼叫丟失。
SS7協(xié)議棧已針對ETSI、ITU 和ANSI的相應標準進行過廣泛的測試，并運行在全球主要的運營網絡之中，包括：AT&T，Deutsche
Telekom，法國電信，Orange，KDD、還有NTT以及其它網絡。全局通訊工具包（Global Messaging Toolkit）允許供應商在國際網絡上，為更快的一致性測試和網絡部署，開發(fā)呼叫控制變種。TX系列平臺是領先通信測試設備制造商的最佳選擇。在實現(xiàn)高吐量（130個ISUP呼叫／秒和270個TCAP事務／秒）和巨大處理能力（能夠管理大約15000個同時發(fā)生的呼叫）的時候，嵌入式的SS7協(xié)議能釋放主機大量的資源。TX3220系列包括以下產品：
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| ● Power Access(PA) HYPER-T3，這是用于Compact PCI平臺的一條TDM 總線到PSTN網絡的接口。 |
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| ● 用于PCI總線系統(tǒng)的TX3220，也可以用2 個T1、2個E1或4 個V.35接口作鏈路連接。 |
圖3顯示了一個高密度的媒體網關。在每個機箱內有一對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T3線上的1344個端口從PSTN接入語音和傳真媒體。這些媒體會從DS3轉換到DS0，然后通過H.110總線發(fā)送給6塊CG6000C中的一塊。CG6000C會壓縮這些語音和傳真媒體，然后用UDP／IP上實時協(xié)議（RTP）對它們進行打包。再通過板上的兩個以太網接口發(fā)送到一個語音級的IP包網絡上。請注意，每種板都使用了N+1板卡級的冗余備份。
這個網關具有高度的可靠性。兩個TX3220C SS7信令平臺共亨一個信令點編碼，并且都保存有實時的呼叫狀態(tài)信息。在其中一塊出現(xiàn)故障的時候或在預防性維護過程中，（在其中一塊TX3220C被從機箱內撥下的時候），剩下的TX3220C板會接手維護管理那些在TX3220C板撥下或故障那一刻有效的呼叫。
每個組件都使用一個共同的高級Natural Access API集。NMS的API集易于學習和管理，有利于減少開發(fā)成本。另外，只使用一個供應商提供的易于使用的組件，可以加快網關開發(fā)方案的實現(xiàn)，并縮短產品面市所需的時間。由于NMS奉行開放的標準，縮短面市時間不會造成專有技術的壟斷價格。
圖3 一個有N＋1備份和1344個端口的VoIP網關
利用已經明確開發(fā)出VoIP應用的開放系統(tǒng)cPCI平臺和軟件，可以快速地開發(fā)出大型的、可遂步升級的、運營級媒體網關。這些網關可用作高密度VoIP長途旁路網關，或者新一代基礎設施網關。不管在哪一種應用，這種平臺在新一代語音和數據網絡中，都能提供低成本的未來媒體網關能力。
選擇NMS技術為開發(fā)商帶來建立NGN媒體網關所需的所有功能：高密度PSTN接口，高密度VoIP資源，功能豐富的媒體處理，以及運營級的SS7信令。并且如果需要的話，NMS咨詢服務組可以提供在SS7應用領域的專業(yè)化方案和設計援助。另外，全球認證組是一個由咨詢服務組擴展出的小組，可以幫助獲得全球各國的入網認證。咨詢服務組能利用他們的工程經驗，在降低風險、節(jié)省時間、最大化資源利用的同時，實現(xiàn)高價值的方案。
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