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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(lèi)型的電路交換機(jī)組成的，即C5(本地)和C4(匯接)交換機(jī)。本地交換運(yùn)營(yíng)商(LEC，Local Exchange Carrier)都擁有C5交換機(jī)，用來(lái)為線(xiàn)路用戶(hù)提供本地接入服務(wù)，并通過(guò)中繼組(trunk group)為長(zhǎng)途業(yè)務(wù)提供與IXC網(wǎng)絡(luò)之間的接口。C4交換機(jī)一般為IXC所有。它是用來(lái)提供內(nèi)部LATA和長(zhǎng)途呼叫服務(wù)的，并通過(guò)中繼組提供與本地交換運(yùn)營(yíng)商之間的接口。透明中繼技術(shù)部分地取代了在交換機(jī)之間采用時(shí)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(duì)低得多的成本提供了可靠、優(yōu)秀的話(huà)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(jī)、一個(gè)擁有一臺(tái)或多臺(tái)C4交換機(jī)的電路交換網(wǎng)絡(luò)以及一臺(tái)出端C4交換機(jī)組成了IXC的長(zhǎng)話(huà)網(wǎng)絡(luò)(見(jiàn)下圖)。當(dāng)用戶(hù)撥通了一個(gè)長(zhǎng)途電話(huà)號(hào)碼，起始端的本地交換運(yùn)營(yíng)商將會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)IXC的用戶(hù)請(qǐng)求一次長(zhǎng)途呼叫，并將呼叫路由至IXC的長(zhǎng)話(huà)網(wǎng)絡(luò)之上。本地交換運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中起始端的交換機(jī)將通過(guò)與IXC網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)的一個(gè)中繼組(DS1/DS3)來(lái)完成對(duì)呼叫的路由。呼叫通過(guò)用來(lái)處理長(zhǎng)途話(huà)務(wù)量的入端C4交換機(jī)進(jìn)入IXC的網(wǎng)絡(luò)。然后，通過(guò)IXC的電路交換網(wǎng)絡(luò)，該呼叫被路由至出端C4交換機(jī)處，并通過(guò)一個(gè)中繼組傳送給呼叫終端的本地交換運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)，從而在被叫方的電話(huà)上結(jié)束了本次呼叫過(guò)程。

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

• 每一次電話(huà)交談都要完全占用一條固定帶寬的64 Kbps專(zhuān)用話(huà)音線(xiàn)路。
  
• 網(wǎng)絡(luò)是專(zhuān)為傳輸話(huà)音而設(shè)計(jì)的。它不能夠有效地傳輸不斷增長(zhǎng)的分組數(shù)據(jù)流量。
  
• 設(shè)備價(jià)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(hù)和運(yùn)營(yíng)成本都很高。
  
• 采用時(shí)分復(fù)用技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸效率很低，其“N平方”問(wèn)題是非常普遍的。匯接交換機(jī)被通過(guò)一個(gè)完全網(wǎng)狀化連接的DS1或DS3中繼線(xiàn)互聯(lián)了起來(lái)，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(yùn)營(yíng)商，也要向終端本地交換運(yùn)營(yíng)商以每分鐘4.5美元的價(jià)格支付極其高昂的接入費(fèi)用。

---- 為了在長(zhǎng)途通訊市場(chǎng)中保持其競(jìng)爭(zhēng)力，IXC需要一種在降低網(wǎng)絡(luò)成本的同時(shí)迅速地開(kāi)展增強(qiáng)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(lái)的好處。

---- 在上圖中， IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)取代了大部分左頁(yè)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(jī)。長(zhǎng)途呼叫的呼叫模式是相同的，只不過(guò)網(wǎng)絡(luò)入端的C4交換機(jī)利用透明中繼技術(shù)通過(guò)PRI線(xiàn)路將呼叫路由至了最新部署的入端IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)上。通過(guò)這種方式，用來(lái)聯(lián)接C4交換機(jī)的完全網(wǎng)狀化互聯(lián)的電路交換中繼線(xiàn)得到了擴(kuò)展，并且最終將被包括網(wǎng)關(guān)、以太網(wǎng)交換機(jī)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(yǔ)音信號(hào)打包并將呼叫通過(guò)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(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)，以便進(jìn)一步將其傳送至被叫方的電話(huà)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(gè)關(guān)鍵性的因素。因此，話(huà)音業(yè)務(wù)必須通過(guò)一個(gè)專(zhuān)用的、可管理的IP基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)來(lái)開(kāi)展，而不是通過(guò)沒(méi)有服務(wù)質(zhì)量保證的Internet公網(wǎng)來(lái)進(jìn)行。

---- 透明中繼解決方案的優(yōu)勢(shì)包括:

• 規(guī)避接入費(fèi)用并獲得分組交換網(wǎng)絡(luò)的高效率; 降低運(yùn)營(yíng)商成本，提供更具吸引力的價(jià)格并獲得更高的盈利。
  
• 所有的話(huà)音信號(hào)都被轉(zhuǎn)變?yōu)镮P數(shù)據(jù)包，從而在IP網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)帶寬利用的高效率。
  
• 電信運(yùn)營(yíng)商可以迅速地向市場(chǎng)上推出各種增強(qiáng)型的業(yè)務(wù)并實(shí)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(yǔ)音VPN。
  
• 透明中繼網(wǎng)絡(luò)減少了長(zhǎng)途傳輸成本，極大地降低了設(shè)備和運(yùn)營(yíng)成本。
  
• 開(kāi)放式的API(應(yīng)用程序接口)允許對(duì)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(shí)現(xiàn)無(wú)縫地接口/集成。
  
• 基于標(biāo)準(zhǔn)的解決方案使多個(gè)廠(chǎng)商的設(shè)備可以在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)互操作。
  
• 對(duì)終端用戶(hù)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(yùn)營(yíng)成本方面得到的經(jīng)濟(jì)上的好處。

接入成本

---- 為接入公用本地交換運(yùn)營(yíng)商(Incumbent LEC)網(wǎng)絡(luò)而支付的費(fèi)用在一個(gè)典型的IXC的成本構(gòu)成中是最大的一部分單項(xiàng)成本。這些費(fèi)用在一次長(zhǎng)途電話(huà)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(kāi)了ILEC的本地接入費(fèi)用。

網(wǎng)絡(luò)與運(yùn)營(yíng)成本

---- 盡管網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)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(lái)以下幾點(diǎn)好處:

• 降低交換成本。利用IP分組網(wǎng)絡(luò)，語(yǔ)音的傳輸可以借助于更先進(jìn)、更快且更為便宜的用來(lái)傳輸IP流量的交換設(shè)備的優(yōu)勢(shì)來(lái)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(jiǎn)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(dòng)態(tài)地加以路由的，并通過(guò)最佳的可能路徑被傳送至目的IP地址，因此一個(gè)路由式的IP網(wǎng)絡(luò)可以使對(duì)語(yǔ)音呼叫的配置工作更為簡(jiǎn)便。
  
• 更有效率的網(wǎng)絡(luò)。通常在一次語(yǔ)音呼叫的過(guò)程中，50%的時(shí)間內(nèi)線(xiàn)路都是閑置的，透明中繼模式使IXC可以運(yùn)載其他的數(shù)據(jù)流量，提高了網(wǎng)絡(luò)的利用率。
  
• 運(yùn)行。在目錄、記帳和業(yè)務(wù)管理等方面應(yīng)用開(kāi)放式的標(biāo)準(zhǔn)后臺(tái)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(kāi)展。
  
• 通過(guò)利用IXC的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將客戶(hù)服務(wù)呼叫路由至客戶(hù)呼叫中心，呼叫中心的運(yùn)營(yíng)成本也可以得到降低。
  
• 話(huà)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(lái)進(jìn)行語(yǔ)音壓縮，將承載一次語(yǔ)音呼叫的額定帶寬從64Kbps降至8Kbps。

增強(qiáng)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(qiáng)型的IP業(yè)務(wù)的新一代的多業(yè)務(wù)電信運(yùn)營(yíng)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(kāi)放式接口(API)。這大大地縮短了向市場(chǎng)中推出新特性和應(yīng)用的時(shí)間，如Fax-over-IP、電子郵件統(tǒng)一傳輸以及各種高級(jí)信令功能。

增強(qiáng)型IP業(yè)務(wù)

---- IXC計(jì)劃在將來(lái)提供的增強(qiáng)型業(yè)務(wù)包括實(shí)時(shí)的IP傳真、IVR、電子郵件統(tǒng)一傳輸和擴(kuò)展化的事務(wù)計(jì)費(fèi)。

---- 實(shí)時(shí)IP傳真(FoIP)

---- IXC計(jì)劃利用透明中繼網(wǎng)絡(luò)來(lái)提供IP傳真業(yè)務(wù)。IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)也可以將傳真轉(zhuǎn)化為IP流量。由于此項(xiàng)業(yè)務(wù)對(duì)于最終用戶(hù)是透明的，用戶(hù)仍可以像從前那樣使用傳真機(jī)來(lái)接收和發(fā)送傳真，而每份傳真的發(fā)送費(fèi)用得到了極大的降低。

---- 交互式語(yǔ)音回應(yīng)(IVR)系統(tǒng)

---- 交互式語(yǔ)音回應(yīng)單元可以支持電話(huà)卡服務(wù)、呼叫中心等應(yīng)用并處理可管理業(yè)務(wù)用戶(hù)的請(qǐng)求。對(duì)于許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)，集成化的IVR系統(tǒng)可以改進(jìn)服務(wù)的質(zhì)量。電話(huà)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(huà)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行集成以創(chuàng)建為滿(mǎn)足特定用戶(hù)(如可管理業(yè)務(wù)的用戶(hù))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(guò)將IP數(shù)據(jù)流傳遞給運(yùn)行在用戶(hù)PC上的客戶(hù)端應(yīng)用程序，使用戶(hù)在世界上的任何地方都可以訪(fǎng)問(wèn)到他們的全部信息，如e-mail、語(yǔ)音郵件和傳真。

---- 拓展化事務(wù)計(jì)費(fèi)

---- 利用透明中繼解決方案中的開(kāi)放式應(yīng)用程序接口后臺(tái)系統(tǒng)，IXC可以將對(duì)自己的最終用戶(hù)進(jìn)行的基于用量的計(jì)費(fèi)方式擴(kuò)展至除語(yǔ)音服務(wù)之外的其他服務(wù)中去。這樣，無(wú)論是何種類(lèi)型的服務(wù)，對(duì)最終用戶(hù)的計(jì)費(fèi)都可以通過(guò)計(jì)算他所發(fā)送的數(shù)據(jù)包數(shù)量來(lái)進(jìn)行。這種計(jì)費(fèi)方式實(shí)現(xiàn)了受最終用戶(hù)歡迎的靈活性。

高級(jí)信令

---- 盡管透明中繼網(wǎng)絡(luò)最初是基于PRI中繼線(xiàn)路的，但是它也可以而且必將實(shí)現(xiàn)與采用SS7信令網(wǎng)關(guān)的SS7/AIN(7號(hào)信令系統(tǒng)/高級(jí)智能網(wǎng)絡(luò))網(wǎng)絡(luò)之間的接口(見(jiàn)下圖)。這樣，網(wǎng)絡(luò)將利用Inter-Machine中繼線(xiàn)路(IMT)而非PRI中繼線(xiàn)路來(lái)降低支付給本地交換運(yùn)營(yíng)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(yùn)行于IP主干上的ISDN(Q.931)信令系統(tǒng)效率低下且開(kāi)銷(xiāo)較高。通過(guò)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(guò)SS7網(wǎng)絡(luò)對(duì)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(shí)現(xiàn)以下服務(wù): 免費(fèi)電話(huà)(1-800)、本地號(hào)碼轉(zhuǎn)移(Local Number Portability，LNP)以及基本CLASS通話(huà)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(duì)那些可以選擇本地環(huán)路接入方式的用戶(hù)，透明中繼網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造了一個(gè)為這些用戶(hù)提供本地和長(zhǎng)途服務(wù)的絕好機(jī)會(huì)。

大宗長(zhǎng)途業(yè)務(wù)

---- IXC可以利用他們自己的分組網(wǎng)絡(luò)來(lái)承載更便宜的語(yǔ)音業(yè)務(wù)零售商、ILEC和CLEC打包化語(yǔ)音服務(wù)。利用透明中繼技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的PSTN模式所帶來(lái)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(lái)為其他長(zhǎng)途業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商提供大宗的傳輸服務(wù)。

國(guó)際業(yè)務(wù)

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

結(jié)論

---- 通過(guò)采用透明中繼解決方案，IXC獲得了經(jīng)濟(jì)、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(fèi)用成本，并通過(guò)更為有效地利用他們的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來(lái)承載他們的遺留PSTN設(shè)備中不斷增加的語(yǔ)音流量，IXC在接入和網(wǎng)絡(luò)成本方面節(jié)約了費(fèi)用。