中兴软交换数据承载网络Qos解决方案

　　在ZTE Softswitch体系结构中，为了满足实时业务的服务质量，考虑了数据承载网各个层面上Qos因素。在这些层面采取不同的技术手段，提供分段解决的办法，以期达到端到端的Qos保证。

　　二 中兴软交换对数据网的Qos要求

　　ZTE Softswitch系统提供的各种语音、视频多媒体业务是以数据网为基础的，Softswitch只完成信令的处理和媒体的控制功能，而具体的信令与媒体是在数据网上以IP包的形式承载，并且是由相关数据网的设备完成传送的，所以语音业务的质量除了对Softswitch系统本身的相关网元设备有所要求以外，将在很大程度上取决于数据网的Qos机制。为了给用户提供电信级的服务，ZTE Softswitch系统对数据承载网提出了相关的要求。

　　通过在ZTE Softswitch系统运营中测试等方法，要满足语音等实时业务质量必须要求IP网络性能满足以下条件：

　　* IP网络时延小于50ms～90ms(不同编码方式要求不同)；

　　* IP 网络抖动小于80ms；

　　* IP 网络丢包率小于3%；

　　* 在网络中保留足够的带宽(依系统中的容量为准)。

　　三 中兴软交换系统的数据承载网Qos实现策略

　　1.合理设计网络带宽保证业务传送需求

　　合适的带宽是保障业务Qos的重要手段。譬如一路比较清晰的IP电话需要占用至少12kbps的网络带宽，因此不可能在1条64kbps的链路上同时承载8路这样的IP电话。而且物理线路的带宽越宽，在一定范围内会有效降低整个网络中数据传送的时延。

　　在网络建设时，可根据软交换系统的业务模型规划网络，合理配备带宽资源，并根据业务的使用频度来考虑业务对带宽的复用。但如果网络中各种业务都是频繁业务，则只能采用带宽叠加的方法。在实际使用线路时，必须综合考虑运营商网络带宽资源的实际情况加以分析。

　　2.选择合适的语音编解码

　　语音压缩有多种算法，不同的算法所需传输带宽不同。在网络情况很好的情况下，可采用G.711进行压缩，其压缩率很低，基本不影响语音质量，但要求传输带宽很高；在网络情况较差的情况下，可采用G.729进行压缩，其对带宽的占用率低，但需要以一定的语音失真为代价(但是在标准规定的范围内)。中兴通讯的媒体网关设备能根据网络资源使用情况，自动进行语音编码的转换，控制网络带宽的占用及话音质量处于理想的状态。

　　3.VAD及CNG技术的启用

　　在网络条件很好的情况下，建议采用语音激活检测(VAD)及舒适噪音生成(CNG)技术，VAD技术只有当检测到语音处于活动状态时，编码器的输出信号才被送到网络上，因此节省了带宽。而在静音时段采用CNG技术，生成与背景噪声相匹配的较舒适的静音，避免了用户有不自然的交谈感觉，保证通话质量。中兴软交换系统中的IAD和接入网关ZXSS10 A200都采用这些技术。

　　4.数据网接入层、汇接层和骨干层Qos保证策略

　　RSVP(资源预留协议)是IP网络中起步最早、最成熟的信令协议，它通过PATH-RESV消息完成网络资源的预留。其主要特点是：资源预留由接受方发起，不同接受方可根据需要预留不同的带宽；节点流状态需定期刷新，以适应IP网络无连接的特性。

　　基于RSVP的IP网络QoS机制称为InterServ(综合业务)模型。它充分借鉴了ATM网络技术，将IP网络变成了一个混合式网络：对于一般的数据通信，网络是无连接的；而对于有质量要求的高性能通信，网络相当于面向连接的。

　　InterServ由四个部分组成：RSVP信令、接纳控制、流分类、分组调度。这种模型的缺点是直接针对单个业务流，因而路由器负荷很重，很难应用于大规模网络。

　　DiffServ(区分服务)模型被认为是解决IP骨干网Qos问题最有效的技术。DiffServ模型通过IP报头中的TOS字节取值的不同来区分业务流，并对每类业务流规定相应的分组转发处理方法(称为逐跳行为，Per-Hop Behavior)，它实际上是一种相对优先级处理技术。DiffServ针对的是业务流的种类，而不是业务流本身，具有良好的可扩展性；同时，由于只需要进行数据包的调度转发，而其分类、标记和整形等复杂处理都在网络的边缘完成，因此核心路由器的负荷较轻。

　　MP*S已被公认为IP骨干网的最佳组网技术，且被ITU-T推荐为公众IP/ATM集成的方案。MP*S将第三层路由和第二层交换有机结合起来，因而既具有良好的扩展性，又支持高速数据转发。

　　四 ZTE Softswitch系统Qos全网解决方案

　　采用ZTE Softswitch建设NGN网络时，根据不同的情况和用户数量规划网络带宽是非常重要的。规划带宽时，要充分考虑突发用户数目、最大在线用户、用户在本地分布情况、业务类型等对带宽的影响，从而计算出在数据网接入层、汇聚层和骨干层所需带宽，并对软交换设备在网络中的布置作出优化。

　　在数据网接入层统一业务规划，将不同的业务划分到不同的V*AN中，比如语音业务终端统一在V*AN1，视频业务终端统一在V*AN2，互联网业务终端统一在V*AN3中。这样，接入设备可以根据不同的V*AN号对业务进行排序，优先转发实时性业务，从而保证Qos。如果接入层设备不支持V*AN划分，则在组网时，将话音/视频业务终端与互联网业务终端分配在不同的网络中，在物理隔离实现。此时，要求不同业务终端的IP地址划分处在不同的网段内。

　　在数据汇接层可以通过划分虚拟专网保证语音、视频业务的带宽。对于无法划分虚拟专网的网络，则可以在接入层和汇接层之间对业务进行分类，配置语音、视频业务的优先级高于数据业务，然后在汇接层按照优先级高低进行数据包转发，从而避免大量突发数据业务对语音、视频业务的影响。

　　在骨干层将语音、视频业务统一归属到一个虚拟网中，和数据业务区分开来，从而保证语音、视频业务的Qos和网络安全。在虚拟网络内部还可以对业务进行分类，按照优先级高低进行数据包转发，也可以应用MP*S技术，综合全网资源情况，对语音业务进行选路，建立和保持语音业务流穿过骨干网的隧道，保证语音业务的服务质量。

　　通过在这些层面采取不同的技术手段，分段解决网络上的Qos问题，实现端到端的Qos保证。

　　除了数据网支持的QoS策略有关外，ZTE Softswitch系统的QoS机制如下：中兴通讯的用户终端IAD支持802.1P两个队列优先级；同时IAD支持802.1Q V*AN技术，在接入的边缘将语音及数据业务分开；中兴的媒体网关ZXSS10 M100支持回声抵消及时延抖动等技术；ZXSS10 M100可以获得相关语音媒体流的传送情况，并报告软交换核心控制设备 ZXSS10 SS1，以便ZXSS10 SS1在网络忙时做出必要的控制；ZTE Softswitch系统提供的相关安全性可以增强语音业务的服务质量。

　　五 ZTE Softswitch商用网络实例

　　网通宽带电话项目是进行语音及多媒体网络建设的项目，也是目前国内规模最大、最成功的软交换商用案例，该项目中采用中兴软交换系统解决方案。该网络目前已覆盖包括北京、宁波、杭州、广州、泉州、重庆等在内的18个城市。

　　网络组建过程中，中兴软交换核心控制设备ZXSS10 SS1的分布采用了集中控制和分布控制相结合的原则，对数据网建设还不发达，软交换用户规模需求尚小的地市，集中采用一套ZXSS10 SS1控制各城市用户业务。对一些数据网条件好、软交换用户规模需求大的城市，如宁波、杭州，分别放置一套ZXSS10 SS1控制本城市用户业务。网关设备则结合各运营商的实际情况，放置不同的中兴软交换网关。通过在一些城市放置媒体网关ZXSS10 M100和信令网关ZXSS10 S100，实现软交换用户与PSTN、P*MN用户的互通。采用中兴通讯的接入网关ZXSS10 A200和综合接入设备 ZXSS10 I500、I600接入终端用户。

　　目前网通宽带电话商用网已接入用户6万户，先后开展了VOIP本地、长途、IP公话吧、IP Centrex、Voice Mai*、Web Conference、Web Ca**、可视电话、好友呈现、白板等多种业务。组网如图1所示。

　　图1  网通宽带电话商用网

　　为了保证宽带电话商用网的QoS，网通专门为中兴软交换设备规划了一个VPN网络，用以保证中兴软交换系统的良好运作。其实现方式是，对智能终端和中兴IAD等终端设备，通过在数据网接入层划分V*AN来保证带宽需求；而中兴软交换ZXSS10 M100、ZXSS10 S100和ZXSS10 SS1等设备直接接入骨干网络，通过在本地网核心层以及城市间数据骨干层上配置的MP*S VPN，保证VOIP的Qos需求。