要害詞：NGN、IP、承載網、QoS、MPLS、VPN

一、 NGN（軟交換）對承載網的要求

　　NGN是完全基于數據網絡，非凡是分組網絡（IP網絡）的IP承載網來實現語音業務及其他增值業務的開放平臺。中興通訊基于軟交換技術的NGN網絡相關設備通過10/100M自適應以太網接口接入IP承載網。

　　從國際國內架構NGN的情況看，涉及到從國家級骨干網絡，到城域網的核心、匯聚和接入等IP網絡的所有層面。例如CN2建設的一個主要業務，就是提供NGN的中繼電路，通過以輕載為主實現QoS。

　　因此，為了高效承載NGN業務，對數據產品及其組網—IP承載網的要求，體現以下幾個方面：

　　● 對IP承載網的結構要求

　　● 對IP承載網的帶寬要求

　　● 可治理和可控制的工程治理

　　● 網絡安全性考慮：設備的安全性與可靠性，網絡的安全性與可靠性

　　● 對IPv6的支持

　　NGN業務基于IP，由于業務的大量開展，IPv4地址的缺乏，IPv6將會被使用。因此，要求承載網能夠支持或者平滑升級支持IPv6。

　　● 病毒預防和檢測機制

　　● 異地容災方案

　　總之，軟交換網絡建設需要：

　　● 高性能、高可靠性的全面IP產品如路由器、交換機支撐。

　　● 最新的網絡技術：QoS、MPLS和MPLS VPN、MPLS-TE、IPv6等保障服務質量、安全、可靠等。

二、 NGN承載網方式比較

　　目前中興通訊在國際國內的電信運營商進行軟交換商用的承載方式主要使用以下三種方式之一或者這些方式的組合：

　　● 光纖直連

　　● 現有城域網承載

　　● MSTP

　　其中某電信運營商采用“現有城域網+MSTP”混合方式，而另外一個電信運營商經歷了一期和二期“光纖直連”單一方式到三期“核心層采用光纖直連+接入層光纖直連/MSTP”混合模式。

　　下面對這三種承載方式從話務質量、安全性、資源占用情況等幾個方面進行比較，如表1所示。

表1  三種承載方式的比較

　　通過三種承載方式的比較，考慮到軟交換業務開展的緊迫性和對承載網在QoS、安全、可靠、故障快速定位、快速修復等方面的高要求。中興通訊根據國際國內廣泛建設NGN網絡的豐富經驗和國際國內建設IP網絡的豐富經驗，以及對承載網的深入研究，特提出NGN承載網最終可行的組網方案：

　　核心層和匯聚層設備采用光纖直連，接入層設備和匯聚層設備依托MSTP聯接的方式建設一個專用的、精品的IP專網來承載NGN。

　　● 利用MPLS VPN建立NGN邏輯承載網，實現NGN業務和傳統數據業務的邏輯隔離，保證NGN承載網的安全性。

　　● 通過輕載，結合快速路由收斂、 DiffServ、流量工程（TE）和FRR等技術，實現QoS保證。

三、 VoIP QoS要求

1. NGN VoIP中的時延

　　話音在分組網絡中傳輸時會受到分組丟失、時延和時延抖動等因素的影響，造成話音的不連貫甚至中斷現象。傳輸時延與其引入的回聲在相當程度上決定了話音的可懂度和可交互性，對話音呼叫質量有很大影響，這一點在VoIP環境中尤為明顯。

　　話音信號在端到端傳輸過程中受到的時延遲滯通常包括：

　　● 編解碼器引入的時延

　　● 分組打包時延

　　● 去抖動時延

　　● 承載網上的傳輸、節點中排隊、服務處理時延

　　這些時延累計的總和將影響話質，導致回聲干擾和交互性的劣化。

　　端到端的時延可以分成兩個部分：固定時延和可變時延。固定時延包括編解碼器引入的時延和打包時延。固定時延是和采用的壓縮算法、打包的語音數據量相關的。這部分的時延優化的可能性不大，通過選擇合適的壓縮算法，減少打包數據量，合理分配DSP的負荷，采用設計良好的Pipeline處理流程等方法可以改進這部分的時延。

　　可變時延包括：承載網上的傳輸、節點中排隊、服務處理時延、去抖動時延。這些和設備的端口速率，網絡的負載情況，經過的網絡路徑，設備對QoS的支持方式，實現的QoS算法等密切相關。非凡是去抖時延與承載網絡的抖動指標密切相關，通過采用合適的網絡技術可以顯著降低語音通過網絡時引入的抖動，從而減少抖動時延。

2. 抖動

　　抖動會引起端到端時延的增加，會引起語音質量的降低。

　　影響抖動的因素一般和網絡的擁塞程度相關。由于語音同數據在同一條物理線路上傳輸，語音數據通常會由于數據報文占用了物理線路而導致阻塞。

　　在局域網環境中，僅考慮抖動的影響，采用G.711，如表2所示。

表2  抖動對話音的影響

　　解決抖動通常采用的措施：

　　● 采用緩沖隊列來解決（在網關、IAD上均有JitterBuff來消除抖動）；

　　● 需要IP承載網采用QoS策略，保證語音數據的最高優先級，得到最先發送和獲得高帶寬是解決抖動問題的主要手段。

3. 丟包率

　　丟包對VoIP語音質量的影響較大，在局域網環境中，采用G.711時，假如僅考慮丟包的影響，如表3所示。

表3  丟包率對話音的影響

　　可見，當丟包率大于10%時，已不能接受，而在丟包率為5%時，基本還可以接受，因此，要求IP承載網的丟包率小于5%。

4. 網絡帶寬

　　足夠的帶寬是保障業務QoS的重要手段。譬如一路比較清楚的IP電話（G.729 20ms）需要占用約32kbps的網絡帶寬，因此不可能在1條64kbps的鏈路上同時承載4路這樣的IP電話。而且IP網絡的主干帶寬越寬，在一定范圍內越會有效降低整個網絡中數據傳送的時延。

　　基本設計思想是：對VoIP實時性高的語音業務分配足夠的帶寬來保證話音的QoS。

四、 國內聞名應用介紹

1. 組網方案

　　中興通訊在某電信采用ZXR10 T128電信級高端路由器、ZXR10 T64E電信級高端路由器、ZXR10 GER通用高性能電信級路由器、ZXR10 T16C智能C系列MPLS路由交換機、ZXR10 3904路由交換機、ZXR10 2826/2826E/2618/1816二層以太網交換機共計80多臺設備組建高性能、高可靠、安全、高帶寬、QoS保證、可控的IP承載網絡。

圖1  國內某聞名IP承載網絡示意圖

　　● 高可靠和高穩定可靠設計：ZXR10 T128電信級高端路由器和ZXR10 T64E電信級高端路由器采用電源、交換和主控電信級冗余配置、之間運行VRRP ；

　　● 兩臺ZXR10 GER通用高性能電信級采用電源、交換和主控電信級冗余配置、之間運行VRRP；

　　● 兩臺ZXR10 3904路由交換機之間運行VRRP。

　　ZXR10 T128、ZXR10 T64E和ZXR10 GER采用1000M或者100M光纖與ZXR10 T16C、ZXR10 3904、ZXR10 2826/2826E/2618/1816直聯，然后由交換機提供網關M100、A200等TG、AG網關接入到SS1、S100。

2. 業務、網絡擴展及其他

　　在此NGN網絡上開展了豐富的增值業務，形成了某電信集團NGN商用模式，接待了上海電信、貴州電信、福建電信、電信北京研究院、哈薩克斯坦和廣東省政法系統等國際國內各大行業的用戶參觀和考察，成為某電信集團的NGN樣板工程。目前網上成功開展了以下業務：

　　● 逾10萬用戶語音的基本業務、補充業務和附加業務

　　● WAC業務

　　● UPT業務(可附帶彩鈴業務)

　　● 點對點視頻業務(備有100部可視硬終端和400部可視軟終端供深圳電信號)

　　● WEB 800業務

　　● UC業務

　　● CTD業務(web call業務)

　　● IP CENTREX

　　● 軟終端、硬終端等多種增值業務

　　● 異地、異廠商軟交換系統間互聯互通

　　● 179xxIP電話的互通測試

　　● 一號通+彩鈴業務等。

五、 NGN承載總結

　　利用現有的IP城域網進行優化改造，采用“光纖直連+MSTP”混合方式建設一個高效、安全、工程可控、精品的IP邏輯專網來承載NGN，同時面向IPv6過渡。