港湾voIP话音解决方案

港湾网络IP话音方案
建议书
2002年8月
目录
1.引言 (4)
1.1. 建设IP话音的现状 (4)
1.1.1.竞争起点与策略 (4)
1.1.2.基于软交换的语音接入现状 (6)
1.1.3.增加专线话音接入系统 (8)
1.2. 小结 (9)
1.2.1.IP话音的发展与下一代网络 (9)
2.港湾公司话音解决方案 (10)
2.1. 产品规格与技术特性 (10)
2.1.1.SofTone 1208IAD (11)
2.1.2.SofTone 1032AG (12)
2.1.3.SofTone 3016TG (14)
2.1.4.SofTone的网管体系结构 (15)
2.1.5.对其他业务功能的支持 (15)
2.1.5.1. 支持Modem透传与传真 (15)
2.1.5.2. CID功能 (16)
2.1.5.3. 统一放号 (16)
2.1.5.4. 号码可移动 (16)
2.1.5.5. 环回测试 (16)
2.2. 总体话音解决方案 (17)
2.3. 其他组网应用方式 (18)
2.3.1.xDSL＋AG组合 (18)
2.3.2.IP 话音/传真超市 (19)
2.3.3.校园网数据/话音解决方案—宽带一线通 (20)
2.3.4.数据话音应用到桌面 (21)
2.3.5.接入模型的分布与规划 (22)
2.4. 方案特点汇报 (22)
2.4.1.支持快速灵活的设备部署 (22)
2.4.2.继承原有运营模式和体系 (23)
2.4.3.充分扩展宽带网络的竞争优势 (23)
2.4.4.小结 (23)
2.5. 典型配置的说明 (24)
2.5.1.模型需求 (24)
2.5.2.方案配置 (24)
3.对语音网络的规划 (25)
3.1. 向NGN的演进 (25)
3.1.1.第一阶段 (25)
3.1.2.第二阶段 (26)
3.1.3.第三阶段 (28)
3.2. QOS实施策略 (28)
3.2.1.话音质量的QOS功能 (28)
3.2.2.话音承载网的QOS策略 (29)
3.3. 安全的实施规划 (31)
3.3.1.业务隔离 (31)
3.3.2.地址捆绑 (32)
1.引言
现有电路交换网在传输电话业务方面是基本胜任的，而且是电信公司的主要收入来源。

目前，全球传统话音和传真的业务收入达6500亿美元，占总收入的80%。

让电路交换的话音独立发展是科学的思路。

从业务层面看，下一代网络将主要是以ATM/IP特别是以IP为基础的分组化网已成为业界的共识。

然而，分组化网还有不少问题需要解决，而且从传统的电路交换网到分组化网将是一个长期的渐进过渡过程。

IP广泛的应用与宽带技术的发展促使各种媒体的通讯方式融入IP网络，语音通讯正在面临革命，从电路交换的网络过渡到分组交换的网络中。

像中国网通这样的新运营商将充当中国语音网络革命的主角。

在未来5~10年内，电信公司的主要任务是同时支持两种网络，解决两网之间的互通以及各自业务和应用之间的互操作性，从而最终完成由传统电路交换为基础的电信网向分组化网的平滑过渡。

而软交换将是完成这一过渡任务的关键。

对于各个运营商如何基于根据各自的优势发展语音接入网络，利用现实可行的方式快速发展语音接入，提供两大通讯业务接入（数据、语音）的综合接入，进一步扩大分组网络接入的优势，是对运营商的一个新的挑战。

本章节对IP话音业务的现状与未来发展的方向进行分析。

1.1. 建设IP话音的现状
1.1.1.竞争起点与策略
传统的运营商的发展时间较长因此多种网络并存，对于语音拥有最成熟的PSTN电话网络并且对话音用户上升到80%覆盖率。

对于传统电信先天的优势就是长期的发展PSTN网络，已经拥有丰富的电话线路资源和全局网络的结构以及非常成熟的运营经验。

大部分PSTN固定用户在国内属于传统电信的客户资源。

因此传统运营商发展本地话音接入有着近乎垄断的优势。

另一方面，由于TCP/IP协议的开放性和标准性，TCP/IP协议已经成为目前数据通信中的主导协议。

开放性使IP无所不在，标准性使IP成为现代通信领域的通用语言，这就使基于IP开发出来的各种各样的应用有了相互通信的能力。

随着IP网络的不断发展，IP网络的覆盖范围越来越大，新一代的运营商更是将IP网络定位成未来电信网络的基础，去承载网上的综合业务。

新运营商拥有最大的优势就是拥有全新的IP网络结构和网络带宽，能够通过开放的IP网络平台来发展包括语音在内的综合的接入业务，使语音通讯更为易于扩展并且多业务融合的网络将给用户带来更大的吸引力。

话音业务显然是目前最为普及的一种通讯业务。

传统运营商和新运营商均在竞争。

同时有众多的设备提供商都在为运营商积极的提供基于IP语音解决方案。

整体发展情况IP网络无疑是未来的标准，PSTN网络话音市场将逐渐由停止发展走向萎缩。

新旧运营商均在探索下一代分组语音网络。

发展IP话音的发动者是以IP为基础网络的新运营商所引起，但由于PSTN 的固定电话普及率已经较高，因此对于新运营商发展个人IP电话业务需要借助传统电信的网络。

对于新运营商只能通过长途资源抢占个人话音用户，本地话音接入费用仍由PSTN占据。

在早期传统运营商的长途话音业务占总话音营业额的70％，随的IP话音的产生，对此新运营商利用各自网络的优势提供IP长途话音业务，策略上优于传统的话音方案。

从网络分布的情况在看，新运营商通过建立独自的关口局，利用IP骨干作为话音的长途资源，提供相对传统运营商更具竞争力的IP长途电话。

由于分组话音比电路交换的占用的网络资源更小，因此IP长途话音业务与传统长途话音相比，从成本上已经明显的体现了基于IP话音的优势，但使用IP 话音长途的用户首先需要使用PSTN本地网的资源才能完成语音到IP的转变。

因此，在接入方式上新运营商仍然处于对传统话音网络的依赖。

接入网络完全依赖传统运营商的PSTN资源，用户依赖必须依赖传统运营商的用户基础，用户流动性强，缺乏发展固定用户的手段，业务资费存在结算关系，受制与传统运营商资费缺乏灵活性，只能开展长途业务，本地话音业务完全空白因此由于仍旧存在着对传统运营商话音网络的众多依赖性，虽然可以吸引，抢占部分业务，但是不能支撑未来发展和竞争的要求，是话音业务的一种辅助竞争手段。

与此同时，面对冲击，传统运营商也通过2个方向抢占话音接入用户，对本地话音接入，电信加快了公话的覆盖，尤其是向学校、商场、工厂、车站、宾馆等人流量密集、公话需求大的地方免费安装公用电话机。

仅广州去年就装了12000部，今年装了15000部。

另外对于长途业务，传统运营商也通过自己的IP网络，建立同样的IP的长途电话网。

将长途话音站在同一个起点与新运营商进行话音长途业务的竞争。

各个新运营商之间和传统运营商拥有同样的长途IP话音平台，为传统PSTN的用户提供长途IP话音业务。

传统运营商由于具有完善的固定话音用户，且对于新运营商缺乏拥有相对优势的本地固话接入方式，因此也引起传统电信公司推行PSTN网络长途资费的下调，并提高本地市话业务资费的行为，继续在话音网络接入上加强业务利润的控制力度。

面对这种形式，即将获得号码资源的新运营商也早已开始积极的发展自己的话音接入网。

1.1.
2.基于软交换的语音接入现状
对于新运营商接入语音，一种情况发展NGN的话音网络。

构建一个理想的IP话音网络，在IP网上引入Softswitch，在IP网络边缘增加接入网关AG直接完成对IP用户的语音接入。

但基于IP话音业务的运营经验需要进一步探索，Softswitch自身还需要根据网络的发展不断的完善等，以及没有IP话音国标的支撑，使开展完善Softswitch 体系发展NGN存在许多不可预测的问题。

在现有的运营网络环境下，协议标准问题、设备问题、运营经验问题，给发展NGN带来许多相互制约的矛盾，难以持续稳定的快速发展IP语音用户，网络就难以形成规模。

NGN的出现与发展不是革命，而是演进。

从业务上看，应支持话音和视频业务及多媒体业务；
从网络上看，在垂直方向应包括业务层和传送层，在水平方向应覆盖核心网和边缘网。

从总体趋势看，整个网络的核心层功能结构将趋向扁平化的两层结构，即业务层上具有统一的IP通信协议，传送层上具有巨大的传输容量。

在核心网趋向传送层和业务层独立发展，分别优化，而网络边缘层趋向融合，允许多协议多业务接入，能以最经济的成本灵活可靠持续地支持一切已有和将有的业务和信号。

直到目前为止国内应用Softswitch的IP语音网络经历了一年多的试验，仍未出台详细的标准，显然还没有一个良好的演进方式为NGN的演进提供准备条件。

在这种前提下直接使用完善的Softswitch体系提供大规模的IP语音接入业务仍旧存在着巨大的建设风险
1.1.3.增加专线话音接入系统
对于发展NGN存在风险的问题，即将获得号码资源的新运营商为了发展各自的语音接入网络，通过另行建设用户话音线路板的远端模块局同时通过SDH 或PDH的传输网，完成集中用户的话音接入，主要针对相对话音接入集中的地区或集团用户实现IP专线电话。

这种语音接入方式的建设虽然技术成熟，但基于传统的PSTN话音模式，技术起点低，电路交换技术面临淘汰。

对于新运营商网络从0开始发展，成为规模也非常难以形成竞争的趋势，没有足够规模的本地网络，无法形成用户规模，并且相对IP网络接入而言是属于一种重复建设，需要独立的建设传输系统和ONU 等一套独立的网络系统，对于线路资源相对较少的新运营商，还需要综合布线去完成语音和数据的接入。

竞争起点低，竞争空间小技术起点，运维起点都不够，竞争限于资费战，缺乏更高层面的竞争手段。

况且PSTN用户正在趋于饱和，竞争空间小。

相比之下新运营的经验和维护力量不足，即使规模建设后仍无法和传统运营商进一步抗衡。

基于IP专线独立建设的话音接入网络向NGN演进困难，将成为遗留产物。

因此不变于大力发展，可以作为是全网业务中开展窄带业务的一种辅助竞争手段。

1.2. 小结
目前国内最为主要的通信业务是话音业务，但话音的基础接入网在传统电信运营商手中，新运营商的话音业务发展受阻。

基于NGN的网络，目前在协议、技术、业务、管理和规模运用等方面有诸多不成熟性，无法大规模商用。

专线话音接入需要重复投资建设窄带网络，与新运营商建设新一带的宽带通信网络的理念背道而驰。

建设的窄带网络也无法很好体现与电信的竞争优势。

1.2.1.IP话音的发展与下一代网络
NGN虽然不具备成熟的应用条件存在着风险，但它确是伴随IP网络发展解决规模分组话音的一种必然趋势。

对于需要发展语音用户的新运营商，迫切需要一种相对成熟可行的本地语音综合接入方案，以促进本地语音接入业务的快速发展灵活部署接入用户，综合利用现有资源同步发展数据网络和话音网络，规划一个综合业务接入的持续发展模型，并向NGN逐步演进平滑过渡。

只有建立这种本地的综合接入模式，新运营商才能在话音接入业务优势上独立于传统的接入网络，综合承载的业务优势在接入层得到进一步扩大。

对发展IP语音业务港湾公司提供以下建议：
●进一步发展未来的承载网络，扩大基于IP的综合业务网络覆盖的范围，加
强综合承载的执行手段。

●建设与IP融合的语音网络，网络可达即便完成综合接入
●设备能够快速灵活的部署，建网模型符合IP网络建设模型，易管理、维护●网络具有发展本地综合接入的能力，未来能向NGN平滑演进
●初期满足低风险投入原则，符合分组网络体系结构
2.港湾公司话音解决方案2.1. 产品规格与技术特性
2.1.1.SofTone 1208IAD
2.1.2.SofTone 1032AG
2.1.
3.SofTone 3016TG
2.1.4.SofTone的网管体系结构
SofTone系列设备均支持SNMP的管理，拥有集中管理特性、SNMP接口、图形化界面GUI、协议跟踪仪器、动态数据设定等。

2.1.5.对其他业务功能的支持
2.1.5.1. 支持Modem透传与传真
设备组网全面支持数据传真，T.30的透传，支持的T.38存储转发，提供FAX over IP业务。

同时支持Modem的透传。

2.1.5.2. CID功能
话音接入网关支持FSK再生功能，支持CID业务，终端用户可显示主叫号码。

2.1.5.
3. 统一放号
和传统PST网络统一号码资源，统一放号，便于建设。

2.1.5.4. 号码可移动
IP AnyWhere特性，号码与位置无关，用户可移动性增强。

只需对数据映射关系做简单配置，即可以完成号码的移动，IAD企业用户可以直接携带IAD设备，无需做数据配置，就可以完成号码的移动。

2.1.5.5. 环回测试
在语音接入端口上支持与PST网络相同的环回测试功能，支持E1端口环回测试、
支持用户端口环回测试、在数据端口上支持基于H.Link的以太网口的环回测试。

充分的降低边缘的设备维护量
2.2. 总体话音解决方案
港湾网络充分考虑网通网络的实际情况，提出如下图所示的IP话音解决方案：
该方案基于现有的宽带IP城域网作为业务的网络基础，利用已有的PSTN前置交换机作为话音业务提供点，不需要单独建设窄带网络即可完成话音接入网的建设。

首先在宽带IP城域网的边缘通过港湾公司的AG1032和IAD1208综合接入网关，完成普通话音分组化工作，并将话音接入IP城域网，其次在IP城域网和PSTN前置交换机之间放置TG3016中继网关设备，通过V5接口完成PSTN 网络和IP城域网话音业务之间的互联互通工作。

充分利用了V5接口的业务透传功能，可以将PSTN前置交换机的话音业务完全的透传到IP城域网中，并且对现有的网络不造成任何影响。

该方案很好的利用了现有的网络和设备，实现了PSTN话音业务的平滑移植和分组话音的接入，是网络创新和网络继承的最佳平衡点。

其中AG1032与IAD1208均支持双路由备份，充分体现分组接入网的优势。

2.3. 其他组网应用方式
2.3.1.xDSL＋AG组合
通过DSL的宽带接入技术在双绞线上完成数据语音的综合接入与承载，完全不依赖PSTN仍可提供基于DSL的一线通业务。

方案特点：
●结合xDSL和分组话音的优点
●光纤到小区，铜线到用户
●摆脱ADSL/VDSL业务对PSTN网络的依赖
●适用于只有电话双绞线的场合
例如对于酒店等用户通过部署VDSL设备就可基于IP同时实现对话音的接入。

2.3.2.IP 话音/传真超市
对于新运营商在没有号码资源或是节省号码资源的情况下，可广泛发展IP 电话超市覆盖公话业务。

传统的IC电话虽然覆盖范围较大，但成本仍然较高每部电话综合成本上万元。

建议在人口流动量较大的地区设置IP电话超市，能够很好的利用IP电话的优势扩展话音接入市场。

对于IP超市的计费，每部电话安装计价器，通过网上的SofTone TG或Softswitch将来自PSTN或Softswitch接线与拆线的控制信令通过MGCP反馈给语音接入网关，便可进行反级性按时计价。

2.3.3.校园网数据/话音解决方案—宽带一线通
将校园的学生宿舍楼中放置SofToneIAD1208，提供宽带数据接入的同时，为学生提供优于201卡电话的分组话音接入。

方案特点：
●在解决校园宽带上网的同时为学生宿舍提供第二部校园电话与宽带接入
●盒式结构，可在楼道盒小区中心灵活安装，方便建设
●可以发行网通专用校园卡，迅速抢占用户
●用户无需交纳PSTN市话费
2.3.4.数据话音应用到桌面
方案特点：
●话音数据统一线路，统一建设●设备电源支持远程供电
●适合SOHO用户
2.3.5.接入模型的分布与规划
SofTone系列的产品支持各种环境下实现灵活部署快速接入的特性，配合宽带接入设备可在各种线路资源环境接入语音用户，并实现边缘的综合接入与承载。

2.4. 方案特点汇报
2.4.1.支持快速灵活的设备部署
本地IP语音接入具备灵活快速的建设方式完全摆脱传统语音的束缚与重复建设的弱点。

港湾公司的SofTone语音方案完全基于现有的IP城域网接入网络的覆盖状况来发展语音接入，设备规格丰富（盒式IAD，盒式AG，机架式设备）均提供以太网标准接口，借鉴现有楼道、大厦、小区中心的建设模式，很大程度摆脱对机房建设的要求，建设方式更加灵活，建设周期短，安装施工方便，扩容方便，割接简单，完全符合分组网络的建设原则。

对配套网络设施要求低，小容量设备无需机房，无需大规模的机房设备。

构架在IP网络之上，无需SDH传输网络，只
要满足IP可达的原则就可以通过SofTone的语音网关实现灵活部署。

2.4.2.继承原有运营模式和体系
继承原有PSTN一切成熟的模式和体系，计费模式、管理模式、用户管理、号码管理、设备管理、业务模式、运维模式均在IP前置机中完成通过V5透明传入IP网络以MGCP的形式在网上进行控制。

同时融合宽带IP城域网的现有的模式，与软交换机的控制信令并存。

2.4.
3.充分扩展宽带网络的竞争优势
面对语音本地接入网络，港湾的语音方案使语音网络面对传统的PSTN独立且对等，为边缘用户提供的综合接入业务更丰富，语音接入完全采用先进技术与IP网络融合提供向以软交换为核心的NGN平滑过渡。

竞争格局从被垄断向平等竞争转化，可以制定独立的话音资费政策开展本地话音业务。

语音解决方案使宽带运运营商站在更高的起点，具备了更多的竞争手段（业务、资费）
2.4.4.小结
●无需软交换设备即可运营
●对原有PSTN网络无任何影响
●对现有宽带IP骨干网没有影响
●充分利用现有宽带IP城域网资源，首先在接入层实现分组话音
●平滑且迅速获得PSTN网络现有全部业务
●对运营模式影响小（计费，网管）
●在相关技术和模式成熟之前，以最小的风险快速抢占话音用户
●为软交换的建设做前期准备，可平滑演进成NGN
2.5. 典型配置的说明
2.5.1.模型需求
要求利用现有的网络资源，完成IP话音和数据业务的覆盖
●此项目面向住宅小区用户，大约1500户，覆盖24栋大楼。

●此运营商拥有自己的宽带IP城域网资源
●小区现有可利用的双绞线资源和运营商自身的五类线资源。

●话音用户为100％的覆盖率，即1500户，数据用户为15％的覆盖率，即225
户覆盖率
2.5.2.方案配置
按照每栋大楼数据用户和话音业务基本相同来计算，配置如下：
●话音用户数量：1500用户/24栋楼＝63用户/栋
●数据用户数量：1500用户×15％/24栋楼＝9户/栋
每栋楼需要的设备数量：
●话音设备：63/32＝2台AG1032（每个1032容量为32用户线）
●数据接入设备：9/8＝1台IAD1208（每个1208为8口数据口＋8口POTS
口）
所以小区整体设备需求为：
●AG1032：224＝48套
●IAD1208:1×24=24套
●另外需要TG一套，可以支持2000用户。

3.对语音网络的规划
3.1. 向NGN的演进
SofTone话音产品提供向NGN的平滑，对现有网络向NGN过渡分分为以下一个阶段。

3.1.1.第一阶段
第一步是需要大力发展宽带IP城域网的建设，扩大IP网络的覆盖率，为即将开展的语音业务开拓市场空间。

第二步：通过AG（话音接入网关）将分组话音业务从边缘接入，通过TG 实现PSTN话音业务的平滑延伸和网络的互通。

↓
演进规则：演进从网络边缘开始、业务从分组话音开始、独立于软交换开展话音业务。

从可行性的角度上看，独立于软交换开展话音业务，经营话音业务，切实可行，对原有PSTN网络无任何影响，对现有宽带IP骨干网没有影响，平滑且迅速获得PSTN网络现有全部业务，对原有运营模式影响小，平滑移植原有的运营模式。

同时为软交换的引入做前期准备。

利用成熟的语音交换技术开展分组话音接入业务，是第一个阶段的核心任务。

通过IP网络来延伸PSTN的本地语音接入。

3.1.2.第二阶段
完成第一阶段的演进之后。

进入漫长的第二阶段。

第一步：建立简单软交换体系和业务体系，完善运营机制，摸索建设经验。

网络此时的话音交换逐渐从PST网络控制转到软交换上控制。

↓
第三步：建立复杂软交换网络体系和更复杂的业务体系
在第一阶段的积累基础上，循序渐进的发展以软交换为核心的NGN网络，从小规模建设软交换，探讨IP话音的运营模式，同时发展业务层面的建设。

逐步完善软交换体系，逐步完善业务体系。

保证演进的平滑性，降低演进风险，在演进过程中同时可边运营、边收益、边演进。

3.1.3.第三阶段
在建立复杂完善的软交换体系之后，进入第三阶段，完成以软交换为核心的NGN 四层结构，媒体层、控制层、业务服务层。

发展到此阶段，PSTN在结构上将退化为接入网，中继网关TG将逆向使用，软交换的控制信令将TG作为接入设备，TG将软交换发送的控制信令转换为PSTN的网间信令。

经过三个阶段，网络彻底完成向NGN的平滑演进。

3.2. QOS实施策略
3.2.1.话音质量的QOS功能
对SofTone设备对语音质量保证：
●支持G.711编码技术，MOS(Mean Opinion Score)>4.3
●回声消除
●Jitter Buffer处理:抖动处理技术
●灵活打包方式
●静音抑止
●舒适噪音插入
●封包丢失恢复
3.2.2.话音承载网的QOS策略
整个IP承载网络中需要提供QOS保证实时传输业务的优先级，就首先需要有对业务进行分类的手段，如果类似PPP不能无法将综合业务进行分类的话也就无法去实施关键业务的QOS。

因此，分组网络中在承载多业务时，对数据的分类是置关重要的。

如果是基于连接的业务，无法实现分组网络的特性。

在传统的定长分组的ATM网络或TDM的网络中是将业务放在不同的通道上来传送，这样的应用实施QOS确实业务保护效果比较理想，因为不用对业务分类，直接将业务运行在有连接的网络上，每个需要QOS的业务是用过各自连接的属性来保护。

窄带电话可以有效证明这种方式。

但Internet的发展正推动各种媒体逐渐变成了IP形式的分组业务，话音、视频等这些业务在分组网络上传输，而IP分组业务自身是无网络连接属性的，这样我们就需要在IP网上能够将这些业务区分和识别出来，全网优先转发需要高优先级的实时性业务。

业务分类、识别、和优先级转发也就成为IP网上实施QOS 的关键。

在城域网骨干对综合数据采用流量工程，已经保证最小的延时。

对于宽带运营商城域网最大的瓶颈往往分布在接入层。

因此保证实时业务的QOS的主要环节，在边缘接入网到汇聚层上来时，数据包优先级的定义、识别与完成持续优先级的过程。

对于上述的需求分析，从边缘接入层开始发起数据包，港湾公司在宽带接入设备中均可根据对802.1P、TAG、物理端口、原MAC地址将接入的业务进行二层分类，并可以将这些分类分别映射到可定义的4个优先级的权重。

保证，在不同的业务下转发可实现安权重分配的转发结果。

在接入设备的上联端口出现拥塞时，可实现的策略有以下四种：
1、严格按优先级转发；
2、按权重转发；
3、四个队列前两个高优先级的严格优先转发，后两个低优先级的按权值转
发；
4、四个队列最高优先级的严格优先转发，后三个低优先级的按权值转发。

因此，港湾公司利用宽带IP网络综合承载联通各种接入的业务，并且可在IP分组网络中灵活设置QOS的策略，来保证重要业务的优先转发。

例如：话音业务和H.323视频对实时性的要求都比较强，这类业务可采用严格优先转发的政策，也可对H.323视频和话音业务设置较高的权重。

港湾公司设备可自动设置权重比例，最高比可达到15:1。

在三层设备网络中运行的是IP，接入层设备需要完成在接入时分类的优先级队列映射IP的业务类别中，保证所承载的业务在不同的网络层次中运行时依然可以持续各自的业务优先级。

因此，港湾公司在汇聚层提供的三层交换机如FlexHammer系列交换机支持将802.1P优先级的VPT字段映射与IP的TOS字段相互映射，这样将网络的接入层设备送上的以太网帧中的优先级按照指定的策略进行二层到三层的映射，标识IP的优先级。

由于FlexHammer系列和BigHammer。