IP綜合接入平臺(tái)及其與PSTN的互聯(lián)

顧 愷 姜正遠(yuǎn)

摘 要 介紹了IP綜合接入平臺(tái)及其形成原因，分析了與PSTN互聯(lián)的兩種方案，并指出采用其中的信令網(wǎng)關(guān)方案是發(fā)展的方向。


關(guān)鍵詞 IP 互聯(lián) PSTN


一、引 言


    隨著Internet業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，出現(xiàn)了多種接入技術(shù)，如高速的MODEM、xDSL技術(shù)、Cable MODEM等。建設(shè)電信網(wǎng)在接入部分的投資很大，Internet網(wǎng)的用戶(hù)接入面臨同樣的問(wèn)題。雖然IP網(wǎng)絡(luò)對(duì)傳統(tǒng)PSTN帶來(lái)巨大的沖擊，但是運(yùn)營(yíng)商必須保護(hù)PSTN的投資，特別是網(wǎng)絡(luò)的接入部分，所以目前分散用戶(hù)的Internet網(wǎng)絡(luò)接入以撥號(hào)方式為主，即采用MODEM上網(wǎng)�，F(xiàn)階段Internet網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展還必須考慮與PSTN或是智能網(wǎng)的互聯(lián)互通，并提供無(wú)縫的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。


二、綜合接入平臺(tái)概述


    目前許多廠商都推出了電信級(jí)的撥號(hào)服務(wù)器，此類(lèi)產(chǎn)品在端口密度、容量、可靠性、穩(wěn)定性方面都較企業(yè)級(jí)產(chǎn)品有很大的提高，而且支持虛擬專(zhuān)用網(wǎng)（VPDN）。VPDN對(duì)傳統(tǒng)的企業(yè)網(wǎng)有相當(dāng)?shù)臎_擊，因?yàn)樵S多企業(yè)可以利用運(yùn)營(yíng)商提供的VPDN構(gòu)建安全可靠的專(zhuān)網(wǎng)，方便、省時(shí)又不需要投入專(zhuān)業(yè)維護(hù)人員。所以現(xiàn)在的IP接入產(chǎn)品同時(shí)面向個(gè)人與企業(yè)，從過(guò)去的網(wǎng)絡(luò)終端地位發(fā)展到端局甚至匯接局的地位，成為電信網(wǎng)的一個(gè)非常重要的組成部分。不容忽視的是雖然目前網(wǎng)絡(luò)的瓶頸并不在接入，而在核心或邊緣，但是隨著骨干網(wǎng)交換和路由技術(shù)的飛速發(fā)展，隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的不斷增加及新業(yè)務(wù)信源速率的提高，實(shí)現(xiàn)寬帶的接入會(huì)變得越來(lái)越重要。所以不少接入產(chǎn)品在原先撥號(hào)的基礎(chǔ)上增加了ADSL、xDSL等銅纜挖潛技術(shù)。另外支持N-ISDN的2B+D或者30B+D的接入。

在支持多種接入手段的同時(shí)，也需考慮對(duì)多種業(yè)務(wù)的支持，目前在電信級(jí)廣域網(wǎng)上支持活動(dòng)圖象還不普遍，但是Voice over IP（VoIP）技術(shù)卻異常活躍，所以最近又推出集數(shù)據(jù)接入與IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)為一體的綜合接入平臺(tái)(IAP：Integrated Access Platform)。


三、形成綜合接入平臺(tái)的內(nèi)在原因


    （1）從組網(wǎng)的角度看，數(shù)據(jù)接入和VoIP網(wǎng)關(guān)二者都是利用PSTN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行用戶(hù)接入，而在長(zhǎng)途上采用IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸，都涉及到與PSTN網(wǎng)絡(luò)、IN或ISDN的互通與信令處理。


    （2）對(duì)于用戶(hù)而言，希望能夠提供數(shù)據(jù)接入、IP電話(huà)一體化服務(wù)，實(shí)現(xiàn)“一站購(gòu)齊”。


    （3）數(shù)據(jù)接入、IP電話(huà)一體化可以使電信運(yùn)營(yíng)商節(jié)約維護(hù)成本，設(shè)備可以平滑升級(jí)，降低設(shè)備成本。


    （4）從研制的角度看，接入產(chǎn)品與網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品功能上有不少重疊或類(lèi)似之處，便于集成。例如在面向用戶(hù)側(cè)，DSP性能不斷提高，在支持多種MODEM協(xié)議的基礎(chǔ)上，增加對(duì)語(yǔ)音編碼，如G.729的支持及中繼電路、信令終端等都可共用。


    （5）IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)接入一體化，便于通過(guò)二者的組合，實(shí)現(xiàn)新的服務(wù)，典型的有點(diǎn)擊撥號(hào)（Click to Dial）、點(diǎn)擊傳真（Click to Fax）、語(yǔ)音接入信息（Voice Access to Content）、來(lái)話(huà)指示（Incoming Call Notification）。


    諸多的因素決定了數(shù)據(jù)接入、IP電話(huà)一體化解決方案是IP接入設(shè)備發(fā)展的主流趨勢(shì)。當(dāng)然從技術(shù)的角度對(duì)綜合接入平臺(tái)有更高的要求，例如VoIP處理比較復(fù)雜，可能需要采用分布式處理方式解決設(shè)備的負(fù)荷及網(wǎng)絡(luò)的綜合管理難度較大等問(wèn)題。


四、綜合接入平臺(tái)與PSTN的互聯(lián)

    如何將IAP與PSTN有效地互聯(lián)是一個(gè)十分重要的問(wèn)題，這關(guān)系到組網(wǎng)的方案，也影響著設(shè)備的設(shè)計(jì)思路。回顧撥號(hào)服務(wù)器的歷史，由于它與PSTN互聯(lián)時(shí)交換的信令比較簡(jiǎn)單，所以在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，它基本采用較為簡(jiǎn)單的信令方式，如R2，它在網(wǎng)絡(luò)中的位置很靠近用戶(hù)。IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)還處于不斷發(fā)展之中，目前的核心協(xié)議是ITU-T制訂的H.323。IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)與PSTN交互的信令比較復(fù)雜，特別是在實(shí)現(xiàn)新業(yè)務(wù)（如縮位撥號(hào)、呼叫等待等等）及智能業(yè)務(wù)時(shí)，采用7號(hào)信令系統(tǒng)具有較大的優(yōu)越性。所以綜合接入平臺(tái)應(yīng)該采用7號(hào)信令。從互聯(lián)的拓?fù)湫问娇�，有分散接入和匯接接入兩種，前者IAP與各市話(huà)端局相連，有利于業(yè)務(wù)分流；后者IAP與匯接局相連，可以比較好地利用MODEM池的資源，但加重了匯接局的話(huà)務(wù)負(fù)荷。


    1.采用直聯(lián)或準(zhǔn)直聯(lián)方式與PSTN相連


    這種組網(wǎng)方式如圖1所示，其出發(fā)點(diǎn)是把IAP當(dāng)作電話(huà)網(wǎng)中的一個(gè)提供新業(yè)務(wù)的新節(jié)點(diǎn)，仍把PSTN作為網(wǎng)絡(luò)的核心。每個(gè)IAP都必須具備7號(hào)信令功能，占用信令點(diǎn)編碼資源。這種技術(shù)比較成熟，但是當(dāng)IAP容量不大時(shí)，7號(hào)信令鏈路容量得不到充分利用，設(shè)備費(fèi)用較高。有些電信廠商將IAP集成在PSTN的交換機(jī)中。

圖1


    2．采用信令網(wǎng)關(guān)方式與PSTN相連

    這種組網(wǎng)方式如圖2所示，其根本之處在于將IAP功能分離，把信令處理集中到信令網(wǎng)關(guān)，將語(yǔ)音編碼、打包解包等信號(hào)處理集中到媒體網(wǎng)關(guān)，這是一種較新的方案。信令網(wǎng)關(guān)與SS7網(wǎng)絡(luò)的STP（信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)）相連，一個(gè)信令網(wǎng)關(guān)可控制多個(gè)媒體網(wǎng)關(guān)，很顯然這較前一種方案節(jié)省信令點(diǎn)編碼資源。原先的數(shù)據(jù)接入服務(wù)器和IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)都未將信令部分分離出去。這種傳統(tǒng)方案在發(fā)展過(guò)程中逐漸顯得不適應(yīng)，以IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)為例，H.323對(duì)于連接PSTN和IP網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備的描述是它的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，網(wǎng)關(guān)是PSTN與IP網(wǎng)絡(luò)直接的協(xié)議轉(zhuǎn)換器，它轉(zhuǎn)換兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信令和媒體格式。目前還沒(méi)有一個(gè)全球公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定義這個(gè)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的功能和接口特性。


    為了解決不同廠商設(shè)備之間的互操作性問(wèn)題，一些公司和組織提出了網(wǎng)關(guān)分解的概念，如IETF正在制訂的MGCP（Media Gateway Control Protocol）協(xié)議是一個(gè)分解式IP網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的內(nèi)部協(xié)議。該協(xié)議的網(wǎng)關(guān)模型由呼叫代理CA、媒體網(wǎng)關(guān)MG和信令網(wǎng)關(guān)SG三部分組成，如圖3所示。CA、MG、SG是三個(gè)邏輯要素，如何組合及物理上如何放置具有一定的靈活性。在圖2中，對(duì)于IAP而言，信令網(wǎng)關(guān)可以集成CA的功能，在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中處于SCP（業(yè)務(wù)控制點(diǎn)）的地位，這對(duì)實(shí)現(xiàn)智能業(yè)務(wù)有很大的好處。

圖2


圖3

從網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的角度看，信令網(wǎng)關(guān)方式代表著發(fā)展方向，因?yàn)檫@種方式貫徹了網(wǎng)絡(luò)-網(wǎng)絡(luò)接口（NNI）思想，信令網(wǎng)關(guān)是PSTN與IP網(wǎng)絡(luò)連接的紐帶。而直連或準(zhǔn)直連的方法更象是一種設(shè)備之間的互聯(lián)，沒(méi)有充分體現(xiàn)出NNI的特點(diǎn)。在IP網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過(guò)程中，IP接入最終會(huì)與IP網(wǎng)絡(luò)溶為一體，而不可能總作為PSTN的某種延伸。不少?gòu)S商的數(shù)據(jù)接入服務(wù)器已經(jīng)開(kāi)始采用信令網(wǎng)關(guān)，隨著VoIP標(biāo)準(zhǔn)化的不斷推進(jìn)與完善，信令網(wǎng)關(guān)將更體現(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)越性，綜合接入平臺(tái)與PSTN互通的理想方法是采用信令網(wǎng)關(guān)。


    但是目前這種互聯(lián)方案還需解決下述兩個(gè)主要問(wèn)題：


    （1）協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題

    現(xiàn)在SG與MG之間的通信控制協(xié)議無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各廠商產(chǎn)品不具備互操作性，即一個(gè)廠商的SG無(wú)法管理另一個(gè)廠商的MG。




    （2）IP網(wǎng)絡(luò)承載信令的成熟性


    由于SG與MG之間的信令是通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)傳送的，IP網(wǎng)絡(luò)傳送信令的可靠性、實(shí)時(shí)性還需進(jìn)一步檢驗(yàn)，特別是對(duì)于IP電話(huà)業(yè)務(wù)。


五、結(jié)束語(yǔ)
    雖然數(shù)據(jù)接入與IP電話(huà)是兩種不同特性的業(yè)務(wù)，兩者在信令要求上也有較大的差異，但是綜合接入平臺(tái)不僅已經(jīng)能包容多種接入方法，而且實(shí)現(xiàn)了多業(yè)務(wù)。在與PSTN的互聯(lián)發(fā)展過(guò)程中，目前可行性較好的是直連與準(zhǔn)直連方案，但是隨著IP接入逐漸從接近PSTN演進(jìn)到接近IP網(wǎng)絡(luò)，并隨著VoIP的推進(jìn)，信令網(wǎng)關(guān)方式將成為主流。