语音业务IP化承载的设计

1、墨盈瑾团团圆语音业务I P化承霞的设计何智中国移动通信集团西藏有限公司拉萨850030日IP承载同的指标IP承载网的基本指标有4个:包丢失率、 时延、时延抖动、链路峰值带宽利用率。包丢失率指网络传输时可允许的最大丢 包率,它反映了网络系统容量的大小和误码情 况。时延指在两个参考点间发送和接收IP包的 时间间隔,它是影响用户感知的重要指标,包 括数据包排队时延、传输时延、转发时延。时 延抖动指在一段时间内,某个数据流中所有包 的传送延迟变化,它对实时业务的质量有至关 重要的影响。链路峰值带宽利用率是被测周期 内链路带宽利用率的峰值,它是衡量网络负荷 的重要指标。目IP承藏网对信令的影响信令网的主

2、要功能是传送呼叫控制信令 BICC/ISUP和MAP/CAP消息,MAP/CAP寻址 主要采用DPC+SN或GT方式,BICC局间寻址 是基于本局对号码及相邻局路由的分析结果。 K4网络中,呼叫控制协议采用BICC,引入 CMN(呼叫协调功能完成呼叫控制信令的汇 接和重新选路.CMN不具备承载控制功能。换 句话说,CMN可以看成信令网中的节点,而不 是话务网中的部分。由于IP承载网物理带宽充足、传输资源调 配灵活,可以解决窄带信令网带宽固定受限的 问题,与网络分组化的发展趋势相一致。IP承 载网可以在一定程度上节约传输资源,降低信 令网的建网成本,因此信令的IP化承载是技术 发展的必然趋势。(

3、1安全性IP承载方式将给信令网的性能和安全性评 价体系带来较大的变化。由于IP网络是开放型 的网络,受各种恶意攻击的威胁,因此要尽可 能保证承载网的安全性,尽量采用专网建设的 方式或通过vPN建设虚拟专网,同时信令网的 端局设备幂OSTP设备需要具备防止网络病毒攻 击的能力,能实现对非法IP地址访问的过滤。 国可靠性无论使用IP还是TDMT-取载信令,仅仅是承 载层与使用的协议发生了变化,因此当前信令 网的各种可靠性措施有必要继续采用,如双平 面组网,同一层面的设备间至少采用两条链路 连接等。在lP承载网层面,可以采用双上行、 双平面等冗余结构,确保冗余结构的倒换,配 合故障检测。在STP设备

4、层面,可以采用SCTP 多归属特性,将路径配置在不同的物理网段上 以提高可靠性。(3时延和抖动根据信令网技术体制和ITu相关规定,分 配到国内段的端到端时延指标,包括GT翻译时 全程信令时延,要求在正常负荷下平均消息时 延低于430nls,95%的消息时延低于670ms。 为保证信令网质量,IP承裁网除保证一定 的传送时延(小于50Ills外,应把丢包率、 差错率和抖动控制在一定的范围内。当整个 IP路径上存在丢包、差错、抖动时,会加大 STP的转发时延,其中丢包和差错对信令传送万方数据电佑技术囊1软交换网内端到螭语音业务服务质量指标网络条件Ps0I谭啪PE3掣啪MOS良好1.53.34.0较

5、差1.8弛35恶劣2.O2.93.0表2抖动对语音的影响抖动MOS尸泊M用户感受没有抖动或抖动小于>4.50.61主观感觉与尸s1N没有差别40ills抖动迭靴瞒4D10-镗主观瘢觉可以 抖动大于5ms3.6112主观感觉变差.听不清时延的危害更大,因为它们会引起信 令重发,所以信令传送实时性要求高 的业务丢包和差错率应小于1×10。和1x10。母信令lP化承载的设计原则对于信令的IP化承载,应利用单 独的VPN保证其业务质量。为保证信 令IP化承载的安全性、可靠性、时延 和抖动等,信令1P化承载的设计建议 从以下几方面考虑。(1采用IP网络的专用和轻载。IP 承载网是“尽力而

6、为”的网络,在时 延、丢包等方面不能实现完全控制, 基于这个特点,SCTP未定义物理层的 要求,因此也无法快速实现消息重发 和链路倒换。信令网的Qos应该从网络 和设备两方面进行考虑。承载网应该 专用、轻载且有质量保证,通过IP承 载网上的质量保证来保障业务层所需 的服务质量。例如可以采用MPLS VPN 或者轻载的IP专网,尽可能避免网络 拥塞。(2通过IP链路两端的设备在传输 层的SCTP提高QoS。由于SCTP具有 面向连接的特点,一方面保证了消息 传送过程中的安全性和准确性,消息 传送中的丢包问题也可得到较好的控 制;另一方面SCTP对通路时延的控制 和测量功能保证了应用层面对时延的要

7、求。(3通过信令网络设备自身业 务层面的流量控制来提高质量。根 据业务种类、客户类型对信令消息 进行分析,当检测到IP链路质量不良时,优先保证重要客户、重要业 务信令消息的发送,同时根据运营 商的不同需要以及消息中携带的内 容,如源信令点点码、目的信令点 点码、消息类型等进行设置,保证 在IP承载网质量不好的情况下,重 要信令消息的优先传递。(4优化SCTP。SCTP充分借鉴和 优化了TCP,是SIGTKAN协议栈中 定义最为完善的协议。使用SCTP进 行信令消息承载。需要关注S C TP在 实际网络应用时协议参数的配置,主 要包括RTOmin、RTOmax、心跳间 隔、偶联最大重传次数以及路

8、径最大 重传次数等。当承载网质量较差时, 参数需要设置得较为宽松,以保证链 路不会频繁断链;承载网质量好时, 参数需要设置得较为严格,以保证能 够快速检测到异常,并进行信令链路 切换以尽可能减小对业务的影响。当 IP承载网质量不良导致误码、丢包等 异常时。需要通过上述SCTP参数确 定路径故障时长和偶联故障时长,因 此IP承载网的信令链路故障检测晚于 TDM承载网。口P承载网列语音业务的影响利用IP网络提供语音业务承载, 业界默认的工程实施指标要求为:端到端时延小于400ITI￥(包括终端、 MGW等的处理时延在内,时延抖动 小于20lns。丢包率小于l%。(1时延首先要解决实时语音业务的 Q

9、oS。VolP语音业务的特点是对数据 包的时延、丢失和抖动比较敏感。端 到端语音业务的服务质量应满足表1中 的指标。(2抖动抖动会引起端到端时延的增加, 导致语音质量降低。抖动一般和网 络的拥塞程度相关。由于语音和数据 在同一条物理线路上传输,通常会由 于数据报文占用了物理线路而导致阻 塞。抖动对语音的影响见表2(采用 G.711编码。(3丢包丢包对VoIP语音质量的影响较 大。在局域网环境中,采用G.711编码 时,丢包对语音的影响见表3。可见, IP承载网的丢包率必须小于5%。(4可靠性语音业务是运营商的基础和核心 业务,它对网络可用性的要求从IP网 络的角度看是相当苛刻的,表4显示了 网

10、络闪断对通话质量的影响。目语音IP化承载的设计原则(1轻载设计通过轻载设计来避免拥塞是保障 语音业务QoS最基本的方法。在IP承载网设计过程啊,必须首先进行详细的话务模型分析,然后以话务模型为依 据来保证I P承载网流量分布的合理性 以及故障情况下的流量备份。一般情 况下,要求通过网络设计保证IP承载 网链路带宽峰值使用率不超过50%,同 时所有重要业务流量在单点发生故障 的情况下有备份带宽。1Iv.Itm.colT41万方数据田E圜嗳圆表3丢包对语音的影响丢包率 M06睽泊M 用户感受主观感觉与PSTIm;殳有 没有丢包 >45O.61差别丢包率为5%441.03主观感觉基本可以接受

11、丢包率大于10%4.231.21主观感觉不能接受表4网络闪断时间对语音的影响恢复时间 列语音业务的影响小于50ms 无影响50200ms 连接丢失概率小于5%.对信令无影响大于2s【连接丢失门限 语音会话和专线连接中断轻载设计并不能保证在所有情 况下网络不发生拥塞。拥塞一旦发 生,首先应该在设备入端口上进行 基于端口的流量控制,结合cAc 向暂时无法提供服务的用户放送忙 音,同时设备的DiffServ必须保证高 优先级业务的数据优先转发。MPLS TE能够根据用户需求及网络资源的 情况建立一条跨越骨干网的隧道, 并通过信令协商自动完成隧道的维 护、统计、属性修改及备份等功 能。运营商可以利用M

12、PLS TE来精 确地控制流量的路径,预留资源, 避开拥塞的节点,充分利用现有带宽资源。DiffServ只能在单个节点上预留资源,无法在整个路径上保证服务质量,如果需要在差分服务网络上进行全路径的资源预留,则可以将DiffServ与MPLS TE结合起来,实现DsTE,从而对不同类的数据流进行不同的带宽约束,并根据该带宽约束动态调节流量。除了上述设计外,在实现语音软交换的过程中,还可以通过采样、压缩、报文和键路优化等技术,进一步提高网络带宽的利用率。在现网大规 模商用实践中,IP承载网上的语音质 量已经丝毫不逊于传统TDM交换网, 这说明IP承载网完全能够满足移动业 务对QoS的苛刻要求。伪安

13、全性和故障恢复电信网要求的可靠性为99.999%。 在采用1P网络承载下,依靠传统路由 协议的收敛来实现故障恢复所需时间 较长(一般为秒级或109级,不能 满足电信业务要求,因此需要采用设 备的可靠性技术、网络故障快速检测 技术和快速保护倒换技术,提高IP网 络的可靠性,减少故障率。在实际网络中,Nc路由中断3s 后,出现呼叫损失,M c接口检测失 败,MGW要强制拆除相关呼叫。(3端到端服务质量对于语音业务,lP承载网应提供 如下服务质量:网内任意两点忙时单 向平均时延不超过50m s,单向均方 差时延抖动小于10ms。包丢失率小 于0.1%。蚯如对本文内容有任何观点或评论.请发Email至

14、 editor。湖南移动数据宽带网WI Al顿目再次青睐烽火网络日前,烽火网络PoE交换机产品再次成功中标湖南移 动数据宽带网WLAN工程项目三期,继成功中标一、二期 工程后再次获得湖南移动的认可。此次工程主要中标的产 品是￥2224MEPAF、S2208MEPAF两款PoE交换机。烽 火网络产品通过一、二期项目的工程使用考验.获得此次 整个项目采购量的70%以上份额,深得客户的喜爱。随着“平安校园”的建设脚步迅速加快,此次湖南移动 数据宽带网WLAN三期项目的主要用户对象就是湖南省各地市 高校及部分中学.而此前一、二期项目的用户则主要是酒店、 写字楼等客户。随着三期项目的实施.湖南移动进一步

15、拓展了 移动宽带网络在湖南地区的覆盖范围。四期项目在筹备中。 烽火网络于2009年推出PoE系列以太网交换机后, 在中国移动、中国联通、中国电信逐步实现了大规模的应 用。现已经在广东、湖南、云南、四川、辽宁、山东、黑 龙江、湖北、甘肃、安徽等省的建网中取得规模应用。随着 三网融合的进一步推进。PoE交换机的市场前景良好。风诃系统公司日前以g辎翱弱l赞助商的身份支掏=nSca|e技 术论坛(FTF。本届。FTF美洲”于约1哞6月2124日在美国举 办。除了作为全球钻石级赞助商为论坛活动提供首要支持外.风河还 在论坛期间举行了一系列的技术专题会议。同时。风河首席技术官 Tomas Evenserff乍为受邀演讲嘉宾,参加了名为“从低功耗双核架构 演进到高性能八核(或更多核的虚拟化技术”的主题分组座谈会。 在FTF>"i动上。参会者可以获得Freescale/公司最新技术的 深入培训.并有机会与来自全球的嵌入式行业专家面对面进行 交流。从2005年首次举办以来。已经有超过28000人参加了FTF 活动.每年的FTF都汇聚