中兴软交换数据承载网络Qos解决方案

   一 引言  
　　传统的IP网络只提供"尽力而为"的数据传输能力，网络上具有不确定的传输时延、抖动(时延的变化)、甚至丢包。这些问题对普通的数据业务(文件传输、邮件、浏览等)影响很小，但对承载在IP网络的语音、视频等实时业务影响很大。为了在IP数据网络上提供有质量保证的服务，必须对IP网络服务类型和服务质量水平提出要求。通过在IP网络上进行规划及数据流控制，对各类业务的要求提供不同的服务质量。通过对网络资源的控制使得网络上的时延、抖动和丢包率满足各类业务的服务质量要求。 

　　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......