VoIP网络接纳控制机制必要性探讨

由于采用的技术不同，承载网络的资源配备在核心网和接入/汇聚网络差别较大。当前的IP/MPLS核心网络中，普遍采用大容量高速路由器和高速光纤链路，因而带宽资源相对充足。在新建的多业务网络中，区分服务的采用可以有效地避免高突发的数据业务对其它业务的冲击，因而发生拥塞的机率较小。以中国电信的下一代网络CN2为例，其设计原则是在保证网络结构层次化的同时减少网络端到端的路由跳数，以降低成本并提高网络质量。整个网络采用三层结构，分为核心层、汇接层和边缘层。核心路由器的容量高达640G，支持高密度的10G端口；其它层次的路由器也具有很高的容量，并且支持高速率端口。

    CN2中路由器之间的互连采用IPoverDWDM技术，链路带宽设计原则是采用轻载方式提供QoS保证，核心结点间的链路带宽高达20G~60Gbps，链路负载一般在25-50%之间。同时，在区分服务配置中，VoIP业务具有最高的优先级，可以使用全部的链路带宽，只有未使用的剩余带宽供其他低优先级的业务使用。

    图4所示为支持三重播放（TriplePlay）业务的城域网架构。在城域网架构中，一般包括接入复用器（DSLAM）和IP边缘路由器两个层次；接入复用器连接多个家庭网络，IP边缘路由器是连接核心网的入口。在用户密度较高的区域，城域网DSLAM和边缘路由器之间通常还包括流量汇聚设备，现阶段Ethernet是被广泛认可的高速汇聚技术。DSLAM和汇聚结点的上连链路通常采用GE和10GE接口。

    假定每个DSLAM连接2000个用户，话音业务的并发率为50%，若每个呼叫所需带宽为50kbps，则话音业务所需的平均带宽约为50Mbps。若DSLAM上连链路的接口为GE，则话音业务所占带宽约为5%。在更高一层的网络结点，如汇聚和核心网络，由于复用层次更高，总的用户并发率进一步下降，话音业务所占带宽比例将进一步下降。在中国电信的CN2中，话音业务的规划带宽也不足总带宽的5%。

    5.1资源接纳控制机制的必要性讨论

    对于IP语音专网，和无阻塞情况资源配置方法相比，采用接纳控制可以节约较多带宽。如网络资源有限，接纳控制机制可以改善用户的使用体验；如网络资源充足，则无需在业务授权时考虑资源可用状况。

    对于多业务核心网络，由于网络容量配置非常充足，且话音业务具有最高资源使用优先级，完全可以满足最坏情况下的资源需求，因此没有必要部署接纳控制，也不必实时地跟踪网络流量矩阵的变化。

    从上面的分析可见，相对于接入复用与汇聚设备的容量，话音业务所消耗的资源非常有限。在接入复用和汇聚设备处静态分配一定的超量带宽，保证话音信号无阻塞是一种更加简单可行的方法，可以避免实施接纳控制机制带来的设备更新。

    结论

    用VoIP替代传统的电话通信技术已经得到广泛的认同并在逐步实施，在此过程中，如何达到传统话音业务相当的服务质量是一个关键性问题。呼叫接纳控制是传统电话网络的基本技术，它可以在网络通信资源不足时拒绝新的呼叫请求。在下一代基于IP技术的电信网络中，话音业务的带宽需求和承载网络都发生了很大的变化，是否或如何对VoIP实施基于资源的接纳控制成为一个新的问题。本文分析了VoIP呼叫的带宽需求，以及具有接纳控制和最坏情况的资源规划方法，结合现阶段的网络资源部署情况，我们得出以下结论：1)在IP话音专网中，采用接纳控制机制可以大大节约带宽需求，但在网络资源充足的条件下可以不必实施接纳控制；2)在多业务IP骨干网络中，由于资源相对充足，而且VoIP业务所需的带宽比例较小，在采用区分服务并对话音业务进行最高优先级转发的前提下，不必实施接纳控制机制；3)在多业务城域网络的接入和汇聚结点，话音业务所需带宽资源所占比例不足5%，尽管接纳控制机制可以适当节约带宽，改善用户体验，但采用静态配置带宽的方法有利于降低设备和运营成本。

    参考文献

    [1]PaulDrewand Chris Gallon, Next-Generation VoIP Network Architecture, MSF Technical Report, March, 2003. http://www.msforum.org/techinfo/reports/MSF-TR-ARCH-001-FINAL.pdf

    [2]ITU-TrecommendationY.1541, Network performance objectives for IP-based services, May 2002

    [3]KeithKnightson,Naotaka Morita, Thomas Towle. NGN Architecture: Generic Principles,Functional Architecture, and Implementation, IEEE Comm. Magazine, 2005. 43(10): 49-56

    [4]BurGoode,Voice over Internet Protocol (VoIP), Proc. of the IEEE, Sept. 2002. 90(9): 1495~1517

    [5]TunnelingmultiplexedCompressed RTP ("TCRTP"), draft-ietf-avt-tcrtp-04.txt, IETF, July 2001

    [6]TelecomTrafficOnline, http://www.erlang.com/

    [7]VanHoey,G. Van den Bosch, S. de La Vallee-Poussin, P, et al, Capacity planning strategies for voice-over-IP traffic in the corenetwork, 2001

    [8]CPLEX,http://www.ilog.com/products/cplex/