IPv6與IPv4混合環(huán)境下的話音業(yè)務(wù)綜合技術(shù)
2002/11/27
在向新一代網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的過程中，不僅網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)要從IPv4向IPv6過渡，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和應(yīng)用也在向著融合的趨勢發(fā)展。一方面對新業(yè)務(wù)的需求在不斷增加，但話音業(yè)務(wù)仍然是運(yùn)營商的主要收入來源。話音業(yè)務(wù)主要包括傳統(tǒng)的電話網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和IP網(wǎng)絡(luò)電話業(yè)務(wù)。IP電話具有很多優(yōu)勢，如單個網(wǎng)絡(luò)可以同時支持?jǐn)?shù)據(jù)和話音業(yè)務(wù)、應(yīng)用集成、有效的網(wǎng)絡(luò)利用和新業(yè)務(wù)等。話音業(yè)務(wù)發(fā)展的趨勢是將要用IP電話替代傳統(tǒng)的電路交換技術(shù)。在這種基于IP的網(wǎng)絡(luò)完全實(shí)現(xiàn)之前，IP電話網(wǎng)絡(luò)必須要與電路交換網(wǎng)絡(luò)共存很長一段時間。而在IPv6與IPv4的混合網(wǎng)絡(luò)中，問題會更加復(fù)雜。如何實(shí)現(xiàn)分別連接在IPv4和IPv6網(wǎng)絡(luò)之上的傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)之間及其與IP電話業(yè)務(wù)的互通與綜合對未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展是非常重要的。
IP電話與軟交換
在向未來IP網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的過程中，如何融合傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)是非常重要的。就目前的技術(shù)來看，軟交換比較適合于網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)從今天分離的體系結(jié)構(gòu)向未來完全集成開放體系結(jié)構(gòu)的演進(jìn)要求。電話網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)可以獨(dú)立發(fā)展，其間通過軟交換等協(xié)調(diào)設(shè)備實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。這類協(xié)調(diào)設(shè)備不僅交換話音、數(shù)據(jù)和其他業(yè)務(wù)，而且完成七號信令與IP的轉(zhuǎn)換，解決兩個網(wǎng)話音業(yè)務(wù)的融合和轉(zhuǎn)移問題。軟交換可以提供實(shí)時業(yè)務(wù)的呼叫和連接控制、帶寬管理、信令互操作等。它支持H.323、H.248、SIP和媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議（MGCP）等協(xié)議。由于具有開放的體系結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和開放的應(yīng)用編程接口，軟交換不同于傳統(tǒng)的交換，特別是其上面的應(yīng)用層和媒體控制層已經(jīng)與媒體層硬件分離并納入開放的標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算環(huán)境，大大加速了業(yè)務(wù)和新應(yīng)用的開發(fā)、生成和部署。軟交換不但負(fù)責(zé)所在管理域中網(wǎng)關(guān)的選擇與控制，而且與相鄰域中的軟交換通過BICC或SIP－T交換網(wǎng)關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)不同域間的業(yè)務(wù)互通。軟交換相關(guān)的協(xié)議主要是應(yīng)用層的。在網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議由IPv4向IPv6過渡過程中，軟交換的功能也需要加強(qiáng)以滿足混合協(xié)議環(huán)境的要求。
IPv6與IPv4混合環(huán)境下的軟交換
在IPv4與IPv6混合的網(wǎng)絡(luò)中，主要有兩種基于軟交換的業(yè)務(wù)綜合方法，即集成模式和疊加模式。
集成模式
在集成模式中，IPv4域和IPv6域間的軟交換設(shè)備需要同時支持IPv4和IPv6網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。軟交換設(shè)備位于IPv4與IPv6網(wǎng)絡(luò)的相鄰邊界，對于兩種網(wǎng)絡(luò)是公共的，它要同時管理兩個域的電話信令信息。這種模式優(yōu)勢在于管理方便，具有統(tǒng)一的業(yè)務(wù)開發(fā)和控制平臺。但就IPv6與IPv4融合的角度，其體系結(jié)構(gòu)相對封閉，業(yè)務(wù)提供不靈活，用戶化的新業(yè)務(wù)開發(fā)困難，在網(wǎng)絡(luò)層互通方面受制于軟交換設(shè)備制造商。IP4和IPv6軟交換節(jié)點(diǎn)集成在一起，使網(wǎng)絡(luò)發(fā)展受制。因此缺乏長遠(yuǎn)的生命力。
疊加模式
另一種可選的方式是疊加模式。每個網(wǎng)絡(luò)具有其各自的軟交換和業(yè)務(wù)與應(yīng)用平臺。IPv4網(wǎng)絡(luò)和IPv6網(wǎng)絡(luò)可以獨(dú)自開發(fā)其增值業(yè)務(wù)和應(yīng)用。軟交換設(shè)備只需要支持一種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。不過，由于軟交換機(jī)須互通以交換各自所管理網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)關(guān)分布和狀態(tài)信息，這可以通過IPv6與IPv4網(wǎng)絡(luò)結(jié)合處的常規(guī)雙棧路由器或地址翻譯器來實(shí)現(xiàn)。利用網(wǎng)絡(luò)層的IPv6與IPv4互通技術(shù)，為應(yīng)用層的信令協(xié)議建立通道。這種模型比集成模型更靈活，但比集成模型略微復(fù)雜一些。
在一些情況下，可以同時混合使用這兩種方式。屬于同一運(yùn)營商的IPv4網(wǎng)絡(luò)和IPv6網(wǎng)絡(luò)中可以采用集成模式來整合與管理。而另一方面，IPv4網(wǎng)絡(luò)和IPv6網(wǎng)絡(luò)分別屬于不同運(yùn)營商的情況下可以采用疊加模型來管理。采用何種模型需要根據(jù)具體網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和業(yè)務(wù)預(yù)測以及經(jīng)濟(jì)比較進(jìn)行詳細(xì)分析后才能決定。無論采用哪一種策略，其業(yè)務(wù)的融合都不會受限于基礎(chǔ)網(wǎng)的傳送結(jié)構(gòu)而迅速發(fā)展。
混合環(huán)境下的VoMPLS技術(shù)
VoMPLS的實(shí)現(xiàn)機(jī)制
MPLS技術(shù)的主要優(yōu)勢在于其對多協(xié)議的支持、快速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)以及流量工程能力等。在MPLS標(biāo)記交換路徑（LSP）上，數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)是不需要對IP頭進(jìn)行分析的。一旦在網(wǎng)關(guān)間建立了端到端的LSP，就可以在其上進(jìn)行電話信令過程和話音數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，而不必關(guān)心網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議采用的是IPv4還是IPv6。
由于話音業(yè)務(wù)是直接在MPLSLSP上發(fā)送的，轉(zhuǎn)發(fā)過程中不需要IP的參與，因此VoMPLS能夠很好地適應(yīng)IPv4與IPv6的混合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。在MPLS轉(zhuǎn)發(fā)等價類的劃分不僅僅根據(jù)IP地址，還可以依據(jù)網(wǎng)關(guān)所支持的協(xié)議（如SIP或H.323）或者用戶號碼空間。并能根據(jù)這些FEC分類來實(shí)現(xiàn)話音流量工程，將話音在特定的快速通道上傳送，而不必是最短路徑。這對于改善話音業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量是非常有幫助的。不過，要在MPLS網(wǎng)絡(luò)中完全實(shí)現(xiàn)話音業(yè)務(wù)，也不能完全離開IP，這是因?yàn)闃?biāo)記是基于路由協(xié)議獲得的網(wǎng)絡(luò)知識來建立的。
IPv4與IPv6混合網(wǎng)絡(luò)中的電話路由
目前，能夠進(jìn)行域間IP電話路由的協(xié)議是TRIP。TRIP提供的功能主要有建立和維護(hù)提供商之間的對等關(guān)系、在提供商之間交換和同步電話網(wǎng)關(guān)路由信息、向其它提供商傳播網(wǎng)關(guān)路由信息、定義描述電話網(wǎng)關(guān)路由的語法和語義等。電話目標(biāo)的可達(dá)性和達(dá)到這些目標(biāo)的路由與網(wǎng)關(guān)等信息是通過位置服務(wù)器來交換的。TRIP是一種域間網(wǎng)關(guān)定位和路由協(xié)議，并根據(jù)路徑或網(wǎng)關(guān)特征來選擇路由。
在IPv4與IPv6混合的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，不同域中的網(wǎng)關(guān)位置信息可以通過TRIP來交換。TRIP支持IPv4和IPv6協(xié)議，不必再向BGP那樣進(jìn)行多協(xié)議擴(kuò)展。當(dāng)IPv4網(wǎng)絡(luò)中的話音終端要呼叫到IPv6網(wǎng)絡(luò)中的話音業(yè)務(wù)終端時，需要利用TRIP選擇恰當(dāng)?shù)木W(wǎng)關(guān)和中間信令服務(wù)器。類似于BGP的多協(xié)議擴(kuò)展在IPv4向IPv6過渡中的應(yīng)用，TRIP可以用于多個域間的電話路由信息交換，并為呼叫選擇恰當(dāng)?shù)闹虚g或目標(biāo)網(wǎng)關(guān)。TRIP也可以用于軟交換，增加軟交換自動交換網(wǎng)關(guān)信息和選擇網(wǎng)關(guān)的能力，提高軟交換網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可擴(kuò)展性。
互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展使得IP電話業(yè)務(wù)迅速增長，而傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)仍然是運(yùn)營商收入的重要來源。如何實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的融合越來越引起了產(chǎn)業(yè)界的重視。另一方面，互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展使得IP地址匱乏的問題越來越明顯。由于IPv6在地址空間上的優(yōu)勢，它將成為未來互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層核心協(xié)議。在IPv4向IPv6過渡的相當(dāng)長一段時期內(nèi)，如何實(shí)現(xiàn)話音業(yè)務(wù)的綜合將是設(shè)備制造商、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和服務(wù)提供商不得不面對的問題。在IPv4向IPv6的過渡過程中，重要的是在不影響現(xiàn)有業(yè)務(wù)的前提下，最終將所有業(yè)務(wù)都置于IPv6平臺上。網(wǎng)絡(luò)過渡過程中的話音業(yè)務(wù)方案將會是多種方案的綜合并會因應(yīng)用環(huán)境的不同而有所區(qū)別，運(yùn)營商和服務(wù)提供商應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況加以選擇。
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