一、引　言

    在NGN网络体系结构中，媒体网关设备扮演着重要的角色，任何业务都需要媒体网关在软交换的控制下实现。媒体网关能够在电路交换网的承载通道和分组网的媒体流之间进行代码转换，可以处理音频、视频或者T.120，也可以具备处理这三者的任意组合的能力，还能够进行全双工的媒体转换，可以演示视频/音频消息，实现其它IVR功能，也可以进行媒体会议等。

　　根据媒体网关在网络中的位置，可以将其分为以下几类：

　　●　中继媒体网关（TG：Trunk Gateway）：位于电路交换网和IP/ATM分组网络之间，用来终结大量的数字电路，负责PSTN/ISDN的C4或C5的汇接接入，将其接入到ATM/IP网络，主要实现VoATM或VoIP功能。
　　● 综合接入媒体网关：负责各种用户或接入网的综合接入，如直接将PSTN/ISDN用户、Ethernet用户、ADSL用户或V5用户接入。综合接入媒体网关一般放置在靠近用户的端局，同时还具有拨号Modem数据业务分流的功能。
　　● 小区或企业用的媒体网关：放置在用户住宅小区或企业的媒体网关主要解决用户话音和数据（主要是Internet数据）的综合接入，未来可能还会解决视频业务的接入。
　　本文主要介绍ATM/IP中继媒体网关设备的技术要求。

    二、中继媒体网关在网络中的位置

　　ATM/IP中继媒体网关在ATM/IP网络和电路交换网络（SCN）之间提供媒体映射和代码转换功能，即终止电路交换网络设施（中继线路等），将媒体流分组化并在ATM/IP网络上传输。ATM/IP中继媒体网关也应该在ATM/IP网络去往SCN的方向上执行类似的功能。ATM/IP中继媒体网关在网络中的位置如图1所示。在实际设备中，信令网关与中继媒体网关可以集成在一个设备中实现，以减少控制维护等方面的开销。行业标准YD/T1243.1-2002和YD/T1243.2-2002仅仅考虑作为逻辑功能实体的中继媒体网关。

    三、中继媒体网关设备要求

　　1．中继媒体网关(TG)的一般性功能要求

TG的一般性功能要求包括：语音处理功能要求、呼叫处理与控制要求、资源控制要求、维护和管理要求、语音QoS要求等。
　　（1）语音处理功能要求
　　TG应具有语音信号的编解码功能，支持G.729，G.723.1等算法。
　　TG必须具有回声控制机制，能够检测语音活动和进行静音压缩、产生舒适噪声，而且TG必须设有输入缓冲以消除时延抖动对通话质量的影响。
　　对于语音编码的动态转换则作为任选要求。
　　（2）呼叫处理与控制要求
　　TG应能根据软交换的命令对它所连接的呼叫进行控制，如接续、中断、动态调整带宽等。TG应能够通过相关的信令检测出PSTN侧的用户占线、久振无应答等状态，并将用户状态向软交换报告。
   （3）资源控制要求
　　TG必须向软交换报告由于故障、恢复或管理行为而造成的物理实体的状态改变。
　　TG必须能够报告终结点的当前状态。
　　TG应能够支持对TDM电路终结点的阻塞管理和释放。
　　TG应及时保持与软交换之间信息一致性。
　　由于资源耗尽或资源暂时不可用，TG应能向软交换指示不能执行所请求的行为。
　　（4）维护和管理要求
　　TG必须建立和维护与软交换之间的关联。
　　TG应能检测到与软交换之间连接的中断，应能在故障恢复或拥塞消除后恢复连接。
　　TG应能检测到TG的资源使用状态与软交换的资源管理状态的不同步，并应能使之恢复同步。
　　TG应能在启动后向软交换报告其配置状况。
　　在软交换发生故障时，在TG中处于运行状态的媒体流在一定时间内应被继续维持。
　　TG应能向软交换设备报告底层连接的异常故障，如TDM链路故障等。
　　TG应能报告超出QoS门限值的媒体流事件。
　　当由于异常事件而使得TG单方面地终止某个终结点上业务时，TG应向软交换报告该终结点已经被终止业务并通告原因。
　　TG也应能够向软交换请求释放某个终结点并通告原因。
　　TG应能够根据软交换在某些命令中的指示向软交换汇报在特定关联中存在的终结点的状态及使用信息，如“test”、“out of service”，或“in service”。
　　（5）ATM TG的相关ATM功能
　　ATM TG在ATM侧的协议参考模型和分层功能应与ITU-T建议I.321一致，功能特性应符合ITU-T建议I.731 和I.732的要求。
　　系统支持呼叫连接有三种基本类型：永久虚电路（PVC）、交换式虚电路（SVC）和软永久虚电路（Soft PVC）。
　　系统支持两种连接类型：点到点连接和点到多点连接（任选）
　　对于ATM控制功能的详细描述请参见YD/T1109-2001第5章。
　　ATM TG的编号要求参见YDN-106 1-1999《基于ATM的多媒体骨干网技术要求―寻址和信令要求部分》。
　　系统应考虑支持三种ATM 媒体适配类型：AAL1、AAL2（任选）和AAL5。
　　在ATM TG使用SVC/PVC承载PSTN语音时，ATM TG应考虑在同一个SVC/PVC中实现多个语音话路捆绑，以减少ATM系统处理信令的负担，建议最小的语音话路绑定数目为6。该项功能作为可选。

　　2．接口要求
　　（1）语音网络侧接口
　　TG在语音网络侧的接口应采用E1数字中继接口或ISDN PRI接口。
作为任选，可以考虑采用SDH光接口。
　　（2）分组网络侧接口
　　IP TG在IP网络测应采用10/100M LAN接口、千兆以太网接口、FDDI接口或者POS接口（任选）。
　　ATM TG在ATM网络测试应采用PDH电接口，或者SDH光接口，接口要求参见YD/T 1109-2001《ATM交换机技术规范》。
　　（3）与网管中心接口
　　TG与网管中心的接口采用10BaseT/100BaseT接口。
　　如果ATM TG采用带内网管方式，其接口类型与网管实现方式参见YD/T1109-2001《ATM交换机技术规范》。

　　3．ATM/IP TG与软交换之间的协议要求
　　ATM/IP TG和软交换之间的协议推荐采用H.248协议，具体内容参见ITU-T H.248协议。
　　H.248协议在ATM/IP TG与软交换之间通过IP来传输，TG必须实现TCP、UDP或SCTP中的一种。

　　4．信令要求
　　对于ATM TG，在ATM网络侧的接口可以考虑支持ATM Forum UNI 3.0/3.1/4.0，或者ITU-T Q.2931、IISP、PNNI 1.0、AAL2信令。
　　在SCN网络侧，如果TG通过数字中继接口与SCN网络连接，则信令由SG处理；如果TG通过ISDN PRI与SCN网络连接，则TG应考虑支持IUA，支持要求参见规范的附件。

　　5．网管要求
　　TG应实现的管理功能为配置管理、性能管理、故障管理和安全管理等，因此对其做出相应的要求如下。
　 （1）配置管理
　　TG应具备配置管理数据库，能够对系统的设备部件、端口进行配置，支持对系统部件的增加和删除，能够对系统的软件进行配置和升级，对配置操作过程做日志记录，并能产生描述系统配置的报告。
　 （2）性能管理
　　TG应能够对端口使用状况、用户呼叫、通信流量等数据进行统计。
　 （3）故障管理
　　故障管理提供对TG及其环境的异常运行情况进行检测、隔离和校正的一组功能，包括告警监视、故障定位、故障校正、测试和其它管理功能。
　　（4）安全管理
　　安全管理有五种基本的安全业务：①鉴权；②授权；③访问控制；④机密性；⑤完整性。

　　6．业务流程
　　业务流程规定了TG所使用的一些常见流程。
　　（1）与ROOT终结点相关的流程
　　这些流程包括：媒体网关注册流程、媒体网关注销流程、冷启动流程、Handoff流程、断开后再连接。
　　（2）媒体网关产生的业务改变（ServiceChange）
　　这些流程包括：Graceful脱离业务、Forced脱离业务、终结点业务状态的Restart。
　　（3）连续性测试

    连续性测试包括两种情况：①由软交换命令MG发起连续性测试；②软交换命令MG响应交换电路网络侧发起的连续性测试。
　　（4）正常呼叫建立流程
　　目前仅仅考虑单域内TG之间的呼叫流程：使用SS7时的正常呼叫建立流程、采用IUA方式时的正常呼叫建立流程、使用SS7信令时的呼叫释放流程、使用IUA方式时的呼叫释放流程。

　　7．性能指标
　　（1）语音处理能力
　　①语音编码动态切换时间：应小于60毫秒。
　　②语音的客观评定
　　网络条件很好的情况PSQM的平均值 < 1.5。
　　网络较差条件时（丢包率=1%，网络抖动=20ms，时延=100ms）PSQM平均值 < 1.8。
　　网络恶劣环境下（丢包率=5%，网络抖动=60ms，时延=400ms）PSQM平均值 < 2.0。
　　③语音的主观评定
　　网络条件很好的情况MOS>4.0。
　　网络较差条件时（丢包率=1%，网络抖动=20ms，时延=100ms）MOS>3.5。
　　网络恶劣环境下（丢包率=5%，网络抖动=60ms，时延=400ms）MOS>3.0。
　　④编码率
　　根据不同的编码算法，要求网关有不同的编码率。
　　对于G.729a，要求 < 18kbits/s。
　　对于G.723.1，要求
　　G.723.1（语音压缩5.3 kbits/s）< 12kbits/s。
　　G.723.1（语音压缩6.3 kbits/s）< 15kbits/s。
　 （2）设备的时延指标
　　网关设备的时延包括编解码时延、收端输入缓冲时延、内部队列时延等。
　　TG.729 < 150ms
　　TG.723.1 < 200ms
　 （3）IP语音的QoS管理
　　①设备抖动 < 10ms。
　　②网关处理时延抖动的缓冲时间 < 80 ms。
　　（4）可靠性和可用性要求
　　①系统必须达到或超过99.999%的可用性。
　　②系统无故障连续工作时间（MTBF）>5万小时。
　　③故障恢复时间 < 30 mins。
　　④要求设备具有高可靠性和高稳定性。
　　⑤系统必须不存在单故障点。
　　（5）ATM部分要求
　　①采用AAL1电路仿真方式承载语音时，附加的话音时延（语音编码、解码时延）应小于4ms。一个64k话路经一个ATM交换机的交换结构所引入的时延应小于2ms。
　　②采用AAL2方式承载语音时，每秒钟同时建立的AAL2连接数不少于500个，通过任何AAL2节点的CPS分组时延应小于4ms，且时延抖动应小于1ms。任何AAL2节点上AAL2 CPS分组丢失率应小于10-8。
　　③采用AAL5方式承载语音时，性能要求参见IP方式。
　　④ATM交换部分呼叫处理性能包括：ATM连接建立时延参数定义及指标和ATM连接释放时延参数定义及指标。具体要求参见YD/T 1109-2001《ATM交换机技术规范》。

　　8．定时与同步
　　TG应考虑三种同步方式：外定时同步、线路定时和内部定时。TG可设置外定时源输入接口，从通信楼定时供给设备（BITS）获得定时。TG应具有从线路信号中恢复定时，并用于同步的功能。TG内部时钟应采用二或三级时钟设备。

    四、结束语

　　媒体网关是以软交换为核心的下一代网络一个重要组成设备。从某种程度上讲，媒体网关与软交换系统的配合决定着下一代网络的网络体系架构。我国通信行业标准YD/T1243.1-2002《媒体网关设备技术要求―IP中继媒体网关》、YD/T1243.2-2002《媒体网关设备技术要求―ATM中继媒体网关》已经出版。在此基础上，中国通信标准化协会正在积极开展对ATM/IP TG的测试方法研究。相信在测试方法的标准完成后，这一系列的行业标准将有助于设备制造厂商对TG的研发。

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