PON語音業(yè)務(wù)出現(xiàn)的問題及其解決方案分析

在目前國(guó)內(nèi)外電信運(yùn)營(yíng)商的主營(yíng)業(yè)務(wù)中，語音業(yè)務(wù)仍是收入的主要，是必須重點(diǎn)保證發(fā)展的業(yè)務(wù)，所以，F(xiàn)TTH實(shí)施后必須要保證語音業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)。從“光進(jìn)銅退”、節(jié)省投資的角度來說，銅線沒有必要與光纖一道入戶，但這在現(xiàn)網(wǎng)實(shí)施中會(huì)碰到一些問題。下面就FTTH現(xiàn)網(wǎng)建設(shè)過程中可能出現(xiàn)的問題及其解決方法進(jìn)行探討。

1、基于PON語音業(yè)務(wù)的幾種實(shí)現(xiàn)方式

通過PON系統(tǒng)可在一根光纖上承載VoIP（軟交換）、IPTV、高速上網(wǎng)等業(yè)務(wù)。其中，語音業(yè)務(wù)目前主要是基于NGN的語音業(yè)務(wù)，主要通過在 ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）中內(nèi)置IAD（綜合接入設(shè)備）的方式和ONU的FE接口外掛IAD的方式實(shí)現(xiàn)。其業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方式的架構(gòu)如圖1所示。

圖1基于NGN的語音業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)方式

其中VoIP業(yè)務(wù)是通過電話機(jī)連接到ONU的POTS口，再通過PON系統(tǒng)（由ONU、ODN、OLT等組成）中局端OLT設(shè)備上的GE接口連接到NGN。一般軟交換的商用網(wǎng)都是以現(xiàn)有的IP城域網(wǎng)作為承載網(wǎng)絡(luò)，核心層設(shè)備包括軟交換設(shè)備、應(yīng)用服務(wù)器、媒體服務(wù)器、網(wǎng)管、運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)、防火墻及其他輔助設(shè)備。

現(xiàn)在很多廠商都提供內(nèi)置IAD的ONU，在ONU上直接出POTS端口，VoIP和寬帶上網(wǎng)建議走不同的IP城域網(wǎng)路由通道，以滿足不同業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延的要求。

本地網(wǎng)中的IAD由于數(shù)量龐大（48個(gè)用戶以下的稱為IAD，48個(gè)用戶以上的稱為AG），同時(shí)還有日常的配置管理、故障管理等維護(hù)管理工作，因此可在本地單獨(dú)建立一套IAD集中管理系統(tǒng)。維護(hù)人員在軟交換網(wǎng)絡(luò)的集中網(wǎng)管系統(tǒng)上應(yīng)可以直接調(diào)用IAD集中管理系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。

ONU內(nèi)置IAD的網(wǎng)管實(shí)現(xiàn)方式可以采用與PON實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一網(wǎng)管，也可以對(duì)IAD單獨(dú)管理。

2、軟交換語音的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

軟交換網(wǎng)絡(luò)采用業(yè)務(wù)、控制、接入分離的體系架構(gòu)，采用的是扁平化的結(jié)構(gòu)，業(yè)務(wù)層和控制層被看作軟交換網(wǎng)的核心部分，主要由軟交換（SS）設(shè)備、應(yīng)用服務(wù)器、媒體服務(wù)器（MS）和路由服務(wù)器等組成，而接入部分主要由中繼網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)、接入網(wǎng)關(guān)、邊緣接入控制（BAC）設(shè)備和IAD等構(gòu)成。與傳統(tǒng) PSTN相比，軟交換網(wǎng)絡(luò)用戶覆蓋的能力已不受地理范圍的限制（傳統(tǒng)電話用戶接入范圍小于5 km）。由于軟交換網(wǎng)絡(luò)具有集中控制、分散接入的特點(diǎn)，從技術(shù)上講，在處理能力允許的條件下，通過PON等接入網(wǎng)、IP承載網(wǎng)，軟交換核心設(shè)備可以提供 IP網(wǎng)所達(dá)區(qū)域內(nèi)用戶的業(yè)務(wù)接入控制和管理。在軟交換網(wǎng)絡(luò)中，考慮到網(wǎng)關(guān)功能的靈活性、可擴(kuò)展性和高效性，提出了分解的網(wǎng)關(guān)功能的概念，即將IP電話網(wǎng)關(guān)分解為媒體網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)和媒體網(wǎng)關(guān)控制器（MGC），每一功能實(shí)體完成一定的功能。其中，媒體網(wǎng)關(guān)控制器主要完成呼叫控制功能，而媒體流的傳送和轉(zhuǎn)換由在媒體網(wǎng)關(guān)控制器控制下的媒體網(wǎng)關(guān)來完成。軟交換將呼叫代理的功能進(jìn)行了進(jìn)一步的擴(kuò)展，除了提供呼叫控制功能外，還可以提供計(jì)費(fèi)、認(rèn)證、路由、資源管理和分配、協(xié)議處理等功能。

3、PON系統(tǒng)與軟交換平臺(tái)的互通

如果要PON系統(tǒng)與軟交換平臺(tái)實(shí)現(xiàn)互通，則需要SS與MS的配合，軟交換平臺(tái)基本的通話協(xié)議主要有H.248、MGCP（媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議）和 SIP（初始會(huì)話協(xié)議），PON系統(tǒng)下的IAD可以選擇H.248協(xié)議、MGCP或SIP與MGC互通。所以要實(shí)現(xiàn)VoIP的語音業(yè)務(wù)，首先要驗(yàn)證IAD 與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的一致性，其次要對(duì)各個(gè)廠家的IAD進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，驗(yàn)證內(nèi)容和要求如下：

●基本功能要求。主要從呼叫處理能力、媒體控制能力、語音處理能力、基本協(xié)議流程和接口測(cè)試這幾方面來驗(yàn)證。

●業(yè)務(wù)測(cè)試。主要驗(yàn)證IAD業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)以及與軟交換之間的協(xié)商能力，主要包括基本業(yè)務(wù)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)和異常呼叫幾部分。

●性能要求。主要驗(yàn)證各款I(lǐng)AD的語音質(zhì)量、呼叫及傳真建立時(shí)間以及其他的輔助功能。

●維護(hù)管理。主要驗(yàn)證本地Console維護(hù)或Telnet到IAD進(jìn)行的管理功能。主要包括對(duì)歸屬M(fèi)GC地址的配置和查詢，地址的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)配置，版本查詢，軟件升級(jí)及配置文件的上傳下發(fā)等。

4、同一PON端口內(nèi)電話的互通

由于同一OLT內(nèi)部不同ONU數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)之間的天然隔離，如果要實(shí)現(xiàn)內(nèi)部電話互通，需要在MS中對(duì)語音流進(jìn)行中轉(zhuǎn)，同時(shí)需要在SS上進(jìn)行信令控制配合。

如果軟交換機(jī)配置了媒體服務(wù)器，采用媒體代理的方式，則MGC會(huì)控制IAD把語音包發(fā)到MGC指定的媒體服務(wù)器，這樣PON設(shè)備只要提供通道即可，不需要任何新功能。這時(shí)，雖然同一PON端口下的數(shù)據(jù)是隔離的，即數(shù)據(jù)不能直接任意互通，但I(xiàn)AD會(huì)根據(jù)MGC的控制，把語音包發(fā)到MGC指定的IP 地址。

如果軟交換機(jī)沒有配置媒體服務(wù)器，一般MGC會(huì)控制IAD把語音包發(fā)到對(duì)應(yīng)的IAD。但由于同一PON端口下的數(shù)據(jù)是隔離的，所以語音包會(huì)到達(dá)OLT卡，但不能到達(dá)同一PON端口下的ONU的IAD上。

通常，現(xiàn)網(wǎng)上軟交換機(jī)沒有配置媒體服務(wù)器或者沒有開啟媒體服務(wù)器的功能，這就需要在OLT設(shè)備上增加MS來完成媒體代理功能。通過OLT設(shè)備上的MS，管理所有ONU上IAD的信息，包括IAD在上電時(shí)和平時(shí)輪詢IAD時(shí)的信息。當(dāng)OLT設(shè)備上的MS發(fā)現(xiàn)是本OLT的ONU需要互通時(shí)，它將自己完成語音包的代理轉(zhuǎn)發(fā)功能。

5、IAD應(yīng)用需要注意的問題

5.1IAD的IP地址分配

通過前面的分析可知，軟交換是經(jīng)過核心IP網(wǎng)絡(luò)承載的，無論是內(nèi)置的IAD還是外置的IAD，如果要實(shí)現(xiàn)不同IAD下的用戶能夠互通電話，則必須要給每個(gè)IAD分配一個(gè)IP地址，而FTTH是面向每個(gè)家庭的，就目前中國(guó)擁有的公網(wǎng)IP地址資源來看，如果全部使用公網(wǎng)的IP地址，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。

對(duì)于目前ONU側(cè)的語音業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)，ONU側(cè)并不關(guān)心與MGC通信的IP地址是公網(wǎng)IP地址還是私網(wǎng)IP地址，只要可以與對(duì)應(yīng)的MGC正常通信即可。如果要減少分配給ONU的公網(wǎng)IP地址，節(jié)約公網(wǎng)IP資源，建議給ONU側(cè)分配私網(wǎng)的IP地址（如172或10網(wǎng)段），在PON系統(tǒng)NGN業(yè)務(wù)上聯(lián)和MGC之間，通過NAT服務(wù)器或具有NAT功能的路由器，進(jìn)行ONU私網(wǎng)IP地址與較少公網(wǎng)IP地址的轉(zhuǎn)換即可。

5.2外置IAD的可移動(dòng)性帶來的安全隱患

如果IAD使用公網(wǎng)的IP地址，那么IAD就具有可移動(dòng)性，這不僅給運(yùn)營(yíng)維護(hù)帶來不便，同時(shí)也帶來了安全隱患。

可以通過在軟交換交換機(jī)加一個(gè)信令防火墻——BAC，通過限制用戶IAD的某些IP地址網(wǎng)段，來限制不正常的移動(dòng)IAD。

如果IAD使用私網(wǎng)的IP地址，因?yàn)樗骄W(wǎng)的IP地址只在本地有效，則不存在以上問題。

5.3備用電源

無論是ONU內(nèi)置IAD還是外置IAD都需要電源供電，ONU一般放在用戶家里，正常情況下采用市電供電，這樣當(dāng)用戶所在小區(qū)停電時(shí)會(huì)造成IP電話無法正常使用。這個(gè)問題目前的解決方法是：

●對(duì)于介意停電時(shí)無法正常使用IP電話的用戶，可以為用戶提供可供電2～8 h的蓄電池，但購(gòu)買蓄電池的費(fèi)用由用戶承擔(dān)；

●基于對(duì)購(gòu)買蓄電池成本的考慮，對(duì)于不介意停電時(shí)無法正常使用IP電話的用戶，可以采用月租費(fèi)優(yōu)惠的方式予以補(bǔ)償；

●引導(dǎo)廠商開發(fā)低能耗的ONU，停電時(shí)使用干電池就可以維持一段時(shí)間的通話。

6、結(jié)語

xPON技術(shù)的特點(diǎn)決定了由其實(shí)現(xiàn)電話語音業(yè)務(wù)時(shí)還存在不足之處，很多問題在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中已經(jīng)解決，目前主要還存在的問題是如何在斷電情況下保證用戶端電話的正常使用。目前多數(shù)廠商都是采用ONU端配備備用電源的方法，但這種方法不能從根本上解決問題，并且為普通用戶提供2～8 h備用電池也給維護(hù)部門帶來較大壓力。一種合適的解決方法是不為普通用戶提供備用電池，但是月租費(fèi)比固網(wǎng)語音業(yè)務(wù)便宜；另一種方式是通過網(wǎng)線接口或USB 接口利用其他有源的通信終端為ONU供電；另外引導(dǎo)廠商開發(fā)停電時(shí)使用干電池供電的低能耗ONU。

ONU內(nèi)置IAD的方式具有較高的安全性，運(yùn)行維護(hù)管理靈活，可以與PON實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一網(wǎng)管，也可以對(duì)IAD單獨(dú)管理，是比較成熟的提供語音業(yè)務(wù)的方式。多個(gè)（大于4個(gè)）POTS端口的ONU，主要適用于中小企業(yè)用戶，或者放置在樓道里供多個(gè)住宅用戶使用，價(jià)格較便宜；小于4個(gè)POTS端口的ONU 主要適用于個(gè)人用戶。