思科路由产品

使用思科7200VxR实现VoIP/VoFR端接

Cisco 7200是一种能够在企业或服务供应商网络边缘对IP语音(VoIP)或帧中继语音(VoFR)进行汇聚的多服务路由器。随着具有时分复用(TDM)功能的语音端口适配器PA-VXC-2TE1+和PA-VXB-2TE1+的出现,Cisco 7200VxR现在可以将VoIP或VoFR端接到公共交换电话网(PSTN)或专用分组交换机(PBX)上。本文将简略描述这些端口适配器的功能以及它们与多服务VoIP解决方案之间的关系。

传统的层叠路由器可被如下所示的Cisco 7200   VxR取代

图1 传统的层叠路由器可被如下所示的Cisco 7200 VxR取代

传统上,即使您使用了一个Cisco 7200或Cisco 7500路由器在中央地点对VoFR通信流进行汇聚,您仍然需要层叠式的3810或3600路由器将VoIP通信流端接到PBX或PSTN。这意味着需要在中央地点安装很多路由器和链路。通过使用Cisco 7200VxR上的高密度、高带宽接口,路由器的数量以及到达链路的数量可以被减少到只有一个。不过,您仍然需要一个语音网关在VoIP/VoFR通信流进入中央地点PBX或PSTN之前对其进行端接。使用新发布的用于Cisco 7200的语音端口适配器(PA-VXC-2TE1+),就可以通过T1或E1直接将7200VxR连接到中央地点的PBX或PSTN。

PA-VXC-2TE1+是一种具有TDM功能、使用30个板上DSP(数字信号处理器)的2T1/E1语音端口适配器(PA)。这些DSP日常执行的功能包括编解码器压缩、语音活动检测以及VoIP呼叫的分组功能。当一个象Cisco 7200VxR这样的中央办公汇聚路由器安装了一个或更多的语音端口适配器时,就可以实现端接(将VoIP/VoFR转换到脉冲代码调制),这样您可以直接从Cisco 7200 VxR连接到PBX或PSTN。

语音通道处理容量

语音端口适配器上的30个DSP可以使用高、中、低复杂度编解码器对语音通道进行压缩。这30个DSP可以压缩60个高复杂度编解码器通道(如G.723)或120个中复杂度编解码器通道。中复杂度的例子包括G.729a、G.728或G.726。最低的位速率是5.3kbps的G.723.1。

表1:  语音端口适配器容量
  高复杂度编解码器 (如G.723) 低复杂度编解码器 (如G.729a)
PA-VXC-2TE1+ 48/60 48/60
PA-VXB-2TE1+ 24/24 48/48

表1给出了每个语音端口适配器能够处理的呼叫的数量。左边的列给出的是可用于Cisco 7200的两种语音端口适配器。第二列给出的是T1/E1语音呼叫的数量。例如,48/60是指在使用高密度编解码器时语音PA最多可以处理2个全T1语音或2个全E1语音。

尽管PA-VXC-2TE1+是一种具有TDM能力的语音端口适配器,但仍然可以在非TDM平台(如较老的Cisco 7200系列路由器)上使用这种端口适配器。不过,这意味着不能在路由器机箱内获得TDM交换所能带来的好处。

对于那些密度要求较低或不要求DSP组的情况,Cisco提供了一种被称为PA-VXB-2TE1+的拥有12个DSP的语音端口适配器,它可以支持24个高复杂度语音通道或48个中/低复杂度语音呼叫通道。这更适宜于T1解决方案,因为E1链路在标准情况下将处理30个呼叫(每E1)。

帧中继容量

可以使用语音端口适配器上的DSP对来自一台传真机的传真信号进行解调,并将其转换为能够通过IP数据网络进行传输的IP分组。这样就可以通过IP基础设施传输传真信息。这一功能通常被称为"Cisco传真中继",它与T.38传真中继是不同的。

DSP组

PA-VXC-2TE1+使用30个板上DSP,最高可以支持60个中复杂度呼叫(DS0)。为利用全12通道处理能力(使用中复杂度语音编解码器),Cisco推出了新的具有TDM能力的2/4/8多通道语音PA(项目名称为"Chopin"),它没有板上DSP,但在其它方面与早期的PA-VXC-2TE1+类似。

 Chopin端口适配器将通过7200VxR上的MIX总线与现有的PA-VXC-TE1+共享DSP资源

图2 Chopin端口适配器将通过7200VxR上的MIX总线与现有的PA-VXC-TE1+共享DSP资源

这是具有TDM能力的Cisco 7200VxR机箱真正的闪光点。Cisco 7200VxR上的MIX总线允许对具有TDM能力(也被称为MIX能力)的端口适配器(并不一定是语音端口适配器)进行DS0交叉连接。具有TDM能力的2/4/8端口适配器就是这样的端口适配器。

如果将具有TDM能力的PA-MCX系列T1/E1端口适配器与同一Cisco 7200 VxR内部的PA-VXC-2TE1+联合起来使用,您就可以利用后一种PA上的全部DSP资源。通过一种被称为DSP组的功能可以实现这一点,该功能允许PA-VXC-2TE1+上的未用DSP资源以一种DSP"组"的形式供其它没有板上DSP资源的PA使用。使用Cisco 7200 VxR上的MIX总线可以实现DS0交叉连接。除了这些丰富的功能以外,Cisco 7200VxR还具有一些TDM多路复用器的功能。信令仍然是在PA-MCX PA上进行本地端接,只有压缩功能被卸载到语音PA的DSP组上。

Cisco 7200VxR的呼叫端接容量

拥有6个插槽的Cisco 7200VxR最多可以容纳6个PA-VXC-2TE1,并允许最多端接12个T1/E1语音呼叫。对于使用NPE-300处理器的Cisco 7200VxR,端接12个T1/E1将会导致70%到75%的中央处理单元(CPU)利用率。不过,在实践中您端接到路由器的语音呼叫的数量将依赖于同时还有多少其它增值服务(如服务质量)被并发支持。

Cisco 7200VxR的信令支持

过去,PBX是通过模拟连接线路被连接的。数字链路的出现使专用集成服务网络交换(PINX)包括了从PBX和多路复用器到中央交换机的所有东西。

语音网关可以通过两种方式传输PBX信号:

  • 点对点通道连接,其中语音网关(这里是指Cisco 7200)从来不对通道内部进行检查。这种方式被称为透明公共渠道信令(T-CCS)。这一方式的优点在于它是传输PBX间专有信号的好方法。缺点是语音网关不能理解呼叫,所以它不能支持象智能呼叫路由交换这样的功能。假如您拥有Nortel M1 PBX,它可以支持Q.931扩展,以支持网络Mmail和网络ACD这样的专有功能。如果您希望通过一个Cisco 7200传输与这些功能相关的信令,那么您就需要使用T-CCS。
  • 在语音网关上实现信令端接。在这种方式中,因为语音网关能够理解呼叫,所以它实际上能够将呼叫引导至正确的目的地。在使用Q.SIG和集成服务数字网络(ISDN)主速率接口(PRI)的情况下,象呼叫方ID这样的信息可以从发起网关被转发到目的地网关。

Q.SIG已经成为PINX间信令发送的标准。当数据路由器成为语音网关时,在所有的信令发送类型中数据路由器必须能够支持Q.SIG。当一个Cisco 7200需要端接/解释象Siemens Cornet NQ这样的信令时,就需要能够支持Q.SIG。而在Siemens Cornet NQ信令中,如果您希望透明地传输Siemens Cornet信令,T-CCS是必需的。

当前可以支持T1通道相关信令(CAS)以及E1 CAS(有某些变动)。在本年度的下半年,在支持T-CCS和R2信令的同时,将可以支持PRI Q.931、PRI Q.931网络端以及Q.SIG。

表2:  支持不同信令发送方法的Cisco IOS版本
T1 CAS IOS 12.0(5)XE 已发布
E1 CAS IOS 12.0(5)XE5 已发布
Q.SIG IOS 12.1(2)T 已发布
PRI用户端 IOS 12.1(3)T 8/11/00
PRI网络端 IOS 12.1(3)T 8/11/00
R-2信令 IOS 12.1(3)T 8/11/00
T-CCS IOS 12.1(3)T 8/11/00
功能组D IOS 12.1(3)T 8/11/00

连接主干与T-CCS

连接主干是指跨连接对语音DS0进行分组的能力。到目前为止,我们一直将跨连接DS0作为PA-VXC-2TE1/PA-VXB-2TE1或Cisco 7200VxR的MIX能力所提供的一种功能。连接主干将此推进了一步,能够交叉连接同一语音DS0的分组化版本。

连接主干的应用

图3 连接主干的应用

图3给出了一个典型的连接主干应用。在以上示例中,名为"Alpha"的路由器实际上可以是一个Cisco 7200VxR,而名为"Beta"的路由器可能是一个Cisco 3660。如果连接到LHS PBX的T-1失效,那么只要已经配置了被称为"忙监视器"的选项,就可以将一个忙信号发送回远程3600上的T-1端口。

另一种可以应用连接主干的情况是您在分支办公室拥有大量的Cisco 2600/3600路由器,而在总部拥有一个Cisco 7200VxR。如果您的要求是当远程地点没有可用的E&M端口时使呼叫能够进入到PSTN,那么您可以在2600/3600路由器和中央站点的Cisco 7200VxR之间配置连接主干。

另一方面,T-CCS是指在两个PBX之间通过Cisco 7200VxR传输D通道信令的能力。联合使用上述两种功能将可以提供一个高效的"连接线路替换"解决方案。

透明公共通道信令(T-CCS)的应用

图4 透明公共通道信令(T-CCS)的应用

直接向内拨号

当一个企业客户要求获得比物理电话线路更多的电话号码时,企业客户可以从本地电话公司或本地交换通信公司租用一组用于呼叫进入企业PBX的电话号码,而租用的物理电话线路(主干线路)可以少得多。当对PBX的向内呼叫数量超过了物理主干线路的数量时,呼叫方将会收听到忙信号或留下一个晚些时候再呼叫的语音信息。这一应用要求中间语音网关(这种情况下是Cisco 7200语音网关)支持直接向内拨号(DID)。Cisco对T-CAS的支持使7xxx系列语音网关能够支持DID。

链路效率问题

G.729编解码器允许将一个语音呼叫压缩到8kbps。不过,VoIP网络带来的头信息方面的开销会使这一速率增加到24kbps。为减少占用的带宽,基于RFC 2508的RTP头压缩(CRTP)允许您实现每个经过G.729压缩后的呼叫只有12kbps的速率。

CRTP将RTP头从40个字节压缩到2或4个字节

图5 CRTP将RTP头从40个字节压缩到2或4个字节

不过,由于CRTP对整个头(包括RTP头、UDP头和IP头)进行压缩,所以这意味着路径上的每一个路由器都必须对头进行解压缩才能确定下一段路由。这将会产生可扩展性和效率方面的问题。为解决这些问题,Cisco引入了在第一段路径上运行CRTP的功能。以下的事实可以形象地说明改进的程度,传统的进程交换CRTP最多允许98个双向RTP会话通过一个Cisco 7200VxR;使用快速CRTP以后,这一功能可以提高到300个双向RTP会话。最新的发展可以最多允许780个RTP会话通过相同的路由器。

不过,长期的解决方案还是使用硬件加速的CRTP,这样将可以将CRTP压缩和解压缩任务从路由器的中央处理器上卸载到一个硬件加速组件,如Cisco 7200VxR中基于并行快速转发(PXF)的NSE-1。

Cisco   7200VxR的CRTP性能

图6 Cisco 7200VxR的CRTP性能

在图6中,NDR的意思是指非丢弃速率(No-Drop-Rate),即无分组丢弃下的通信流持续传输速率。CRTP甚至可以被用于异步传输模式(ATM)网络,前提是您引入了一个象点对点协议(PPP)这样的中间层。通过这种方式,您就可以获得ATM AAL-5上的PPP上CRTP所能带来的好处。

TDM发夹

历史上,"发夹(hair pin)"一词的含义是指将呼叫按其到来的方向发送回去的能力。在系统层次上,对于一个Cisco 7200VxR,您可以在语音端口适配器PA-VXC-2TE1+的一个T1上接收语音DS0,并将其交叉连接到同一语音端口适配器的另一个T1上,就是说您可以重新确定到达呼叫的路由选择并将其发送回PSTN。

由于Cisco 7200VxR支持机箱内TDM交换,所以可以将来自第一个语音端口适配器上T1的语音DS0交叉连接到第二个语音端口适配器上的T1上,实际上是将7200VxR机箱用作一个TDM交换机。

同一语音端口适配器上T1之间的TDM发夹功能

图7 同一语音端口适配器上T1之间的TDM发夹功能

对于非VXR机箱(如传统的Cisco 7200),您仍然可以获得同样的将一个来自第一个T1的语音DS0交叉连接到第二个T1(同一语音PA上)的最终效果,但您需要在更高的层次上实现这一点,通常是在VoIP拨号层上。

将来,可以根据IP网络中的拥塞检测结果激活TDM发夹功能。

ATM上的VoIP(AAL5上FRF.11)

通过使用Cisco PA-A3以及调整这一PA上的队列限制,可以实现ATM(AAL5)上的VoIP,以减少语音通信流的延迟。这是一个Cisco专有的解决方案,当连接到一个使用了Cisco 7200VxR的中央站点时,可以实现远程Cisco 3810、Cisco 2600和Cisco 3600之间的互连。这一Cisco 7200VxR需要配置PA-A3 ATM Deluxe端口适配器或反向多路复用ATM(IMA)端口适配器。

使用FRE.11的AAL5语音列

图8 使用FRE.11的AAL5语音列

这里需要注意的是,数据不能与AAL5通信流上的FRF.11位于同一VC上。换句话说,您需要在远程办公室和中央地点之间配置2个VC,一个用于传输数据通信流,另一个用于传输语音通信流。这一解决方案的好处是现在将可以获得ATM提供的稳固的服务质量(QoS)功能。

7200语音的管理

通过CVM 2.0可以对多种语音网关进行集中管理,包括Cisco 1750、Cisco 2600、Cisco 3600、Cisco AS5300以及Cisco 7200。管理的内容包括7200语音网关拨号计划的管理以及提供可使多种问题得到简化的语音端口。

CiscoWorks2000   Cisco语音管理器的用户界面

图9 CiscoWorks2000 Cisco语音管理器的用户界面


总之,Cisco 7200VxR是一种具有TDM能力的通用平台,能够在中央地点汇聚语音通信流(VoIP、VoFR和VoATM),并能够将语音端接到中央地点的PBX。其优势在于可扩展的VoIP通信流CRTP和可扩展的语音QoS。由于最新的开发成果将可以提供通信公司SS7网络之间的互连,Cisco 7200VxR将成为供服务供应商和企业客户使用的理想的OC-3级连接平台。

更多信息

如果您有更多的问题,请通过rprakash@ciso.com与Ravi Prakash联络。

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