软交换网络的要求

8．1　软交换网络的QoS要求

随着互联网和驻地网的普及和三网合一的深入，人们越来越希望通过网络传输话音、视频和其他实时多媒体数据。因此需要目前交换网络有较高的服务质量来有效地承载多媒体数据的传输。

服务质量（Quality of Service，QoS）是一抽象概念，用于说明用户和服务者之间、发送者和接收者之间有关信息传递的约定。从用户角度来说，是用户对网络提供服务的满意程度；而从业务角度来说，则是网络向业务所提供的带宽、时延、抖动和丢失率等参数。

图8．1　QoS概念模型

图8．1是QoS的概念模型，自顶向下可分解为用户层、应用层和系统层。QoS的性能要求首先源于用户的需求，表现为用户层的主观感觉QoS，例如用户认为应该达到的音频质量、图像质量、视频连续度、音／视频同步程度等。这些感观QoS将映射为应用层相应的业务应用QoS，例如音频采样速率和采样比特数、像素分辨率和像素色调、视频帧速率、唇同步等。进一步，这些特定的业务应用QoS又将映射为系统层的系统QoS，在IP网络环境下，系统由网络设备和终端设备构成，相应地，系统QoS又可细分为网络层QoS和设备层QoS。典型的网络层QoS指标包括网络时延、网络抖动和网络分组丢失率，设备层QoS则可包括所采用的编译码器性能、所设置的抖动缓冲器性能等。

作为NGN（下一代网络）的核心，软交换并没有提供QoS的解决方案，但考虑到网络的多媒体传输实时性传输的现实情况，作为网络节点的软交换设备，必须具有一定的QoS辅助解决措施，并对软交换设备提出了更严格的QoS要求。QoS的要求主要体现在以下几个方面。

1．端到端的时延

端到端的时延（End－to－end Delay）是指IP数据报从离开源点时算起一直到达终点时为止一共经历的时间间隔。端到端的时延必须小于等于多媒体业务所提出的时延要求，使得在多媒体译码播放结束前缓冲到足够的数据，从而实现流畅的播放。

2．时延抖动

时延抖动（Delay Jitter）则是指端到端时延的变化，即对于同样的源点和终点，一个IP数据报的端到端时延和下一个IP数据报的端到端时延的差别。IP话音、网络多媒体流畅播放需要稳定持久的数据流，希望数据包按照相同的间隔到达客户端，因此时延抖动越小越好。在图8．2中，图（a）较图（b）抖动较小，音视频播放比较流畅。

图8．2　时延抖动

3．包丢失率（Packet Loss Probability）

IP网络上通过TCP来传输数据，而IP话音和多媒体视频多采用UDP传输方式。UDP的传输模式不能够保证数据可靠传输，虽然有上层协议RTP／RTCP可以保证数据包的先后顺序和丢失重传，但重传可能会造成话音和视频播放的停顿，从而影响音、视频的传输质量。因此，要求包丢失率越小越好。

4．网络带宽

网络带宽（Network Bandwidth）是指每秒网络传输的数据多少的能力。视频传输业务对带宽的要求比较高，通常未压缩的标清视频传输需要几兆的带宽，如果网络只能提供1兆的带宽，是不能保证视频流畅播放的。

通常软交换网络中，要满足话音等实时业务质量必须要求IP网络性能满足以下条件：

（1）IP网络时延小于50～90ms（不同编码方式要求不同）；

（2）IP网络抖动小于80ms；

（3）IP网络包丢失率小于3%；

（4）在网络中保留足够的带宽（依系统中的容量为准）。