企業(yè)電話網(wǎng)插入IP

牛峰 2001/11/29

　　在傳統(tǒng)方式下，話音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是由兩個互相獨立的網(wǎng)絡(luò)——電話通信網(wǎng)和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)分別提供的。但是，使用者和維護者必須同時面對多個不同的物理網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這給網(wǎng)絡(luò)的使用和維護帶來了一定的難度。人們希望能夠在同一個網(wǎng)絡(luò)上進行語音、數(shù)據(jù)和圖像等多業(yè)務(wù)的傳遞。

　　信息時代的到來極大地改變了每一個人的生活。人們對于傳遞信息、處理信息的要求越來越高。電話和互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為人們工作和生活中的重要組成部分。而對于一些大的企業(yè)和行業(yè)（如金融、公安等），信息的交流更是日常工作中不可缺少的內(nèi)容。

　　對于銀行、公安這樣的行業(yè)或者大企業(yè)來講，由于比較重視信息化的建設(shè)，大都擁有專用的電話通信網(wǎng)和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。電話通信網(wǎng)一般是采用自建電話交換機（PBX）、租用電信部門的中繼線的方式實現(xiàn)的；而數(shù)據(jù)通信網(wǎng)則需要另外租用DDN專線或其他租用線來實現(xiàn)。這樣，企業(yè)和行業(yè)用戶不僅在線路租費上需要更大的開支，而且在使用和維護上也有很多不便。信息技術(shù)，特別是光纖技術(shù)和Internet技術(shù)的發(fā)展，使大企業(yè)、行業(yè)用戶有能力建設(shè)專用的IP寬帶骨干網(wǎng)，用于綜合傳送語音、數(shù)據(jù)和圖像業(yè)務(wù)。而如何將原有的話音網(wǎng)改造成IP電話網(wǎng)，使它能夠在IP寬帶骨干網(wǎng)上傳送，將是企業(yè)和行業(yè)用戶進行網(wǎng)絡(luò)改造時所關(guān)心的一個重要問題。

　　IP電話網(wǎng)的構(gòu)成

　　IP電話技術(shù)是一項利用IP網(wǎng)絡(luò)來傳送語音的新興技術(shù)。它的雛形是一些運行在Internet上的終端程序，能夠為運行了該軟件的用戶提供在 Internet網(wǎng)上傳遞話音的服務(wù)。而經(jīng)過幾年的快速發(fā)展，如今的IP電話技術(shù)已經(jīng)形成了一系列標準協(xié)議，得到包括Cisco、Vocaltec、華為等業(yè)界主要公司的支持，成為話音分組傳送的事實上的工業(yè)標準。各運營商也紛紛采納該項技術(shù)，為大眾提供廉價的話音服務(wù)。

　　IP電話的基本結(jié)構(gòu)由網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)守（GK）兩部分構(gòu)成。網(wǎng)關(guān)的主要功能是信令處理、H.323協(xié)議功能、語音編碼和解碼及路由協(xié)議處理等功能。對外分別提供與PSTN網(wǎng)連接的中繼接口以及和IP網(wǎng)絡(luò)連接的接口。網(wǎng)守的主要功能是用戶認證、地址解析、帶寬管理、路由管理、安全管理和區(qū)域管理。

　　圖1 IP電話的基本構(gòu)成

　　呼叫由PSTN語音交換機發(fā)起，通過中繼接口接入到網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)獲得用戶希望呼叫的被叫號碼后，向網(wǎng)守發(fā)出查詢信息，網(wǎng)守查找被叫網(wǎng)守的IP地址，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源情況來判斷是否應(yīng)該建立連接，如果可以建立連接，則將被叫網(wǎng)守的IP地址通知給主叫網(wǎng)關(guān)。主叫網(wǎng)關(guān)在得到被叫網(wǎng)關(guān)的IP地址后，通過IP網(wǎng)絡(luò)與對方網(wǎng)關(guān)建立起呼叫連接，被叫側(cè)網(wǎng)關(guān)向PSTN網(wǎng)絡(luò)發(fā)起呼叫并由交換機向被叫用戶振鈴。被叫摘機后，被叫側(cè)網(wǎng)關(guān)和交換機之間的話音通道被連通。網(wǎng)關(guān)之間則開始利用H245協(xié)議進行能力交換，確定通話使用的編解碼。在能力交換完成后，主被叫方即可開始通話。

　　對于大多數(shù)企業(yè)和行業(yè)用戶，IP電話網(wǎng)仍然是供內(nèi)部使用的專用網(wǎng)，鑒權(quán)、計費、用戶認證等功能并不很重要。所以，在建設(shè)企業(yè)IP電話網(wǎng)的時候，往往可以省去不少功能服務(wù)器，比如AAA服務(wù)器等。而且，由于電話網(wǎng)關(guān)具備有一定的地址轉(zhuǎn)換的能力，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不大的情況下，網(wǎng)守也不是必需的設(shè)備。這樣，可以節(jié)約大量的建設(shè)資金，使企業(yè)IP電話網(wǎng)的建設(shè)變得十分容易。

　　興建企業(yè)IP電話網(wǎng)

　　對于大多數(shù)的企業(yè)用戶，都擁有自己的用戶交換機PBX。在進行IP電話網(wǎng)的建設(shè)中，這些PBX將被保留，繼續(xù)承擔(dān)起用戶接入的功能。而這些PBX之間的中繼連接都將通過IP骨干網(wǎng)來完成。這樣，既可以節(jié)約價格不菲的長途中繼租用費，也避免了大規(guī)模的改造所帶來的浪費。

　　1.中繼連接

　　大多數(shù)的IP電話網(wǎng)關(guān)都能提供豐富的語音接口。比如PBX中最長用到的E1數(shù)字中繼、AT0二線環(huán)路中繼、E/M中繼等。其中數(shù)字中繼大都可以支持NO.1和PRI信令方式。而且，有些網(wǎng)關(guān)還可以直接提供POTS接口，直接接普通電話，為使用帶來了很大的方便。電話網(wǎng)關(guān)一般通過以太網(wǎng)連接到IP骨干網(wǎng)中，也可以通過語音模塊的方式內(nèi)置到路由器中，直接進入IP骨干網(wǎng)。

　　2.中繼數(shù)量的計算

　　傳統(tǒng)的電話網(wǎng)多是采用星形的拓撲結(jié)構(gòu)，端局之間的通話都需要中心局來轉(zhuǎn)接。對于端局，電話中繼線的數(shù)量可以根據(jù)本局用戶的話務(wù)量和出局比來確定，根據(jù)經(jīng)驗值，一般取電話用戶數(shù)量的1/10就可以了。而對于中心局，除了需要計算本局用戶的出局中繼線外，還需要將轉(zhuǎn)接各端局的中繼計算進來，所以，中繼數(shù)量會相對比較多。

　　圖2 企業(yè)IP電話網(wǎng)

　　而IP電話是采用IP包的方式在數(shù)據(jù)網(wǎng)上傳送語音信息的。每個數(shù)據(jù)包中都含有被叫網(wǎng)關(guān)的IP地址，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備根據(jù)這些IP地址將語音包直接發(fā)送到被叫端的網(wǎng)關(guān)上。所以，不存在中心局轉(zhuǎn)接的問題。從邏輯上講，網(wǎng)上所有話音交換機的地位都是對等的。所以，中心局的中繼數(shù)量也可以采取端局的方式來計算，取電話用戶數(shù)量的1/10就可以了。

　　3.提高IP電話質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)

　　話音質(zhì)量一向是衡量一個網(wǎng)絡(luò)是否成功的關(guān)鍵因素。為了提高話音質(zhì)量，在IP電話網(wǎng)的建設(shè)過程中，應(yīng)注意以下問題：

　　(1)時延

　　影響時延的因素有多個方面：編解碼、網(wǎng)絡(luò)、防抖動緩沖、報文隊列等都影響時延，其中有些是固定時延，如編解碼網(wǎng)絡(luò)速率等。有些是變化的，如防抖動緩沖和隊列調(diào)度等，固定的時延可以通過改變編解碼方式和提高網(wǎng)絡(luò)速率來改變，而變化的時延通常采用提高轉(zhuǎn)發(fā)效率來減少。

　　(2)抖動

　　影響抖動的因素通常同網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度相關(guān)。由于語音同數(shù)據(jù)在同一條物理線路上傳輸，語音數(shù)據(jù)通常會由于數(shù)據(jù)報文占用了物理線路而導(dǎo)致阻塞。解決抖動通常采用緩沖隊列的方法，另外提供QoS和資源預(yù)留，使語音數(shù)據(jù)獲得優(yōu)先發(fā)送和獲得固定的帶寬也是解決抖動問題的主要手段。

　　(3)話音質(zhì)量

　　話音質(zhì)量問題是VoIP要解決的主要問題。話音質(zhì)量除了同編解碼方式有關(guān)外，同網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)、擁塞程度等都有很大的關(guān)系，現(xiàn)在解決網(wǎng)絡(luò)引起話音質(zhì)量的技術(shù)已經(jīng)有很多，主要從兩個方面來解決，一是采用資源預(yù)留策略（RSVP），預(yù)先為語音數(shù)據(jù)保留一部分帶寬；另一方式是為語音數(shù)據(jù)設(shè)立高優(yōu)先級隊列、定制隊列（PQ/CQ/WFQ）等策略，當(dāng)有語音數(shù)據(jù)時，優(yōu)先發(fā)送語音數(shù)據(jù)。兩種策略各有優(yōu)缺點，都可以解決話音質(zhì)量問題。

　　當(dāng)骨干網(wǎng)建成之后，通過增設(shè)IP電話網(wǎng)關(guān)的方式可以很容易地將傳統(tǒng)的電話網(wǎng)升級為IP電話網(wǎng)。只要在改造的過程中，精確計算IP電話中繼數(shù)量，合理利用各項技術(shù)，就可以只付出很小的代價，建成一個高質(zhì)量的IP電話網(wǎng)。這將給行業(yè)和大企業(yè)用戶帶來很大的經(jīng)濟效益。

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