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企業(yè)LAN網(wǎng)VoIP技術(shù)處理辦法探討

2008/12/16

1.引言

　　運(yùn)用VoIP技術(shù)，通過(guò)技術(shù)整合，將傳統(tǒng)企業(yè)PSTN語(yǔ)音業(yè)務(wù)與傳統(tǒng)LAN數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)合二為一，使之能夠在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)低成本的IP語(yǔ)音和IP數(shù)據(jù)服務(wù)，這對(duì)于增強(qiáng)企業(yè)LAN網(wǎng)絡(luò)非IP呼叫處理能力、擴(kuò)展其使用功能、降低企業(yè)對(duì)外經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)成本費(fèi)用（大量長(zhǎng)途電話、傳真、視頻會(huì)議、語(yǔ)音多媒體網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)等）具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　　傳統(tǒng)企業(yè)LAN本身不具有對(duì)非IP話音的交換功能，PBX系統(tǒng)同樣也不具備有IP數(shù)據(jù)交換功能，使得PBX網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與LAN系統(tǒng)兩者相互獨(dú)立，不能直接相互訪問(wèn)，網(wǎng)絡(luò)帶寬和速率不能得到進(jìn)一步的充分挖掘和利用，限制了目前大多數(shù)企業(yè)對(duì)新的、大量的多媒體業(yè)務(wù)信息的需求。在這種情況下，提出了VoIP技術(shù)在企業(yè)網(wǎng)環(huán)境應(yīng)用條件下的技術(shù)整合問(wèn)題。然而，與商用網(wǎng)VoIP技術(shù)應(yīng)用情況不同，企業(yè)LAN網(wǎng)絡(luò)因?qū)Ｓ眯詮?qiáng)，擴(kuò)展性能較差，構(gòu)成情況也比較復(fù)雜，因而需要根據(jù)企業(yè)Intranet的不同情況，來(lái)考慮實(shí)施VoIP技術(shù)的可行性。

２.傳統(tǒng)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)及VoIP技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題

　　在大多數(shù)城市現(xiàn)有電信PSTN市話局中，具有PBX交換系統(tǒng)的企業(yè)相當(dāng)于是作為市話局的一個(gè)用戶端局接入了城市PSTN系統(tǒng)，使企業(yè)PBX交換系統(tǒng)占有PSTN市話系統(tǒng)獨(dú)立的中繼局向和若干中繼號(hào)碼資源，以將企業(yè)內(nèi)部話務(wù)量按一定比例集中分配到與市話網(wǎng)連接的中繼線上。這實(shí)際上是一種傳統(tǒng)的基于物理端口或電路交換形式的固定連接方式，它必須使PBX的每一部用戶分機(jī)與交換機(jī)的某一物理端口相關(guān)聯(lián)，在用戶位置發(fā)生變化時(shí)，用戶電纜的物理配置相應(yīng)也要發(fā)生變化，這使網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性與系統(tǒng)配置的靈活性受到了很大的限制，因而企業(yè)希望能夠通過(guò)VoIP網(wǎng)絡(luò)整合技術(shù)來(lái)解決此問(wèn)題。

　　在企業(yè)級(jí)VoIP系統(tǒng)中，終端設(shè)備之間的連接主要基于邏輯上的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一個(gè)基于電路連接的物理端口可以對(duì)應(yīng)于若干個(gè)邏輯端口，邏輯端口數(shù)目可由關(guān)守定義，設(shè)備IP地址按邏輯信息進(jìn)行標(biāo)識(shí)，通過(guò)包交換形式，不僅同樣可以從PBX的前向話音時(shí)隙交換中分離出話音信號(hào)和呼叫控制信號(hào)，達(dá)到在LAN數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)字轉(zhuǎn)換和傳送的目的，同時(shí)，還可以通過(guò)呼叫服務(wù)器對(duì)設(shè)備的IP地址進(jìn)行管理（增加、刪除和修改），因此在網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容或用戶變更時(shí)，不需要對(duì)交換機(jī)物理端口進(jìn)行配置，僅需對(duì)部分或個(gè)別邏輯端口重新定義或?qū)P地址進(jìn)行修改即可。例如，用戶可以隨意把話機(jī)插入任意可用的網(wǎng)絡(luò)端口中，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)電話IP地址來(lái)識(shí)別用戶，而不需要知道話機(jī)的具體位置。因此，這種基于邏輯上的定義和連接的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，作為通過(guò)LAN網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)話務(wù)量重新分配的一種新的方法，在IP PBX設(shè)備上可以同時(shí)完成數(shù)據(jù)與語(yǔ)音的交換，達(dá)到真正實(shí)現(xiàn)在一個(gè)LAN網(wǎng)絡(luò)上建立低成本的語(yǔ)音增值業(yè)務(wù)服務(wù)的目的。

　　與VoIP商用網(wǎng)不同的是：企業(yè)網(wǎng)絡(luò)在考慮實(shí)施VoIP技術(shù)方案中，需要考慮對(duì)語(yǔ)音業(yè)務(wù)的不同需求和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求來(lái)確定采用VoIP技術(shù)的適宜性；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)確定采用哪種VoIP接入形式，IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)傳輸?shù)脑拕?wù)量有多大（涉及網(wǎng)絡(luò)擁塞和數(shù)據(jù)包優(yōu)先級(jí)喪失等問(wèn)題）；充分了解各種投標(biāo)方案中的所適合采用的各種VoIP網(wǎng)關(guān)設(shè)備（獨(dú)立網(wǎng)關(guān)、路由器網(wǎng)關(guān)、遠(yuǎn)程接入服務(wù)器（RAS）網(wǎng)關(guān)、IP PBX網(wǎng)關(guān)）及協(xié)議（H.323/H.245或SIP）的兼容性等問(wèn)題；按網(wǎng)絡(luò)可能發(fā)生的最大呼叫數(shù)量和設(shè)備的信息處理能力預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)需求的帶寬，確定合適的端口數(shù)目；具體了解每種網(wǎng)關(guān)設(shè)備的IP包編碼方式、壓縮方法及優(yōu)先級(jí)排序方式（影響時(shí)延的3個(gè)因素），并考慮是否需要像關(guān)守這樣的網(wǎng)關(guān)管理軟件問(wèn)題等，以最大限度地發(fā)揮系統(tǒng)擬定實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)功能和盡量減少設(shè)備的投資成本。為此，按企業(yè)網(wǎng)絡(luò)不同情況，從網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成形式上可歸結(jié)下面幾種易于整合的企業(yè)級(jí)解決方案。

３.基于PABX系統(tǒng)的IP交換擴(kuò)展方案

　　在企業(yè)已建立起的PBX話音交換系統(tǒng)中，適當(dāng)增加對(duì)VoIP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的投資，可實(shí)現(xiàn)使PBX具有對(duì)TCP/IP LAN的直接訪問(wèn)功能，以作為由PBX向IPBX過(guò)渡的一個(gè)技術(shù)解決方案。圖１所示系統(tǒng)，是通過(guò)在原PBX系統(tǒng)中，加入線路接口卡（或中繼接口卡，兩者均應(yīng)具有Ethernet接口功能）和ACD（Automatic Call Distribution）服務(wù)器以及與CTI（Computer Telephony Integration）服務(wù)器所構(gòu)成的一種VoIP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

　　系統(tǒng)核心部件是插接在PBX機(jī)架中的IP線路接口卡（IP Line Card），它擔(dān)當(dāng)橋接PBX TDM系統(tǒng)與IP LAN系統(tǒng)之間的網(wǎng)關(guān)，完成TDM 64kbit/s基本時(shí)隙與Ethernet數(shù)據(jù)包的格式轉(zhuǎn)換，具有識(shí)別IP包格式、壓縮／還原數(shù)據(jù)、分離／合成VoIP語(yǔ)音和數(shù)據(jù)的功能。在PSTN用戶呼叫時(shí)，經(jīng)PBX對(duì)TDM話音或傳真信息進(jìn)行交換后，由線路接口卡對(duì)語(yǔ)音進(jìn)行分組和壓縮，將其轉(zhuǎn)換成IP數(shù)據(jù)包連同生成的IP地址一起送到LAN網(wǎng)絡(luò)，再通過(guò)路由器轉(zhuǎn)接到WAN，最后按IP地址直達(dá)被呼叫的Internet網(wǎng)絡(luò)用戶。 ACD服務(wù)器是基于PBX的一種軟件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)控制呼叫如何被接受、排隊(duì)，提供話務(wù)統(tǒng)計(jì)及管理報(bào)告，因此它在本系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)話音信息的接續(xù)控制與轉(zhuǎn)移，包括話音的搭道，控制信令的交互，語(yǔ)音的接入及呼出等服務(wù)。

　　CTI（Computer Telephony Integration）在本系統(tǒng)中擔(dān)當(dāng)PBX TDM與LAN Ethernet之間的呼叫流量（Call-flow）控制、管理及協(xié)調(diào)運(yùn)行和數(shù)據(jù)維護(hù)的呼叫中心以及具有主叫線路識(shí)別（CLI）功能和傳統(tǒng)PBX電腦話務(wù)員座席（Computer Calling Service Operator Seat）的所有控制功能。

　　按這種方式對(duì)原有系統(tǒng)升級(jí)，可達(dá)到對(duì)原有交換系統(tǒng)改動(dòng)最小的目的，使傳統(tǒng)的PBX的呼叫控制和話音傳輸被簡(jiǎn)單地?cái)U(kuò)展應(yīng)用到了IP網(wǎng)絡(luò)，能夠基本實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)與語(yǔ)音信號(hào)的同時(shí)交換和傳輸。

　　這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)是所有的信息交換都需要由PBX對(duì)TDM交換來(lái)處理，如果本局的以太網(wǎng)IP電話用戶希望與另一個(gè)端局的以太網(wǎng)電話用戶通話時(shí)，則所有的IP通信都必須首先由IP線路接口卡轉(zhuǎn)換為T(mén)DM電路交換模式，然后再由TDM電路交換模式轉(zhuǎn)換回到IP通信模式，因此轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低，信號(hào)往返需要占用兩倍ＩＰ網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的帶寬，容易在信號(hào)轉(zhuǎn)換過(guò)程中產(chǎn)生轉(zhuǎn)換噪聲和波形失真，因而要確保系統(tǒng)具有較高的QoS（Qualityof Service）。

４.IP LAN網(wǎng)絡(luò)的TDM語(yǔ)音處理功能

　　具有語(yǔ)音交換功能的IP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也可以是具有用戶集中交換機(jī)（Centrix）功能的IPBX系統(tǒng)。

　　系統(tǒng)的主要部分仍是IP LAN，與非LAN網(wǎng)絡(luò)IP協(xié)議交換時(shí)，才涉及到與TDM電路部分交換的一些必要功能，因此無(wú)論呼叫是否來(lái)自PSTN、模擬/數(shù)字電話或者來(lái)自以太網(wǎng)IP電話，系統(tǒng)都必須能夠提供所有形式的交換。

　　與前述方案相比，系統(tǒng)取消了PABX IP線路接口卡，取而代之的是由VoIP網(wǎng)關(guān)單元構(gòu)成的若干包交換功能模塊（Conversion Box），由它完成對(duì)非網(wǎng)絡(luò)IP電話（模擬或數(shù)字電話）以及PSTN去話/來(lái)話路由進(jìn)行到IP設(shè)備之間的包交換協(xié)議轉(zhuǎn)換。

　　系統(tǒng)呼叫控制服務(wù)器（Call Control Server）運(yùn)行于Windows NT/2000或Unix多用戶服務(wù)操作系統(tǒng)，負(fù)責(zé)完成呼叫處理的一些主要功能，如呼叫的建立、拆卸以及信令的處理等。當(dāng)然也可以由站點(diǎn)關(guān)守（Gstekeeper）通過(guò)LAN內(nèi)部虛擬路由提供IP呼叫地址查找目的主機(jī)來(lái)建立PSTN與LAN之間的呼叫，這就需要呼叫控制軟件和服務(wù)器硬件與傳統(tǒng)的PBX一樣，具備較高的可靠性。如果系統(tǒng)還需要增加語(yǔ)音郵件（Voicemail）服務(wù)，則需要另外配置Voicemail Server，相應(yīng)要增加一些系統(tǒng)成本開(kāi)銷(xiāo)。

　　這種系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是，所有的話務(wù)量包括在非IP設(shè)備上建立的呼叫或拆卸呼叫，都必須被Conver sion Box轉(zhuǎn)換為符合ip的包交換數(shù)據(jù)，使得在非ip電話交換之間、ip電話交換之間以及在PSTN電話交換之間的呼叫必須要經(jīng)過(guò)多次不必要的轉(zhuǎn)換，因此，在一定程度上增加了系統(tǒng)的時(shí)延。

５.基于IP LAN網(wǎng)絡(luò)的TDM交換擴(kuò)展方案 　　

　　這種實(shí)現(xiàn)方案主要利用了IP網(wǎng)絡(luò)來(lái)作為實(shí)現(xiàn)具有TDM電路交換功能的一個(gè)復(fù)合系統(tǒng)。由于它提供了附加的TDM總線的各種服務(wù)（模擬電話、傳真、尋呼、Modem數(shù)據(jù)傳輸），因而比較適合于處在電路端點(diǎn)的話音和數(shù)據(jù)交換。

　　在ip網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)TDM交換的關(guān)鍵問(wèn)題，在于必須要有一個(gè)基于IP核心、能夠與其協(xié)調(diào)一致、具有多項(xiàng)呼叫代理（Multi Call Agent）功能的優(yōu)化形式多媒體網(wǎng)絡(luò)的支持，這種優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)形式應(yīng)具有比較強(qiáng)的本地呼叫處理能力，這意味著在IP與非IP網(wǎng)絡(luò)之間至少要有一個(gè)能夠起到橋接作用的復(fù)合功能網(wǎng)關(guān)，以完成對(duì)TDM Bus及IP Bus這兩種不同形式內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的呼叫轉(zhuǎn)換作用。為此，本系統(tǒng)是通過(guò)設(shè)置一個(gè)企業(yè)呼叫服務(wù)器（Enterprise Call Server）來(lái)完成對(duì)同處在一個(gè)呼叫單元內(nèi)的TDM總線信息、呼叫控制協(xié)議（H.245）、VoIP網(wǎng)關(guān)（H.323）協(xié)議以及實(shí)時(shí)應(yīng)用資源進(jìn)行包交換處理。經(jīng)過(guò)企業(yè)的IP網(wǎng)，一方面可實(shí)現(xiàn)從IP設(shè)備到IP設(shè)備之間的通信，完成IP呼叫的建立、拆卸以及Ethernet IP設(shè)備間的信令處理；另一方面，對(duì)非IP電路通信，可在企業(yè)呼叫服務(wù)器的協(xié)同下，經(jīng)由TDM電路交換總線來(lái)處理本局模擬電話與PSTN之間或PSTN與語(yǔ)音郵件服務(wù)之間的交換信息。

　　由IETF MGCP工作組發(fā)起制定的媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議（MGCP）定義了VoIP信息流的主體特征，盡管它允許采用各種速率的編碼方案，但為了照顧兼容性，所有符合H.323協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的終端和網(wǎng)關(guān)都必須具有ITU_TG．711編解碼器，即64 kbit/s PCM編解碼器，以保證實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備間的最低程度兼容。在正常工作時(shí)，由本端呼叫服務(wù)器網(wǎng)關(guān)從TDM Bus接收E1基本速率64 kbit/s時(shí)隙地址（PSTN電話號(hào)碼），然后向被叫呼叫服務(wù)器關(guān)守發(fā)送信令，由被叫關(guān)守提供對(duì)主叫網(wǎng)關(guān)或終端的認(rèn)證，根據(jù)被叫號(hào)碼查詢所對(duì)應(yīng)的網(wǎng)關(guān)，完成呼叫，建立會(huì)話。而所有的呼叫除涉及網(wǎng)關(guān)定位和被叫號(hào)碼信息外，還應(yīng)涉及帶寬限制信息、編解碼協(xié)商信息、呼叫控制及虛擬路由管理等功能。

　　按融合后網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的要求，呼叫服務(wù)器系統(tǒng)操作程序還應(yīng)具有實(shí)時(shí)跟蹤網(wǎng)絡(luò)實(shí)際運(yùn)行情況的網(wǎng)絡(luò)控制及管理功能，以根據(jù)傳輸信息的路由情況自動(dòng)調(diào)整自己的操作，從而盡可能縮小傳輸時(shí)延。為此，在VoIP網(wǎng)關(guān)H.323或STP協(xié)議中，均已包括了實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議（RTP）和實(shí)時(shí)控制協(xié)議（RTCP）。

　　對(duì)于已經(jīng)擁有端到端DDN專(zhuān)線的企業(yè)，通過(guò)路由器形成直達(dá)路由，可將企業(yè)網(wǎng)絡(luò)直接升級(jí)到VoIP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，形成一種最為直接的VoIP技術(shù)解決方案。其特點(diǎn)是連接方式比較簡(jiǎn)單，因此整合網(wǎng)絡(luò)所需要的設(shè)備投資成本費(fèi)用較低（不含申請(qǐng)DDN專(zhuān)線費(fèi)用）。

６.結(jié)束語(yǔ)

　　綜上所述，企業(yè)網(wǎng)實(shí)施VoIP技術(shù)，盡管實(shí)際組網(wǎng)方案會(huì)有多種選擇形式，但通過(guò)上述分析、比較，應(yīng)該說(shuō)各有其特點(diǎn)。因此，重要的是在能夠保證系統(tǒng)所需功能及服務(wù)質(zhì)量（QoS）的前提下，企業(yè)要能夠根據(jù)自身網(wǎng)絡(luò)的不同情況和不同需求，按網(wǎng)絡(luò)整合最低投資成本在眾多可供選擇的配套IPBX設(shè)備投標(biāo)方案中做出最合理的選擇，以避免給實(shí)施VoIP技術(shù)帶來(lái)盲目性。
　　VoIP商用技術(shù)的成熟，給企業(yè)網(wǎng)現(xiàn)階段融合這一技術(shù)帶來(lái)了可選擇的空間，為滿足企業(yè)對(duì)外信息交流能力的日益需求，必將會(huì)給企業(yè)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)，也為企業(yè)網(wǎng)未來(lái)逐步向真正的多媒體寬帶網(wǎng)過(guò)渡奠定了基礎(chǔ)。

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