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企業(yè)LAN網VoIP技術處理辦法探討

2008/12/16

1.引言

　　運用VoIP技術，通過技術整合，將傳統(tǒng)企業(yè)PSTN語音業(yè)務與傳統(tǒng)LAN數據業(yè)務合二為一，使之能夠在一個網絡上實現低成本的IP語音和IP數據服務，這對于增強企業(yè)LAN網絡非IP呼叫處理能力、擴展其使用功能、降低企業(yè)對外經營業(yè)務成本費用（大量長途電話、傳真、視頻會議、語音多媒體網絡信息服務等）具有非常重要的現實意義。

　　傳統(tǒng)企業(yè)LAN本身不具有對非IP話音的交換功能，PBX系統(tǒng)同樣也不具備有IP數據交換功能，使得PBX網絡系統(tǒng)與LAN系統(tǒng)兩者相互獨立，不能直接相互訪問，網絡帶寬和速率不能得到進一步的充分挖掘和利用，限制了目前大多數企業(yè)對新的、大量的多媒體業(yè)務信息的需求。在這種情況下，提出了VoIP技術在企業(yè)網環(huán)境應用條件下的技術整合問題。然而，與商用網VoIP技術應用情況不同，企業(yè)LAN網絡因專用性強，擴展性能較差，構成情況也比較復雜，因而需要根據企業(yè)Intranet的不同情況，來考慮實施VoIP技術的可行性。

２.傳統(tǒng)企業(yè)網絡及VoIP技術應用問題

　　在大多數城市現有電信PSTN市話局中，具有PBX交換系統(tǒng)的企業(yè)相當于是作為市話局的一個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)獨立的中繼局向和若干中繼號碼資源，以將企業(yè)內部話務量按一定比例集中分配到與市話網連接的中繼線上。這實際上是一種傳統(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的每一部用戶分機與交換機的某一物理端口相關聯，在用戶位置發(fā)生變化時，用戶電纜的物理配置相應也要發(fā)生變化，這使網絡的擴展性與系統(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VoIP網絡整合技術來解決此問題。

　　在企業(yè)級VoIP系統(tǒng)中，終端設備之間的連接主要基于邏輯上的網絡結構，一個基于電路連接的物理端口可以對應于若干個邏輯端口，邏輯端口數目可由關守定義，設備IP地址按邏輯信息進行標識，通過包交換形式，不僅同樣可以從PBX的前向話音時隙交換中分離出話音信號和呼叫控制信號，達到在LAN數據網絡上實現對語音信號的數字轉換和傳送的目的，同時，還可以通過呼叫服務器對設備的IP地址進行管理（增加、刪除和修改），因此在網絡擴容或用戶變更時，不需要對交換機物理端口進行配置，僅需對部分或個別邏輯端口重新定義或對IP地址進行修改即可。例如，用戶可以隨意把話機插入任意可用的網絡端口中，網絡根據電話IP地址來識別用戶，而不需要知道話機的具體位置。因此，這種基于邏輯上的定義和連接的網絡結構，作為通過LAN網絡實現話務量重新分配的一種新的方法，在IP PBX設備上可以同時完成數據與語音的交換，達到真正實現在一個LAN網絡上建立低成本的語音增值業(yè)務服務的目的。

　　與VoIP商用網不同的是：企業(yè)網絡在考慮實施VoIP技術方案中，需要考慮對語音業(yè)務的不同需求和數據傳輸的實時性要求來確定采用VoIP技術的適宜性；根據網絡現有結構確定采用哪種VoIP接入形式，IP網絡設計傳輸的話務量有多大（涉及網絡擁塞和數據包優(yōu)先級喪失等問題）；充分了解各種投標方案中的所適合采用的各種VoIP網關設備（獨立網關、路由器網關、遠程接入服務器（RAS）網關、IP PBX網關）及協議（H.323/H.245或SIP）的兼容性等問題；按網絡可能發(fā)生的最大呼叫數量和設備的信息處理能力預測網絡需求的帶寬，確定合適的端口數目；具體了解每種網關設備的IP包編碼方式、壓縮方法及優(yōu)先級排序方式（影響時延的3個因素），并考慮是否需要像關守這樣的網關管理軟件問題等，以最大限度地發(fā)揮系統(tǒng)擬定實現的設計功能和盡量減少設備的投資成本。為此，按企業(yè)網絡不同情況，從網絡構成形式上可歸結下面幾種易于整合的企業(yè)級解決方案。

３.基于PABX系統(tǒng)的IP交換擴展方案

　　在企業(yè)已建立起的PBX話音交換系統(tǒng)中，適當增加對VoIP網絡設備的投資，可實現使PBX具有對TCP/IP LAN的直接訪問功能，以作為由PBX向IPBX過渡的一個技術解決方案。圖１所示系統(tǒng)，是通過在原PBX系統(tǒng)中，加入線路接口卡（或中繼接口卡，兩者均應具有Ethernet接口功能）和ACD（Automatic Call Distribution）服務器以及與CTI（Computer Telephony Integration）服務器所構成的一種VoIP網絡結構。

　　系統(tǒng)核心部件是插接在PBX機架中的IP線路接口卡（IP Line Card），它擔當橋接PBX TDM系統(tǒng)與IP LAN系統(tǒng)之間的網關，完成TDM 64kbit/s基本時隙與Ethernet數據包的格式轉換，具有識別IP包格式、壓縮／還原數據、分離／合成VoIP語音和數據的功能。在PSTN用戶呼叫時，經PBX對TDM話音或傳真信息進行交換后，由線路接口卡對語音進行分組和壓縮，將其轉換成IP數據包連同生成的IP地址一起送到LAN網絡，再通過路由器轉接到WAN，最后按IP地址直達被呼叫的Internet網絡用戶。 ACD服務器是基于PBX的一種軟件驅動系統(tǒng)，它負責控制呼叫如何被接受、排隊，提供話務統(tǒng)計及管理報告，因此它在本系統(tǒng)的主要功能是實現話音信息的接續(xù)控制與轉移，包括話音的搭道，控制信令的交互，語音的接入及呼出等服務。

　　CTI（Computer Telephony Integration）在本系統(tǒng)中擔當PBX TDM與LAN Ethernet之間的呼叫流量（Call-flow）控制、管理及協調運行和數據維護的呼叫中心以及具有主叫線路識別（CLI）功能和傳統(tǒng)PBX電腦話務員座席（Computer Calling Service Operator Seat）的所有控制功能。

　　按這種方式對原有系統(tǒng)升級，可達到對原有交換系統(tǒng)改動最小的目的，使傳統(tǒng)的PBX的呼叫控制和話音傳輸被簡單地擴展應用到了IP網絡，能夠基本實現用戶數據與語音信號的同時交換和傳輸。

　　這種系統(tǒng)的缺點是所有的信息交換都需要由PBX對TDM交換來處理，如果本局的以太網IP電話用戶希望與另一個端局的以太網電話用戶通話時，則所有的IP通信都必須首先由IP線路接口卡轉換為TDM電路交換模式，然后再由TDM電路交換模式轉換回到IP通信模式，因此轉換效率相對較低，信號往返需要占用兩倍ＩＰ網絡系統(tǒng)的帶寬，容易在信號轉換過程中產生轉換噪聲和波形失真，因而要確保系統(tǒng)具有較高的QoS（Qualityof Service）。

４.IP LAN網絡的TDM語音處理功能

　　具有語音交換功能的IP網絡系統(tǒng)，也可以是具有用戶集中交換機（Centrix）功能的IPBX系統(tǒng)。

　　系統(tǒng)的主要部分仍是IP LAN，與非LAN網絡IP協議交換時，才涉及到與TDM電路部分交換的一些必要功能，因此無論呼叫是否來自PSTN、模擬/數字電話或者來自以太網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網關單元構成的若干包交換功能模塊（Conversion Box），由它完成對非網絡IP電話（模擬或數字電話）以及PSTN去話/來話路由進行到IP設備之間的包交換協議轉換。

　　系統(tǒng)呼叫控制服務器（Call Control Server）運行于Windows NT/2000或Unix多用戶服務操作系統(tǒng)，負責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。當然也可以由站點關守（Gstekeeper）通過LAN內部虛擬路由提供IP呼叫地址查找目的主機來建立PSTN與LAN之間的呼叫，這就需要呼叫控制軟件和服務器硬件與傳統(tǒng)的PBX一樣，具備較高的可靠性。如果系統(tǒng)還需要增加語音郵件（Voicemail）服務，則需要另外配置Voicemail Server，相應要增加一些系統(tǒng)成本開銷。

　　這種系統(tǒng)的主要缺點是，所有的話務量包括在非IP設備上建立的呼叫或拆卸呼叫，都必須被Conver sion Box轉換為符合ip的包交換數據，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過多次不必要的轉換，因此，在一定程度上增加了系統(tǒng)的時延。

５.基于IP LAN網絡的TDM交換擴展方案 　　

　　這種實現方案主要利用了IP網絡來作為實現具有TDM電路交換功能的一個復合系統(tǒng)。由于它提供了附加的TDM總線的各種服務（模擬電話、傳真、尋呼、Modem數據傳輸），因而比較適合于處在電路端點的話音和數據交換。

　　在ip網絡上實現TDM交換的關鍵問題，在于必須要有一個基于IP核心、能夠與其協調一致、具有多項呼叫代理（Multi Call Agent）功能的優(yōu)化形式多媒體網絡的支持，這種優(yōu)化網絡形式應具有比較強的本地呼叫處理能力，這意味著在IP與非IP網絡之間至少要有一個能夠起到橋接作用的復合功能網關，以完成對TDM Bus及IP Bus這兩種不同形式內部網絡節(jié)點的呼叫轉換作用。為此，本系統(tǒng)是通過設置一個企業(yè)呼叫服務器（Enterprise Call Server）來完成對同處在一個呼叫單元內的TDM總線信息、呼叫控制協議（H.245）、VoIP網關（H.323）協議以及實時應用資源進行包交換處理。經過企業(yè)的IP網，一方面可實現從IP設備到IP設備之間的通信，完成IP呼叫的建立、拆卸以及Ethernet IP設備間的信令處理；另一方面，對非IP電路通信，可在企業(yè)呼叫服務器的協同下，經由TDM電路交換總線來處理本局模擬電話與PSTN之間或PSTN與語音郵件服務之間的交換信息。

　　由IETF MGCP工作組發(fā)起制定的媒體網關控制協議（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協議標準的終端和網關都必須具有ITU_TG．711編解碼器，即64 kbit/s PCM編解碼器，以保證實現不同設備間的最低程度兼容。在正常工作時，由本端呼叫服務器網關從TDM Bus接收E1基本速率64 kbit/s時隙地址（PSTN電話號碼），然后向被叫呼叫服務器關守發(fā)送信令，由被叫關守提供對主叫網關或終端的認證，根據被叫號碼查詢所對應的網關，完成呼叫，建立會話。而所有的呼叫除涉及網關定位和被叫號碼信息外，還應涉及帶寬限制信息、編解碼協商信息、呼叫控制及虛擬路由管理等功能。

　　按融合后網絡系統(tǒng)的要求，呼叫服務器系統(tǒng)操作程序還應具有實時跟蹤網絡實際運行情況的網絡控制及管理功能，以根據傳輸信息的路由情況自動調整自己的操作，從而盡可能縮小傳輸時延。為此，在VoIP網關H.323或STP協議中，均已包括了實時傳輸協議（RTP）和實時控制協議（RTCP）。

　　對于已經擁有端到端DDN專線的企業(yè)，通過路由器形成直達路由，可將企業(yè)網絡直接升級到VoIP網絡結構，形成一種最為直接的VoIP技術解決方案。其特點是連接方式比較簡單，因此整合網絡所需要的設備投資成本費用較低（不含申請DDN專線費用）。

６.結束語

　　綜上所述，企業(yè)網實施VoIP技術，盡管實際組網方案會有多種選擇形式，但通過上述分析、比較，應該說各有其特點。因此，重要的是在能夠保證系統(tǒng)所需功能及服務質量（QoS）的前提下，企業(yè)要能夠根據自身網絡的不同情況和不同需求，按網絡整合最低投資成本在眾多可供選擇的配套IPBX設備投標方案中做出最合理的選擇，以避免給實施VoIP技術帶來盲目性。
　　VoIP商用技術的成熟，給企業(yè)網現階段融合這一技術帶來了可選擇的空間，為滿足企業(yè)對外信息交流能力的日益需求，必將會給企業(yè)帶來顯著的經濟效益，同時，也為企業(yè)網未來逐步向真正的多媒體寬帶網過渡奠定了基礎。

ZDnet (www.zdnet.com.cn)


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