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企業(yè)內部IP電話(huà)網(wǎng)的建設

牛峰 2002/01/25

一、IP電話(huà)脫穎而出的網(wǎng)絡(luò )融合技術(shù)

　　信息時(shí)代的到來(lái)極大地改變了每一個(gè)人的生活。人們對于傳遞信息、處理信息的要求越來(lái)越高。電話(huà)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容。

　　在傳統方式下，話(huà)音業(yè)務(wù)和數據業(yè)務(wù)是由兩個(gè)互相獨立的網(wǎng)絡(luò )電話(huà)通信網(wǎng)和數據通信網(wǎng)分別提供的。由于這種方式針對不同的應用，采用最適合這項應用的技術(shù)體制，所以能夠有效、高質(zhì)量的完成不同業(yè)務(wù)的傳遞。但是，使用者和維護者必須同時(shí)面對多個(gè)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(lái)了一定的難度。人們希望能夠在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò )上進(jìn)行語(yǔ)音、數據和圖象等多業(yè)務(wù)的傳遞，電信制造業(yè)為了滿(mǎn)足這個(gè)要求，進(jìn)行了大量的研究和嘗試。

　　幀中繼多路復用技術(shù)和ATM技術(shù)就是其中的兩項成果。這兩種技術(shù)在不同的歷史階段曾經(jīng)輝煌一時(shí)，被認為是解決多業(yè)務(wù)融合的主流技術(shù)。但是，由于他們不能很好的解決面向非連接的數據應用，實(shí)現起來(lái)十分復雜等原因，使得他們最終沒(méi)能脫穎而出。取而代之的是異軍突起的IP技術(shù)。這種技術(shù)是一項面向非連接的技術(shù)。在OSI的分層體系結構中，IP技術(shù)是一項網(wǎng)絡(luò )層技術(shù)，由于它支持FR、DDN、PSTN/ISDN等多項鏈路層技術(shù)，同時(shí)又支持分組語(yǔ)音、圖象和數據等多業(yè)務(wù)的應用，使得這項技術(shù)應用十分廣泛，已經(jīng)稱(chēng)為事實(shí)上的工業(yè)標準。廣泛應用的Internet網(wǎng)絡(luò )就是采用的這項技術(shù)。

　　對于銀行、公安這樣的行業(yè)或者大企業(yè)來(lái)講，由于比較重視信息化的建設，大都擁有專(zhuān)用的電話(huà)通信網(wǎng)和數據通信網(wǎng)。電話(huà)通信網(wǎng)一般是采用自建電話(huà)交換機（PBX）、租用電信部門(mén)的中繼線(xiàn)的方式實(shí)現的；而數據通信網(wǎng)則需要另外租用DDN專(zhuān)線(xiàn)或其他租用線(xiàn)來(lái)實(shí)現的。這樣，企業(yè)和行業(yè)用戶(hù)不僅要在線(xiàn)路租費上需要更大的開(kāi)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(hù)有能力建設專(zhuān)用的IP寬帶骨干網(wǎng)，用于綜合傳送語(yǔ)音、數據和圖象業(yè)務(wù)。而如何將原有的話(huà)音網(wǎng)改造成IP電話(huà)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(hù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )改造時(shí)所關(guān)心的一個(gè)重要問(wèn)題。

二、IP電話(huà)網(wǎng)的構成及原理

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

　　IP電話(huà)的基本構成如下圖所示：

　　IP電話(huà)的基本結構由網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)守（GK）兩部分構成。網(wǎng)關(guān)的主要功能是信令處理、 H.323協(xié)議功能、 語(yǔ)音編碼和解碼和路由協(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(hù)認證； 地址解析；帶寬管理；路由管理；安全管理和區域管理。

　　呼叫由PSTN語(yǔ)音交換機發(fā)起，通過(guò)中繼接口接入到網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)獲得用戶(hù)希望呼叫的被叫號碼后，向網(wǎng)守發(fā)出查詢(xún)信息，網(wǎng)守查找被叫網(wǎng)守的IP地址，并根據網(wǎng)絡(luò )資源情況來(lái)判斷是否應該建立連接，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(guò)IP網(wǎng)絡(luò )與對方網(wǎng)關(guān)建立起呼叫連接，被叫側網(wǎng)關(guān)向PSTN網(wǎng)絡(luò )發(fā)起呼叫并由交換機向被叫用戶(hù)振鈴。被叫摘機后，被叫側網(wǎng)關(guān)和交換機之間的話(huà)音通道被連通。網(wǎng)關(guān)之間則開(kāi)始利用H245協(xié)議進(jìn)行能力交換，確定通話(huà)使用的編解碼。在能力交換完成后，主被叫方即可開(kāi)始通話(huà)。

　　對于大多數企業(yè)和行業(yè)用戶(hù)，IP電話(huà)網(wǎng)仍然是供內部使用的專(zhuān)用網(wǎng)，鑒權、計費、用戶(hù)認證等功能并不很重要。所以，在建設企業(yè)IP電話(huà)網(wǎng)的時(shí)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(huà)網(wǎng)關(guān)具備有一定的地址轉換的能力，在網(wǎng)絡(luò )規模不大的情況下，網(wǎng)守也不是必須的設備。這樣，可以節約大量的建設資金，使企業(yè)IP電話(huà)網(wǎng)的建設變得十分容易。

三、企業(yè)IP電話(huà)網(wǎng)的建設

　　對于大多數的企業(yè)用戶(hù)，都擁有自己的用戶(hù)交換機PBX。在進(jìn)行IP電話(huà)網(wǎng)的建設中，這些PBX將被保留，繼續承擔起用戶(hù)接入的功能。而這些PBX之間的中繼連接都將通過(guò)IP骨干網(wǎng)來(lái)完成。這樣，既可以節約價(jià)格不菲的長(cháng)途中繼租用費，也避免了大規模的改造所帶來(lái)的浪費。

　　1、中繼連接

　　　大多數的IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)都能提供豐富的語(yǔ)音接口。比如PBX中最長(cháng)用到的E1數字中繼、AT0二線(xiàn)環(huán)路中繼、E/M中繼等。其中數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(huà)，為使用帶來(lái)了很大的方便。電話(huà)網(wǎng)關(guān)一般通過(guò)以太網(wǎng)連接到IP骨干網(wǎng)中，也可以通過(guò)語(yǔ)音模塊的方式內置到路由器中，直接進(jìn)入IP骨干網(wǎng)。

　　2、中繼數量的計算

　　傳統的電話(huà)網(wǎng)多是采用星形的拓撲結構，端局之間的通話(huà)都需要中心局來(lái)轉接。對于端局，電話(huà)中繼線(xiàn)的數量可以根據本局用戶(hù)的話(huà)務(wù)量和出局比來(lái)確定，根據經(jīng)驗值，一般取電話(huà)用戶(hù)數量的1/10就可以了。而對于中心局，除了需要計算本局用戶(hù)的出局中繼線(xiàn)外，還需要將轉接各端局的中繼計算進(jìn)來(lái)，所以，中繼數量會(huì )相對比較多。

　　而IP電話(huà)是采用IP包的方式在數據網(wǎng)上傳送語(yǔ)音信息的。每個(gè)數據包中都含有被叫網(wǎng)關(guān)的IP地址，網(wǎng)絡(luò )設備根據這些IP地址將語(yǔ)音包直接發(fā)送到被叫端的網(wǎng)關(guān)上。所以，不存在中心局轉接的問(wèn)題。從邏輯上講，網(wǎng)上所以話(huà)音交換機的地位都是對等的。所以，中心局的中繼數量也可以采取端局的方式來(lái)計算，取電話(huà)用戶(hù)數量的1/10就可以了。

　　3、提高IP電話(huà)質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)

　　話(huà)音質(zhì)量一向是衡量一個(gè)網(wǎng)絡(luò )是否成功的關(guān)鍵因素。為了提高話(huà)音質(zhì)量，在IP電話(huà)網(wǎng)的建設過(guò)程中，應注意以下問(wèn)題：

　　時(shí)延：

　　影響時(shí)延的因素有多個(gè)方面：編解碼、網(wǎng)絡(luò )、防抖動(dòng)緩沖、報文隊列等都影響時(shí)延，其中有些是固定時(shí)延，如編解碼網(wǎng)絡(luò )速率等；有些是變化的，如防抖動(dòng)緩沖和隊列調度等，固定的時(shí)延可以通過(guò)改變編解碼方式和提高網(wǎng)絡(luò )速率來(lái)改變，而變化的時(shí)延通常采用提高轉發(fā)效率來(lái)提高。

　　抖動(dòng)：

　　影響抖動(dòng)的因素通常同網(wǎng)絡(luò )的擁塞程度相關(guān)。由于語(yǔ)音同數據在同一條物理線(xiàn)路上傳輸，語(yǔ)音數據通常會(huì )由于數據報文占用了物理線(xiàn)路而導致阻塞。解決抖動(dòng)的通常采用緩沖隊列來(lái)解決，另外提供QoS和資源預留使語(yǔ)音數據獲得優(yōu)先發(fā)送和獲得固定的帶寬也是解決抖動(dòng)問(wèn)題的主要手段。

　　話(huà)音質(zhì)量

　　話(huà)音質(zhì)量問(wèn)題是VoIP要解決的主要問(wèn)題，話(huà)音質(zhì)量除了同編解碼方式有關(guān)外，同網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構，擁塞程度等都有很大的關(guān)系，現在解決網(wǎng)絡(luò )引起話(huà)音質(zhì)量的技術(shù)已經(jīng)有很多，主要從兩個(gè)方面來(lái)解決，一是采用資源預留策略（RSVP），預先為語(yǔ)音數據保留一部分帶寬；另一方式是為語(yǔ)音數據設立高優(yōu)先級隊列、定制隊列（PQ/CQ/WFQ）等策略，當有語(yǔ)音數據時(shí)，優(yōu)先發(fā)送語(yǔ)音數據。兩種策略各有優(yōu)缺點(diǎn)，都可以解決話(huà)音質(zhì)量問(wèn)題。

　　當骨干網(wǎng)建成之后，通過(guò)增設IP電話(huà)網(wǎng)關(guān)的方式可以很容易的將傳統的電話(huà)網(wǎng)升級為IP電話(huà)網(wǎng)。只要在改造的過(guò)程中，精確計算IP電話(huà)中繼數量，合理利用各項技術(shù)，就可以只付出很小的代價(jià)，建成一個(gè)高質(zhì)量的IP電話(huà)網(wǎng)。這將給行業(yè)和大企業(yè)用戶(hù)帶來(lái)很大的經(jīng)濟效益。

華為公司供稿 CTI論壇編輯