企業(yè)VoIP的實(shí)現(xiàn)方式與網(wǎng)絡(luò)組織

胡偉華 　劉素清

武漢電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院　　武漢通信指揮學(xué)院

　　摘 要 語(yǔ)音業(yè)務(wù)在IP網(wǎng)絡(luò)上的傳遞現(xiàn)已成為企業(yè)在進(jìn)行數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和改造時(shí)的一個(gè)重要課題，本文在對(duì)VoIP的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上重點(diǎn)討論了VoIP網(wǎng)關(guān)+模擬話機(jī)模式的企業(yè)內(nèi)部VoIP網(wǎng)絡(luò)組織問題。

　　關(guān)鍵詞 IP VoIP 網(wǎng)關(guān) 語(yǔ)音編碼

1 引言

　　隨著信息技術(shù)，特別是光纖技術(shù)和Internet技術(shù)的發(fā)展，使企業(yè)有能力建設(shè)IP寬帶網(wǎng)絡(luò)，用于語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和圖像的綜合傳送。如何實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有語(yǔ)音業(yè)務(wù)在IP網(wǎng)絡(luò)上的傳送，成為企業(yè)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)或改造時(shí)的一個(gè)重要問題。VoIP技術(shù)為解決這個(gè)問題提供了一條解決的途徑。從技術(shù)上講，VoIP有兩種基本實(shí)現(xiàn)方式：IP分機(jī)方式和VoIP網(wǎng)關(guān)方式。所謂IP分機(jī)方式是指語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)中的每一部能夠享受IP服務(wù)的話機(jī)自身就是一部專用獨(dú)立的IP電話機(jī)，這種話機(jī)本身就是一部小的計(jì)算機(jī)，多數(shù)VoIP操作如語(yǔ)音編碼、壓縮、拆打包等都由話機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)；另一種是VoIP網(wǎng)關(guān)+模擬話機(jī)方式，話機(jī)為普通的話機(jī)，所有VoIP操作均通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前，兩種方式均主要基于H.323實(shí)現(xiàn)，IP語(yǔ)音質(zhì)量相同。IP分機(jī)方式盡管在建筑物綜合布線和作為綜合業(yè)務(wù)終端方面具有較大的優(yōu)勢(shì)，但在信令處理、CTI技術(shù)集成、標(biāo)準(zhǔn)開放平臺(tái)提供等方面都存在較大的技術(shù)空白，支持的廠商少，以及目前尚無(wú)法解決的不間斷供電問題等原因，使其在目前條件下的應(yīng)用受到較大的限制；而VoIP網(wǎng)關(guān)+模擬話機(jī)方式以其成熟的技術(shù)、節(jié)省投資、便于運(yùn)行維護(hù)和充分利用企業(yè)用戶現(xiàn)有語(yǔ)音系統(tǒng)等優(yōu)勢(shì)，使其成為國(guó)內(nèi)外眾多企事業(yè)單位IP語(yǔ)音方案的首選。本文主要討論VoIP網(wǎng)關(guān)+模擬話機(jī)的企業(yè)內(nèi)部VoIP網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方式與網(wǎng)絡(luò)組織方案的制定問題。

2 VoIP網(wǎng)關(guān)+模擬話機(jī)語(yǔ)音系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式

　　典型的VoIP網(wǎng)關(guān)+模擬話機(jī)語(yǔ)音系統(tǒng)一般由電話終端、網(wǎng)關(guān)（GW）、多點(diǎn)接入控制單元（MCU）和網(wǎng)守等四大部分構(gòu)成，基于H.323協(xié)議族所定義的協(xié)議模型。網(wǎng)關(guān)的主要功能是進(jìn)行信令處理、H.323協(xié)議功能、語(yǔ)音編解碼和路由協(xié)議處理等，網(wǎng)關(guān)對(duì)外分別提供與PSTN連接的中繼接口和與IP網(wǎng)絡(luò)連接的接口；網(wǎng)守的主要功能是用戶認(rèn)證、地址解析、帶寬管理、安全管理和區(qū)域管理。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不大的情況下，網(wǎng)守也不是必須的設(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。

　　企業(yè)用戶通過話機(jī)發(fā)出呼叫后通過企業(yè)小交換機(jī)或直接接續(xù)到網(wǎng)關(guān)上；網(wǎng)關(guān)根據(jù)呼叫的接入碼觸發(fā)相應(yīng)的業(yè)務(wù)流程，進(jìn)而與用戶進(jìn)行交互，獲得被叫號(hào)碼信息；網(wǎng)關(guān)在獲得被叫號(hào)碼信息后，與網(wǎng)關(guān)上已經(jīng)設(shè)置好的路由數(shù)據(jù)進(jìn)行比較：如果被叫號(hào)碼對(duì)應(yīng)的號(hào)首已經(jīng)有相應(yīng)的路由數(shù)據(jù)，則網(wǎng)關(guān)將直接和對(duì)端網(wǎng)關(guān)之間建立起IP通信，如果被叫號(hào)碼對(duì)應(yīng)的號(hào)首沒有相應(yīng)的路由數(shù)據(jù)，則呼叫失敗，網(wǎng)關(guān)可以提示用戶不能接通，并允許用戶重新?lián)艽虮唤刑?hào)碼；兩個(gè)網(wǎng)關(guān)之間的呼叫建立起來(lái)后，被叫側(cè)網(wǎng)關(guān)將向被叫用戶所在的PSTN交換機(jī)或PBX發(fā)起呼叫建立請(qǐng)求（或直接接通被叫分機(jī)），如果被叫號(hào)碼存在且空閑，則被叫話機(jī)將振鈴；被叫在振鈴后摘機(jī)，主被叫用戶通過IP電話網(wǎng)關(guān)和IP網(wǎng)絡(luò)可以通話，其中語(yǔ)音從交換機(jī)（或直接）傳送到網(wǎng)關(guān)上以后，網(wǎng)關(guān)將對(duì)語(yǔ)音進(jìn)行壓縮，然后將壓縮后的語(yǔ)音包打成IP包的形式并通過Internet/Intranet傳送給對(duì)方網(wǎng)關(guān)；對(duì)方網(wǎng)關(guān)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包，恢復(fù)成壓縮后的語(yǔ)音包并進(jìn)行解壓，使其恢復(fù)成正常的語(yǔ)音包，并讓用戶能夠通話。

3 企業(yè)VoIP網(wǎng)絡(luò)方案制定

3.1 對(duì)企業(yè)現(xiàn)有電話網(wǎng)絡(luò)的兼容和過渡

　　VoIP網(wǎng)關(guān)+模擬話機(jī)方式的各種組網(wǎng)方案均能兼容企業(yè)現(xiàn)有的電話交換網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡(luò)向IP網(wǎng)絡(luò)的逐步過渡。在已有或擬建的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上增加語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)設(shè)備即可。增加IP語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)后，對(duì)企業(yè)原有電話網(wǎng)絡(luò)無(wú)任何影響，企業(yè)用戶的電話呼叫可以根據(jù)需要選擇出局通路，可通過IP網(wǎng)關(guān)進(jìn)行IP呼叫，也可接入PSTN走傳統(tǒng)的電話呼叫路由。接受過程也是如此，可以接受來(lái)自IP網(wǎng)的呼叫，也可接受來(lái)自PSTN的呼叫。對(duì)用戶來(lái)說均沒什么區(qū)別。

3.2 媒體編碼技術(shù)的選擇

　　由于在分組交換網(wǎng)絡(luò)中，業(yè)務(wù)質(zhì)量不能得到很好保證，因而需要編碼具有一定的靈活性，也就是編碼速率、編碼尺度的可變可適應(yīng)性。應(yīng)用比較廣泛的有碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)（CELP）原理為基礎(chǔ)的G.729、G.723（G.723.1）語(yǔ)音壓縮編碼技術(shù)。 G.729原來(lái)是8kbit/s的語(yǔ)音編碼標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)進(jìn)一步完善后，其工作范圍擴(kuò)展至6.4~11.8 kbit/s，語(yǔ)音質(zhì)量也在此范圍內(nèi)有一定的變化，但即使是6.4 kbit/s，語(yǔ)音質(zhì)量也很不錯(cuò)，很適合在VoIP系統(tǒng)中使用，G.723.1采用5.3/6.3 kbit/s雙速率語(yǔ)音編碼，其語(yǔ)音質(zhì)量好，但處理時(shí)延較大，是目前已標(biāo)準(zhǔn)化的最低速率語(yǔ)音編碼算法。在目前接入網(wǎng)速度普遍較低的情況下，G.723.1語(yǔ)音編碼也大量運(yùn)用于H.323會(huì)議系統(tǒng)中。

　　IP語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)延主要來(lái)自兩個(gè)方面：把語(yǔ)音壓縮并裝入數(shù)據(jù)包的時(shí)間和語(yǔ)音數(shù)據(jù)包在線路上傳輸?shù)臅r(shí)間。有調(diào)查資料表明，長(zhǎng)距離Internet通信延遲時(shí)間每年遞減20%。相關(guān)的語(yǔ)音技術(shù)還包括靜音檢測(cè)技術(shù)和回聲消除技術(shù)。有研究結(jié)果表明，人們?cè)诖螂娫挄r(shí)約有50%為聆聽對(duì)方講話的靜默時(shí)間，10%為講話時(shí)短暫停頓的靜默時(shí)間。靜音檢測(cè)技術(shù)可以有效剔除靜默信號(hào)，從而使語(yǔ)音信號(hào)占用的帶寬要求進(jìn)一步降低到3.5kbit/s左右；回聲消除技術(shù)利用數(shù)字濾波器技術(shù)來(lái)消除對(duì)通話質(zhì)量影響很大的回聲干擾，保證通話質(zhì)量。這一點(diǎn)在時(shí)延相對(duì)較大的分組網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中尤為重要。

3.3 接入方式的確定

　　由于各企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境和條件不同，接入方式和接入用戶量會(huì)有很大區(qū)別，根據(jù)不同層次和應(yīng)用環(huán)境選擇不同的接入方式和設(shè)備，主要是考慮用戶數(shù)量和擴(kuò)容能力等。

　　對(duì)于大企業(yè)的中心節(jié)點(diǎn)，其用戶數(shù)量較多，可以選擇專用的語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)通過高端路由器接入數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，通過E1中繼和交換機(jī)連接，提供從幾十路到上千路不等的IP電話接入，支持No.1和PRI信令方式，和其他設(shè)備配合可以提供No.7信令接入。為便于管理和實(shí)現(xiàn)各機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間的互通，可利用網(wǎng)守進(jìn)行集中管理。

　　對(duì)于中型企業(yè)或大企業(yè)的分支用戶，可以通過路由器語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)，模塊化路由器可直接支持E1語(yǔ)音接入，通過E1中繼連接交換機(jī)，通過不同型號(hào)的路由器選擇以及模塊配置，可支持?jǐn)?shù)十路到數(shù)百路IP電話用戶的接入。另外，分支機(jī)構(gòu)還可通過Internet與總部利用VPN方式連接，進(jìn)行VoIP通信。

　　對(duì)于小企業(yè)或大企業(yè)的遠(yuǎn)程分支，用戶數(shù)量比較少的情況下，可以通過E&&M中繼或AT0中繼來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶的IP語(yǔ)音接入，模塊化路由器可以支持最多30路E&&M和AT0中繼接口；另外，對(duì)于更小的集團(tuán)用戶，模塊化路由器可以直接支持AL0用戶接口，可以在路由器上直接掛接電話機(jī)。

　　對(duì)于沒有本地電話交換機(jī)而使用電信集團(tuán)用戶電話模式的組網(wǎng)，連接方法和上面的情況相同，只是撥號(hào)時(shí)號(hào)碼不能完全自己設(shè)置，需要使用電信提供的中繼線路的號(hào)碼作為接入號(hào)碼，相當(dāng)于撥總機(jī)后再撥號(hào)而已。

3.4 中繼連接

　　大多數(shù)的IP電話網(wǎng)關(guān)都能提供豐富的語(yǔ)音接口。比如PBX中最常用到的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(lái)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(yǔ)音模塊的方式內(nèi)置到路由器中，直接進(jìn)入IP骨干網(wǎng)。對(duì)于已擁有自己的用戶交換機(jī)（PBX）的企業(yè)用戶，在進(jìn)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，而這些用戶交換機(jī)之間的中繼連接都將通過IP骨干網(wǎng)來(lái)完成。

　　IP電話是采用IP包的方式在數(shù)據(jù)網(wǎng)上傳送語(yǔ)音信息的。每個(gè)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(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(zhuǎn)接的問題。從邏輯上講，網(wǎng)上語(yǔ)音交換機(jī)的地位都是對(duì)等的。所以，中心局的中繼數(shù)量也可以采取端局的方式來(lái)計(jì)算，取電話用戶數(shù)量的1/10就可以了。

　　通過增設(shè)IP電話網(wǎng)關(guān)的方式可以很容易地建立或?qū)�傳統(tǒng)的電話網(wǎng)升級(jí)為IP電話網(wǎng)。只要在建立IP電話網(wǎng)的過程中，精確計(jì)算IP電話中繼數(shù)量，合理利用各項(xiàng)技術(shù)，就可以以很小的代價(jià)，建成一個(gè)高質(zhì)量的IP電話網(wǎng)。這將給企業(yè)用戶帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)效益。

摘自《中國(guó)數(shù)據(jù)通信》