ＩＰ電話的系統應用

2019-11-03 09:07:42

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供稿：網友

南京郵電學院張燈銀張小英

　　ip電話的系統實現

　　根據ＥＴＳＩＴＩＰＨＯＮ工程，ＩＰ網與ＰＳＴＮ互聯實現ＩＰ電話的方案分為從ＩＰ網到電路交換網、從電路交換網到ＩＰ網、從電路交換網經ＩＰ網到電路交換網、從ＩＰ網到電路交換網后再由電路交換網到ＩＰ網四類。ＩＰ電話系統的實現方式隨著終端和路由的不同而不同。根據使用的終端可以劃分為ＰＣ－ｔｏ－ＰＣ、ＰＣ－ｔｏ－Ｐｈｏｎｅ、Ｐｈｏｎｅ－ｔｏ－ＰＣ、Ｐｈｏｎｅ－ｔｏ－Ｐｈｏｎｅ；根據覆蓋的區域可以劃分為集團結構、區域結構、全球結構；根據用戶對象可以劃分為個人ＩＰ電話、企業級ＩＰ電話網、電信級ＩＰ電話網（ＩＰ電話公眾網）。　　1 、PC-to-PC方式　　這是初期采用的一種方式，它以多媒體技術為基礎，建立在網對網的架構上，在技術上較容易實現，但對用戶的要求比較高。通話雙方的計算機均須登錄到網絡上，還要有全雙工聲卡、話筒等設備，并安裝相同的壓縮／解壓縮編碼電話軟件。通話時兩臺計算機均要上網，登錄到互聯網服務提供商（ＩＳＰ）的網絡服務器上，并運行網絡通話軟件通過Ｉｎｔｅｒｎｅｔ進行遠程網絡通信。由于技術背景比較簡單，使用方法比較復雜，所以效果不好，僅適合于網絡愛好者個人使用，不能作為公共電話服務的手段推廣使用。早期的ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｈｏｎｅ就是此類產品的代表。

　　2 、PC-to-Phone方式

　　該方式下，作為主叫方的計算機必須上網，而被叫方使用普通電話機即可。通話時，主叫方登錄到與對方電話網相連的ＩＰ電話網關。主叫方的呼叫信號通過Ｉｎｔｅｒｎｅｔ到達網關后，自動轉接到被叫方的電話上。建立起鏈路后，雙方即可和普通電話一樣交談。運行軟件時，要預先登記用戶名、口令及對方的電話號碼。而且，使用之前通常需預付一定的費用或提供信用卡號碼。Ｎｅｔ２Ｐｈｏｎｅ便是此類產品的代表。

　　在這種方式中，本地的ＰＣ通過本地的ＰＳＴＮ、ＩＳＰ上網，經過Ｉｎｔｅｒｎｅｔ到達遠端的ＩＳＰ下網后，經網關再進入遠端的ＰＳＴＮ，到達遠端的普通電話用戶。

　　3 、Phone-to-Phone方式

　　這是出現較晚、使用最簡便、最容易被人們接受的方式，也是技術背景最復雜的一種。如今，這種產品種類很多，實際性能差別也很大。大致可分為以下三種類型：

　?、?雙方電話各配置一個類似于Ｍｏｄｅｍ的設備，通話雙方通過它登錄到因特網上，首次通話前進行一次啟用注冊后，每次通話只需簡單的操作便能像普通電話一樣進行交談。它的優點是用戶不必直接操作計算機。有Ｉｎｔｅｒｎｅｔ帳戶的用戶，即可利用它通過Ｉｎｔｅｒｎｅｔ進行交談。

　?、?兩端都沒有計算機與電話連接，而是通過稱為“橋接器”的設備進行通話。它可以把普通模擬電話的音頻信號流轉換成分組數據，送入因特網傳輸。

　?、?利用ＩＰ電話網關服務器進行通話。網關服務器一端與Ｉｎｔｅｒｎｅｔ相連，另一端與當地的公用電話網相連。用戶不需要申請Ｉｎｔｅｒｎｅｔ帳戶，打電話時撥一個特殊電話號碼（接入號）即可連到服務器。使用起來就像３００號電話卡一樣，經過身份驗證后，直接輸入對方的電話號碼。服務器收到被叫號碼后，通過Ｉｎｔｅｒｎｅｔ與被叫方所在地的網關服務器建立連接。對方服務器收到呼叫后立刻接通本地被叫電話號碼。

　　在這種方式中，ＩＰ電話終端已由計算機發展到電話機，既可單路也可多路。

　　在單路結構中，是單部電話機到單部電話機，本地和遠端均安裝同一型號的單路網關（Ｇａｔｅｗａｙ）連接一般的雙音頻電話機。安裝時事先將上網號碼、帳號、密碼等存入單路網關里，使用時按普通電話撥號方式，就可撥通遠端電話。

　　所謂多路結構，就是可以在多部電話機之間撥打ＩＰ電話。與單路結構相比，技術要復雜得多。按照通信覆蓋的范圍不同，多路結構可進一步細分為集團結構、區域結構、全球結構三種組網方式。

　　集團結構：在這種方式中，本地用戶交換機（ＰＢＸ）的集團用戶，既可以通過專線進入ＩＳＰ（此時網關設在ＰＢＸ側），也可以通過ＰＳＴＮ進入ＩＳＰ（此時網關設在ＩＳＰ側）。兩種結構視實際情況和對ＰＳＴＮ上的話務量而定，如采用后者，可以不影響ＰＢＸ集團用戶在ＰＳＴＮ上的其他應用。

　　區域結構：一個地區內的普通電話用戶都可以通過ＰＳＴＮ進入本地區的ＩＰ電話節點站，由本地的ＩＳＰ登錄Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，直至遠端的普通電話用戶，實現雙方通信。

　　全球結構：由建有ＩＰ節點站的國家組成全球網絡，從而形成網絡電話地球村。

　　在這種全球結構中，對于雙方都有ＩＰ電話節點站的國家，普通電話用戶可以直接由Ｉｎｔｅｒｎｅｔ連接，實現雙方通話。例如中國用戶打電話到美國，將經過如下路由：中國主叫普通用戶撥打電話進入設立在中國的ＩＰ電話節點站，由網管中心分配到美國的ＩＰ電話節點站，美國的ＩＰ電話節點站根據電話號碼接通美國被叫用戶電話，雙方用戶實現通話。如果美國用戶打電話到中國，路由基本相同，只不過是從美國的ＩＰ電話節點站到中國的ＩＰ電話節點站。在全球結構中，對于沒有ＩＰ電話節點站的國家，也可以經過部分地區的ＰＳＴＮ和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ連接，加入到網絡電話的全球網。

　?。?、ＩＰ電話節點站

ＩＰ電話節點站主要由網關（Ｇａｔｗａｙ）模塊、用戶模塊、計費模塊、電源模塊和服務器等組成　?。桑须娫捁濣c站的功能主要由網關模塊完成，即將ＰＳＴＮ或ＰＢＸ的Ｔ１／Ｅ１等標準數字中繼接口信號或模擬中繼接口信號按照ＩＴＵＨ．３２３建議進行格式轉換、編解碼等，使之適配于ＴＣＰ／ＩＰ協議，使語音信號變成ＩＰ數據包在ＩＰ網上傳送。

　　節點站內還配置有用戶模塊和計費模塊。用戶模塊主要面向用戶，提供主叫號碼顯示、語音信箱、撥號存貯、遇忙回叫等服務；計費模塊實時采集用戶的動態信息。每個節點站的計費模塊除負責本地所有網關的計費信息統計外，還與其他節點站交換數據。用戶模塊與計費模塊相結合，還可提供用戶話費查詢等服務。

　　節點站中的服務器，是構成節點站的重要組成部分之一，它的配置包括軟件和硬件兩部分。軟件部分主要是操作系統和數據庫管理系統。操作系統當前常用的有ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ、ＵＮＩＸ和ＮＯＶＥＬＬ，其選擇的原則應從功能和可靠性出發，一般選用ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ；數據庫管理系統可選用Ｓｙｂａｓｅ，也可選用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ的ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ。一般選用ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ，一是它具有優越的性能，二是它由Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ開發，在ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ平臺上能很好匹配，更好地發揮作用。硬件部分主要是進行系統配置，它對系統性能有直接的影響。ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ方案經常被強迫適應某些類型的硬件平臺配置，導致系統性能的下降。

　　在ＩＰ電話節點站的構成中，每個節點站內可有Ｎ套網關模塊，實現從１～Ｎ的疊加，Ｎ值根據話務量來決定，每套網關模塊由８條或者３０條ＩＰ電話話路組成。關于ＩＰ電話節點站的靜態ＩＰ地址，不要求每條ＩＰ電話話路都有靜態ＩＰ地址，但每一套網關模塊必須有一個靜態ＩＰ地址。對于輸出，多套網關模塊可以共用一條ＤＤＮ專線接至ＩＳＰ。每個ＩＰ電話節點站的網關至少應具備一個口令（Ｐａｓｓｗｏｒｄ），該Ｐａｓｓｗｏｒｄ由網管中心分配。通過Ｐａｓｓｗｏｒｄ，網管中心可以監控各地的ＩＰ電話節點站，從而更好地管理整個系統。

　　IP電話的系統應用

　　現有的ＩＰ電話設備按其應用環境可劃分為家庭型、企業型和運營型三種。家庭型ＩＰ電話，一般是在電話前端加上一個類似于Ｍｏｄｅｍ（調制解調器）的設備，負責把模擬話音信號轉換成數字信號送到Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上傳輸。運營型ＩＰ電話設備，接駁于電話網與Ｉｎｔｅｒｎｅｔ網之間，用戶端不需附加任何設備，可以在電話網和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ網之間提供ＰＣ－ｔｏ－ＰＣ、ＰＣ－ｔｏ－ｐｈｏｎｅ和Ｐｈｏｎｅ－ｔｏ－Ｐｈｏｎｅ的語音通信服務。對于ＰＣ－ｔｏ－ＰＣ方式，可以不通過目錄服務器或網關直接進行語音通信。

　　企業型與運營型比較類似，只是企業型是作為通信終端設備直接用于企業，而且容量較小。對于擁有自己的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的公司來講，可以很方便地利用ＩＰ電話在其各分支機構之間組建自己的內部電話網。

　　除了提供普通公用電話服務以外，基于ＩＰ電話系統還可以提供許多其它應用，下面是一些應用實例。

1、繞道接入服務

　　用戶如處在長途通話費用較為昂貴的地區，可以利用ＩＰ電話避開本地電話供應商，而接入遠地電話網以求得較為廉價的服務。這對于運營成本較高、價格較貴的電信公司非常不利。

　　2 、呼叫轉移服務

　　對于普通家庭來講，一般只有一條電話用戶線。因此當用戶撥號上網時，就無法再接聽電話。ＩＰ電話提供的呼叫轉移服務可以實現用戶在上網時依然可以接電話。其原理：當用戶Ｂ在上網時，如用戶Ａ撥入電話，ＰＳＴＮ交換機自動將電話轉到默認的ＩＰ電話網關，網關會通過ＩＰ網絡將相應的電話送到用戶Ｂ的ＰＣ上。

　　3 、網上購物

　?。桑须娫捒梢允咕W上購物具有更大的交互性。商家可以在其Ｗｅｂ頁面相應的各類商品目錄旁邊設置相應的撥號按鈕，當客戶瀏覽定購某類商品需要詢問一些額外的問題時，不用斷開網絡打電話，可以點擊相應按鈕，此時，Ｗｅｂ服務器利用ＩＰＰｈｏｎｅＰｌｕｇｉｎ軟件將立即建立一個從客戶ＰＣ到該公司的用戶服務電話的ＩＰ電話鏈路，用戶就可以直接詢問所關注的問題。

　　這樣的結構還可以用于ＩＳＰ網上用戶支持、網上免費８００號電話、客服呼叫中心等這一類的應用。

　　ＩＰ電話的最終目的，就是要利用Ｉｎｔｅｒｎｅｔ傳送話音（ＶｏｉｃｅｏｖｅｒＩＰ，簡稱ＶｏＩＰ）。然而由于ＩＰ協議被制定時，并沒有針對實時語音傳送，因而ＩＰ網的交換能力并不足以使數據網絡達到通信級水平的穩定傳輸。綜合當前實際情況，ＩＰ電話系統應著力解決以下幾個方面的問題。

　　1 、語音質量

　　網絡帶寬的限制導致語音質量的不穩定。雖然ＩＰ技術可將一路電話壓縮至８Ｋｂｐｓ甚至更低，但由于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ是一個公眾信息網絡，用戶眾多，不能保證足夠的帶寬用來傳輸語音數據包。

　　2 、網關互連

　?。桑詮S商眾多，提供的網關及相關的網閘也多種多樣。然而，各網關之間并不能完全兼容，即各網關之間由于采用的語音壓縮標準不同、數據打包方式不一以及通訊協議不統一，從而造成不同廠家網關之間不能通訊。由此造成的后果是，一方面網關設備重復生產、重復投資；另一方面客戶購買網關時重復投資，利用率低。

　　3 、網絡互連

　　不同ＩＴ廠商所提供的網關都有自己的一套路由系統及計費系統，擁有自己的一個ＩＰ通訊網絡，但各個網絡之間并不能互連。如果購買網關產品后，能在不同網絡間進行路由選擇，則通訊成本更加低廉，網絡利用率更高。

　　4 、產品多樣化

　　在網關客戶中，既有跨國性的集團用戶、ＩＳＰ運營商，也有電信運營商，對網關性能的需求多種多樣。如何規劃產品，為不同客戶提供相應的產品，也成為ＩＴ商必須考慮的問題。

　　5 、電信經營化

　?。桑须娫捑W關對大規模電信化經營而言并不完全適合。作為電信級的ＩＰ電話，應符合ＳＳ７、Ｒ２等電信信令要求，具有大容量接入、高容錯、主叫認證、適合電信計費系統等性能。因此，發展ＩＰ包交換機是大規模電信發展的必然方向。

　　6 、承載網絡

　?。郑铮桑械膽脤Γ桑睿簦澹颍睿澹魰袠O大的影響。為了克服ＴＣＰ流控制和錯誤恢復可能導致的網絡阻塞崩潰，在所有的ＴＣＰ應用中都引入“慢啟動（ＳｌｏｗＳｔａｒｔ）”特征。一旦ＶｏＩＰ在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上被大量使用，由于ＶｏＩＰ主要采用ＵＤＰ，將會出現相當部分的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ流量沒有慢啟動的限制，對于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ會產生何種影響后果尚不得而知。

　　Ｉｎｔｅｒｎｅｔ本身反過來也影響著ＶｏＩＰ業務。由于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的流量和流向呈現動態變化，因此在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上部署ＶｏＩＰ應當慎重仔細，應考慮如何保證ＩＰ電話的通信質量。在普通電話網上，時延帶來的影響很??；但在ＩＰ電話業務中，網絡和網關帶來的時延則可能會嚴重地影響通信質量。因此，運營商必須提供高質量的ＩＰ網絡。

　　7 、技術標準

　?。桑须娫挼幕ネㄐ詥栴}，包括產品的互通和業務的互通，是制約ＩＰ電話發展的最大障礙。影響互通性的關鍵問題是有關ＩＰ電話的標準還處在不斷的發展和完善當中。隨著Ｈ．３２３第３版的出臺，各個ＩＰ電話設備廠家在產品互通性方面將會有較大的改善。

　　此外，ＩＰ電話運營商之間的業務互通和結算也是亟待解決的問題，運營商之間必須簽署合作協議，使用戶可以享受到像傳統電話服務一樣更大范圍內的服務。還有，ＩＰ電話業務在商業化推廣過程中，還存在如何有效管理ＩＰ網絡、進行監控等等，這些問題在實際運作過程中都必須加以解決。

　　目前的ＶｏＩＰ設備正在從基于ＰＣ的初級產品向大規模、高可靠、高性能的電信級設備發展，在技術上綜合現有電話網已有的信令技術以及“Ｖｏｉｃｅ＋Ｆａｘ＋Ｄａｔａ”功能。另外，在服務質量ＱｏＳ（ＱｕａｌｉｔｙｏｆＳｅｒｖｉｃｅ）方面，一些相關的協議（如資源預留協議ＲＳＶＰ）以及網絡中的控制方法（如流量控制、隊列管理、擁塞控制）等已經實現并可付諸實施。隨著支持ＱｏＳ的第６版網間協議（ＩＰｖ６）、幀中繼（ＦＲ）、異步轉移模式（ＡＴＭ）網絡等技術的普及以及相關國際標準的制定和完善，ＩＰ電話系統存在的一系列問題將會逐步得到解決。

　　傳統的話音通信網，甚至是有線電視網，與現代的數據通信網的融合已成為ＩＰ電話發展的主流，開創了電信業務發展的新紀元。在一個統一的數據網絡平臺上傳輸話音、圖像、圖形、視頻數據及多媒體信息已是大勢所趨。電信運營商需要符合電信營運規范的ＩＰ電話通訊方式及相應的計費、認證系統，因此提供電信營運的ＩＰ包交換機將會應運而生。未來的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ將提供可管理的ＩＰ服務，使電信網絡也能對信息流進行優先級分類，并實施訪問控制。ＩＰ技術的發展也給電信運營商帶來了新的機遇和挑戰。當然，ＩＰ市場需求、ＩＰ技術的進一步發展，還有待網絡環境的不斷改善。從現在發展的趨勢看，ＩＰ網絡還不可能取代原有的通訊網絡，但技術的發展已能夠使我們開發、利用ＩＰ網絡，并使之服務于社會。ＩＰ網絡將作為國際間通迅的一種有力的技術補充。

----《通信世界》