企業VoIP的實現方式與網絡組織

2019-11-03 09:09:17

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供稿：網友

胡偉華　劉素清

武漢電信規劃設計院　　武漢通信指揮學院

　　摘要語音業務在ip網絡上的傳遞現已成為企業在進行數據網絡建設和改造時的一個重要課題，本文在對VoIP的實現方式進行介紹的基礎上重點討論了VoIP網關+模擬話機模式的企業內部VoIP網絡組織問題。

　　關鍵詞 IP VoIP 網關語音編碼

1 引言

　　隨著信息技術，特別是光纖技術和Internet技術的發展，使企業有能力建設IP寬帶網絡，用于語音、數據和圖像的綜合傳送。如何實現現有語音業務在IP網絡上的傳送，成為企業進行網絡建設或改造時的一個重要問題。VoIP技術為解決這個問題提供了一條解決的途徑。從技術上講，VoIP有兩種基本實現方式：IP分機方式和VoIP網關方式。所謂IP分機方式是指語音網絡中的每一部能夠享受IP服務的話機自身就是一部專用獨立的IP電話機，這種話機本身就是一部小的計算機，多數VoIP操作如語音編碼、壓縮、拆打包等都由話機設備實現；另一種是VoIP網關+模擬話機方式，話機為普通的話機，所有VoIP操作均通過網關設備來實現。目前，兩種方式均主要基于H.323實現，IP語音質量相同。IP分機方式盡管在建筑物綜合布線和作為綜合業務終端方面具有較大的優勢，但在信令處理、CTI技術集成、標準開放平臺提供等方面都存在較大的技術空白，支持的廠商少，以及目前尚無法解決的不間斷供電問題等原因，使其在目前條件下的應用受到較大的限制；而VoIP網關+模擬話機方式以其成熟的技術、節省投資、便于運行維護和充分利用企業用戶現有語音系統等優勢，使其成為國內外眾多企事業單位IP語音方案的首選。本文主要討論VoIP網關+模擬話機的企業內部VoIP網絡的實現方式與網絡組織方案的制定問題。

2 VoIP網關+模擬話機語音系統的實現方式

　　典型的VoIP網關+模擬話機語音系統一般由電話終端、網關（GW）、多點接入控制單元（MCU）和網守等四大部分構成，基于H.323協議族所定義的協議模型。網關的主要功能是進行信令處理、H.323協議功能、語音編解碼和路由協議處理等，網關對外分別提供與PSTN連接的中繼接口和與IP網絡連接的接口；網守的主要功能是用戶認證、地址解析、帶寬管理、安全管理和區域管理。在網絡規模不大的情況下，網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IP電話網的建設變得十分容易。

　　企業用戶通過話機發出呼叫后通過企業小交換機或直接接續到網關上；網關根據呼叫的接入碼觸發相應的業務流程，進而與用戶進行交互，獲得被叫號碼信息；網關在獲得被叫號碼信息后，與網關上已經設置好的路由數據進行比較：如果被叫號碼對應的號首已經有相應的路由數據，則網關將直接和對端網關之間建立起IP通信，如果被叫號碼對應的號首沒有相應的路由數據，則呼叫失敗，網關可以提示用戶不能接通，并允許用戶重新撥打被叫號碼；兩個網關之間的呼叫建立起來后，被叫側網關將向被叫用戶所在的PSTN交換機或PBX發起呼叫建立請求（或直接接通被叫分機），如果被叫號碼存在且空閑，則被叫話機將振鈴；被叫在振鈴后摘機，主被叫用戶通過IP電話網關和IP網絡可以通話，其中語音從交換機（或直接）傳送到網關上以后，網關將對語音進行壓縮，然后將壓縮后的語音包打成IP包的形式并通過Internet/Intranet傳送給對方網關；對方網關對接收到的數據包進行解包，恢復成壓縮后的語音包并進行解壓，使其恢復成正常的語音包，并讓用戶能夠通話。

3 企業VoIP網絡方案制定

3.1 對企業現有電話網絡的兼容和過渡

　　VoIP網關+模擬話機方式的各種組網方案均能兼容企業現有的電話交換網絡，實現傳統電話網絡向IP網絡的逐步過渡。在已有或擬建的數據網絡基礎上增加語音網關設備即可。增加IP語音網關后，對企業原有電話網絡無任何影響，企業用戶的電話呼叫可以根據需要選擇出局通路，可通過IP網關進行IP呼叫，也可接入PSTN走傳統的電話呼叫路由。接受過程也是如此，可以接受來自IP網的呼叫，也可接受來自PSTN的呼叫。對用戶來說均沒什么區別。

3.2 媒體編碼技術的選擇

　　由于在分組交換網絡中，業務質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性。應用比較廣泛的有碼本激勵線性預測（CELP）原理為基礎的G.729、G.723（G.723.1）語音壓縮編碼技術。 G.729原來是8kbit/s的語音編碼標準，經進一步完善后，其工作范圍擴展至6.4~11.8 kbit/s，語音質量也在此范圍內有一定的變化，但即使是6.4 kbit/s，語音質量也很不錯，很適合在VoIP系統中使用，G.723.1采用5.3/6.3 kbit/s雙速率語音編碼，其語音質量好，但處理時延較大，是目前已標準化的最低速率語音編碼算法。在目前接入網速度普遍較低的情況下，G.723.1語音編碼也大量運用于H.323會議系統中。

　　IP語音信號的時延主要來自兩個方面：把語音壓縮并裝入數據包的時間和語音數據包在線路上傳輸的時間。有調查資料表明，長距離Internet通信延遲時間每年遞減20%。相關的語音技術還包括靜音檢測技術和回聲消除技術。有研究結果表明，人們在打電話時約有50%為聆聽對方講話的靜默時間，10%為講話時短暫停頓的靜默時間。靜音檢測技術可以有效剔除靜默信號，從而使語音信號占用的帶寬要求進一步降低到3.5kbit/s左右；回聲消除技術利用數字濾波器技術來消除對通話質量影響很大的回聲干擾，保證通話質量。這一點在時延相對較大的分組網絡環境中尤為重要。

3.3 接入方式的確定

　　由于各企業的實際應用環境和條件不同，接入方式和接入用戶量會有很大區別，根據不同層次和應用環境選擇不同的接入方式和設備，主要是考慮用戶數量和擴容能力等。

　　對于大企業的中心節點，其用戶數量較多，可以選擇專用的語音網關通過高端路由器接入數據網絡，通過E1中繼和交換機連接，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，和其他設備配合可以提供No.7信令接入。為便于管理和實現各機構網絡間的互通，可利用網守進行集中管理。

　　對于中型企業或大企業的分支用戶，可以通過路由器語音網關來實現，模塊化路由器可直接支持E1語音接入，通過E1中繼連接交換機，通過不同型號的路由器選擇以及模塊配置，可支持數十路到數百路IP電話用戶的接入。另外，分支機構還可通過Internet與總部利用VPN方式連接，進行VoIP通信。

　　對于小企業或大企業的遠程分支，用戶數量比較少的情況下，可以通過E&&M中繼或AT0中繼來實現用戶的IP語音接入，模塊化路由器可以支持最多30路E&&M和AT0中繼接口；另外，對于更小的集團用戶，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。

　　對于沒有本地電話交換機而使用電信集團用戶電話模式的組網，連接方法和上面的情況相同，只是撥號時號碼不能完全自己設置，需要使用電信提供的中繼線路的號碼作為接入號碼，相當于撥總機后再撥號而已。

3.4 中繼連接

　　大多數的IP電話網關都能提供豐富的語音接口。比如PBX中最常用到的E1數字中繼、AT0二線環路中繼、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，有些網關還可以直接提供POTS接口，直接接普通電話，為使用帶來了很大的方便。電話網關一般通過以太網連接到IP骨干網中，也可以通過語音模塊的方式內置到路由器中，直接進入IP骨干網。對于已擁有自己的用戶交換機（PBX）的企業用戶，在進行IP電話網的建設中，這些PBX將被保留，繼續承擔起用戶接入的功能，而這些用戶交換機之間的中繼連接都將通過IP骨干網來完成。

　　IP電話是采用IP包的方式在數據網上傳送語音信息的。每個數據包中都含有被叫網關的IP地址，網絡設備根據這些IP地址將語音包直接發送到被叫端的網關上。所以，不存在中心局轉接的問題。從邏輯上講，網上語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計算，取電話用戶數量的1/10就可以了。

　　通過增設IP電話網關的方式可以很容易地建立或將傳統的電話網升級為IP電話網。只要在建立IP電話網的過程中，精確計算IP電話中繼數量，合理利用各項技術，就可以以很小的代價，建成一個高質量的IP電話網。這將給企業用戶帶來很大的經濟效益。

摘自《中國數據通信》