企业电话网插入IP

 

　　在传统方式下，话音业务和数据业务是由两个互相独立的网络——电话通信网和数据通信网分别提供的。但是，使用者和维护者必须同时面对多个不同的物理网络和网络技术，这给网络的使用和维护带来了一定的难度。人们希望能够在同一个网络上进行语音、数据和图像等多业务的传递。

　　信息时代的到来极大地改变了每一个人的生活。人们对于传递信息、处理信息的要求越来越高。电话和互联网已经成为人们工作和生活中的重要组成部分。而对于一些大的企业和行业（如金融、公安等），信息的交流更是日常工作中不可缺少的内容。

　　对于银行、公安这样的行业或者大企业来讲，由于比较重视信息化的建设，大都拥有专用的电话通信网和数据通信网。电话通信网一般是采用自建电话交换机（PBX）、租用电信部门的中继线的方式实现的；而数据通信网则需要另外租用DDN专线或其他租用线来实现。这样，企业和行业用户不仅在线路租费上需要更大的开支，而且在使用和维护上也有很多不便。信息技术，特别是光纤技术和Internet技术的发展，使大企业、行业用户有能力建设专用的IP宽带骨干网，用于综合传送语音、数据和图像业务。而如何将原有的话音网改造成IP电话网，使它能够在IP宽带骨干网上传送，将是企业和行业用户进行网络改造时所关心的一个重要问题。

　　IP电话技术是一项利用IP网络来传送语音的新兴技术。它的雏形是一些运行在Internet上的终端程序，能够为运行了该软件的用户提供在 Internet网上传递话音的服务。而经过几年的快速发展，如今的IP电话技术已经形成了一系列标准协议，得到包括Cisco、Vocaltec、华为等业界主要公司的支持，成为话音分组传送的事实上的工业标准。各运营商也纷纷采纳该项技术，为大众提供廉价的话音服务。

　　IP电话的基本结构由网关和网守（GK）两部分构成。网关的主要功能是信令处理、H.323协议功能、语音编码和解码及路由协议处理等功能。对外分别提供与PSTN网连接的中继接口以及和IP网络连接的接口。网守的主要功能是用户认证、地址解析、带宽管理、路由管理、安全管理和区域管理。

　　图1 IP电话的基本构成

　　呼叫由PSTN语音交换机发起，通过中继接口接入到网关。网关获得用户希望呼叫的被叫号码后，向网守发出查询信息，网守查找被叫网守的IP地址，并根据网络资源情况来判断是否应该建立连接，如果可以建立连接，则将被叫网守的IP地址通知给主叫网关。主叫网关在得到被叫网关的IP地址后，通过IP网络与对方网关建立起呼叫连接，被叫侧网关向PSTN网络发起呼叫并由交换机向被叫用户振铃。被叫摘机后，被叫侧网关和交换机之间的话音通道被连通。网关之间则开始利用H245协议进行能力交换，确定通话使用的编解码。在能力交换完成后，主被叫方即可开始通话。

　　对于大多数企业和行业用户，IP电话网仍然是供内部使用的专用网，鉴权、计费、用户认证等功能并不很重要。所以，在建设企业IP电话网的时候，往往可以省去不少功能服务器，比如AAA服务器等。而且，由于电话网关具备有一定的地址转换的能力，在网络规模不大的情况下，网守也不是必需的设备。这样，可以节约大量的建设资金，使企业IP电话网的建设变得十分容易。

　　对于大多数的企业用户，都拥有自己的用户交换机PBX。在进行IP电话网的建设中，这些PBX将被保留，继续承担起用户接入的功能。而这些PBX之间的中继连接都将通过IP骨干网来完成。这样，既可以节约价格不菲的长途中继租用费，也避免了大规模的改造所带来的浪费。

　　1.中继连接

　　大多数的IP电话网关都能提供丰富的语音接口。比如PBX中最长用到的E1数字中继、AT0二线环路中继、E/M中继等。其中数字中继大都可以支持NO.1和PRI信令方式。而且，有些网关还可以直接提供POTS接口，直接接普通电话，为使用带来了很大的方便。电话网关一般通过以太网连接到IP骨干网中，也可以通过语音模块的方式内置到路由器中，直接进入IP骨干网。

　　2.中继数量的计算

　　传统的电话网多是采用星形的拓扑结构，端局之间的通话都需要中心局来转接。对于端局，电话中继线的数量可以根据本局用户的话务量和出局比来确定，根据经验值，一般取电话用户数量的1/10就可以了。而对于中心局，除了需要计算本局用户的出局中继线外，还需要将转接各端局的中继计算进来，所以，中继数量会相对比较多。

　　图2 企业IP电话网

　　而IP电话是采用IP包的方式在数据网上传送语音信息的。每个数据包中都含有被叫网关的IP地址，网络设备根据这些IP地址将语音包直接发送到被叫端的网关上。所以，不存在中心局转接的问题。从逻辑上讲，网上所有话音交换机的地位都是对等的。所以，中心局的中继数量也可以采取端局的方式来计算，取电话用户数量的1/10就可以了。

　　3.提高IP电话质量的关键技术

　　话音质量一向是衡量一个网络是否成功的关键因素。为了提高话音质量，在IP电话网的建设过程中，应注意以下问题：

　　(1)时延

　　影响时延的因素有多个方面：编解码、网络、防抖动缓冲、报文队列等都影响时延，其中有些是固定时延，如编解码网络速率等。有些是变化的，如防抖动缓冲和队列调度等，固定的时延可以通过改变编解码方式和提高网络速率来改变，而变化的时延通常采用提高转发效率来减少。

　　(2)抖动

　　影响抖动的因素通常同网络的拥塞程度相关。由于语音同数据在同一条物理线路上传输，语音数据通常会由于数据报文占用了物理线路而导致阻塞。解决抖动通常采用缓冲队列的方法，另外提供QoS和资源预留，使语音数据获得优先发送和获得固定的带宽也是解决抖动问题的主要手段。

　　(3)话音质量

　　话音质量问题是VoIP要解决的主要问题。话音质量除了同编解码方式有关外，同网络的拓扑结构、拥塞程度等都有很大的关系，现在解决网络引起话音质量的技术已经有很多，主要从两个方面来解决，一是采用资源预留策略（RSVP），预先为语音数据保留一部分带宽；另一方式是为语音数据设立高优先级队列、定制队列（PQ/CQ/WFQ）等策略，当有语音数据时，优先发送语音数据。两种策略各有优缺点，都可以解决话音质量问题。

　　当骨干网建成之后，通过增设IP电话网关的方式可以很容易地将传统的电话网升级为IP电话网。只要在改造的过程中，精确计算IP电话中继数量，合理利用各项技术，就可以只付出很小的代价，建成一个高质量的IP电话网。这将给行业和大企业用户带来很大的经济效益。

中国计算机报