企业LAN网VoIP技术解决方案探讨

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　　１ 引言
　　运用ＶｏＩＰ技术，通过技术整合，将传统企业ＰＳＴＮ语音业务与传统ＬＡＮ数据业务合二为一，使之能够在一个网络上实现低成本的ＩＰ语音和ＩＰ 数据服务，

这对于增强企业ＬＡＮ网络非ＩＰ呼叫处理能力、扩展其使用功能、降低企业对外经营业务成本费用（大量长途电话、传真、视频会议、语音多媒体网络信息服务等）具有非常重要的现实意义。
　　
　　传统企业ＬＡＮ本身不具有对非ＩＰ话音的交换功能，ＰＢＸ系统同样也不具备有ＩＰ数据交换功能，使得ＰＢＸ网络系统与ＬＡＮ系统两者相互独立，不能直接相互访问，网络带宽和速率不能得到进一步的充分挖掘和利用，限制了目前大多数企业对新的、大量的多媒体业务信息的需求。在这种情况下，提出了ＶｏＩＰ技术在企业网环境应用条件下的技术整合问题。然而，与商用网ＶｏＩＰ技术应用情况不同，企业ＬＡＮ网络因专用性强，扩展性能较差，构成情况也比较复杂，因而需要根据企业Ｉｎｔｒａｎｅｔ的不同情况，来考虑实施ＶｏＩＰ技术的可行性。
　　
　　２ 传统企业网络及ＶｏＩＰ技术应用问题
　　在大多数城市现有电信ＰＳＴＮ市话局中，具有ＰＢＸ交换系统的企业相当于是作为市话局的一个用户端局接入了城市ＰＳＴＮ系统，使企业ＰＢＸ交换系统占有ＰＳＴＮ市话系统独立的中继局向和若干中继号码资源，以将企业内部话务量按一定比例集中分配到与市话网连接的中继线上。这实际上是一种传统的基于物理端口或电路交换形式的固定连接方式，它必须使ＰＢＸ的每一部用户分机与交换机的某一物理端口相关联，在用户位置发生变化时，用户电缆的物理配置相应也要发生变化，这使网络的扩展性与系统配置的灵活性受到了很大的限制，因而企业希望能够通过ＶｏＩＰ网络整合技术来解决此问题。
　　
　　在企业级ＶｏＩＰ系统中，终端设备之间的连接主要基于逻辑上的网络结构，一个基于电路连接的物理端口可以对应于若干个逻辑端口，逻辑端口数目可由关守定义，设备ＩＰ地址按逻辑信息进行标识，通过包交换形式，不仅同样可以从ＰＢＸ的前向话音时隙交换中分离出话音信号和呼叫控制信号，达到在ＬＡＮ数据网络上实现对语音信号的数字转换和传送的目的，同时，还可以通过呼叫服务器对设备的ＩＰ 地址进行管理（增加、删除和修改），因此在网络扩容或用户变更时，不需要对交换机物理端口进行配置，仅需对部分或个别逻辑端口重新定义或对ＩＰ地址进行修改即可。例如，用户可以随意把话机插入任意可用的网络端口中，网络根据电话ＩＰ地址来识别用户，而不需要知道话机的具体位置。因此，这种基于逻辑上的定义和连接的网络结构，作为通过ＬＡＮ网络实现话务量重新分配的一种新的方法，在ＩＰ ＰＢＸ设备上可以同时完成数据与语音的交换，达到真正实现在一个ＬＡＮ网络上建立低成本的语音增值业务服务的目的。
　　
　　与ＶｏＩＰ商用网不同的是：企业网络在考虑实施ＶｏＩＰ技术方案中，需要考虑对语音业务的不同需求和数据传输的实时性要求来确定采用ＶｏＩＰ技术的适宜性；根据网络现有结构确定采用哪种ＶｏＩＰ接入形式，ＩＰ网络设计传输的话务量有多大（涉及网络拥塞和数据包优先级丧失等问题）；充分了解各种投标方案中的所适合采用的各种ＶｏＩＰ网关设备（独立网关、路由器网关、远程接入服务器（ＲＡＳ）网关、ＩＰ ＰＢＸ网关）及协议（Ｈ．３２３／Ｈ．２４５或ＳＩＰ）的兼容性等问题；按网络可能发生的最大呼叫数量和设备的信息处理能力预测网络需求的带宽，确定合适的端口数目；具体了解每种网关设备的ＩＰ包编码方式、压缩方法及优先级排序方式（影响时延的３个因素），并考虑是否需要像关守这样的网关管理软件问题等，以最大限度地发挥系统拟定实现的设计功能和尽量减少设备的投资成本。为此，按企业网络不同情况，从网络构成形式上可归结下面几种易于整合的企业级解决方案。
　　
　　３ 基于ＰＡＢＸ系统的ＩＰ交换扩展方案
　　在企业已建立起的ＰＢＸ话音交换系统中，适当增加对ＶｏＩＰ网络设备的投资，可实现使ＰＢＸ具有对ＴＣＰ／ＩＰ ＬＡＮ的直接访问功能，以作为由ＰＢＸ向ＩＰＢＸ过渡的一个技术解决方案。图１所示系统，是通过在原ＰＢＸ系统中，加入线路接口卡（或中继接口卡，两者均应具有Ｅｔｈｅｒｎｅｔ接口功能）和ＡＣＤ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｃａｌｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）服务器以及与ＣＴＩ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｙ Ｉｎ ｔｅｇｒａｔｉｏｎ）服务器所构成的一种ＶｏＩＰ网络结构。
　　
　　系统核心部件是插接在ＰＢＸ机架中的ＩＰ线路接口卡（ＩＰ Ｌｉｎｅ Ｃａｒｄ），它担当桥接ＰＢＸ ＴＤＭ系统与ＩＰ ＬＡＮ系统之间的网关，完成ＴＤＭ ６４ ｋｂｉｔ／ｓ基本时隙与Ｅｔｈｅｒｎｅｔ数据包的格式转换，具有识别ＩＰ包格式、压缩／还原数据、分离／合成ＶｏＩＰ语音和数据的功能。在ＰＳＴＮ用户呼叫时，经ＰＢＸ对ＴＤＭ话音或传真信息进行交换后，由线路接口卡对语音进行分组和压缩，将其转换成ＩＰ数据包连同生成的ＩＰ地址一起送到ＬＡＮ网络，再通过路由器转接到ＷＡＮ，最后按ＩＰ地址直达被呼叫的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络用户。 ＡＣＤ服务器是基于ＰＢＸ的一种软件驱动系统，它负责控制呼叫如何被接受、排队，提供话务统计及管理报告，因此它在本系统的主要功能是实现话音信息的接续控制与转移，包括话音的搭道，控制信令的交互，语音的接入及呼出等服务。
　　
　　ＣＴＩ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）在本系统中担当ＰＢＸ ＴＤＭ与ＬＡＮ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ之间的呼叫流量（Ｃａｌｌ－ｆｌｏｗ）控制、管理及协调运行和数据维护的呼叫中心以及具有主叫线路识别（ＣＬＩ）功能和传统ＰＢＸ电脑话务员座席（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｃａｌｌｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｏｐｅｒａｔｏｒ Ｓｅａｔ）的所有控制功能。
　　
　　按这种方式对原有系统升级，可达到对原有交换系统改动最小的目的，使传统的ＰＢＸ的呼叫控制和话音传输被简单地扩展应用到了ＩＰ网络，能够基本实现用户数据与语音信号的同时交换和传输。
　　
　　这种系统的缺点是所有的信息交换都需要由ＰＢＸ对ＴＤＭ交换来处理，如果本局的以太网ＩＰ电话用户希望与另一个端局的以太网电话用户通话时，则所有的ＩＰ通信都必须首先由ＩＰ线路接口卡转换为ＴＤＭ电路交换模式，然后再由ＴＤＭ电路交换模式转换回到ＩＰ通信模式，因此转换效率相对较低，信号往返需要占用两倍ＩＰ网络系统的带宽，容易在信号转换过程中产生转换噪声和波形失真，因而要确保系统具有较高的ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）。
　　
　　
　　４ ＩＰ ＬＡＮ网络的ＴＤＭ语音处理功能
　　具有语音交换功能的ＩＰ网络系统，也可以是具有用户集中交换机（Ｃｅｎｔｒｉｘ）功能的ＩＰＢＸ系统，图２给出了这种系统的一种实现方案。
　　
　　系统的主要部分仍是ＩＰ ＬＡＮ，与非ＬＡＮ网络ＩＰ协议交换时，才涉及到与ＴＤＭ电路部分交换的一些必要功能，因此无论呼叫是否来自ＰＳＴＮ、模拟 ／ 数字电话或者来自以太网ＩＰ电话，系统都必须能够提供所有形式的交换。
　　
　　与前述方案相比，系统取消了ＰＡＢＸ ＩＰ线路接口卡，取而代之的是由ＶｏＩＰ网关单元构成的若干包交换功能模块（Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｂｏｘ），由它完成对非网络ＩＰ电话（模拟或数字电话）以及ＰＳＴＮ去话／来话路由进行到ＩＰ设备之间的包交换协议转换。
　　
　　系统呼叫控制服务器（Ｃａｌｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｅｒｖｅｒ）运行于Ｗｉｎｄｏｗｓ ＮＴ／２０００或Ｕｎｉｘ多用户服务操作系统，负责完成呼叫处理的一些主要功能，如呼叫的建立、拆卸以及信令的处理等。当然也可以由站点关守（Ｇａｔｅｋｅｅｐｅｒ）通过ＬＡＮ内部虚拟路由提供ＩＰ呼叫地址查找目的主机来建立ＰＳＴＮ与ＬＡＮ之间的呼叫，这就需要呼叫控制软件和服务器硬件与传统的ＰＢＸ一样，具备较高的可靠性。如果系统还需要增加语音邮件（Ｖｏｉｃｅｍａｉｌ）服务，则需要另外配置Ｖｏｉｃｅｍａｉｌ Ｓｅｒｖｅｒ，相应要增加一些系统成本开销。
　　
　　这种系统的主要缺点是，所有的话务量包括在非ＩＰ设备上建立的呼叫或拆卸呼叫，都必须被Ｃｏｎｖｅｒ ｓｉｏｎ Ｂｏｘ转换为符合ＩＰ的包交换数据，使得在非ＩＰ电话交换之间、ＩＰ电话交换之间以及在ＰＳＴＮ电话交换之间的呼叫必须要经过多次不必要的转换，因此，在一定程度上增加了系统的时延。
　　
　　５ 基于ＩＰ ＬＡＮ网络的ＴＤＭ交换扩展方案
　　这种实现方案主要利用了ＩＰ网络来作为实现具有ＴＤＭ电路交换功能的一个复合系统。由于它提供了附加的ＴＤＭ总线的各种服务（模拟电话、传真、寻呼、Ｍｏｄｅｍ数据传输），因而比较适合于处在电路端点的话音和数据交换。
　　
　　在ＩＰ网络上实现ＴＤＭ交换的关键问题，在于必须要有一个基于ＩＰ核心、能够与其协调一致、具有多项呼叫代理（Ｍｕｌｔｉ Ｃａｌｌ Ａｇｅｎｔ）功能的优化形式多媒体网络的支持，这种优化网络形式应具有比较强的本地呼叫处理能力，这意味着在ＩＰ与非ＩＰ网络之间至少要有一个能够起到桥接作用的复合功能网关，以完成对ＴＤＭ Ｂｕｓ及ＩＰ Ｂｕｓ这两种不同形式内部网络节点的呼叫转换作用。为此，本系统是通过设置一个企业呼叫服务器（Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ Ｃａｌｌ Ｓｅｒｖｅｒ）来完成对同处在一个呼叫单元内的ＴＤＭ总线信息、呼叫控制协议（Ｈ．２４５）、ＶｏＩＰ网关（Ｈ．３２３）协议以及实时应用资源进行包交换处理。经过企业的ＩＰ网，一方面可实现从ＩＰ设备到ＩＰ设备之间的通信，完成ＩＰ呼叫的建立、拆卸以及Ｅｔｈｅｒｎｅｔ ＩＰ设备间的信令处理；另一方面，对非ＩＰ电路通信，可在企业呼叫服务器的协同下，经由ＴＤＭ电路交换总线来处理本局模拟电话与ＰＳＴＮ之间或ＰＳＴＮ与语音邮件服务之间的交换信息。
　　
　　由ＩＥＴＦ ＭＧＣＰ工作组发起制定的媒体网关控制协议（ＭＧＣＰ）定义了ＶｏＩＰ信息流的主体特征，尽管它允许采用各种速率的编码方案，但为了照顾兼容性，所有符合Ｈ．３２３协议标准的终端和网关都必须具有ＩＴＵ＿Ｔ Ｇ．７１１编解码器，即６４ ｋｂｉｔ／ｓ ＰＣＭ编解码器，以保证实现不同设备间的最低程度兼容。在正常工作时，由本端呼叫服务器网关从ＴＤＭ Ｂｕｓ接收Ｅ１基本速率６４ ｋｂｉｔ／ｓ时隙地址（ＰＳＴＮ电话号码），然后向被叫呼叫服务器关守发送信令，由被叫关守提供对主叫网关或终端的认证，根据被叫号码查询所对应的网关，完成呼叫，建立会话。而所有的呼叫除涉及网关定位和被叫号码信息外，还应涉及带宽限制信息、编解码协商信息、呼叫控制及虚拟路由管理等功能。图４具体表示了能够完成这些功能的企业呼叫服务器（如图３中所处位置）内部所具有的各基本功能模块。
　　
　　按融合后网络系统的要求，呼叫服务器系统操作程序还应具有实时跟踪网络实际运行情况的网络控制及管理功能，以根据传输信息的路由情况自动调整自己的操作，从而尽可能缩小传输时延。为此，在ＶｏＩＰ网关Ｈ．３２３或ＳＩＰ协议中，均已包括了实时传输协议（ＲＴＰ）和实时控制协议（ＲＴＣＰ）。
　　
　　对于已经拥有端到端ＤＤＮ专线的企业，通过路由器形成直达路由，可将企业网络直接升级到ＶｏＩＰ网络结构，形成一种最为直接的ＶｏＩＰ技术解决方案。其特点是连接方式比较简单，因此整合网络所需要的设备投资成本费用较低（不含申请ＤＤＮ专线费用）。
　　
　　６ 结束语
　　综上所述，企业网实施ＶｏＩＰ技术，尽管实际组网方案会有多种选择形式，但通过上述分析、比较，应该说各有其特点。因此，重要的是在能够保证系统所需功能及服务质量（ＱｏＳ）的前提下，企业要能够根据自身网络的不同情况和不同需求，按网络整合最低投资成本在众多可供选择的配套ＩＰＢＸ设备投标方案中做出最合理的选择，以避免给实施ＶｏＩＰ技术带来盲目性。
　　
　　ＶｏＩＰ商用技术的成熟，给企业网现阶段融合这一技术带来了可选择的空间，为满足企业对外信息交流能力的日益需求，必将会给企业带来显著的经济效益，同时，也为企业网未来逐步向真正的多媒体宽带网过渡奠定了基础。

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