企業(yè)IP網(wǎng)的探討

企業(yè)IP網(wǎng)的探討（黃麗亞、王鎖萍）
    隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，幀中繼、ATM及IP技術(shù)的不斷普及，為信息的傳
送創(chuàng)造了良好的網(wǎng)絡(luò)條件。而越來越多的企業(yè)呈現(xiàn)出多地域分布性，在企業(yè)的分部之間
及分部與總部之間經(jīng)常存在大量的信息交互，所以許多企業(yè)組建了自己的企業(yè)網(wǎng)。但是
傳統(tǒng)的企業(yè)網(wǎng)主要是傳送數(shù)據(jù)，而企業(yè)內(nèi)部的電話通信通常采用專用小交換機(jī)（PBX）
方式，分部與分部、分部與總部之間的電話、傳真通信采用長途方式。在企業(yè)網(wǎng)上開發(fā)
語音增值業(yè)務(wù)，對原先的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的投資增加很少，但是可節(jié)省長途話費(fèi)，而且將語音
與其他網(wǎng)上已有的應(yīng)用結(jié)合使用，可實(shí)現(xiàn)多媒體業(yè)務(wù)，提高服務(wù)質(zhì)量。
    一、IP網(wǎng)的三種類型
    IP網(wǎng)通常有三種類型，即Internet，企業(yè)IP網(wǎng)（也稱為Intranet）、虛擬專用IP網(wǎng)
（IP-VPN，有時也稱為Ex－tranet）。其實(shí)許多IP網(wǎng)是三者的組合。企業(yè)IP網(wǎng)通常是這
樣組成的：在企業(yè)的各個地點(diǎn)有一個局域網(wǎng)，不同地點(diǎn)的局域網(wǎng)通過企業(yè)廣域網(wǎng)（WAN）
相連。企業(yè)WAN通常是租用運(yùn)營商的WAN（如專線、幀中繼、ATM等）的一部分資源而構(gòu)
建的。每個分支點(diǎn)通過路由器與企業(yè)WAN相連。
    IP-VPN是公眾數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)提供的一種新的組網(wǎng)方案，為企業(yè)提供一種受管理的專用網(wǎng)
絡(luò)。通常IP-VPN是由高速的路由器及充足的帶寬構(gòu)成的。IP-VPN具有低時延、高安全性
及較為完善的帶寬管理功能等特性。所以從某種意義上可以認(rèn)為IP-VPN是一種由運(yùn)營商
提供的企業(yè)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)性能也與企業(yè)網(wǎng)非常類似。
    對于Voice over IP這個領(lǐng)域而言，保證服務(wù)質(zhì)量是至關(guān)重要的。在Internet網(wǎng)上
傳語音目前還有許多問題有待完善，但是在企業(yè)網(wǎng)和IP-VPN上，由于網(wǎng)絡(luò)的可控性較高，
所以語音與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)在這兩種網(wǎng)上集成相對而言更具有可行性。
    二、企業(yè)IP網(wǎng)的結(jié)構(gòu)
    傳統(tǒng)上語音與數(shù)據(jù)是在獨(dú)立的網(wǎng)上傳送的，語音通過PBX交換，數(shù)據(jù)鏈路建立在通
過WAN互連的LAN之上，為將這兩個獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)有機(jī)地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)企業(yè)IP網(wǎng)上綜合的
語音數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并且旁路掉長途電話，關(guān)鍵問題是利用IP電話網(wǎng)關(guān)。其中見電話網(wǎng)關(guān)的
功能如下。
    1．查詢功能
    當(dāng)發(fā)端IP網(wǎng)關(guān)通過IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電話通信時，需要將被叫號碼轉(zhuǎn)換成遠(yuǎn)端或?qū)Χ薎P電
話網(wǎng)關(guān)的IP地址。查詢有兩種方式：一種是通過本地網(wǎng)關(guān)，另一種是通過集中的目錄服
務(wù)器。
    集中服務(wù)方式存在單點(diǎn)癱瘓的風(fēng)險，因?yàn)橐坏┲鞣��?wù)器不能被訪問或出錯，查詢服
務(wù)就無法進(jìn)行。在本地網(wǎng)關(guān)查詢方式中，中央管理服務(wù)器需要將查詢信息的更新情況下
載到本地網(wǎng)關(guān)。一旦本地網(wǎng)關(guān)查詢失敗，立即向生服務(wù)器申請更新其查詢表。對于企業(yè)
網(wǎng)，在本地網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)地址解析更為合適，因?yàn)槠髽I(yè)網(wǎng)地址解析工作量不大，不會對網(wǎng)關(guān)
增加巨大的負(fù)荷，且節(jié)約了查詢時間。
    2．連接功能
    建立發(fā)端網(wǎng)關(guān)到收端網(wǎng)關(guān)的連接，交換呼叫建立及兼容信息，進(jìn)行參數(shù)的協(xié)商及安
全性的確認(rèn)。
    3．?dāng)?shù)字化及壓縮功能
    網(wǎng)關(guān)將從PSTN來的模擬電話信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通常采用64kbit/s的PCM編碼方
式，如果模擬信號是語音信號，那么通常采用DSP技術(shù)將之壓縮，再打成IP包。
    4．解調(diào)動能
    某些網(wǎng)關(guān)僅能處理單一的語音或傳真信號，但是不能同時處理兩者。有些網(wǎng)關(guān)設(shè)備
可以自動判斷究竟是語音還是傳真信號，根據(jù)不同信號采取不同的處理方法。對于傳真
信號，由于經(jīng)過傳真機(jī)之后已調(diào)制成模擬信號，用傳統(tǒng)PSTN的方法將它作為話帶數(shù)據(jù)傳
送時，適用于壓縮語音的數(shù)字化信道并不能透明地傳送話帶數(shù)據(jù)，只能將模擬的傳真信
號解調(diào)，還原為原來的數(shù)字信號，然后使用UDP／IP或TCP／IP傳送。對于實(shí)時傳真業(yè)務(wù)，
UDP因其快速特性而較為合適；對于存儲-轉(zhuǎn)發(fā)傳真，TCP／IP以其可靠性而較為合適。
    5解壓縮及重調(diào)制功能
    收端網(wǎng)關(guān)將完成與發(fā)端網(wǎng)關(guān)相反的功能。對于語音信號而言，將完成解壓縮功能；
對于傳真信號而言，將完成重新調(diào)制變回模擬信號并送入傳真機(jī)。
    三、企業(yè)網(wǎng)IP電話呼叫實(shí)例
    采用IP網(wǎng)關(guān)的一個重要的優(yōu)越性在于保護(hù)了現(xiàn)有傳統(tǒng)設(shè)備（如電話機(jī)、傳真機(jī)、PBX、
按鍵式電話系統(tǒng)（KTS）等）的投資，建立了這些傳統(tǒng)設(shè)備與IP網(wǎng)之間的橋梁。在公司的
總部及分部安裝IP電話網(wǎng)關(guān)；企業(yè)網(wǎng)電話編號計劃可分為兩級，即網(wǎng)關(guān)號與本地電話號。
網(wǎng)關(guān)號最好易于記憶，如用網(wǎng)關(guān)所在地的長途區(qū)號，約定PBX下的電話用戶撥9進(jìn)入PSTN，
撥6進(jìn)入IP網(wǎng)關(guān)。
    1.從PBX用戶到PBX用戶
    生叫用戶搞機(jī)，聽到撥號音后撥6進(jìn)入IP網(wǎng)關(guān)，聽到網(wǎng)關(guān)送出的兩次撥號音后，繼
續(xù)撥被叫網(wǎng)關(guān)號及被叫在PBX中的分機(jī)號。當(dāng)本地網(wǎng)關(guān)接收到被叫網(wǎng)關(guān)號后，進(jìn)行查詢，
將被叫網(wǎng)關(guān)號映射為IP地址，并與被叫網(wǎng)關(guān)建立UDP／IP或TCP／IP會話。一旦這兩個網(wǎng)
關(guān)建立連接，VoIP呼叫就穿過了WAN。發(fā)端網(wǎng)關(guān)將被叫分機(jī)號傳給被叫網(wǎng)關(guān)，被叫網(wǎng)關(guān)
再傳給被叫PBX，如被叫困則振鈴，向主叫送回鈴音。如果被叫什，則送忙音。一旦被
叫摘機(jī)，雙方網(wǎng)關(guān)就采用UDP／IP進(jìn)行語音及實(shí)時傳真通信。
    如果雙方網(wǎng)關(guān)不能建立連接，或者PBX與網(wǎng)關(guān)之間無空閑鏈路，或網(wǎng)關(guān)與WAN之間
無法建立鍵路，或被叫網(wǎng)關(guān)無應(yīng)答，則主叫會聽到系統(tǒng)忙音。
    2．專線用戶
    在IP電話網(wǎng)關(guān)上可直接連一部專線電話，作主叫時，摘機(jī)就直接聽到網(wǎng)關(guān)送來的
撥號音，之后的過程與（1）類似。作被叫時，主叫無需撥任何分機(jī)號，直接由被叫端
網(wǎng)關(guān)向?qū)＞�電話振鈴，之前的過程與（1）類似。
    3．網(wǎng)外呼叫
    當(dāng)被叫端存在PBX時，主叫可以通過企業(yè)IP網(wǎng)建立與被叫所在地公網(wǎng)用戶之間的呼
叫，對企業(yè)網(wǎng)而言即網(wǎng)外呼叫，呼叫的過程如下；主叫撥6與本地網(wǎng)關(guān)連接，聽到兩次
撥號音后撥對端網(wǎng)關(guān)號，再撥9，如（1）中所描述的類似情況正常，被叫PBX尋找出中
繼，主叫聽到被叫所在地PSTN送來的撥號音，投被叫號碼，即可建立遺信。這也稱為
被叫端“泄漏”。如主叫端PSTN用戶撥通PBX，再通過上面所述的過程進(jìn)行接續(xù)，那么
就成為兩端“泄漏”。如果被叫在企業(yè)網(wǎng)內(nèi)，即為主叫端“泄漏”。
    隨著語音與數(shù)據(jù)的不斷融合，VoIP技術(shù)也發(fā)生了深刻的變化，逐漸將PBX集成到
LAN上，現(xiàn)在Selsius公司（已被思科公司收購）實(shí)現(xiàn)了IP PBX產(chǎn)品。采用呼叫處理服
務(wù)器完成傳統(tǒng)PBX功能，采用運(yùn)行H.323協(xié)議的微機(jī)作為電話終端，也有直接支持該協(xié)
議的電話終端，在企業(yè)網(wǎng)上與PSTN之間設(shè)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，以完成與PSTN普通電話之間的通
信。除了呼叫處理服務(wù)器外，還有應(yīng)用服務(wù)器，可以很方便地實(shí)現(xiàn)各種新業(yè)務(wù)。對于
公司新設(shè)遠(yuǎn)地分部，可直接采取這種組網(wǎng)方式，就不需要投資傳統(tǒng)PBX。呼叫處理器
與應(yīng)用服務(wù)器可以設(shè)在總部，供各分部共享。在分部設(shè)立一個本地網(wǎng)關(guān)，完成與當(dāng)?shù)?br />PSTN的溝通。
    四、VoIP的質(zhì)量
    PSTN仍然是VoIP的備用方案，對用戶而言，VOIP必須具備與PSTN相當(dāng)?shù)馁|(zhì)量，企
業(yè)用戶才樂于使用。要得到良好的音質(zhì)，必須考慮以下幾個方面的問題。
    1．語音編碼
    必須綜合考慮平均主觀分值、處理時延、編碼速率，利用DSP技術(shù)，以算法的復(fù)雜
性來換取性能的提高。G.729規(guī)定的CS－ACELP是一種較好的選擇。
    2．回聲抑制
    由于VoIP存在不可忽略的時延，回聲問題不容忽視。在遠(yuǎn)端混合線圖阻抗不匹配
造成的回聲在發(fā)端可清晰地聽到。在網(wǎng)關(guān)設(shè)備中必須用DSP技術(shù)實(shí)現(xiàn)回波抵消。
    3．網(wǎng)絡(luò)時延與科動
    這兩者是影響語音質(zhì)量的至關(guān)重要的因素，通常在接收端采用抖動緩沖器來消除
抖動，但是會帶來附加的時延。VoIP在企業(yè)網(wǎng)上比Internet上優(yōu)越的原因就是因?yàn)榍?br />者在抖動這個因素上有較好的控制。企業(yè)路由器將語音包的優(yōu)先權(quán)在隊列中放在普通
包之前，網(wǎng)關(guān)運(yùn)行資源預(yù)留協(xié)議（RSVP），由于DSP的作用，語音編碼的速率低，并
且采用靜音抑制技術(shù)，使語音占用很少帶寬資源。對于企業(yè)連接LAN的WAN，因其專用
性，抖動性能較Internet要好。
    另一個影響時延的因素是打包，打包的實(shí)時性與打包效率是一對矛盾。實(shí)際上，
究竟聚集了多少語音信息量再打包與帶寬密切相關(guān)，在企業(yè)網(wǎng)上，這些因素的透明度
較高，比較容易找到一個合適的門限。
    VoIP是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，但是還存在不少需要解決的問題，它在企業(yè)網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)有
更多的條件。隨著技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，在企業(yè)網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)真正的多媒體通信是必然
的趨勢。