VOIP基本概念及解決方案

1、VOIP基本概念及解決方案介紹目 錄VOIP介紹3概述3H.3233VoIP對IP網(wǎng)的要求7帶寬7延遲：7丟包率：7QoS機制：7IP電話運營網(wǎng)絡(luò)功能結(jié)構(gòu)8網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)（Gateway）8網(wǎng)關(guān)守護系統(tǒng)（Gatekeeper）9IP電話10RADIUS認(rèn)證系統(tǒng)CiscoSecure10CallManager10DSP（Digital Signaling Processing）12語音會議（conference）12代碼轉(zhuǎn)換（transcoding）13目錄服務(wù)系統(tǒng)14計費系統(tǒng)14增值服務(wù)系統(tǒng)15IP語音方案介紹16Toll bypass16IP Telephony17VOIP介紹概述隨著數(shù)據(jù)成為公用

2、通信基礎(chǔ)設(shè)施的主流，采用相同的手段運載交換語音業(yè)務(wù)，無論從技術(shù)、操作和經(jīng)濟角度講都更有意義。IP電話是新興的、運載于IP上的電話。由于不受電路交換方式64K速率的限制，數(shù)據(jù)包基礎(chǔ)設(shè)施可以將電話的功能及業(yè)務(wù)推向一個新的階段。   傳統(tǒng)的電話業(yè)務(wù)使用模擬技術(shù)，最大缺點是只能夠在專用的網(wǎng)絡(luò)上進行傳輸，專網(wǎng)專用，通話雙方之間的電路被獨占。所以傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)的成本較高，并且其業(yè)務(wù)范圍也受到了地域的限制。   IP電話在說話方將聲音進行數(shù)字化采樣，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號之后還要進行壓縮，通過網(wǎng)絡(luò)傳送至受話方后，再按相反的過程將話音恢復(fù)。IP電話與普通電話所不同的唯一一點就是傳輸?shù)妮d體不同，但也就

3、是這唯一的不同點使得二者產(chǎn)生了天壤之別。顧名思意，IP電話的傳輸載體是IP網(wǎng)絡(luò)。   基于網(wǎng)絡(luò)的話音服務(wù)基本思路是通過數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)更有效地傳輸傳統(tǒng)的電話業(yè)務(wù)，充分利用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)交換成本低及通過話音壓縮和靜音抑制可以降低每次呼叫成本的優(yōu)勢。效率的提高使服務(wù)供應(yīng)商可以把節(jié)約的費用用來降低話音服務(wù)收費或?qū)⑻岣叩睦麧櫥貓罂蛻簟?  目前，關(guān)于IP電話的標(biāo)準(zhǔn)主要有IETF的SGCP/MGCP和來自多媒體電視會議系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的H323協(xié)議。在 AVVID的體系架構(gòu)中，智能的IP網(wǎng)絡(luò)是構(gòu)造語音/數(shù)據(jù)/圖像的基礎(chǔ)，而該基礎(chǔ)之上的國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必要條件，H.323協(xié)議是目前唯一可實施的、

4、較成熟的協(xié)議。H.323H.323 是 ITU-T (國 際 電 信 聯(lián) 盟 組 織)在1996 年 頒 布 的 一套協(xié) 議 組。 該標(biāo)準(zhǔn)提供了基于包交換網(wǎng)絡(luò)的多媒體的解決方案。H.323可應(yīng)用于語音網(wǎng)絡(luò)，視頻網(wǎng)絡(luò)，或語音/視頻/數(shù)據(jù)混合的網(wǎng)絡(luò)。在此僅討論語音H.323的組網(wǎng)考慮：H.323VoIP網(wǎng)絡(luò)需要以下幾個主要功能部件：gateway、gatekeeper、MCU、terminal等。u Gateway-是網(wǎng)關(guān)設(shè)備，連接傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡(luò)和 包交換的IP網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)關(guān)支持雙邊的呼叫信令，并完成語音的 壓縮/編碼及解壓/譯碼。u Gatekeeper（關(guān)守）-提供每個呼叫的控制/管理，將號碼翻譯成

5、地址，以及 帶寬管理。u MCU(多點控制器)-負(fù)責(zé)管理多點會議功能。包括多點控制器（MC）負(fù)責(zé)管理各種信令，還有多點處理器（MP）負(fù)責(zé)介質(zhì)綜合使用，交換等介質(zhì)操作。u 終端設(shè)備-主要包括各種IP電話設(shè)備，會議工作站，以及一些運行H.323應(yīng)用的PCVoIP對IP網(wǎng)的要求帶寬每個呼叫所需帶寬= 60Byte x 8bit/Byte x 50pps = 24kbps + 2k bps 二層幀頭 = 26kbps所以，每個節(jié)點所需帶寬，（考慮到 VAD,人類通話中 30%為沉默時間）：1個E1的節(jié)點所需帶寬 = 1x 30 DS0 x 26kbps 70%= 546kbps延遲： G.729Cod

6、ec延遲：20ms；Packetization延遲：20ms路由器延遲：10ms2M線路延遲：<1msJitter Buffer延遲：20ms根據(jù)人類對聲音的敏感程度，語音延遲 <200ms時，感覺不到 延遲；延遲<=400ms時, 可以接受。丟包率：要求 <= 1%QoS機制：語音分類：IP Precendence隊列機制：PQ用于語音，CBWFQ用于語音控制合理利用帶寬：CRTP；LFI(768Kbps以下)IP電話運營網(wǎng)絡(luò)功能結(jié)構(gòu)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)（Gateway）Gateway網(wǎng)關(guān)是AVVID的一個主要組成部分，從傳統(tǒng)的語音系統(tǒng)（PBX）向數(shù)據(jù)語音視頻三網(wǎng)合一的新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)

7、用的遷移，需要對傳統(tǒng)的語音系統(tǒng)（PBX）,以及PSTN網(wǎng)絡(luò)設(shè)施提供很好的兼容性。Gateway就是將傳統(tǒng)的語音系統(tǒng)（PBX）與IP數(shù)據(jù)網(wǎng)進行集成，以構(gòu)成新型的AVVID (Architecture for Voice、Video、Data)。Gateway可以終結(jié)來自PSTN的呼叫，提供呼叫的計費信息。Gateway還可以直接將呼叫轉(zhuǎn)移到目的號碼或者終結(jié)來自其他網(wǎng)關(guān)的呼叫并將它轉(zhuǎn)到PSTN上。Gateway還可以提供對原有語音系統(tǒng)中的傳統(tǒng)語音信箱的集成。IVR（Interactive Voice Resonse）交互語音提示功能也能夠在網(wǎng)關(guān)上實現(xiàn)。IVR的功能包括：l 語音通告作為歡迎用戶和通

8、告服務(wù)內(nèi)容的語音提示l ANI自動號碼識別，提供驗證（密碼數(shù)字識別）和撥入電話號碼標(biāo)志識別l 號碼和密碼位記數(shù)l FAX跳數(shù)開關(guān)支持傳真重?fù)?，它存儲本地?fù)苋氲碾娫捥柎a，呼叫本地網(wǎng)關(guān)，在得到傳真語音提示時，再輸入相應(yīng)的目的地號碼。CISCO VoIP可以用于提供Gateway功能有: AS5300、CAG-VG200、Catalyst 4000接入網(wǎng)關(guān)模塊（access gateway module）和Catalyst 6000 語音T1/E1模塊、還有CISCO7500 /7200 /3700 /3600 /2600 /1750等。網(wǎng)關(guān)守護系統(tǒng)（Gatekeeper）IP電話網(wǎng)關(guān)守護系統(tǒng)（Ga

9、tekeeper）是一套遵循H323協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)，負(fù)責(zé)提供地址轉(zhuǎn)換和對訪問本地網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)的控制、與Gateway、IP telephone、Callmanager等設(shè)備互相配合工作。主要的功能有：¨ 地址轉(zhuǎn)換H.323地址和E.164的相互轉(zhuǎn)換¨ 準(zhǔn)入控制，只允許特定的呼叫用戶通話；¨ 帶寬控制¨ 區(qū)域Zone管理；¨ 呼叫控制信令；¨ 呼叫管理；¨ 目錄服務(wù)；¨ 帶寬預(yù)留；¨ TechnologyPrefixes區(qū)分和支持不同類型的網(wǎng)關(guān)（H.323和Voice-Mail等）¨ CDR（Call

10、 Detail Records）IP電話網(wǎng)關(guān)守護系統(tǒng)可用來對IP電話網(wǎng)關(guān)提供呼叫控制服務(wù)。在不同的IP電話網(wǎng)區(qū)域里，可以存在一個或多個IP電話網(wǎng)關(guān)守護系統(tǒng)，并且他們之間可以互相通信。冗余備分的關(guān)守將負(fù)責(zé)和上級關(guān)守及別的IP電話區(qū)域的關(guān)守的相互通信，保證IP電話業(yè)務(wù)的有效開展。CISCO的Gatekeeper設(shè)備有CISCO7200/3600/2600經(jīng)測試 CISCO關(guān)首設(shè)備的能力如下：2600364036607206Call per Sencond20cps50cps100cps144cps可維持的呼叫18000call27000call可支持的 E1數(shù)120300600900假設(shè):峰值時

11、所有語音端口 100% 使用 (36 CCS), 平均使用時間: 3分鐘IP電話Cisco IP電話是一種基于標(biāo)準(zhǔn)的通信設(shè)備。Cisco IP系列電話能夠使用基于Cisco呼叫管理器技術(shù)的IP電話系統(tǒng)、H.323、對話開始協(xié)議（SIP）及將來的介質(zhì)網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議（MGCP），并能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)級的軟件升級。這種多協(xié)議能力為業(yè)界首創(chuàng)，能夠保護投資和保證系統(tǒng)的順利移植。IP電話主要的種類有：7905G，7910G&7910+SW，7940G，7960G，IP Softphone，Wireless IP Phone7920，7935IP會議工作站。RADIUS認(rèn)證系統(tǒng)CiscoSecureRADI

12、US用戶認(rèn)證系統(tǒng)實現(xiàn)IP電話用戶的認(rèn)證和漫游功能。IP電話用戶和PC用戶（PCTOPHONE服務(wù)）輸入自己的PIN號碼和密碼，由用戶認(rèn)證系統(tǒng)進行認(rèn)證。用戶認(rèn)證系統(tǒng)支持漫游功能。RADIUS用戶認(rèn)證服務(wù)器可以產(chǎn)生詳細的用戶資料記錄CDR，使用標(biāo)準(zhǔn)RADIUS屬性變量和擴展屬性變量Acct-Session-Idfield。CallManager代替?zhèn)鹘y(tǒng)PBX的 CallManager，是基于Windows 2000的軟件。在 IP電話連接到網(wǎng)絡(luò)時，IP電話通過DHCP與CallManager建立初始化，獲得自己的IP地址和電話號碼；當(dāng)IP電話呼叫其他電話時，由 CallManager提供撥號音并完

13、成電話的路由交換。所以 Call Manager是 IP電話網(wǎng)中必不可少的部分。CallManager系統(tǒng)功能：n 備用自動路由選擇（AAR）-在路徑無法使用時進行PSTN故障轉(zhuǎn)換n 每個設(shè)備（電話和網(wǎng)關(guān)）的、衰減及增益調(diào)整n 自動化的帶寬選擇n 自動化的路由選擇（ARS）n 集群間和集群內(nèi)的呼叫許可控制（CAC）n 支持自動化帶寬選擇的編解碼 G.711 mu-law,a-law G.723.1 G.729A/B GSM-EFR,FRn 數(shù)字分析和呼叫處理（數(shù)字串插入、刪除、分塊、撥號接入代碼、數(shù)字串轉(zhuǎn)換）n 分布式呼叫處理 跨整個IP網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備和應(yīng)用部署 具備可擴展性、冗余和負(fù)載均衡的ca

14、llmanager “集群” 每臺callmanager服務(wù)器最多支持2500部IP電話 每臺CallManager服務(wù)器最多支持10萬次忙時呼叫完成（BHCC）。 每個集群中擁有8臺Callmanager服務(wù)器 每個Callmanager集群最多支持25萬次BHCC 每個CallManager集群最多支持3萬部IP電話 通過H.323關(guān)守可擴展到100個地點或集群的集群間可擴展性 集群間功能透明 集群間管理透明n IP傳真n 可生存遠程地點電話(SRST)n 話費限制n 統(tǒng)一的撥號計劃 DSP（Digital Signaling Processing）DSP用于將語音信號或者傳真信號轉(zhuǎn)換成V

15、OIP數(shù)據(jù)流。DSP可以支持的壓縮算法有：中等編碼算法G.711（a-low、mu-low）、G.726、G729a、G729ab、Fax-Relay；高級編碼算法：G723、G728、G729、G729b。DSP可以通過這些算法將每一路語音壓縮到64Kbps-5.3Kbps不等，其中采用中等編碼算法每塊DSP可支持4路語音；采用高級編碼算法每塊DSP可支持2路語音。壓縮算法的不同，對語音通話質(zhì)量、語音的比特速率都有影響，對壓縮算法的衡量標(biāo)準(zhǔn)為MOS（Mean Opinion Score）。Mos數(shù)值是基于使用者對語音通話質(zhì)量的衡量：壓縮算法比特率（Kbps）MOS數(shù)值G.711PCM644.

16、1G.726 ADPCM323.85G.728 LD-CELP163.61G.729 CS-ACELP83.92G.729a CS-ACELP83.7G.723.1 MP-MLQ6.33.9G.723.1 ACELP5.33.65語音會議（conference）DSP支持兩種語音會議功能：Ad-hoc、Meeting-me。Ad-hoc語音會議功能，呼叫發(fā)起者控制語音會議，可以確定誰可以參與，參與者在呼叫者掛機后仍舊可以保持通話。Meeting-me會議功能允許任何一個參與者通過撥打一個預(yù)先設(shè)定好的號碼加入會議，直至達到最大的允許人數(shù)。代碼轉(zhuǎn)換（transcoding）由于DSP支持多種編碼技

17、術(shù)，而各種編碼技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求也有較大差別。在一個網(wǎng)絡(luò)中同時具備多種編碼方式的語音數(shù)據(jù)流舊不可避免。DSP的編碼轉(zhuǎn)換功能可以有效地避免因為編碼方式不同而無法通話的問題。 比較典型的應(yīng)用是：在廣域網(wǎng)聯(lián)路上VOIP使用的G.723目錄服務(wù)系統(tǒng)目錄服務(wù)系統(tǒng)是對電話呼叫，提供被叫用戶的相關(guān)屬性，如根據(jù)被呼叫用戶的電話號碼（E.164別名地址），提供被叫用戶的相應(yīng)網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)關(guān)守護地址、支持的編碼、信令協(xié)議、收費特征等屬性。目錄服務(wù)系統(tǒng)負(fù)責(zé)維護這些信息和屬性。每個H.323域維護自己的電話目錄信息，不同的H.323域可以交換電話目錄信息。不同ITSP之間（如ITSP和國際ITSP）根據(jù)它們之間的雙邊或多

18、邊協(xié)議交換電話目錄信息或相互提供服務(wù)。計費系統(tǒng)IP電話網(wǎng)計費系統(tǒng)的主要功能包括：¨ 業(yè)務(wù)受理¨ 帳務(wù)管理¨ 資費管理¨ 計費管理¨ 漫游結(jié)算¨ 服務(wù)管理¨ 計費數(shù)據(jù)的采集/傳輸IP電話網(wǎng)計費系統(tǒng)能夠同主要的Voice/FAXOverIP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相集成，可以從不同廠商、不同類型的IP電話網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上采集計費信息（CDR）。如，計費系統(tǒng)可以從RADIUS服務(wù)器和CVM管理軟件獲取豐富的CDR計費信息。IP電話網(wǎng)計費系統(tǒng)需要提供一個完整的計費與客戶管理解決方案。IP電話網(wǎng)計費系統(tǒng)同其他傳統(tǒng)電信計費系統(tǒng)相比，獨特的要求主要是：實時的呼叫處理、實時計費和預(yù)付卡處理。實時呼叫處理和實時計費是IP電話網(wǎng)計費系統(tǒng)的獨特要求。實時計費引擎可以實現(xiàn)對IP電話的實時計費和實時呼叫處理，保證了系統(tǒng)防止電話盜打、欠費等問題的出現(xiàn)。增值服務(wù)系統(tǒng)FAX-MAIL/VOICE-MAIL服務(wù)器Fax-to-E-Mail服務(wù)，通過Fax-to-E-Mail網(wǎng)關(guān)，可以把傳真發(fā)送到用戶的電子信箱中。E-mail-to-Fax服務(wù)，通過E-mail-to-Fax網(wǎng)關(guān)，可以把電子郵件轉(zhuǎn)成傳真，發(fā)給接收方