企业IP网的探讨

发布: 2010-10-20 14:27 | 作者: | 来源: | 字体: 小中大

企业IP网的探讨（黄丽亚、王锁萍）
    随着计算机网络技术的飞速发展，帧中继、ATM及IP技术的不断普及，为信息的传
送创造了良好的网络条件。而越来越多的企业呈现出多地域分布性，在企业的分部之间
及分部与总部之间经常存在大量的信息交互，所以许多企业组建了自己的企业网。但是
传统的企业网主要是传送数据，而企业内部的电话通信通常采用专用小交换机（PBX）
方式，分部与分部、分部与总部之间的电话、传真通信采用长途方式。在企业网上开发
语音增值业务，对原先的数据网络的投资增加很少，但是可节省长途话费，而且将语音
与其他网上已有的应用结合使用，可实现多媒体业务，提高服务质量。
    一、IP网的三种类型
    IP网通常有三种类型，即Internet，企业IP网（也称为Intranet）、虚拟专用IP网
（IP-VPN，有时也称为Ex－tranet）。其实许多IP网是三者的组合。企业IP网通常是这
样组成的：在企业的各个地点有一个局域网，不同地点的局域网通过企业广域网（WAN）
相连。企业WAN通常是租用运营商的WAN（如专线、帧中继、ATM等）的一部分资源而构
建的。每个分支点通过路由器与企业WAN相连。
    IP-VPN是公众数据网络提供的一种新的组网方案，为企业提供一种受管理的专用网
络。通常IP-VPN是由高速的路由器及充足的带宽构成的。IP-VPN具有低时延、高安全性
及较为完善的带宽管理功能等特性。所以从某种意义上可以认为IP-VPN是一种由运营商
提供的企业网，网络性能也与企业网非常类似。
    对于Voice over IP这个领域而言，保证服务质量是至关重要的。在Internet网上
传语音目前还有许多问题有待完善，但是在企业网和IP-VPN上，由于网络的可控性较高，
所以语音与传统数据在这两种网上集成相对而言更具有可行性。
    二、企业IP网的结构
    传统上语音与数据是在独立的网上传送的，语音通过PBX交换，数据链路建立在通
过WAN互连的LAN之上，为将这两个独立的网络有机地结合起来，实现企业IP网上综合的
语音数据业务，并且旁路掉长途电话，关键问题是利用IP电话网关。其中见电话网关的
功能如下。
    1．查询功能
    当发端IP网关通过IP网络进行电话通信时，需要将被叫号码转换成远端或对端IP电
话网关的IP地址。查询有两种方式：一种是通过本地网关，另一种是通过集中的目录服
务器。
    集中服务方式存在单点瘫痪的风险，因为一旦主服务器不能被访问或出错，查询服
务就无法进行。在本地网关查询方式中，中央管理服务器需要将查询信息的更新情况下
载到本地网关。一旦本地网关查询失败，立即向生服务器申请更新其查询表。对于企业
网，在本地网关实现地址解析更为合适，因为企业网地址解析工作量不大，不会对网关
增加巨大的负荷，且节约了查询时间。
    2．连接功能
    建立发端网关到收端网关的连接，交换呼叫建立及兼容信息，进行参数的协商及安
全性的确认。
    3．数字化及压缩功能
    网关将从PSTN来的模拟电话信号转换成数字信号，通常采用64kbit/s的PCM编码方
式，如果模拟信号是语音信号，那么通常采用DSP技术将之压缩，再打成IP包。
    4．解调动能
    某些网关仅能处理单一的语音或传真信号，但是不能同时处理两者。有些网关设备
可以自动判断究竟是语音还是传真信号，根据不同信号采取不同的处理方法。对于传真
信号，由于经过传真机之后已调制成模拟信号，用传统PSTN的方法将它作为话带数据传
送时，适用于压缩语音的数字化信道并不能透明地传送话带数据，只能将模拟的传真信
号解调，还原为原来的数字信号，然后使用UDP／IP或TCP／IP传送。对于实时传真业务，
UDP因其快速特性而较为合适；对于存储-转发传真，TCP／IP以其可靠性而较为合适。
    5解压缩及重调制功能
    收端网关将完成与发端网关相反的功能。对于语音信号而言，将完成解压缩功能；
对于传真信号而言，将完成重新调制变回模拟信号并送入传真机。
    三、企业网IP电话呼叫实例
    采用IP网关的一个重要的优越性在于保护了现有传统设备（如电话机、传真机、PBX、
按键式电话系统（KTS）等）的投资，建立了这些传统设备与IP网之间的桥梁。在公司的
总部及分部安装IP电话网关；企业网电话编号计划可分为两级，即网关号与本地电话号。
网关号最好易于记忆，如用网关所在地的长途区号，约定PBX下的电话用户拨9进入PSTN，
拨6进入IP网关。
    1.从PBX用户到PBX用户
    生叫用户搞机，听到拨号音后拨6进入IP网关，听到网关送出的两次拨号音后，继
续拨被叫网关号及被叫在PBX中的分机号。当本地网关接收到被叫网关号后，进行查询，
将被叫网关号映射为IP地址，并与被叫网关建立UDP／IP或TCP／IP会话。一旦这两个网
关建立连接，VoIP呼叫就穿过了WAN。发端网关将被叫分机号传给被叫网关，被叫网关
再传给被叫PBX，如被叫困则振铃，向主叫送回铃音。如果被叫什，则送忙音。一旦被
叫摘机，双方网关就采用UDP／IP进行语音及实时传真通信。
    如果双方网关不能建立连接，或者PBX与网关之间无空闲链路，或网关与WAN之间
无法建立键路，或被叫网关无应答，则主叫会听到系统忙音。
    2．专线用户
    在IP电话网关上可直接连一部专线电话，作主叫时，摘机就直接听到网关送来的
拨号音，之后的过程与（1）类似。作被叫时，主叫无需拨任何分机号，直接由被叫端
网关向专线电话振铃，之前的过程与（1）类似。
    3．网外呼叫
    当被叫端存在PBX时，主叫可以通过企业IP网建立与被叫所在地公网用户之间的呼
叫，对企业网而言即网外呼叫，呼叫的过程如下；主叫拨6与本地网关连接，听到两次
拨号音后拨对端网关号，再拨9，如（1）中所描述的类似情况正常，被叫PBX寻找出中
继，主叫听到被叫所在地PSTN送来的拨号音，投被叫号码，即可建立遗信。这也称为
被叫端“泄漏”。如主叫端PSTN用户拨通PBX，再通过上面所述的过程进行接续，那么
就成为两端“泄漏”。如果被叫在企业网内，即为主叫端“泄漏”。
    随着语音与数据的不断融合，VoIP技术也发生了深刻的变化，逐渐将PBX集成到
LAN上，现在Selsius公司（已被思科公司收购）实现了IP PBX产品。采用呼叫处理服
务器完成传统PBX功能，采用运行H.323协议的微机作为电话终端，也有直接支持该协
议的电话终端，在企业网上与PSTN之间设网关设备，以完成与PSTN普通电话之间的通
信。除了呼叫处理服务器外，还有应用服务器，可以很方便地实现各种新业务。对于
公司新设远地分部，可直接采取这种组网方式，就不需要投资传统PBX。呼叫处理器
与应用服务器可以设在总部，供各分部共享。在分部设立一个本地网关，完成与当地
PSTN的沟通。
    四、VoIP的质量
    PSTN仍然是VoIP的备用方案，对用户而言，VOIP必须具备与PSTN相当的质量，企
业用户才乐于使用。要得到良好的音质，必须考虑以下几个方面的问题。
    1．语音编码
    必须综合考虑平均主观分值、处理时延、编码速率，利用DSP技术，以算法的复杂
性来换取性能的提高。G.729规定的CS－ACELP是一种较好的选择。
    2．回声抑制
    由于VoIP存在不可忽略的时延，回声问题不容忽视。在远端混合线图阻抗不匹配
造成的回声在发端可清晰地听到。在网关设备中必须用DSP技术实现回波抵消。
    3．网络时延与科动
    这两者是影响语音质量的至关重要的因素，通常在接收端采用抖动缓冲器来消除
抖动，但是会带来附加的时延。VoIP在企业网上比Internet上优越的原因就是因为前
者在抖动这个因素上有较好的控制。企业路由器将语音包的优先权在队列中放在普通
包之前，网关运行资源预留协议（RSVP），由于DSP的作用，语音编码的速率低，并
且采用静音抑制技术，使语音占用很少带宽资源。对于企业连接LAN的WAN，因其专用
性，抖动性能较Internet要好。
    另一个影响时延的因素是打包，打包的实时性与打包效率是一对矛盾。实际上，
究竟聚集了多少语音信息量再打包与带宽密切相关，在企业网上，这些因素的透明度
较高，比较容易找到一个合适的门限。
    VoIP是人们关注的焦点，但是还存在不少需要解决的问题，它在企业网上实现有
更多的条件。随着技术与经济的不断进步，在企业网上实现真正的多媒体通信是必然
的趋势。