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企业IP网的探讨

2/14/2005来源:接入系统人气:6976

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。