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细说网络电话系统的构成部分

        网络电话是在IP网上传送的具有一定质量的语音业务。它采用的技术统称为VoIP( Voice over Ip),即IP上传送语音。由于计算机网络采用的都是分组交换技术,其传送的数据单元都是由控制部分和数据部分封装而成的独立的数据报,通常称之为“分组( packet),因此从更一般的意义上来说,网络电话是采用分组技术传送的语音业务。
         网络电话的业务类型有PC到PC、PC到电话、电话到电话和电话到PC4种类型,其中电话到电话是指电话网中的一台普通电话机经过IP网到电话网中另一台普通电话机通话,这就是人们通常讲的网络电话,也是目前发展得最快而且最有商用化前途的电话。
网络电话类型
        采用H.323协议栈的网络电话网由网关、网守等设备组成。网关是网络电话网的接入设备,位于电话交换网与IP网之间,是电话交换网的终结点,也是IP(分组)交换网的起始点,为用户提供网络电话业务,完成信令转换及媒体转换。网守是网络电话网的管理设备,它提供地址解析、接入认证、带宽管理和资源管理等功能。
        采用软交换体系结构中的网络电话网主要包含中继网关(MG)、信令网关(SG)、综合接入媒体网关(AG)、综合接入设备(IAD)、软交换机、应用服务器和媒体服务器。
       中继网关负责桥接PSTN和IP网络,完成多媒体信息(语音或图像)TDM格式和RTP数据报的相互转换,中继网关没有呼叫控制功能,由软交换(媒体网关控制器)通过MGCP或H.248协议控制,完成连接的建立和释放。
中继网关负责桥接PSTN和IP网络
       接入网关AG和IAD主要也是为了在分组网上传送多媒体信息而设计的,接入网关的电路侧提供了比中继网关更为丰富的接口。接入网关IAD与住宅网络电话相连,负责采集网络电话用户的事件信息(如摘机、挂机等),且将这些事件经IP网传给软交换(媒体网关控制器),并根据软交换(媒体网关控制器)的命令,完成媒体消息的转换和桥接,将用户的语音信息变换为相关的编码,封装为IP数据报,以完成端到端IP语音数据传送。  
      信令网关的功能是完成No.7信令消息与IP网中信令消息的互通,信令网关通过其适配功能完成No.7信令网络层与IP网中信令传输协议 SIGTRAN的互通,从而透明传送No.7信令高层消息(TUP/ISUP或SCCP/TCAP),并提供给软交换(媒体网关控制器)。
软交换设备是软交换网络的核心控制设备,它独立于底层承载协议,主要完成呼叫控制、媒体网关接入控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能,并可以向用户提供各种基本业务和补充业务。
        应用服务器是在软交换网络中向用户提供各类增值业务的设备,负责增值业务逻辑的执行、业务数据和用户数据的访问、业务的计费和管理等,它应能够通过SIP协议控制软交换设备完成业务请求,通过SIP/H.248(可选)/MGCP(可选)协议控制媒体服务器设备提供各种媒体资源。
        媒体服务器是软交换网络中提供专用媒体资源功能的设备,为各种业务提供媒体资源和资源处理,包括DTMF信号的采集与解码、信号音的产生与传送、录音通知的发送不同编解码算法间的转换等各种资源功能。
        IP网络电路中的语音处理主要需解决两个问题:一是在保证一定语音质量的前提下尽可能降低编码比特率;二是在IP网络环境下保证一定的通话质量。       前者主要是语音编码技术和静音检测技术;后者包括分组丢失补偿、消除抖动和回波抵消技术。网络电话控制信令体系早期主要有ITUT的H.323系列,现在采用的主流技术是软交换控制的结构。
         ITU的H.323系列建议定义了在无业务质量保证的因特网或其他分组网络上实现多媒体通信的协议及其规程,是ITUT有关多媒体通信的一个协议集。H.323呼叫建立过程涉及3种信令:RAS(注册: Registration、许可: Admission和状态: Status)信令H.225.0呼叫信令和H.245控制信令。
        软交换与信令网关间的接口使用 SIGTRAN协议,信令网关与No.7信令网络之间采用No.7信令系统的消息传递部分MTP的信令协议。信令网关完成软交换和信令网关间的 SIGTRAN协议到No.7信令网络之间消息传递部分MTP的转换。软交换与中继网关间采用MGCP或H.248/ Megaco协议,用于软交换对中继网关进行承载控制、资源控制和管理。软交换与接入网关和IAD之间采用MGCP或H.248协议。软交换与媒体服务器之间接口采用MGCP或H.248协议或SIP协议。软交换设备与应用服务器间采用SP/INAP协议,业务平台与第三方应用服务器之间的接口可使用 Parlay协议。软交换设备之间的接口主要实现不同软交换设备间的交互,可使用SIPT和ITUT定义的BICC协议。
        传统的IP网络主要用来传输数据业务,采用的是尽力而为的、无连接的技术,因此没有服务质量保证,存在分组丢失、失序到达和时延抖动等情况。对于分组丢失或传输错误,数据业务可采用重发来解决。但语音属于实时业务,对时序、时延等有严格的要求,因此必须采取特殊措施来保障一定的业务质量。VoIP中主要采用资源预留协议(RSvP)、区分服务、多协议标记交换(MPLS)以及进行服务质量监控的实时传输控制协议(RTCP来避免网络拥塞,保障通话质量。
 
         固定电话网和移动电话网目前采用的是电路交换技术,电路交换方式的基本特征是将电路作为传输、复用和交换的基本单位。电话交换方式基本上适合语音通信,由于固定电话网和移动电话网是当前我国最大的网络,在相当长的一段时间里,采用电路交换方式的传统电话仍然会是语音通信的主体。
    因特网是一个无连接的计算机网络系统,采用因特网传送语音业务并不是最佳选择选择这样一种技术来支持语音业务的主要原因是:IP技术具有丰富的应用和强大的应用扩展能力,能方便地完成多媒体业务的集成;IP具有很强的网络兼容性和灵活性,各种网络传输技术都能够被包容到IP上;有利于发展以IP协议为基础的采用分组交换技术的下一代网络;可以方便地集成智能,灵活地控制信令和连接,有利于各种增值业务的开发。由于因特网的迅速发展,下一代网络的传送层将主要采用IP网络。