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IP语音业务流程

    公共交换电话网(PSTN)最大的优势就在于它的全球互通性。任何一个用户随意拨一串号码,就可呼叫全球的另一用户。电信运营商意识到语音质量最终是由网络质量所决定的,所以从一开始就致力于电话网的扩展与互通。  
公共交换电话网
       网际互联的困难在于需要连接不同标准的系统。例如,从一部话机向另一部话机传送语音,不同的运营商可以有不同的解决方案。即使基于相同的网络设备,也要考虑网络容量与语音质量的折衷问题。
       引入语音业务的通用标准可以很好地解决网际互联的难题。国际电联(ITU)倾布了一系列标准,限定不同语音设备的种类,并定义设备的公共属性。网际协议(IP)的引入使得上述工作更加复杂。这是因为原有的交换阵列要额外承载IP语音业务。
       国际电联电信分会(通常称为ITU-T)为IP语音业务制订了一整套标准:从语声编码、呼叫建立、寻找路由到与PSTN互联。本章介绍了ITU-T的整套协议(包括其他一些有竞争力的标准),描述了各自的特性,以及如何根据这些协议和标准设计相关产品。本章也介绍了一部分不是由ITU-T规范的路由与传输协议,例如由Internet工程任务组(IETF)所制定的选路和传输标准。最后,本章讨论了由于一些运营商按照专有的标准去生产IP语音设备,从而引起的IP电话互通问题。
ip语音
        引入正题前,我们首先介绍一下端到端的IP语音流程。下面的例子包括了IP语音的基本流程,尽管该示例有些简单化,但仍然具有典型性。
        IP电话传输的主要问题是必须使基于分组交换的IP网与基于电路交换的PSTN互联,假如PSTN基于分组交换,IP电话的许多问题将大为简化。
IP电话的长途旁路应用
图7-1 IP电话的长途旁路应用
       图7-1说明了现在比较普遍的一项IP电话应用-长途旁路。现假设洛杉矶的戴夫给其在纽约的母亲打电话。戴夫是某IP电话服务供应商(ITSP)的客户。
       当他拨完其母亲的号码后,他所在地的本地电话交换局A(LECA)识别出该呼叫是长途业务,将其转交长途交换通信公司(IXC)处理。现在其所属的IP电话服务供应商(ITSP)充当IXC,ITSP将模拟语音流转变为分组流经IP网送至纽约。到达对端后,分组流再转化为模拟语音流,由戴夫的母亲所在地的本地电话交换局B(LECB)呼通戴夫的母亲。
        在此过程中必须进行如下操作:
(1)地址解析
       戴夫所在地的LEC与ITSP间的网关必须找到其母亲所在的LEC与ITSP之间的网关的IP地址。这一过程可以通过将被叫号码的区号与某个特定网关相对应的方法来实现。
(2)搜索路由
       ITSP必须选择最优路径发送数据分组,以便保持低时延,并防止链路容量过载。
(3)确保质量
       戴夫的语音是与其他业务共享同一个ITSP的。因此,ITSP必须采取措施区分需要实时处理的语音业务与容许大时延的数据业务。因此有必要划分业务的优先级。即使全网中仅有语音业务,ITSP也必须采取措施确保各语音业务流互不下扰,以免影响到用户的通话质量。
(4)流量预测
       TCP/IP协议的传输层可在不同程度上保证数据业务的传输可靠性,例如可提供无差错传输服务,或仅简单附加一些检错标志位。对于实时业务,传输层的主要任务是保证语音分组的先后次序。因此洛杉矶的网关要按时问顺序标记各分组以使纽约网关正确接收。
(5)呼叫信令
       网关必须能发送和提取呼叫信令。在这个例子中,纽约的网关必须从IP流中提取出电话号码,以便送至纽约的LEC,由纽约的LEC呼叫戴夫的母亲。
(6)语音编码
       在LEC端,戴大的语音被编成64kbit/s数据流向ITSP发送。ITSP将这些数据流进一步压缩为32kbit/s,16kbit/s或更小,再打包成IP分组进行发送。
(7)差错处理
       倘若网关、LEC或ITSP出现问题,应当及时发现错误并纠正错误。在最坏情况下,也应确保断开主叫、被叫的连接,以使主叫和被叫的电话转为空闲。
       除了上述基本问题,还有另外一些方面需要考虑。例如IP网的网络类型、将语音送入话机的方法以及一些商业考虑如收费、管理、维护等。因为这些因素与系统的互操作性不是直接相关,所以ITU-T并没有规范这些因素,留给运营商各显神通,图7-2示出了实现上文所描述功能的一些协议的构架。该图是参照IP协议组模型给出的。
IP电话网络协议
图7-2  IP电话网络协议