专注SIP通讯产品与方案

局域网电话系统(局域网电话如何组建)

释放双眼,带上耳机,听听看~!
00:00

00:00
        使用局域网数据网络而不是传统的电话线和PBX来承载语音流量以及局域网系统典型的数据流量的技术。局域网电话系统既需要一个设备来处理传入和传出呼叫,以确定呼叫将发送到局域网上的哪个地址,还需要一个将局域网电话系统连接到PSTN的语音网关局域网上的每部电话都有自己的网络地址,并将音频信号转换为数字化数据包,以便在局域网上传输。当收到来自局域网外部的呼叫时,呼叫处理器确定哪个网络地址接收呼叫并将数据包转发到该地址。当呼叫在局域网内发起时,呼叫处理器确定该数据包是转发到另一个网络地址还是转发到局域网PSTN,在这种情况下,数据包必须通过语音网关。 
我公司提供功能强大的局域网电话系统方案。欢迎咨询!
     局域网电话系统为了提供与传统的PBX系统功能相当或者功能更为完善的服务,就必须配备各种基于局域网的组件,每个组件都有各自特定的功能。一个基本的局域网电话系统如图9-2所示。
局域网电话系统组网图
图9-2  局域网电话系统
  下面介绍各个组件所使用的技术及其功能。

  网络系统

       正如前面所叙述的,曾经有好几种把数据与语音进行混合传输的技术试图用于传输局域网内的语音和多媒体信息,但没有一种技术能够赢得足够的市场。一方面是由于这些技术的造价比较高,另一方面是由于以太网技术实际上已成为局域网技术的标准。由于以太网技术已经占领了局域网技术百分之九十的市场,所以它在大多数局域网中已变成了唯一可选的网络技术。另外百分之十的市场是指一些大型公司所使用的IBM令牌环网技术,但是这部分市场对大多数局域网电话设备厂商的影响并不大,因为大多数局域网电话设备厂商的市场目标是中小型公司。
       以太网技术的发展在很多方面都与IP技术的发展类似:刚开始时只局限于研究和实验,由于它们是一种面向尤连接的技术,所以经过了很长时间才开始大规模使用。实践证明,这两项技术对数据传输所采取的“尽力而为”的方式是适合用于传输电话等实时业务的。
       认为以太网肯定不如PBX网络安全可靠的观点是不正确的。在过去的20多年中,以太网在提高它的可靠性方面取得了很大的进展。在以往使用物理总线的以太网中,某一台计算机或系统的某一部分发生故障往往会影响到整个网络的运做,现在的以太网由于对物理层标准作出了改进,所以已不会出现这种情况。同样,用于连接以太网设备的双绞线的质量也得到了很大的提高,有的以太网还选用光纤来连接设备,这使得以太网的传输带宽大增,以太网已变成了一个性能良好的网络。
       以太网的用户,尤其是那些没有配备专门维护人员的小型公司用户,经常抱怨以太网故障太多。其实这很少是因为网络本身的原因,真正的原因是用户的计算机或他所要访问的资源出现了故障。网络通常仅在拥塞时才会出现问题,也就是在很多的以太网顿同时争用一个网段或网络设备时才会出现问题。出现问题后,数据传输的时延会增大,使用户变得不耐烦,还使得某些服务不能使用,但是网络还能继续工作,等到拥塞消除后,网络又可恢复正常工作。然而对于话音这些实时业务,用户往往不能忍受由于网络拥塞所引起的通话质量问题。
网络拥塞
       因此,近来对以太网技术的研究主要集中在如何减少网络拥塞和使网络能够支传输实时业务方面。有三种方法可以实现这一目的,并且这三种方法在近儿年来都取得了很大的进展。
       方法一:分段。以太网技术是采用所有设备共享一条主线的模式。因为设备是以固定的速率发送数据的,所以设备必须按照一定的接入规则来获得共享主线的使用权。以太网技术使用载波监听多址访问/冲突检测(CSMA/CD)技术来控制设备的接入。根据CSMA/CD,设备按照一定的概率随机获得使用共享主线的可用带宽的权利,并且保证经过一段时间后所有的设备都能获得相同的使用分额。这种接入控制方法依然应用于最先进的以太网,尽管在先进的以太网中,电缆的复杂程度己大大提高,但仍要求连接的设备卡争用主线的可用带宽资源。
        在这样一个系统里,任何一个设备最大可用的带宽可简单地通过共享带宽的总数除以共享设备的数目来计算。例如,在一个被10个设备共享的带宽为10Mbit/s的系统里,每个设备将取得少于1Mbit/s的带宽资源,“少于”的原因是以太网在解决争用和分顿问题上将消耗一部分的带宽资源。一种增加每个设备的可用带宽的常用的方法是减少共享设备的数目,从而减少竞争者的数日。在当前的系统中可通过使用以太网交换机来实现这一方法,以太网交换机是连接各段以太网的设备,并具有一定的流量交换功能。流量交换的最终结果是使得每个设备都可享有专用的带宽。近来,随着以太网交换机价格的不断降低,部分中小型网络已逐步开始使用这一设备。在使用了以太网交换机的网络里、每个设备都能取得恒定的带宽资源,并且不需要通过接入竞争即可随时发送数据。图9-3显示了传统的共享型以太网和两种使用了以太网交换机后的以太网的拓扑结构。
局域网交换机的发展过程
图9-3 局域网交换机的发展过程
       以太网交换机的最新发展是增加了连接虚拟专用网的功能,为了增加这一功能,以太网把设备分成若干个组,每个组之间都有连接,但各自的流量在通过主干网、远程交换机和共享集线器时不会发生混合。大量的这种组就可以和虚拟专用网共存于同一个网络体系。这一功能对于实现局域网电话系统具有重大意义,在建造局域网电话系统时,可通过把电话设备和发送数据的设备分别安放在不同的虚拟专用网的方法来实现语音流量和数据流量的分离。这种网络的结构如图9-4所示。
支持VOIP的虚拟局域网
图9-4  支持VoIP的虚拟局域网
       分段是一种用于解决冲突和把流量进行分类传输的常用方法。
       方法二:提高传输速率。因为每个设备的最大可用带宽约等于总带宽数除以共享设备数,所以提高每个设备的可用带宽的最简单方法就是提高总带宽数。早期以太网技术的传输速率为3Mbit/s,后期以太网技术的传输速率发展到10Mbit/s,这种速率的以太网技术主要应用于小型的局域网,在大中型的局域网中,随着连接设备的成倍增长,网络带宽很快就达到饱和。为此,局域网设备的厂商联盟扩充了IEEE 10Base-T标准(该标准主要用于使用双绞线并配备中央集线器的以太网),使得以太网技术的传输速率高达100Mbit/s.IEEE把这一扩充后的标准命名为802.3u。该标准不仅能使以太网的传输速率大大提高,而且还为网络提供了速率自动协商机制。另外还可使用100Base-T标准来提高网络的速率,而且这一标准只要求对网络的物理层的拓扑结构作一些微小的改动,对于速率为10Mbit/s网络完全可以做到无差错传输。
   在90年代末期,另一批局域网设备厂商使用802.3标准研制出了种令人难以置信的速率高达1000Mbit/s的以太网技术,称为千兆位以太网技术。干兆位以太网技术仍然保留了以太网的帧结构和其他一些低速率以太网的基本构件,只是在一些一般使用者察觉不到的地方做了改动,包括顿长、最大分段长度、编码方式和传输时钟频率等。千兆位以太网技术最初只应用于光纤局域网,后来IEEE在1999年中制定了把千兆位以太网技术应用于双绞线局域网的标准。目前,千兆位以太网技术主要用于交换机的连接和其他一些传输流量相对较集中的领域。  
全双工通信
        除了加快媒休的传输速率以外,还有一项新的技术使以太网能够更好地提供如电话一类的实时业务,这项技术就是支持全双工通信。传统的以太网由于使用共享总线,所以只能进行半双工通信。随着以太网的传输速率的不断提高,以太网也可以利用其高速的传输速率来实现全双工通信,但如果资源竞争很严重的话,这种实现就变得非常困难。然而如果在以太网系统中使用以太网交换机,那么实现全双工通信就变得非常容易。以太网交换机可以把以太网的通信链路分段,每一段通信链路只包含两种设备:两台交换机或一台交换机和一个终端(如PC)。由于每一投通信链路的传输媒体是双向的(一对电缆或一对光纤),所以在每一段通信链路的两个方向上都可以随意发送数据而不发生冲突。假设每一段通信链路上的两种设备都支持全双工的工作方式,那么在同,段时间内传输的数据量将会加倍。更重要的是,以太网设备之间的这种全双工连接方式类似于电路交换,所以能够更好地支持实时业务的传输。
         方法三:使用优先级。以太网也像Internet那样无论网络结构如何完善,某些地方仍然存在着一定的局限性。当以太网的管理者企图不断地升级他们的设备,以支持以太网交换机、虚拟局域网和更高的主线速率时,他们发现由于投资过大,升级难以实施,或者网络升级后仍然不能满足用户的需求。
        通过给不同类型的信息流量分配不同的优先级来支持实时业务的传输的做法越来越受到人们的重视。尽管许多厂商在好几年前所生产的交换机设备已具有支持优先级的功能,但直到最近IEEE才制定出在局域网上支持优先级的802.1p/Q标准。此项标准虽然可应用于所有的局域网技术,但主要还是应用于在以太网上传输多媒体信息。802.1p/Q的用法如图9-5所示。
VOIP帧结构
        图9-5 带有802.1p/Q标记的以太网上的VoIP顿结构
       802.1p/Q定义了32比特的数据包头,可附加在以太网数据顿的头部。此数据包头允许对数据包的优先级、虚拟局域网的成员资格、多点传送和广播控制进行具体定义,其中关于优先级的定义域有3个比特,优先级共分为8级,可由交换机或终端(包括电话和多媒体终端)来规定数据包的优先级别。如果某项业务的数据包具有较高的优先级,就等于提示交换机和路由器及其他传输设备要优先处理此项业务的数据包,从而保证此项业务的服务质量。由于数据包的优先级是按每一赖定义的,所以同时发送数据和语音的多媒体终端可动态地决定每一顿数据是采用优先对待的方式进行传送还是采用传统的“尽最大努力”的方式来进行传送。
SIP局域网电话语音服务
       但是,设置了优先级的系统并没有明确数据顿中的优先级和VoIP等业务的QoS参数之间的对应关系。优先级的数值只是告诉系统应优先对待级别较高的数据顿。因此,不同的交换机设备厂商有不同的支持802.1p/Q优先级标准的方法,使得那些使用多厂商设备的网络在支持优先级方面显得极不稳定。此外,由于没有一个统一的标准使得802.1p/Q优先级的定义能够和IP网络QoS参数(如低时延,高吞吐量等)的定义对应起来,所以当数据包从局域网进入到Internet或其他IP广域网后,它所定义的优先级别几乎变得毫无意义。
        综上所述,以太网由于采用了交换机、虚拟网、高速连接和优先级等技术,所以可以为VoIP业务提供一个低时延、高带宽的传输环境,它是适合于传输语音信息的。在以太网上提供IP语音服务时,只要求PC机具有语音功能并且安装了 VoIP的客户端软件。另外,网络的管理者在考虑使用局域网电话系统替代PBX系统时,应根据上述的几项技术来设计和管理网络,并应结合实际,使得网络能够更好地服务于公司。