IP技術的誕生和廣泛應用使得我們的信息通信模式從集中走向分布，建立了遍布全球開放而對等的、前所未有的、靈活可擴展的網(wǎng)絡通信平臺。從運營商的IP基礎設施和增值應用服務、企業(yè)的電子商務應用到個人的Internet瀏覽，它正改變著我們的工作方式甚至生活方式。近年來隨著統(tǒng)一網(wǎng)絡概念的提出和逐步深入，許多傳統(tǒng)的信息傳輸和服務業(yè)務正逐步遷移甚至被以IP為基礎的新一代信息業(yè)務所替代。電話業(yè)務這一存在數(shù)十年的傳統(tǒng)業(yè)務，目前正處在IP洪流的旋渦中，它就是VoIP(Voice over IP)業(yè)務。
采用IP網(wǎng)絡承載話音業(yè)務與傳統(tǒng)的電話業(yè)務相比存在著諸多的優(yōu)勢。VoIP可以使電話物理網(wǎng)絡和Internet或IP物理數(shù)據(jù)網(wǎng)絡合二為一，有效地簡化通信系統(tǒng)，減低系統(tǒng)成本和管理成本；利用IP分布式的、靈活而可擴展的通信方式，以及VoIP所提供的新功能可以使企業(yè)、雇員、合作伙伴和客戶更靈活而有效的溝通；VoIP可以使話音應用與原有的數(shù)據(jù)業(yè)務應用有機的融合在一起，開創(chuàng)新一代業(yè)務應用。
VoIP市場綜述
VoIP可以定義為以IP包交換的方式傳輸話音。從全球通信網(wǎng)絡市場角度來看VoIP主要應用在以下兩個市場段。
運營商VoIP市場
提供VoIP網(wǎng)絡的電信基礎設施，承載IP話音交換服務可降低話音長途交換的成本，并在VoIP基礎傳輸業(yè)務的基礎之上提供話音與數(shù)據(jù)相統(tǒng)一應用的增值服務。運營商VoIP通信網(wǎng)絡產(chǎn)品市場可細分為：VoIP網(wǎng)關(Gateway)、軟交換(Soft Switchs)和應用服務(Application Servers)三個縱向層次，它們的組合將構成運營商話音網(wǎng)絡的新一代體系機構。
VoIP網(wǎng)關
主要提供PSTN電話通信網(wǎng)絡與IP網(wǎng)絡的接口和轉換。目前，一般采用H.323作為IP網(wǎng)絡信令和SS7作為PSTN的信令。在這個市場的設備提供商中既有傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡公司如3Com、Cisco等，也有老牌的電信設備提供商如Alcatel、Ericsson、Nortel、Lucent等，以及Sonus、Clarent、convergent network、Nuera等公司。
軟交換
主要提供呼叫控制和信令。它可以在使傳輸層網(wǎng)關通過標準的協(xié)議協(xié)同工作的同時，還提供策略、認證和安全等服務，并提供開放的API接口。
應用服務 提供開放的應用層服務，主要是融合數(shù)據(jù)和話音的統(tǒng)一網(wǎng)絡服務，如統(tǒng)一消息、IVR等。在軟交換和應用服務市場中活躍著3Com、Clarent、Sonus等公司。
企業(yè)VoIP市場
企業(yè)VoIP市場根據(jù)其應用領域可劃分為企業(yè)話音網(wǎng)關和局域網(wǎng)絡電話(LAN telephony)。
企業(yè)話音IP廣域數(shù)據(jù)網(wǎng)關
一般為帶有話音接口的路由器和在傳統(tǒng)PBX上擴展IP中繼模塊�？梢允蛊髽I(yè)傳統(tǒng)話音網(wǎng)絡連接企業(yè)廣域數(shù)據(jù)網(wǎng)絡或利用公用IP網(wǎng)絡，以傳輸長途話音。在企業(yè)內部提供所謂Toll Free免費長途服務，可有效降低企業(yè)長途話音的通信費用。企業(yè)話音網(wǎng)關市場是短期內企業(yè)向VoIP遷移的過渡性市場而非未來高增長市場，所以提供相關設備的廠商比較少。
局域網(wǎng)絡電話(LAN telephony)
Network telephony、局域網(wǎng)PBX、IP PBX等提法一般都是指這一市場中的主要通信設備和技術。這一企業(yè)通信系統(tǒng)主要在基于分布式的開放包交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡體系基礎上提供桌面話音和企業(yè)話音業(yè)務應用服務。這一市場是企業(yè)VoIP的主流市場主要廠商有3Com、Ayaya、Cisco以及西門子等等。
下面著重企業(yè)VoIP市場中的網(wǎng)絡電話市場領域做進一步探討，旨在為國內的廣大企業(yè)和事業(yè)單位用戶，就企業(yè)建設VoIP統(tǒng)一網(wǎng)絡通信平臺方面，提供一些技術、產(chǎn)品以及建設實施方面的介紹和建議。
局域網(wǎng)PBX的技術結構體系
一般意義上講，網(wǎng)絡電話系統(tǒng)是用來替代傳統(tǒng)的PBX系統(tǒng)并與局域網(wǎng)絡集成在一起。然而并不是所有的局域網(wǎng)PBX系統(tǒng)都是一樣的，它們有著不同的功能特點和體系結構。我們探討局域網(wǎng)PBX不同體系結構的原因在于它們將決定該系統(tǒng)的靈活性、可擴展性和成本。考慮采用網(wǎng)絡電話系統(tǒng)的企業(yè)應根據(jù)其規(guī)模和現(xiàn)狀選擇不同種類的局域網(wǎng)PBX產(chǎn)品。
局域網(wǎng)PBX可分為三種體系結構：混合結構體系、純IP結構體系以及PC-PBX(communication server通信服務器)。
混合結構體系
在傳統(tǒng)的PBX上擴展IP網(wǎng)關模塊以連接局域網(wǎng)絡。這些可擴展IP網(wǎng)關的PBX一般都采用專用操作系統(tǒng)(極少數(shù)基于NTOS)，支持IP電話、軟件IP電話、傳統(tǒng)數(shù)字電話和模擬電話，并提供等同的功能支持。采用IP附加結構的局域網(wǎng)PBX系統(tǒng)即企業(yè)話音IP廣域數(shù)據(jù)網(wǎng)關之后，也是企業(yè)計劃向VoIP遷移過程中的一個選擇方案。
這一解決方案向用戶提供一條最簡單的結合數(shù)據(jù)和話音的途徑，不需要大量替換原有的電話系統(tǒng)。采用它企業(yè)可以在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)上嘗試IP電話，而又充分保護原有的投資。它的另外一個優(yōu)點是可靠性。傳統(tǒng)PBX產(chǎn)品技術產(chǎn)生并應用數(shù)十年，其成熟性和可靠性不言而喻，這一解決方案是基于對傳統(tǒng)PBX的IP功能擴展，自然可靠性較高。
同時采用混合結構的局域網(wǎng)PBX也存在不少弊端。從它的體系結構來看，這一解決方案并不是真正的徹底開放的網(wǎng)絡電話系統(tǒng)。
如果用戶最終追求的是完全的基于IP的數(shù)據(jù)和話音服務網(wǎng)絡，投資于這一結構體系的投資回報率將是最低的，因為它最終將被基于純IP體系結構的解決方案所替代。另外，由于這一系統(tǒng)還是基于采用傳統(tǒng)PBX系統(tǒng)的TDM時分復用結構體系來控制所有的呼叫交換，即使兩臺IP電話之間的話音通話，也要先通過IP網(wǎng)關模塊轉換到電路交換，再轉換回IP。這樣低效率的處理過程將造成話音傳輸?shù)难舆t，從而影響話音的傳輸質量。更重要的是這一系統(tǒng)中的IP電話和軟件電話的功能性將局限于傳統(tǒng)的PBX電話功能，這樣擴展新應用和功能的能力局限性將會很大。因為它還是基于傳統(tǒng)PBX專有的軟件和硬件，其基礎處理結構和應用接口也缺乏靈活性。雖然部分傳統(tǒng)PBX廠家同樣提供了基于TAPI的標準應用接口，但從系統(tǒng)根本的結構技術來講，其可擴展性、靈活性和開放性等，仍然無法與基于純IP結構系統(tǒng)的局域網(wǎng)PBX解決方案相比擬。
純IP結構體系
完全采用數(shù)據(jù)報交換方式實現(xiàn)整個話音系統(tǒng)。這一解決方案包括三個組成部分：呼叫處理服務器、網(wǎng)關和IP電話。呼叫處理服務器用于呼叫控制，有些運行在Windows NT操作系統(tǒng)上，有些采用VxWork操作系統(tǒng)(一種基于Unix技術的高可靠工業(yè)內嵌式操作系統(tǒng))。網(wǎng)關系統(tǒng)主要提供局域網(wǎng)IP話音系統(tǒng)與其他相關系統(tǒng)的互連，如PSTN公用電話網(wǎng)絡，以及采用不同VoIP協(xié)議的網(wǎng)絡如H.323、SIP、MGCP等。IP電話可為獨立硬件設備和軟件電話。所有設備均直接連接在局域數(shù)據(jù)網(wǎng)絡上。呼叫處理服務器與網(wǎng)關系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)方式是多種多樣的，有的一起集成在同一模塊化專用硬件設備上，有的分別采用獨立的硬件設備分布式結構。另外，部分廠商會在呼叫處理服務器上集成一些常用的話音應用如語音信箱、自動話務員等。
純IP結構局域網(wǎng)PBX是真正完全的話音和數(shù)據(jù)相統(tǒng)一的系統(tǒng)結構�；趩我坏臄�(shù)據(jù)網(wǎng)絡布線系統(tǒng)。這種方式使得企業(yè)只需管理單一的網(wǎng)絡通信基礎設施，還可以將電信通信和數(shù)據(jù)部分合二為一。它可以充分發(fā)揮IP網(wǎng)絡所帶來的可擴展性、靈活性和開放性，并使話音和數(shù)據(jù)集成CTI應用更開放更具許多新的功能擴展能力，使企業(yè)可以建立從局域通信到廣域通信、從通信網(wǎng)絡到業(yè)務應用的統(tǒng)一網(wǎng)絡通信平臺。
這一解決方案的優(yōu)勢不言而喻。但目前作為新市場、新技術和新產(chǎn)品也存在著一些弱點。比如：對傳統(tǒng)電話設備的支持成本，IP電話終端設備的價格較高，協(xié)議標準還在不斷發(fā)展過程中，雖然部分廠商產(chǎn)品可靠度可以達到99.9%，但仍低于傳統(tǒng)PBX產(chǎn)品等。另外，純IP局域網(wǎng)PBX系統(tǒng)對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡提出一些特殊的需求，如網(wǎng)絡帶寬、QoS、IP地址管理等，需要企業(yè)用戶在方案設計與實施中特別考慮。
雖然有一些弱點和不足，但純IP結構的局域網(wǎng)PBX系統(tǒng)是主流技術，它代表和決定著企業(yè)VoIP解決方案的未來。
PC-PBX系統(tǒng)
一般用于企業(yè)小型的分支結構，它的突出特點是高集成度，即所謂“all in one box”。它在一個集中式結構中集成集線器、路由、RAS、電話系統(tǒng)以及語音信箱，一些產(chǎn)品還可以包括電子郵件服務器、FTP服務器、文件服務器等。IP電話的支持是通過一個內置的網(wǎng)關和呼叫處理軟件來實現(xiàn)的。一般都支持模擬電話和軟件電話，近來一些廠家也開始提供IP硬件電話。PC-PBX系統(tǒng)表面上看來象是基于包交換網(wǎng)絡的系統(tǒng)，實際從內部技術實現(xiàn)上還是主要基于TDM結構的，只是傳統(tǒng)話音技術添加一些數(shù)據(jù)應用的從新打包的解決方案。它的主要優(yōu)點是集成度高，使企業(yè)分支結構的綜合系統(tǒng)建設成本降低。
但由于各個企業(yè)組織數(shù)據(jù)應用結構策略各異，而這種集成多種數(shù)據(jù)應用的方式是否適用將成為問題。下面的章節(jié)將著重就基于純IP結構體系的局域網(wǎng)PBX系統(tǒng)解決方案來進行討論。
網(wǎng)絡電話技術的信令協(xié)議淺析
與VoIP相關的網(wǎng)絡技術協(xié)議很多，常見的有控制實時數(shù)據(jù)流應用在IP網(wǎng)絡傳輸?shù)腞TP和RTCP；有保證網(wǎng)絡QoS質量服務的RSVP和IP different Service等，還有傳統(tǒng)語音數(shù)字化編碼的一系列協(xié)議如G.711、G.728、G.723、G.729等等。這里我們要討論信令(signaling)協(xié)議，在網(wǎng)絡電話系統(tǒng)基礎組成部分之間如何進行呼叫控制與交換的標準規(guī)程。
H.323
由ITU-T工業(yè)標準組織為VoIP制定的標準化信令協(xié)議，定義為基于包交換的多媒體傳輸系統(tǒng)。H.323結構體系由H.323終端、網(wǎng)關、關守和多點控制單元MCU組成。H.323的目標是可以使H.323的節(jié)點之間交換媒體數(shù)據(jù)流。而這些節(jié)點可以是H.323的終端、網(wǎng)關或MCU。H.323是末端用戶的通信設備，必須支持語音，視頻和數(shù)據(jù)可選。網(wǎng)關提供H.323網(wǎng)絡與其他類型網(wǎng)絡之間的服務轉換翻譯(比如信令、媒介格式等)。關守是一個可選設備，用來控制節(jié)點設備。而MCU用來控制多點會話。H.323與其他協(xié)議協(xié)同工作共同構成H.323網(wǎng)絡，如所有H.323終端必需支持H.245，它是用來協(xié)商通道使用和容量問題，Q.931用于呼叫信令和呼叫建立，H.225RAS用于與關守的通信，RTP/RTCP用于音頻和視頻數(shù)據(jù)包流在IP網(wǎng)絡上的傳輸，以及一些音頻數(shù)據(jù)編碼和視頻數(shù)據(jù)編碼的協(xié)議等。
SIP(Session Initiated Protocol)
SIP是IETF定義多媒體數(shù)據(jù)和控制體系結構中的重要組成部分。SIP是一種信令協(xié)議，用來建立、修改和終結多媒體會話。它還結合其他幾個IETF的協(xié)議SDP、RSVP和SAP協(xié)同工作，一般采用RTP/RTCP協(xié)議進行傳輸控制。
MGCP(Media Gateway Control Protocol)和Megaco/H.248
用來控制媒體網(wǎng)關通信的協(xié)議。在企業(yè)VoIP網(wǎng)絡與電信運營商VoIP服務網(wǎng)絡相連接的網(wǎng)關系統(tǒng)上支持。
專用信令協(xié)議
在一些純IP局域網(wǎng)PBX系統(tǒng)為了使企業(yè)VoIP交換系統(tǒng)更高效，并且可以擴展更多的數(shù)據(jù)語音功能，采用了專用的信令協(xié)議。
目前在全球VoIP技術領域存在著信令標準之爭，如H.323與SIP之間。總的來講，SIP更簡捷高效，與IP網(wǎng)絡技術結合得更緊密。在電信VoIP技術市場中，越來越多的人認為SIP與Megaco/H.248協(xié)議將組成未來VoIP的信令主體。然而在企業(yè)VoIP市場，用戶不必過多考慮信令標準問題。因為企業(yè)通信網(wǎng)絡與電信運營商通信網(wǎng)絡本身就是相獨立的系統(tǒng)，并且有不同的需求。企業(yè)用戶在選擇VoIP解決方案時，應更多地注重語音交換功能的支持、數(shù)據(jù)和語音的集成功能，以及是否適應企業(yè)不同發(fā)展階段的需求等方面。過多討論采用標準信令協(xié)議還是專用信令是沒有意義的。將來企業(yè)VoIP網(wǎng)絡與電信運營商VoIP網(wǎng)絡更多的是通過獨立的網(wǎng)關系統(tǒng)相連接，與企業(yè)內部VoIP網(wǎng)絡如何實現(xiàn)基本無關。
網(wǎng)絡電話技術應用簡介
采用企業(yè)網(wǎng)絡電話技術的通信網(wǎng)絡如下圖所示。
