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      行業新聞

      安徽企業集團基于辦公網絡的IP電話系統構成及實現

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        目前,很多大型企業集團根據業務和管理上的需要,在國內甚至國外設有不少分支機構,總部設有很多管理部門。這些分支機構與總部之間、分支機構與分支機構之問、總部各管理部門之間的聯系非常密切,其相互問的通訊,一般情況下仍采用長途電話、市內電話 或傳真方式,即公共電話交換網(PSTN)方案。所花的費用相當昂貴,給企業帶來沉重的經濟負擔。隨著計算機和網絡技術的發展,計算機辦公網絡(企業辦公網絡)在企業中的建設越來越普及且已初具規模,而這些網絡的利用率目前還很低,一般情況下只作為數 據傳輸的通道,傳遞一些文件等,大量網絡帶寬被長時間閑置,造成網絡資源的浪費。同時,利用PSTN還要支付昂貴的通話費,這是企業集團領導應該重視、專業技術人員應該研究解決的問題。隨著光網絡技術、通信技術、各種信息技術的快速發展和數字傳輸技術的應用,推動了IP技術的飛速發展。IP電話(又稱 VOIP)作為一種以lP數據網絡為傳輸載體的話音/傳真通訊方式,既可作為IP網絡的一種新業務,又可滿足企業集團有關話音與傳真通訊的需求。使用IP電 話不僅可以為企業集團節省昂貴的長途電話費,同時還能充分利用企業已建辦公網絡資源,發揮辦公網絡潛力,形成一種新的協作式企業運作機制,大大降低企業的運作成本。因此,IP電話具有巨大的應用前景,故對企業集團基于企業辦公網絡的IP電話系統構成與實現進行研究。


      1、IP電話的基本原理、結構及關鍵技術

      1.1 IP電話的基本原理與結構

        IP電話是一種利用Internet技術或網絡進行語音通訊的新業務,它與傳統電話具有明顯的區別。傳統電話采用PSTN作為語音傳輸的媒介,而IP電話系統是把傳統電話的模擬信號轉換成計算機數據網絡可傳送的IP數據包,通過IP網絡傳輸語音數據進行的電話呼叫,從而不占用電信服務商的通道資源。正是因為這一特性,IP電話大大降低了異地長途電話費。

        基于企業辦公網絡的IP電話系統的基本結構主要由IP電話網關(也稱VOIP網關)或IP PBX交換機(含VOIP網關功能)和IP電話機構成。VOIP網關是IP電話系統的核心與關鍵設備,它通過對語音信號的壓縮和解壓縮處理,實時地把語音信號在公用電話網和IP數據網絡中相互轉換。同時VOIP網關還具有信號控制、路由管理、數字語音打包等功能,VOIP網關可以通過模擬中繼模塊與模擬中繼線路連接,也可通過數字中繼模塊與數字中繼線路連接,進而連接到辦公網絡及相關設備。

        IP PBX交換機是將VOIP網關和傳統PBX交換機相結合的一種設備,它除具有傳統PBX交換機的功能外,還能對語音信號進行壓縮、封包,并使數據信號在IP網絡上傳輸。

        IP電話機可以是一個與普通電話機一樣的硬件設備,也可以是以安裝在計算機上的軟件形式存在,為了正確、有效地與VOIP網關之間進行數據傳輸,一部硬件IP電話機與企業辦公網絡中的一臺電腦一樣,需 要分配給它一個IP地址,同時需要外供電源為其供電。為了節省資源,硬件IP電話機一般采用POE (Power Over Ethernet)Network Switch為其供電,通過企業辦公網絡中的動態主機配置協議(DHCP)服務獲得lP地址。

        IP電話的種類有4種:即電話到電話、電話到PC、PC到電話、PC到PC。本文主要以電話到電話為例進行論述。電話到電話一個典型的呼叫傳輸過程是: VOIP網關把主叫方的語音信號壓縮,加人相應的IP地址封裝成IP數據包,為減少傳輸延時選擇最佳路由,把IP數據包經互聯網傳輸到被叫方的VOIP網關。 被叫方的VOIP網關接收到IP數據包后,對數據包進 行解壓縮處理,然后把語音信號傳送給相應的IP電話機。這樣反復不停的壓縮——傳輸——解壓縮就建立起一次IP電話的通話過程。


      1.2 IP電話的關鍵技術

        IP電話的關鍵技術包括信令技術、編碼技術、實時傳輸技術、服務質量(QoS)保證技術、網絡傳輸技術等。

        (1)信令技術是保證電話呼叫的順利實現和話音質量。目前采用的VOIP網關控制信令體系有ITU—T的H.323系列和互聯網工程任務組(IETF)的會話初始化協議SIP。

        (2)話音壓縮編碼技術是IP電話技術的一個重要組成部分。目前,主要的編碼技術有ITU—T定義的G.729、G.723等。其中G.729可將經過采樣的64kbit/s話音以幾乎不失真的質量壓縮至8 kbit/s。

        (3)實時傳輸技術,主要采用實時傳輸協議(RTP),RTP是提供端到端的包括音頻在內的實時數據傳送協議。RTP提供了時間標簽和控制不同數據流同步特性的機制,可以讓接收端重組發送端的數據包, 可以提供接收端到多點發送組的服務質量反饋。

        (4)服務質量(QoS)保證技術,IP電話中主要采用資源預留協議(RSVP)以及進行服務質量監控的實時傳輸控制協議(RTCP)來避免網絡擁塞,保障通話質量。

        (5)網絡傳輸技術,IP電話中網絡傳輸技術主要是傳輸控制協議(TCP)和用戶數據報協議(UDP),此外還包括網關互聯技術、路由選擇技術、網絡管理技術以及安全認證和計費技術等。由于實時傳輸協議 (RTP)提供具有實時特征的、端到端的數據傳輸業務, 因此IP電話中可用RTP來傳送話音數據。


      2、基于企業辦公網絡的口電話系統構建方案

        一般企業集團所建的辦公網絡初具規模,總部和分支機構的辦公網絡采用專線接人互聯網,通過虛擬專用網絡(VPN)或多協議標簽交換(MPLS)技術連接到一起,并具有固定IP地址和滿足業務傳輸要求的網絡帶寬。這樣在構建IP電話系統時,辦公網絡可以不做改動,只增加一些VOIP網關設備和相應的IP電話 機(需外供電源)等即可構建??偛亢头种C構的辦 公網絡沒有連接在一起的,構建IP電話系統時,首先要通過VPN或者MPLS技術把兩者的辦公網絡連接起來,再增加一些VOIP網關設備和相應的IP電話機等即可構建。另外,有的企業集團總部和分支機構設有內部PBX交換機,PBX交換機通過數字中繼線或模擬中繼線與當地PSTN連接,但也有的企業集團總部和分支機構沒有設內部PBX交換機,不管設有內部 PBX交換機或沒有設內部PBX交換機,構建IP電話系統的基本框架如圖1所示。但利用不利用既有內部 PBX交換機,增添的設備和設備間的連接方式有所不同,下面分2種情況進行論述。


      2.1利用既有內部PBX交換機構建方案

        為節省部分投資,利用既有內部PBX交換機構建IP電話系統時,總部和分支機構各需購置一臺VOIP 網關,安裝后將VOIP網關的LAN(局域網)接口與辦公網絡連接,同時通過數字中繼模塊或者模擬中繼模塊的中繼線接口與PBX交換機連接。VOIP網關通過 數字中繼線接口與PBX交換機連接如圖2所示。這種連接方式按有關規定和習慣用法,需對內部PBX交換機進行設置,使電話機撥9時通過數字中繼線接入PSTN,撥0通過數字中繼線和VOIP網關接入構建的IP電話系統。VOIP網關通過模擬中繼模塊的中繼線接口與PBX交換機連接如圖3所示,這種連接方式可以根據話務量大小使用多條中繼線。圖3所示為8條中繼線,1—4條中繼線與PSTN連接,5~8條中繼線通過模擬中繼模塊的FXO(Foreign Exchange Office)接 口與VOIP網關連接。并按有關規定和習慣用法,對內部PBX交換機進行設置,使電話機撥9時選擇l~4條中繼線接入PSTN,撥0選擇5~8中繼線和VOIP網關接入構建的IP電話系統。


      2.2 不利用既有內部PBX交換機構建方案

        如果總部和分支機構不利用既有內部PBX交換機或沒有PBX交換機,在構建IP電話系統時,各需購置IP PBX交換機和POE Network Switch及所需的IP電話機。根據不同的接口需要,在IP PBX交換機中配置數字和模擬中繼模塊,通過中繼模塊的中繼線接口進行設備和通道間連接,如圖4所示。



        圖4中IP PBX交換機取代了傳統的PBX交換機,它通過數字或模擬中繼線接口與PSTN連接,通過模擬中繼模塊的FXS(Foreign Exchange Station)接口與普通電話機和傳真機連接,通過LAN接口接人企業辦公網絡,并將POE Network Switch通過LAN接口接入企業辦公網絡,同時與所有IP電話機連接為其供電。按有關規定和習慣用法,對IP PBX交換機進行設置,使電話機撥9接人PSTN,撥0進入構建的IP電話系統。

        但要特別說明的是,3種連接方式都存在企業辦公網絡、互聯網出現故障及停電時,IP電話系統將不能正常使用的情況,而PSTN系統的電話不受影響。 所以,建議各保留1部普通電話,以便應急時使用。


      3、應用實例

        英國某企業集團,總部設在Peterlee(彼得利),在 Consett(康賽特)設一家分公司,在Sunderland(桑德蘭)設一家工廠??偛繖C關設有PBX交換機,47部普通電話機和1部傳真機,與PSTN之間設有4條ISDN 數字中繼線,并已建辦公網絡,專線接人互聯網,上下 行帶寬為10 Mbit/s,固定IP地址。分公司設有PBX交換機(連接了2條ISDN數字中繼線),22部普通電 話機和1部傳真機,通過ADSL接入互聯網,上下行帶寬均大于512 kbit/s,固定IP地址。工廠設有1部普通電話,通過ADSL接人互聯網,上下行帶寬大于512 kbit/s。集團總部采用MPLS(Muhiprotocol Label Switc— hing)技術建立起總部與分公司、分公司與工廠之間的網絡連接,已具備構建IP電話系統條件。該企業集團業務和管理上的電話業務量很大,每年要支付一大筆電話費,為減少企業集團電話費的支出,2011年下半年集團領導經研究決定基于企業辦公網絡構建IP電話系統。


      3.1 設備配置

        根據構建IP電話系統總體設計,購置2臺Mitel 5000 CP(Communications Platform)IP PBX交換機,分別設在總部和分公司。淘汰總部和分公司的既有PBX交換機,但保留與PSTN之間的中繼線路,所有普通電話機更換為Mitel 5010 IP電話機,為避企業辦公網絡或互聯網出現故障及停電導致IP電話系統不能 使用,總部和分公司及工廠各保留1部普通電話(應急時使用)和既有傳真機。為了給IP電話機供電,購置1臺Cisco SF200—48P POE Network switch設在總部,購置1臺Ciseo SF200—24P POE Network Switch設 在分公司。


      3.2 IP電話系統連接與設置

        (1)將集團總部所設的Mitel 5000 CP IP PBX交換機通過LAN接口接入總部辦公網絡及互聯網,并配置適當的IP地址。Mitel 5000 CP IP PBX交換機裝設2個BRM—S ISDN數字中繼模塊,每個數字中繼模塊 提供2個ISDN數字接口,通過4條ISDN數字中繼線接人PSTN。將所有IP電話機通過Cisco s O0—48P POE network Switch連接到總部辦公網絡,通過總部辦公網絡與Mitel 5000 CP IP PBX交換機相連。這樣總部機關所有IP電話機可通過Mitel 5000 CP IP PBX交換機和辦公網絡實現通話。通過互聯網與分公司實現 通話,通過IP PBX交換機與PSTN電話用戶實現通話

        (2)將分公司所設的Mitel 5000 CP IP PBX交換機接入辦公網絡和互聯網,并配置適當的IP地址,通過互聯網與總部的Mitel 5000 CP IP PBX交換機相連。 Mitel 5000 CP IP PBX交換機裝設一個BRM—S數字中繼模塊,提供2個ISDN數字接口,通過2條ISDN 數字中繼線接入PSTN。將分公司所有IP電話機通過 Ciseo SF200—24P POE network Switch連接到辦公網絡,通過辦公網絡與Mitel 5000 CP IP PBX交換機相連。

        (3)工廠設3部IP電話機,采用專用電源適配器供電,通過MPLS技術將3部IP電話機連接到分公司的Mitel 5000 CP IP PBX交換機上。 在Mitel 5000 CP IP PBX交換機上設置各個IP電 話機的號碼和當地PSTN呼人“區號(如0191、0120) 和局號(如587、750)”,總部的IP電話機號碼設為 8201—8247,分公司的IP電話機號碼設為4301— 4322,工廠的3部IP電話機號碼設為4323~4325。并設置,當IP電話機撥9時,Mitel 5000 CP IP PBX交換機選擇接入PSTN的路由,撥0時選擇接入IP電話系統的路由。


      3.3 lP電話呼叫實例

        (1)總部或分公司各IP電話用戶之間呼叫,主叫用戶摘機聽到撥號音后,撥被叫用戶IP電話號碼,如不占線,振鈴,被叫用戶摘機即可通話,任何一方掛機 通話結束,通話免費。

        (2)總部IP電話用戶呼叫分公司IP電話用戶,主叫用戶摘機聽到撥號音后,撥0進入總部Mitel 5000 CP IP PBX交換機,通過互聯網直接呼叫到分公司的 Mite1 5000 CP IP PBX交換機,聽到二次撥號音后,繼續撥被叫用戶IP電話號碼,如不占線,振鈴,被叫用戶 摘機即可通話,任何一方掛機通話結束,通話免費。

        (3)總部或分公司IP電話用戶呼叫PSTN當地市話,主叫用戶摘機聽到撥號音后,撥9進入當地PSTN, 聽到二次撥號音后,繼續撥被叫用戶電話號碼,如不占線,振鈴,被叫用戶摘機即可通話,任何一方掛機通話結束,只付市話費。

        (4)PSTN電話用戶呼叫總部或分公司IP電話用戶,主叫用戶摘機聽到撥號音后,撥總部或分公司的區號和局號,聽到IP PBX交換機電腦話務員播報的直撥分機號后,繼續撥被叫用戶電話號碼,如不占線,振鈴,被叫用戶摘機即可通話,任何一方掛機通話結束,接聽電話不收費。


      3.4 經濟收益分析

        該企業集團基于企業辦公網絡,構建IP電話系統,一次性投資4500英鎊(折合人民幣約4.5萬元), 投入使用后,根據測算每年可節省電話費約2500英鎊(折合人民幣約2.5萬元),即2年節省的電話費就相當于一次性投資的建設費。由此可見,企業集團基于企業辦公網絡將PSTN更換為采用IP電話系統,從長遠利益來看是十分合算的,每年可為企業節省一大筆開支。


      4、結論

        隨著計算機技術、網絡技術、通信技術、信息技術的快速發展和數字傳輸技術的應用,以IP數據網絡為傳輸載體的話音/傳真通訊方式,現今已顯示出其強大的生命力。本文結合異地設有分公司的企業集團已建的企業辦公網絡,通過配備VoIP網關或IP PBX交換 機等有關設備就如何構建適合企業的IP電話系統方案進行了研究,提出了構建方案。并通過實例與 PSTN方案進行了比較和經濟效益分析,結果表明采用IP電話系統方案每年可為企業節省一大筆電話費,減少了企業的運作成本。故IP電話業務必將得到快速的發展。

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