目前電信IP電話系統(tǒng)一般由IP電話終端、網(wǎng)關(guān)(Gateway)、關(guān)守(Gatekeeper)、網(wǎng)管系統(tǒng)、認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)等幾部分組成。下圖1給出了典型的電話系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)。
圖1:典型的IP電話系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)
1、終端
IP電話終端包括傳統(tǒng)的語音電話機(jī)、PC、IP電話機(jī),也可以是集語音、數(shù)據(jù)和圖像于一體的多媒體業(yè)務(wù)終端。
2、網(wǎng)關(guān)
由于不同種類的終端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)源的結(jié)構(gòu)是不同的,要在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上傳輸,這就要由網(wǎng)關(guān)或者是通過一個(gè)適配器進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,形成統(tǒng)一的IP數(shù)據(jù)包。網(wǎng)關(guān)是IP電話的核心與關(guān)鍵設(shè)備。網(wǎng)關(guān)具有路由管理功能,它把各地區(qū)電話區(qū)號(hào)映射為相應(yīng)的地區(qū)網(wǎng)關(guān)IP地址。這些信息存放在一個(gè)數(shù)據(jù)庫中,有關(guān)處理軟件完成呼叫處理、數(shù)字語音打包、路由管理等功能。在用戶撥打IP電話時(shí),IP電話網(wǎng)關(guān)根據(jù)電話區(qū)號(hào)數(shù)據(jù)庫資料,確定相應(yīng)網(wǎng)關(guān)的IP地址,并將此IP地址加入IP數(shù)據(jù)包中,同時(shí)選擇最佳路由,以減少傳輸時(shí)延,IP數(shù)據(jù)包經(jīng)因特網(wǎng)到達(dá)目的地IP電話網(wǎng)關(guān)。對(duì)于因特網(wǎng)未延伸到或暫時(shí)未設(shè)立網(wǎng)關(guān)的地區(qū),可設(shè)置路由,由最近的網(wǎng)關(guān)通過長(zhǎng)途電話網(wǎng)轉(zhuǎn)接,實(shí)現(xiàn)通信業(yè)務(wù)。
通常,網(wǎng)關(guān)由公用電話網(wǎng)PSTN中繼接口、數(shù)字信號(hào)處理板、主處理器、全局RAM以及以大網(wǎng)卡等設(shè)備組成。PSTN中繼接口連接電話網(wǎng),利用中繼線(如E1或T1)承載用戶數(shù)據(jù),主要接續(xù)呼叫信息及承載用戶的語音信息。DSP處理板是網(wǎng)關(guān)硬件結(jié)構(gòu)中必不可少的設(shè)備。由于要處理實(shí)時(shí)的語音信號(hào)壓縮、DTMF信號(hào)的檢測(cè)與產(chǎn)生、回波消除等工作,若所有的工作都由主機(jī)CPU來完成,則負(fù)擔(dān)過重,、實(shí)時(shí)性能受到影響,會(huì)造成語音質(zhì)量下降,且同時(shí)通信的會(huì)話數(shù)較少,不能滿足大量用戶通信的要求。采用DSP的好處是所有上述工作都由DSP來實(shí)時(shí)完成,減輕了主機(jī)CPU的負(fù)擔(dān),并且DSP能同時(shí)提供多個(gè)話路,能夠完成雙工的操作。全局RAM主要用于緩存語音信息和信令報(bào)文,便于順序重組發(fā)送方發(fā)送過來的語音信息,使得接收方能夠接收到連續(xù)的報(bào)文,合成連續(xù)的語音,減少了語音抖動(dòng)的現(xiàn)象、使接收方聽到比較舒服的聲音信號(hào)。
3、關(guān)守
關(guān)守實(shí)際上是IP電話網(wǎng)的智能集線器,是整個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)平臺(tái),負(fù)責(zé)系統(tǒng)的統(tǒng)一管理、配置和維護(hù)。目前,各個(gè)廠家都有自己的關(guān)守服務(wù)器的設(shè)計(jì)方案和產(chǎn)品,可能它們?cè)诰唧w功能和實(shí)現(xiàn)手段上有差別,但一般來講,都具有以下幾個(gè)共同的特征:呼叫控制功能,地址翻譯、帶寬管理、路由管理、數(shù)據(jù)庫管理和備份等。
1)呼叫控制功能:當(dāng)呼叫來到時(shí),關(guān)守對(duì)呼叫進(jìn)行驗(yàn)證,符合業(yè)務(wù)要求的呼叫才被許可通過,并給予一個(gè)可連接網(wǎng)關(guān)的地址。以電話到電話的呼叫過程為例,見下圖2。主叫方電話要先連接到本地的網(wǎng)關(guān),輸人用戶賬號(hào)和密碼。本地網(wǎng)關(guān)把呼叫請(qǐng)求發(fā)送到關(guān)守,關(guān)守對(duì)用戶賬號(hào)和密碼進(jìn)行檢驗(yàn),驗(yàn)證該用戶是否經(jīng)過呼叫授權(quán)。通過授權(quán)檢驗(yàn)后,關(guān)守搜索合適的對(duì)端網(wǎng)關(guān),并向本地網(wǎng)關(guān)返回對(duì)端網(wǎng)關(guān)的地址。最后,本地網(wǎng)關(guān)將呼叫傳送到遠(yuǎn)端的網(wǎng)關(guān),通信開始建立。
圖2:電話到電話的呼叫過程
2)地址解析:網(wǎng)關(guān)在用戶認(rèn)證完成后,接受被叫號(hào)碼,接收完被叫號(hào)碼后把號(hào)碼用ARQ送給關(guān)守,關(guān)守在路由表中查找目的網(wǎng)關(guān)的IP地址,如果目的網(wǎng)關(guān)不在本區(qū)域中,向上級(jí)關(guān)守或鄰近關(guān)守請(qǐng)求在別的區(qū)域中查找。找到目的網(wǎng)關(guān)后在ACF中返回其IP地址,未找到返回ARJ。
3)帶寬管理:由于每個(gè)網(wǎng)關(guān)接入到Intemet的帶寬有限,為了避免在話務(wù)高峰期造成網(wǎng)絡(luò)擁塞,影響所有的呼叫,關(guān)守可設(shè)定進(jìn)行帶寬管理,網(wǎng)關(guān)在ARQ中填人所需的帶寬,關(guān)守判斷有無足夠的帶寬資源,如果資源不足,就拒絕呼叫。由于呼叫所需的帶寬取決于語言編碼的類別、是否采取靜音、每個(gè)包帶幾幀數(shù)據(jù)等;因此,在ARQ中的帶寬應(yīng)按最大需求申請(qǐng),在通話開始時(shí),再修改所需帶寬。
4)路由管理:為了提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性和接通率,對(duì)話務(wù)流量進(jìn)行分配,關(guān)守提供路由管理。在路由表中,每個(gè)區(qū)號(hào)可以對(duì)應(yīng)多個(gè)路由,路由具有優(yōu)先級(jí),選路時(shí)先選高優(yōu)先級(jí)路由,如果高優(yōu)先級(jí)路由擁塞或不可達(dá),再選低優(yōu)先級(jí)的路由。當(dāng)呼叫跨區(qū)域時(shí),雙方的關(guān)守可以直接建立聯(lián)系,也可以通過上級(jí)關(guān)守聯(lián)系,還可以通過別的同級(jí)關(guān)守聯(lián)系,方式靈活,保證系統(tǒng)的靈活配置和網(wǎng)絡(luò)的可靠性。具有相同區(qū)號(hào)和路由特性的網(wǎng)關(guān)可以組成網(wǎng)關(guān)組,選路時(shí)可以針對(duì)網(wǎng)關(guān),也可以針對(duì)網(wǎng)關(guān)組。對(duì)某一網(wǎng)關(guān)組選路時(shí),可以按每個(gè)網(wǎng)關(guān)的優(yōu)先級(jí),也可以按百分比在網(wǎng)關(guān)間進(jìn)行流量分配。為了在某些情況下能與既不在本關(guān)守的控制下,也無法與其關(guān)守通信的網(wǎng)關(guān)互通,路由還可設(shè)為“獨(dú)立網(wǎng)關(guān)”,直接與之通信。
5)數(shù)據(jù)庫管理:任何一個(gè)完善的應(yīng)用型業(yè)務(wù)體系,都離不開大量的數(shù)據(jù),IP電話系統(tǒng)也是如此。它包含的數(shù)據(jù)來源有:系統(tǒng)初始化信息、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)信息、網(wǎng)關(guān)配置信息、網(wǎng)絡(luò)連接信息、用戶詳細(xì)信息以及呼叫記錄信息等。關(guān)守提供的一大功能就是數(shù)據(jù)庫管理,一般來講,關(guān)守大都集成了其他的大型數(shù)據(jù)庫廠商已經(jīng)成型的產(chǎn)品所提供的功能。在具有多關(guān)守的系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)庫管理還應(yīng)該提供在各個(gè)關(guān)守服務(wù)器之向的復(fù)制和備份功能,以保證在出現(xiàn)故障的意外情況下,不發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象,并且,各服務(wù)器的數(shù)據(jù)應(yīng)該保持同步更新。
4、網(wǎng)管系統(tǒng)
網(wǎng)管系統(tǒng)的功能是管理整個(gè)IP電話系統(tǒng),包括設(shè)備的控制及配置、數(shù)據(jù)配給、撥號(hào)方案管理及負(fù)載均衡、遠(yuǎn)程監(jiān)控、鑒權(quán)及安全管理等。
5、認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)
認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)利用關(guān)守提供的標(biāo)準(zhǔn)、開放的數(shù)據(jù)接口,將每一次呼叫產(chǎn)生的詳細(xì)記錄上傳到本地?cái)?shù)據(jù)庫,形成計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)。因此,它可以實(shí)現(xiàn)如下的功能:自動(dòng)生成記賬清單、清單的打印、數(shù)據(jù)的導(dǎo)出、呼叫的重新計(jì)算、呼叫記錄瀏覽、用戶資料上載和自動(dòng)生成新用戶等。認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)可以由IP電話系統(tǒng)制造商提供,也可以由第三方制作,但此時(shí)需IP電話系統(tǒng)制造商提供其軟件數(shù)據(jù)接口。