[优秀毕业设计精品]基于软交换技术的VoIP分析与研究

1、 通信工程系毕业设计论文基于软交换技术的voip分析与研究摘要：voip 技术是下一代网络发展的新技术。本文介绍了voip 在ngn 网络中的演变，提出了基于软交换体系下的voip 结构，并且根据软交换能够使各协议互通的特点，尽量使各协议在voip 结构中发挥各自的优点，使其在通话质量、维护管理达到最优化，并能容易地增加另外的增值服务。关键词：软交换 voip 媒体网关 信令网关摘要2第一章 概述41.1 voip定义41.1.1 voip的概念41.1.2 当前voip体系41.2 voip原理及voip通讯网络的重要51.2.1 voip原理51.2.2 建立公司、企业voip通讯网络的重

2、要6第二章 软交换体系下voip的实现92.1 voip在传输过程中使用的技术介绍92.2 基于软交换技术的voip112.2.1 软交换112.2.2软交换技术网络结构122.2.3基于软交换的voip 体系结构132.2.4基于软交换的voip协议互通152.2.5基于软交换的voip体系结构优势分析152.3 mgcp协议172.3.1 mgcp协议介绍172.3.2 mgcp在ngn组网中的应用：182.3.3 mgcp在softx3000产品中的应用：192.3.4 协议栈202.3.5 功能实现21第三章 voip技术的应用233.1 各行业voip技术的解决方案233.1.1 金

3、融行业voip技术的解决方案233.1.2 物流行业voip的解决方案243.2 sip协议中的voip来电id显示技术283.3 基于802.11b无线技术标准实现的voip电话29第一章 概述1.1 voip定义1.1.1 voip的概念voip (voice over internet protocol) 又称ip电话或网络电话，是目前internet应用领域的热点。ip 电话利用因特网实时传送数字语音信号，实现长途或市内通话的一种先进的通信方式。voip 技术已是一项日臻成熟的技术，但从技术发展趋势看，voip电话技术的发展趋势是将网关设备的控制部分和媒体处理部分分离，也就是说，未来的

4、voip 技术将是软交换控制下的voip 技术。随着软交换网络逐步走向实际应用，基于软交换的voip成为ngn提供业务的最大亮点。与目前的voip不同，基于软交换的voip不仅能提供基本语音业务，还能提供其所不能提供的新型增值业务，如视频、即时消息、游戏和各种数据业务。文中提出了一种新的基于软交换控制下的voip 模型，对于现有的新的voip模型作出了调整。分析了协议互通控制模型对于现有的呼叫模型作出的说明，对新的网络结构下协议互通较现存的基于网关网守作出了改进。1.1.2 当前voip体系 voip组网技术主要有两大标准，遵循h.323标准、遵循sip(session initiation

5、protocol)协议。这二者是完全平行的。sip是由ietf制定的面向internet会议和电话的信令协议。具有简单、扩展性好以及和现有的internet应用紧密结合的特点，适于开发新型的、与互联网结合的语音应用。但sip协议是一个正在发展和研究中的协议，目前大多数应用尚处于原型阶段。该协议单独应用的范围较窄，一般需与其他协议协 同使用，只是作为完整解决方案的一小部分。相比而言，h.323则是由itu-t提出的，采用了isdn的设计思想，q.931协议完成呼叫的建立和释放，具有电信网可管理性和集中的特征，发展比较成熟，应用也比较广泛。目前，voip 网络的总体框架是基于网关网守(gwgk)结

6、构的h.323 方案，主要由ip 电话网关，ip(承载)网，ip电话网管理层面以及电路交换网接入部分组成，如图1.1所示。图1.1 基于网关网守(gw-gk)结构的h.323方案ip承载网络：用于传送ip 电话的承载网，它可 以是公网，也可以是专网。 ip 电话网关：其主要功能是完成对来自pstn的语音业务流的编解码功能，并将压缩码后的语音业务流打成包，通过 ip承载网传给目的网关。它跨接在电路交换网和ip 网络之间，负责电路交换到分组交换的转换以及分组交换到电路交换的转换，即网关相当于协议转换器 和数据格式转换器。 ip 电话网络的管理层面：主要由网守和用户数据库、结算系统组成，负责用户的接

7、入认证、地址解析、计费和结算等工作。 传统电路交换网的接入部分：包括电话网、isdn和数字移动通信网，它们构成了ip 电话的主要接入部分。1.2 voip原理及voip通讯网络的重要1.2.1 voip原理voip即是voice over ip，是把话音或传真转换成数据，然后与数据一起共享同一个ip网络(internet互联网)。由于话音和传真在internet上免费搭乘了“顺风车”，所以点对点(网关-网关)长途(国际或国内)通讯是完全免费的。现在长途电话已无需一定要通过电话公司来转接了，只要采用voip技术，就可以用ip网络来进转接。ip网络可以是internet、iplc(国际专线)、无线

8、网络等，只要是采用ip协议( internet protocol ) 就可以了。voip系统就是把传统的电话网与互联网组合搭配在一起。 图1.2 工作原理图1.2.2 建立公司、企业voip通讯网络的重要通过internet来进行电话或传真通讯，为您年复一年地节省了大量的长途通讯费!如果在两个地点之间有频繁的长途电话通讯，您一定会深深地体会到长途通讯所带给您的沉重负担。如果有多个办事处、国外的合作伙伴，或欲大幅度降低任何两地之间的长途费用，都值得您花些时间对我司的voip系统应用解决方案做进一步的了解。随着adsl、lan、ddn等宽带网络的渐渐普及和网络速度、带宽的大幅提高。如果企业还只是利

9、用adsl等宽带网络收发电子邮件、浏览网页、查找资料等常用的简单运用，会造成很多带宽资源的浪费。voip的出现，就是充分利用企业现有的adsl等宽带资源，把企业的通讯和传真业务转移到企业现有的adsl等宽带网络上进行通讯和传真。因为企业的adsl等宽带网络大都是采用包月的方式，当企业两地总、分公司之间，都安装上voip设备以后，企业原来两地之间总、分公司的通讯和传真业务都会通过企业的adsl等宽带网络进行通讯，从而年复一年的节省下了大量的企业异地总、分公司之间的长途(国际、国内)通讯费用。 图1.3 功能展示图众通voip语音网关的特点：即时、直接、省钱 - 通过把企业电话、传真业务转移到企业

10、现有的adsl等宽带网络上进行传输，为企业即时省下了大量的长途通讯费用。视乎企业用户的通讯数量，可为您即时节省70%以上的长途通讯费用。1、 点对点完全免费通话全公司都可使用 - 和众通voip系统可以接入到公司内部的pbx(程控交换机)中，这样可以开通给全公司的员工使用，只要拿起桌上现有的电话，就可以拨打免费的长途电话或传真了;拨打使用方便 - 总、分公司大家所面对的只是普通电话而不是电脑，无需重新学习，即可立即使用;如:总公司(端口短号):66666深圳分公司(端口短号):77777 上海公司(端口短号):88888 台湾公司(端口短号) :99999 美国(端口短号):33333总公司打

11、向深圳: 摘机+77777 上海打向美国: 摘机+333332、 话费超低的长途电话和众通voip系统除了能够实现点对点完全免费通话以外，还可以拨打国内国际长途电话，而所需费用非常之低廉，费率约为普通电信部门的30% 。拨打方法:国内长途：摘机+国内长途区号+电话号码国际长途：摘机+国际长途区号+电话号码+#3、 稳定支持传真和众通voip网关采用自行研发的最新数据处理技术，解决了目前voip界普遍不能稳定支持传真的难题。使和众通voip网关成为voip行业中支持传真效果最好的网关，能稳定支持连续传真30页以上，清晰度高。4、 多线同时通话占用带宽资源极少，只需占用一条普通宽带(如adsl、电

12、视宽带)便可支持16条线同时工作(通话、传真);如果是以路由共享器共享的形式上网，则只需占用集线器(交换机)的一个端口，便可支持16条线同时工作(通话、传真)。5、 快速构建企业内部电话网本产品兼备有电话程控交换机功能，可快速方便地构建企业内部电话通信网络。第二章 软交换体系下voip的实现2.1 voip在传输过程中使用的技术介绍所谓的voip是以ip分组交换网络为传输平台，对模拟的语音信号进行压缩、打包等一系列的特殊处理，使之可以采用无连接的udp协议进行传输。通过因特网进行语音通信是一个非常复杂的系统工程，其应用面很广，因此涉及的技术也特别多，其中最根本的技术是voip （voiceov

13、erip）技术，可以说，因特网语音通信是voip技术的一个最典型的、也是最有前景的应用领域。本文主要介绍voip的基本传输过程。传统的电话网是以电路交换方式传输语音，所要求的传输宽带为64kbit/s.而所谓的voip是以ip分组交换网络为传输平台，对模拟的语音信号进行压缩、打包等一系列的特殊处理，使之可以采用无连接的udp协议进行传输。为了在一个ip网络上传输语音信号，要求几个元素和功能。最简单形式的网络由两个或多个具有voip功能的设备组成，这一设备通过一个ip网络连接。从中可以发现voip设备是如何把语音信号转换为ip数据流，并把这些数据流转发到ip目的地，ip目的地又把它们转换回到语音

14、信号。两者之音的网络必须支持ip传输，且可以是ip路由器和网络链路的任意组合。因此可以简单地将voip的传输过程分为下列几个阶段。1、语音-数据转换语音信号是模拟波形，通过ip方式来传输语音，不管是实时应用业务还是非实时应用业务，道貌岸首先要对语音信号进行模拟数据转换，也就是对模拟语音信号进行8位或6位的量化，然后送入到缓冲存储区中，缓冲器的大小可以根据延迟和编码的要求选择。许多低比特率的编码器是采取以帧为单位进行编码。典型帧长为1030ms.考虑传输过程中的代价，语间包通常由60、120或240ms的语音数据组成。数字化可以使用各种语音编码方案来实现，目前采用的语音编码标准主要有itu-tg

15、.711.源和目的地的语音编码器必须实现相同的算法，这样目的地的语音设备帮可以还原模拟语音信号。2、原数据到ip转换一旦语音信号进行数字编码，下一步就是对语音包以特定的帧长进行压缩编码。大部份的编码器都有特定的帧长，若一个编码器使用15ms的帧，则把从第一来的60ms的包分成4帧，并按顺序进行编码。每个帧合120个语音样点（抽样率为8khz）。编码后，将4个压缩的帧合成一个压缩的语音包送入网络处理器。网络处理器为语音添加包头、时标和其它信息后通过网络传送到另一端点。语音网络简单地建立通信端点之间的物理连接（一条线路），并在端点之间传输编码的信号。ip网络不像电路交换网络，它不形成连接，它要求把

16、数据放在可变长的数据报或分组中，然后给每个数据报附带寻址和控制信息，并通过网络发送，一站一站地转发到目的地。3、传送在这个通道中，全部网络被看成一个从输入端接收语音包，然后在一定时间（t）内将其传送到网络输出端。t可以在某全范围内变化，反映了网络传输中的抖动。网络中的同间节点检查每个ip数据附带的寻址信息，并使用这个信息把该数据报转发到目的地路径上的下一站。网络链路可以是支持ip数据流的任何拓结构或访问方法。4、ip包-数据的转换目的地voip设备接收这个ip数据并开始处理。网络级提供一个可变长度的缓冲器，用来调节网络产生的抖动。该缓冲器可容纳许多语音包，用户可以选择缓冲器的大小。小的缓冲器产

17、生延迟较小，但不能调节大的抖动。其次，解码器将经编码的语音包解压缩后产生新的语音包，这个模块也可以按帧进行操作，完全和解码器的长度相同。若帧长度为15ms，是60ms的语音包被分成4帧，然后它们被解码还原成60ms的语音数据流送入解码缓冲器。在数据报的处理过程中，去掉寻址和控制信息，保留原始的原数据，然后把这个原数据提供给解码器。5、数字语音转换为模拟语音播放驱动器将缓冲器中的语音样点（480个）取出送入声卡，通过扬声器按预定的频率（例如8khz）播出。简而言之，语音信号在ip网络上的传送要经过从模拟信号到数字信号的转换、数字语音封装成ip分组、ip分组通过网络的传送、ip分组的解包和数字语音

18、还原到模拟信号等过程。目前被广泛采用的adsl调制技术有3种：qam(quadatureampli-tudemodulation)、cap(carrierlessamplitude-phasemodulation)、dmt(discretemultitone)，其中dmt调制技术被ansi标准化小组t1e1.4制订的国家标准所采用。但由于此项标准推出时间不长,目前仍有相当数量的adsl产品采用qam或cap调制技术。2.2 基于软交换技术的voip2.2.1 软交换 软交换位于控制层，它有多个名称，如呼叫服务器、呼叫代理、媒体网关控制器。软交换的设计思想是业务/控制与传送/接入分离，即将voi

19、p网关分解 为媒体网关(mg)、信令网关(sg)、媒体网关控制器(mgc)，其中媒体网关控制器是软交换的前身。各实体之间通过标准的协议进行连接和通信，以便在网上更加灵活地提供业务。网关功能分离模型如图所示。图2.1 网关功能分离模型在图2.1中，由媒体网关实现媒体流的转换功能；媒体网关控制器(mgc)/软交换提供各种业务的基本呼叫控制功能；信令网关负责网络的信令处理，实现异构网络 不同信令之间转换；各部件之间通过相应的标准协议进行通信。另外，软交换技术的主要设计思想还借鉴了传统智能网的“呼叫与控制相分离”的方式。使得整个网 络的业务提供变得更加灵活和开放。而在电路交换网中，呼叫控制、业务提供以

20、及交换矩阵均集中在一个交换系统中。电路交换模式与软交换模式如图2.2所示。(a) 电路交换模式(b) 软交换模式图2.2 电路交换模式与软交换模式从图2.2可以看出，软交换是一个基于软件的分布式交换/控制平台，将呼叫控制功能从网关中分离出来，利用分组网代替交换矩阵，开放业务、控制、接入和交换间的协议，从而真正实现多厂商的网络运营环境，并可以方便地在网上引入多种业务。2.2.2软交换技术网络结构基于软交换技术的网络结构是以软交换设备为核心，能够实现业务与控制、接入与承载彼此分离，各功能部件之间采用标准协议进行互通的体系结构。通过优化网络 结构实现网络的融合和业务的融合，使得分组交换网络能够继承原

21、有电路交换网中丰富的业务功能，同时可以在全网范围内快速提供原有网络难以提供的新型业务。软交换网络结构可分成接入层、传输层、控制层和业务层四个层面，见图2.3所示。图2.3 软交换网络结构2.2.3基于软交换的voip 体系结构图7为基于软交换的voip体系结构，在此体系结构中有几个基本部件：软交换、中继网关、媒体网关、信令网关以及各类接入网关，还有网管服务器、策略服务器等。图2.4 基于软交换网络的voip体系结构从图2.4中可以看出，软交换的功能类似于现行电路交换传送系统间的交换/长途网，但长途交换机用软交换系统和一组中继/媒体网关的组合所取代，见图8。中继 /媒体网关自身是由软交换技术利用

22、主/被叫协议控制，这个协议是与来自某个具有指定源/目的的rtp/udp/ip流的电路交换机的一个指定时隙相关的 mgcp/ipdc协议。另外，软交换技术作为呼叫处理的组成部分，其标识要被用来终结该呼叫的最有可能的出口网关，并利用这个信息来命令中继网关执行所 指定的功能，即软交换技术能够通过选择一个最小代价的路由来完成每次呼叫，以使所选择的出口网关最接近目的电话。于是，就完成了原有通过电路交换网执行的 呼叫处理操作功能。图2.5 软交换与长途交换机对照示意图在图2.5中，接入网关既可以终结isdn的pri，也可以终结来自企业pbx的cas信令。这种接入网关能够被软交换以基于分组电话协议的多种方式

23、进行控 制；对于基于h.323协议的网关，软交换使用h.323协议与之实现互通和控制；如果接入网关隧道pri(q.931)或cas信令返回到软交换，则软 交换使用mgcp/ipdc协议以更好的方式控制接入网关。软交换技术通过sip协议接到电缆网络上，以支持企业的ippbx及ip电话。并通过tcp/ip协议接入scp，也可通过tcp/sccp协议接入到ss7网络上，使与pstn及当前的voip网络无缝互连成为可能。基于软交换技术网络体系的voip通信实现的基本工作过程如下：媒体网关向软交换报告用户摘机、拨号等事件，软交换控制本地和中继网关向用户发送各种音信号，如拨号音、振铃音、回铃音等，提供满足

24、运营商需求的拨号计划。同时，信令网关将pstn 中的七号信令进行ip 网上的封装转换，通过sctp 将转换后的信令消息传递给软交换，软交换与信令网关配合，共同完成呼叫的建立，并通过mgcp 对媒体网关进行呼叫控制与管理。由pstn 发起的呼叫经过媒体网关与ip 网进行通信，通信结束时，媒体网关报告用户挂机事件，在软交换和信令网关共同控制下结束通信过程。在上述通信过程中，aaa服务器进行认证和授权，网管服务器进行网络管理，媒体服务器提供各种资源，如语音资源、传真资源、语音识别资源等，应用服务器则完成用户所需业务的提供和管理。2.2.4基于软交换的voip协议互通 目前的voip 是以基于h.32

25、3 协议的电信级ip 电话为主，但是由于h.323 协议复杂，并将控制和承载功能合为一体，难以保证系统的可靠性和灵活性，很大程度上制约了系统的进一步发展；而基于mgcp(媒体网关控制协议)的ip 电话则弥补了h.323 协议的不足，对voip 的进一步发展以及voip 网络与其他网络的融合有积极的意义。但是，如果用mgcp 协议代替所有h.323 协议的话，mgcp根本无法实现对中继网的管理。因此，应该结合h.323和mgcp 的优点，扬长避短。首先，利用h.323 协议适合于实现骨干voip 语音系统，可以将h.323 协议应用在软交换之间的通信。其次，mgcp 更适合于管理voip 的接入

26、设备，体系结构简单，使用灵活，可以将它应用于软交换 设备与媒体网关(mg)之间的通信。与前面所述的h.323 方案基于网关网守(gw-gk)的结构相比，这种利用mgcp 协议使得软交换可以很容易地管理媒体网关，利用h.323 协议实现软交换之间呼叫的voip 系统很好地解决了前一结构中h.323 协议在网守管理许多媒体网关时，由于要用复杂的协议支持功能简单的媒体网关，进而使得网守支持的呼叫容量受到了很大的限制的问题，并且能够降低维护和管理的费用，为运营商取得更多的利润。2.2.5基于软交换的voip体系结构优势分析与基于h.323协议的voip网络相比，基于软交换的voip应用网络结构由于采用

27、了分层的网络结构，具有全面的开放性，在综合接入能力、互通兼容能力、业务提供能力、网络管理能力、鉴权认证和计费等方面都有明显的优势。在综合接入方面：软交换网络结构由于网络采用分层模型，各设备功能相对单一。软交换完成协议处理、呼叫控制、资源管理、业务实现等功能，中继/媒体网关在 软交换的控制下完成媒体流转换及相关控制功能。这样，软交换通过控制各种类型的网关设备，实现综合接入。而基于h.323的体系结构还不是一个开放的体系 结构，它可以通过网关设备实现与pstn的简单语音互通，但在其上增加其他接入方式较困难。在网络互通兼容方面：基于软交换的voip应用网络结构采用分层的开放的网络架构，各层之间以及各

28、设备之间都通过标准的协议通信，只要遵守约定的规则和协 议，不同厂商的设备都可以很容易的接入网络，并实现彼此的互通，从而灵活有效地实现网络的扩展和升级。而h.323是一系列协议的集合，本身比较复杂，各 厂商对其理解又存在着很大差异，导致所制造产品的h.323协议兼容性一直存在问题。业务提供方面：在基于软交换网络结构中，软交换技术的业务生成独立于网络，新业务通过应用服务器完成。运营商根据自身的实际情况，既可以自己开发、也可以 委托产品制造商第三方开发商灵活定制所需的业务；另外，也可以继续沿用原有的传统智能业务。由于软交换系统提供统一的业务生成平台，业务一旦生成，即为全 网所共享。而采用h.323，

29、其业务生成基本上都是在网关上进行的，某些情况下也需要网守的支持。而网守、网关都是相对封闭的实体，由于不同制造商的业务 提供方式不尽相同，加之采用内部协议而未提供标准的开放接口，这样不仅使得运营商各自提供业务的能力有限，更导致了全网的新业务统一变得相当困难。在网络管理方面：h.323采用基于snmp的网络管理，无实时性，对人工干预的依赖性较大，难以对大型网络作出有效、及时的反应。而在基于软交换网络 中，软交换技术提供cops协议接口，接受策略服务器的管理和调节，实现基于策略的网络管理功能，进行集中、实时、智能化的策略管理服务，完成了由传统的 静态网管向动态网管的飞跃。同时，软交换也能支持基于sn

30、mp的传统网络管理。鉴权认证和计费方面：在软交换网络中，软交换控制设备通过radius协议与aaa服务器交互，实现集中用户鉴权、认证、计费。接入设备只需完成简单的接 入功能，无需支持太多的协议。而在h.323网络中，用户鉴权、认证是在网守中实现的，网关通过ras与网守交互，完成用户认证、计费，过程比较复杂。2.3 mgcp协议2.3.1 mgcp协议介绍ietf制定的mgcp（media gateway control protocol）协议是一个分布式ip电话网关系统的内部协议，用于控制来自外部呼叫控制单元的ip语音（voip）网关。从本质上说mgcp是一个主/从协议，网关需要执行媒体网关控

31、制器发出的命令。ip 电话网关系统由呼叫代理（call agent）和一组网关（mg）组成，如图2.6所示：图2.6 ip电话网关系统图9中呼叫代理（call agent）又称媒体网关控制器（media gateway controller）主要完成与呼叫过程相关的信令功能，对媒体网关和信令网关的操作过程进行控制和管理。网关（gateway）是一种网络单元，用于实现不同体系结构的网络之间的互联互通。 在ngn体系结构中，网关包括很多种：中继网关（tg）：提供传统电话网（pstn）和承载语音的ip网的接口。接入网关（ag）：提供传统模拟用户线或者数字专用分组交换机与承载语音的ip网络之间的接口。

32、住宅网关（rg）：为ip语音网提供传统的模拟接口（rj11）的实体。住宅网关的例子包括电缆调制解调器/电缆机顶盒，xdsl设备和宽带无线设备。一组网关中至少包含一个媒体网关，如果需要与ss7网络连接，至少还需要一个信令网关。媒体网关完成电路交换网与分组交换网之间的语音信号的转换；信令网关完成窄带信令网与宽带信令网之间的无缝交互与信令之间的转换。2.3.2 mgcp在ngn组网中的应用：在介绍mgcp在ngn应用之前，大家先简单了解一些ngn的简单情况，所谓ngn 从字面上理解，我们可以叫它为下一代网络。它是电信史上的一块里程碑，标志着新一代电信网络时代的到来。从发展的角度来看，ngn在传统的以

33、电路交换为主的pstn网络中逐渐迈出了向以分组交换为主的步伐，它承载了原有pstn网络的所有业务，同时把大量的数据传输卸载（offload）到atm/ip网络中以减轻pstn网络的重荷，又以atm/ip技术的新特性增加和增强了许多新老业务。从这个意义上讲，ngn是基于tdm的pstn语音网络和基于atm/ip的分组网络融合的产物，它使得在新一代网络上语音、视频、数据等综合业务成为了可能。大家可以通过ngn网络架构来了解mgcp的应用，如图2.7所示：图2.7 ngn网络架构从上图可以看出，mgcp是媒体网关控制器（或软交换）与媒体网关之间应用的一种标准协议，完成了媒体网关控制技术。软交换与媒体

34、网关间的接口主要用于软交换对媒体网关的承载控制、资源控制及管理，从软交换的协议框架也不难理解mgcp的应用，如图2.8所示：图2.8 ngn组网应用的协议框架2.3.3 mgcp在softx3000产品中的应用： 通过softx3000产品大家再来了解一下mgcp的应用，softx3000系统提供mgcp呼叫代理功能。softx3000可作为网络中mgcp e-phone和softphone的接入点，和ietf rfc 2705 （mgcp）兼容。softx3000 遵循rfc2705（1.0版本）2.1.3节的规定，支持呼叫和连接管理规程。softx3000支持mgcp mrs控制，用于提供

35、通知音和交换语音响应（ivr）业务。mrs可用于为系统中的各种用户提供通知服务。softx3000也支持通过mrs进行收号。mgcp在softx3000的应用如图2.9所示：图2.9 mgcp在softx3000产品组网中的应用ngn通过tmg和sg同pstn互通，tmg实现电路交换网和分组交换网之间的语音信号的转换，而sg实现电路交换网和分组交换网之间的信令转换。呼叫代理即mgc（softx3000），主要实现与呼叫过程相关的信令功能，并控制和管理mg和sg的操作规程。softx3000通过h.248协议控制tmg；通过mgcp控制mrs、ag、iad以及softphone，实现信令处理和呼

36、叫处理等功能。softx3000支持mgcp与下列协议的互通：sip：sip 用户和sip中继h.323：h.323用户和 h.323中继isup：通过isup中继的pstn用户2.3.4 协议栈mgcp（媒体网关控制协议）既是一种命令定义，又是一种信令定义。通过mgcp命令，呼叫代理（如softx3000中的呼叫代理）可以控制媒体网关（mg）；而mg送回信号给呼叫代理。mgcp的命令和信号定义为ip包，这样mgcp可作为操作系统并且独立于编程语言。通过mgcp，一个呼叫代理可在通用网络计算平台上运行。mgcp的协议栈结构如所示:图2.10 mgcp的协议结构mgcp的信令系统包括各种业务模块

37、（isup/tup/esl/sip/h.323），这些模块使用mgcp来控制mg。mgcp消息在udp/ip上传递，传输层协议为udp，网络层协议为ip。2.3.5 功能实现本部分描述了softx3000系统语音模块的承载控制模块中mgcp的功能结构。mgcp模块从逻辑上分为mgcp栈和mgcp app模块，mgcp栈和mgcp app模块位于bsg单板（与h.248栈和h.248 app模块相同）。mgcp栈、mgcp app模块和mgra、mgc、db、o&m和os有外部接口。mgcp和bc的mgra以及mgc模块互通。mgcp对所有来自mgra的与呼叫相关的消息进行处理，同样地也

38、处理来自mgc与呼叫无关的的消息。逻辑上，mgcp作为消息管理模块、mgcp app模块、mgcp编码/解码模块和udp发送/接受模块进行消息的处理。消息管理模块将处理来自mgra、mgc、db和omc的与呼叫相关或与呼叫无关的消息。它也作为数据中心提供全局数据查询和修改机制，并且向mgcp的其他子模块提供管理功能。mgcp app得到一个来自消息分发模块的内部消息，它就把内部消息转换成mgcp事务结构格式。把内部消息转换成mgcp事务结构格式后，mgcp app调用mgcp编码/解码提供的ap1,用以把mgcp事务结构转换成mgcp协议消息格式，并且把它发送到udp发送/接受模块。udp发送

39、/接收模块有自己的pid, 它将从系统消息队列得到等待发送的消息，提取mgw指数后，查看udp关系表获得同级ip地址和端口，填充本地ip地址和端口，然后发送udp数据报到下面的udp传输层。图2.11 承载控制器中的mgcp的功能体系结构系统通过运行自定任务来监控配置的udp端口；如果自定任务收到一个udp数据报，它将对数据报进行验证，并把mgcp协议消息转换成内部消息后发送到mgcp的消息管理模块。消息管理模块调用mgcp编/解码模块功能进行解码，将mgcp协议消息解码为mgcp事务结构，mgcp编/解码模块调用mgcp app提供的功能，把它转换成内部消息格式，然后，根据它的mid值，消息

40、分发器把内部消息分配到mgc或mgra。事务可靠性在mgc和mgra模块实现，mgw管理在mgc模块完成。第三章 voip技术的应用3.1 各行业voip技术的解决方案3.1.1 金融行业voip技术的解决方案金融行业客户对于voip功能的需求主要包括：1、能够直接连接现有的ip网及pstn网，做到平滑过渡。充分利用原有网络资源，在不影响日常业务、不更改原有网络的构架下进行voip应用的扩展接入。 2、应能提供接近于市话的通话效果，真正体现voip的实用能力，从而保证该项目建成后的真正大规模、有效益地应用。 3、适应电话直接接入、公司pbx接入等复杂的用户pstn环境。 4、路由器在提供voi

41、p应用的同时，应能提供ddn、帧中继、x.25等广域网线路的接入。 5、兼容其他主流设备。 解决方案： 图3.1 voip在金融行业的应用解决方案特点分析：1、不改变原有网络构架，通过增加锐捷26系列路由器就可以直接把用户pstn系统接入ip网络，轻松实现voip应用的扩展接入。 2、锐捷路由器不论是界面或操作配置都十分方便，各种功能均可与国外主流网络设备厂商完全兼容，方便系统管理员的日常维护。3、锐捷26系列voip路由器支持gatekeeper功能，通过简单的配置连接到关守（gatekeeper）上就可以与全省各地进行voip连接，而省略了烦琐的静态拨号对等体的配置，方便而高效。 4、为了

42、达到理想的通话效果，锐捷网络在voip路由器采用了大量的语音保障技术： a、强大的qos保障：可以为语音通话预留带宽，保障了在大数据量传输情况下的通话效果。 b、回波抑制：在锐捷系列路由器中采用了国际先进的dsp处理器以实现回波抑制。 c、语音编码：锐捷26系列voip路由器支持g.711（64kbps）、g.729（8kbps）、g.723（5.3kbps、6.3 kbps）等多种常用编码方式，客户可以根据自己的需要进行选择，其中g.729(8kbps)是锐捷网络路由器的默认编码方式，能保证在低速线路下的高质量语音传输。 d、延时和抖动处理：锐捷voip路由器在接收端采用了科学的缓冲处理方式

43、。在不影响延时的情况下，对广域网线路抖动所带来的通话抖动进行弥补，最大限度地克服了物理线路所带来的影响。e、静音抑制技术：锐捷voip路由器能够对通话之间的空闲间隔进行智能判定，停止发送语音数据包，从而减少不必要的带宽浪费，进一步提高在低速线路下的传输质量。3.1.2 物流行业voip的解决方案背景：hy物流集团, 国家一级运输资质企业,是一家集公路运输、航空货代、铁路货代、国际货代、市区快递、仓储配送于一体，跨区域、网络化、信息化、智能化、具有供应链管理能力的综合物流提供商。挑战现实的沟通需求与高昂的通信成本之间的矛盾：图3.2 物流行业voip所占比例物流公司通信成本构成中，内部业务部门之

44、间的沟通占据了绝对的比重。订单的跟踪，在途物资的管理成为物流企业日常的工作内容。 经常居高不下的通信成本严重制约了hy物流的发展。从hy物流的通信成本构成中，可以清晰的看到内部分支机构之间的通信费用占据了很大比重。 过高的通信成本在给企业带来沉重的经营负担的同时，也严重抑制了企业内部正常的沟通需求。为了控制成本而限制必要的沟通，这种沟通需求与通信成本的矛盾使得企业的日常运营陷入尴尬的状态。解决方案：结合hy物流内部通信的话务模型和业务沟通需要，ccwbb向其推荐了跨域语音通信专网服务、电话会议服务、ip fax服务和voip长途通信服务（ddd）。1、跨域语音通信专网服务hy物流目前在全国拥有

45、1073个分支机构，其中大区管理中心6个，一级公司56家，二级公司752家和三级公司264家。跨域语音专网旨在为客户提供覆盖全国的语音虚拟专网服务。hy物流各个分支机构之间经过ccwbb ngn业务平台融合后，可以完整的体验融合通信带来的便利。各个分支机构之间通过短号方式互拨，快速实现商务交流，而且内部通信实现“0”话费。在业务的部署过程中，由于hy物流内部各分支的通讯网络环境存在较大的差异，对于业务的实施带来了巨大的挑战。 · 上海总部：采用了pbx模式，有空闲中继端口和空闲扩展槽；· 大区管理中心、一级分公司：采用了pbx或集团电话模式，有空闲中继端口空闲扩展槽； &#

46、183; 二级、三级分公司：采用直线接入方式或采用了集团电话模式，却没有空闲中继端口； 结合hy物流的实际状况和专网服务模式特点，ccwbb在客户的不同节点提供了不同的接入方式。 接入方式一：pbxiad接入 pbx与iad结合的接入方式主要针对hy物流上海总部、上海、北京、广州拥有pbx设备并拥有空闲中继端口的一级分支机构。pbx通过模拟中继线与ccwbb提供的iad连接，实现语音业务的转结。iad（集成接入设备）具备语音的模数转换和编码功能，将用户的模拟话音通过采样、量化和压缩编码等过程转换为数字的通讯信号，以方便在统一的分组数据网络上传播。在数据网络侧，iad通过标准的以太网接口与企业分

47、支机构的宽带接入网络环境相连，实现语音业务的宽带网络接入。接入方式二：选线器iad接入 选线器与iad结合的接入方式主要针对hy物流其他节点拥有pbx设备却无空闲中继端口或直线接入方式的二级或三级分支机构。为保证ccwbb业务的提供并最大程度上优化用户的业务使用体验，ccwbb将在这些节点安装选线器和iad设备。选线器设备在本接入模式中充当了智能路由和字冠的识别处理功能。该设备识别用户的呼叫号码，结合内部设定的路由规则智能的转发用户的呼叫请求。2、电话会议服务 ccwbb电话会议服务为企业客户营造了一个最多达到120方参加的虚拟会场。无论参加会议的各方位于任何城市，均可以灵活的通过专网方式、传

48、统pstn方式甚至移动电话方式加入会场。电话会议的召集、管理等功能操作简单，可以快速的实现远程商务交流。该业务功能可以应用与培训、日常工作例会、人力资源管理等场合，极大的方便企业的日常运营。 3、ip fax ccwbb ip fax服务在继承现有传真服务特色的同时，成功的将其融入到ip网络世界。在当前的ip网络环境里，通过创新的ip fax解决方案，以t.38传真模式为例，基本可以实现传统pstn的传真质量和发送成功率。 4、国内/国际长途转售业务（ddd/idd）图3.3 物流业务价值对比分析ccwbb在国内完整的实现了与主流运营商pstn网络的对接，作为中国电信、中国网通的合作伙伴，可以

49、为企业提供通达全球的国内、国际长途电话服务。基于规模效应，ccwbb可以为企业客户提供更优惠的商务价格。成效：为hy物流创造了显著的成效，在财务和业务效率等方面，均达到了企业预期的目标。降低成本 仅一期项目实施后，相比以前的通讯方式，hy物流可节省49%的费用。通讯成本占hy物流的产值比例也下降到0.35个百分点。改进沟通效率 专网业务操作方面的简便性和内部沟通“0”成本所带来的效应，可以极大满足内部业务沟通的需求，释放内部潜能。资源合理利用 专网服务充分利用客户现有基础网络资源，基本没有改变用户的网络环境和使用习惯，实现了融合通信的服务目标。提升客户满意度 沟通效率的提高，直接的改善了企业内

50、部运营的效率，体现在最终用户方面，更 多客户选择了hy的服务。3.2 sip协议中的voip来电id显示技术在voip呼叫的建立、拆除和管理流程中，会话发起协议（sip）已经得到了广泛的应用。正如它的名字一样，该协议的许多功能都与呼叫的建立直接相关。建立呼叫的过程中会涉及到呼叫者的身份，使被叫方能够确定如何对待这次呼叫。这就是我们所说的internet来电id。 在核心sip规范（rfc 3261）中，来电id的基本机制与电子邮件所用的方式非常相似，呼叫方的信息有一个from报头域，地址就包含在其中。当internet中没有太多的恶意用户时，该机制可以很好地发挥作用，但事实证明，这种

51、技术和电子邮件遇到的问题一样，容易被他人滥用。恶意用户可以对voip 中的“from”报头加以篡改，从而隐藏发送方的真实身份。 图3.4 voip中密匙的使用为了解决这些问题，ietf于2002年11月发布了一项名为p-asserted-id（rfc 3325）的规范。了p-asserted-id规范，单个网络或小型网络联盟都可以提供通过网络验证的来电id服p-asserted-id 然而，人们始终还是将它视作是一种权宜之计。首要的问题是，它只适用于单个服务商的网络，或者是由一群相互信任的服务商紧密联合而形成的网络。到目前为止，所部署的voip恰好都属于这种类型。多数voip网络不能通过ip实

52、现网络互联，而只能通过公共交换电话网络作为替代。在许多服务商的眼里，ip才是实现网络互联的更好方式。ip网络的成本更低，可以实现语音、视频和多媒此外，在规模较大的ip互联环境中，p-asserted-id根本没有用武之地，因为它对呼叫身份的判别过程不加密，所以无法安全地验证呼叫方的域就是在消息中存在的那个身份。幸运的是，ietf已经完成了一系列新的规范，所有这些规范都基于一种称为sip身份认证的技术。这些规范（rfc 4474）已于2006年8月正式发布，成为安全来电id技术领域的一次重大进步。这种规范的基本机制如左图所示。呼叫者joe的sip统一资源标识符为sip:joe，而joe的电话会将

53、该标识符插入其sip消息的from报头域中。当joe发起一个呼叫时，joe的电话会发出一个sip 请求（步骤1），并将其发送至的服务器。这台服务器对该消息进行盘问，要求joe的电话提供证书（步骤2）。joe的电话接受这一要求后，重新发送带有适当证书的请求（步骤3）。这些证书将证明呼叫者确实是joe，并且表明from域是准确的。而的服务器则会在消息中的某些部分应用一组加密的签名，并将该签名和提取证书的http url一同安插如果验证通过，则证明呼叫方确实在的域中。 同时，在防范voip垃圾（即所谓的spit，internet电话垃圾）的众多技术中，sip身份认证也具有里程碑式的重大意义。由于它能

54、够实现更安全的互联，并有效阻止垃圾呼叫，因此sip身份认证将在未来的voip网络中发挥越来越重要的作用。3.3 基于802.11b无线技术标准实现的voip电话 voip技术的发展对电话公司传统的陆地线路构成替代威胁，并将接打电话的服务交由互联网服务供商(isp)掌控。虽然电话公司已在各种规模的基础设施上采用包传输以提升固话效率，然而对终端用户来说，该技术是不透明的，且传统的电话服务在电话终端上仍然主要采用电路交换技术。使用voip，呼叫方通过互联网基础设施直接拨打电话，并通过其计算机上的相同ip包数据流接听电话。简言之，voip能迅速对数据进行本地化处理，仅需增加一些额外的硬件和软件就能使你

55、和你的isp摇身一变为“电话公司”。 只需要一个连到pc上的麦克风或任意数量的模拟电话适配器(用来把传统电话系统(有绳或无绳)桥接至voip世界)都可以实现voip。位于这两者之间的是特殊的voip电话设计，这些voip电话外观及使用与其它电话很相象，但输出的是数字信号。wi-fi网络的普及不仅驱动了其成本的下降，而且随着传统以数据处理为中心的芯片组现在转向语音应用，它还简化了将无绳电话转变成voip设备的工作。台湾的odm公司合勤科技(zyxel communications corp)正销售一款105克重的手持设备prestige 2000w，其外型介于直板蜂窝电话和外型比例更大一点的无绳

56、电话之间。p2000w基于第一代802.11b wi-fi标准，可连接相应的wi-fi网关或接入点，这些网关或接入点又通过硬连线接入互联网。 p2000w的构造简单明了，两块塑料外壳将电子部分扣在里面。电子部分做在两块pcb上：较大的pcb是主系统板，完成与wi-fi无关的功能；较小的pcb是实现802.11b功能的wi-fi即插即用卡。选用即插即用卡使其可升级射频层，同时不需改动主pcb板上的核心设计。 p2000w的核心是德州仪器(ti)的双核处理器tms320vc5472，它完成系统控制功能及对voip信号的单独处理。其中arm7tdmi核担当微控制器的功能，处理从按键输入到显示等工作；c54 dsp核负责编码、解码、纠错、回音消除及诸如此类的工作。在ti双核处理器周围是各种存储器，包括：用于代码存储的spansio