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2023-08-17
IP电话网技术优化：探索通讯革新的路径
【摘要】：图7.1IP电话网基本模型各部分主要功能如下。图7.2IP电话通信流程①用户A 呼叫网关A，根据语音提示输入认证信息和被叫电话的号码。③IP电话网中使用的信令种类比传统电话网复杂。
IP电话指在IP网上传送的具有一定服务质量的语音业务。
1.IP电话网基本模型
IP电话网基本模型如图7.1所示，主要包括IP电话网关、IP承载网、IP电话网的管理层面及PSTN/ISDN/GSM 电路交换网等部分。
图7.1 IP电话网基本模型
各部分主要功能如下。
①IP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。鉴于服务质量等因素的限制，一些IP电话运营商都采用IP专网向公众开放IP电话/传真业务。
②IP电话网关：完成对来自PSTN 的语音业务流的编解码功能，并将压缩编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，相当于协议转换器和数据格式转换器。
③IP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，负责用户的接入认证、地址解析、计费和结算等工作。
④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。
2.IP电话通信流程
IP电话业务按照通话方式可分为3种形式：电话到电话（Phone to Phone）、计算机到电话（PC to Phone）和计算机到计算机（PC to PC）。目前，我国的IP电话网中大都采用H.323协议，因此下面以电话到电话为例，使用H.323协议简要说明IP 电话通信流程。如图7.2所示，其中网守为H.323系统中一个域的管理者，具有认证计费、地址解析等功能。通信过程简述如下。
图7.2 IP电话通信流程
①用户A 呼叫网关A，根据语音提示输入认证信息和被叫电话的号码。
②网关A 向网守发送呼叫业务请求（H.323协议），将用户信息、业务类型和业务信息传递给网守。
③网守检查用户的授权情况，确定该用户是否有权使用此种业务。授权认证可以通过记账系统的认证组件来进行，也可以由网守内部的功能完成，并返回允许/不允许接通的应答。
④网守向记账系统发送消息，请求用户的记账信息，也包含呼叫的信息。网守收到返回的用户记账信息后，向网关A 发送可供连接的目的网关的地址信息。
⑤网关A 和网关B 连接，初始化通信进程，网关B 向电话B 发送呼叫应答消息（H.323协议），通话进程开始。
⑥当网关A 和网关B检测到通话进程真正开始以后，网关A 向网守发送一个呼叫开始信息（H.323协议），并附带上唯一的记账标识ID。
⑦网守向记账系统发送呼叫开始信息，记账系统返回确认信息作为应答。应答消息传送给网关A。
⑧通话结束时，网关A 或者网关B检测到呼叫的结束，向网守发送呼叫结束消息，并发送关于该呼叫的相关信息，网守向记账系统发送呼叫结束消息，记账系统返回确认信息，确认信息送到网关A 和网关B。
3.IP电话网与传统电话网的比较
①IP电话网的网络结构与传统电话网有相同的地方，即均采用分级网络结构。我国的IP电话网一般采用两级网络结构，即顶级网守和一级网守，在业务量大的地区可根据需要再增加第三级结构，即二级网守，如图7.3所示。这样网络可以具有良好的可扩展性。顶级网守可以设在二三个重要的大城市，如北京和上海，专门负责与其他运营者的IP电话业务网互通以及与国际业务的连接；而一级网守可以按省或大区设置，专门负责本区域内的呼叫寻址等工作。
图7.3 IP电话网分级网络结构
②IP电话网的编号和寻址方式与传统电话网差别很大，由于IP电话网是一个面向无连接的网络，还要考虑和PSTN 之间的互连问题。因此，要把目的地的地址信息封装进IP数据包内，IP网络根据该地址信息采用TCP/IP的寻址规则和协议进行寻址。
③IP电话网中使用的信令种类比传统电话网复杂。其外部信令用于IP 网与PSTN 的互通，一般都使用PSTN 的信令标准；内部信令用于IP 网络内部的连接控制和呼叫处理，取决于承载传输网络的协议标准，对于IP网络，使用H.323等协议。
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