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1、内蒙古工行 IP 电话系统方案一、 需求分析1）现有建制：省分行（一个）；地市分行（十三个）；（旗）县支行（约一百二十个）2）现有网络：已建好覆盖全省（到县支行）的综合业务网络，运行包括 TCP/IP、SNA 等协议支撑的业务。省分行为 7507；地市分行为4500，有 1632 个串口，其中有 4 个高速同步串口（最高 2M，目前用 128K 或 256K），其他为低速同异步串口（同步最高 128K，目前用 64K）；县支行用 2500 系列。3）需要建设 IP 语音网络，新的 IP 语音网络要与现有的网络有很好的互操作性、无缝的连接；不能造成现有网络的浪费和重复投资。二、 设计原则及技术分
2、析1、设计原则计算机已经进入了网络时代，“网络计算机、计算机联网”的观点已越来越深入人心，任何成功的应用系统都不能离开来自计算机网络的强大连通能力。日益复杂的应用对计算机网络技术不断提出更高更新的要求，使计算机网络不断面临新的挑战。所以，我们在进行 IP 电话网络系统设计时，针对内蒙古工行计算机网络现状，提出系统设计的主要原则应该遵循以下的一些原则： 实用性及先进性原则此次网络设计应本着实用和先进的原则，同时兼顾经济性。一方面网络系统应该能够满足各种应用系统的数据传输要求，为各个信息点提供网络传输服务，另一方面，又要采用国际上最先进的技术，使系统完成后，保持一定时期的领先地位。同时，考虑技术本
3、身的成熟性，必须将已开发的子项目与准备开发的子项目统一地纳入系统。一般而言，越先进的技术价格越高，但是全方面的采用先进产品并不一定是最合理的，因此我们在网络设计的时候，要把先进的技术和现有的成熟技术结合起来，在先进性和经济性之间寻求一个平衡点。 安全性原则此次网络设计必须强调高度的网络安全性。在银行业务系统中涉及许多的国家安全机密，因此安全保障是银行网络系统的重要一环。我们在进行网络设计和建设时，应该提供多种的手段保障网络的安全，对相关的网络设备、主机系统提供严密的保护，能防止网络的非法访问，保护关键的数据不被非法窃取、篡改或泄漏，使数据具有极高的可信性。 高性能原则网络系统是应用系统的平台，
4、网络性能的优劣直接影响整个应用系统的性能好坏。随着计算机处理能力的大幅度提高，对网络速度的要求也越来越高，另一方面，网络上的设备越来越多，应用越来越复杂，使得网络的性能越来越成为应用系统的性能瓶颈。因此，我们在网络设计时必须充分考虑到这一点，保证网络系统的高性能性。 可靠性原则网络在应用系统中扮演了重要的角色，它的稳定可靠是应用系统运行的必要保证。目前几乎所有的应用都需要网络，一旦网络崩溃，整个应用系统就必然会陷入瘫痪状态，这可能会带来不可估计的损失，特别对公安局这样的单位，更可能会带来不可估量的社会影响，因此我们必须使用相应的手段保证网络的百分之百高可靠性。 可管理性原则网络系统的节点多，设
5、备种类多，具有一定的复杂性，而且在以后的应用中还会不断增加新的技术和产品，我们需要提供相应的管理手段，对整个网络系统的设备、安全性、数据流量、性能等进行良好的监视与控制，并可进行远程管理和故障诊断，从而简化在复杂网络环境下的管理和控制网络运行成本，并为网络系统的性能优化提供依据。 扩展性原则包括业务网点的扩展、业务量和业务种类的扩展，与其它机构或部门的连接等，并实现与上海市公安二级通信网络的无缝连接。 可升级性原则改造后的网络可向更新的技术升级，并保护现有的投资。 灵活性和开放性原则系统易于推广和维护，能适应不同部门的应用环境，并具有开放性及可移植性。 国际化标准原则网络设计应采用支持 IEE
6、E802.3X、100BaseTX 及 TCP/IP 等国际标准的技术和设备，这样才便于对投资的保护.2、技术分析（IP语音技术）简单地说，IP 电话是将人们正常的通话先变成模拟信号，在这个层面上是和普通电话没有任何区别的。之后，模拟信号由 IP 电话网关设备转变成 IP 数据包，在银行网络的骨干网传输；送到目的地之后，在由相应的设备进行反方向的变换，恢复成人们的正常话音。话音从一个地方传输到另一个地方，通常情况下要通过中国电信的长途电话网进行传输。我们由于有自己的数据骨干网，使用 IP 电话就可以绕开长途电话网了，从而费用得以节省。2.1 话音通信技术的历史与现状从 70 年代初期以来，公用
7、电话网的话音通信技术没有发生根本的变化。这种技术的主要特征是：采用面向连接的基于 64kb/s 信道的电路交换，通过信令来控制连接，传输上使用同步传输方式（STM）。这种方式的主要优点是业务质量（QoS）有保障；控制相对简单。但随着通信业务需求的变化和技术进步，其不足之处日渐突出起来，如呼叫建立需要时间并占用资源；每个连接的带宽固定，不能适应非 64kb/s 速度和可变速度的业务需求；在对话静音期也占用资源，浪费带宽。另外，64kb/s PCM 话音编码技术已经明显落后，占用了过多的资源。而与此同时，分组数据网络在网络经济性和业务质量控制方面取得了巨大的进步和发展。通过 IP、ATM 和帧中继
8、等分组数据网进行通信，已经成为企业和公共网络规划者的首选策略。由世界网络业务的数据化趋势可以预见，数据业务流量将很快超过电话业务流量。由于分组交换具有很多优点，例如，采用统计复用，资源利用率高、带宽灵活可变，用户可同时进行多个通信等，使话音业务逐渐和数据业务综合在一起，在分组网上进行传送，这就是话音的分组化趋势。随着 Internet 和企业内部互联网在全球范围内的快速发展，越来越多的组织和公司注重到了在 IP 网络上传输话音可以减少电话和传真等传统电信费用，并开展先进多媒体应用。在 IP 网络上提高高质量的电话是IP 网向实时通信业务领域拓展的第一步，现在，IP 网上的话音业务VoIP（ V
9、oice-over-IP），或称 IP 电话（IP Telephony），已经被证明是可行的，目前的竞争在于健全标准、设计终端和网关产品，并在全球范围内开展这种业务。无需讳言，分组网络上传输话音的技术困难和开发商用产品的复杂性是当今许多公司面临的挑战。将话音业务加入分组网络，首先必须解决的问题是如何保证话音质量，以及 IP 电话系统的互操作性和可管理性。2.2 IP 话音业务的产生众所周知，当前全球 Internet 已经成为仅次于传统公用电话交换网的第二大通信网络。由于 Internet 本身的技术先进性、网络容量的高利用率和极强的可扩展性，使其较 PSTN 更加具有发展潜力。IP 电话技术
10、的整体设计所要达到的目标是它能够以先进的网络技术和控制管理手段以及编解码技术，以低于传统 PSTN 的费用成本向用户提供质量较好的电话服务。IP 电话的雏形很早就有人在试验和应用。到了 1995 年，这类应用基本上还只是计算机上的玩具，没有互操作性，更谈不上商业应用性。但 ITU-T 和 IETF 很快开始进行标准化工作。 1996 年第一个 VoIP 标准ITU-T H.323 建议体系初步形成。随之而来的第一代产品多是装在 PC 上的应用和小容量 H.323 网关，但终究有了真正的经过 Internet 的电话到电话的呼叫。现在，这方面的标准已逐渐完善，VoIP 受到了广泛关注，大量产品投
11、入市场。典型的客户端应用包括微软 NetMeeting、Netscape Conference、 Vox Ware VoxPhone、NetSpeak WebPhone。并且也有了大容量的 VoIP 业务应用。如 1997 年秋天，美国丹佛的 Qwest 通信公司以每分钟 7.5 美分的价格向用户提供的基于 VoIP 技术的长途电话业务。国内也有大规模的 IP。电话试验业务在开展，包括中国电 信、中国联通和中国吉通三家公司。由图所示的编码速率、调制解调器速率和 PC 处理器的发展曲线可以看出 VoIP 产生的技术背景。1995 年，话音编解码速率已经低于调制解调器速率，而且 PC 处理器的速度
12、有了巨大提高，使得 PC 机有可能对话音进行编码、打包等处理，并通过调制解调器将话音经电话线路送到Internet。2.3 VoIP 的关键技术在许多场合，VoIP 技术仅指通过 IP 网络实现类似普通老式电话的功能。但是，在传统电话网的业务不断发展的情况下，VoIP 的含义和设计目标也超越了其字面意义；也就是说 VoIP 技术不仅指提供双方会话的传统电话技术，而且是包含话音、图像和数据、支持各种智能业务的双方及多方多媒体通信技术。由于传统 PSTN 的广泛存在性等历史渊源，在相当长一段时间内，新兴的 IP 电话系统要充分发挥其优势，就必须考虑与 PSTN 的互通问题。这就要在 IP 网与 P
13、STN 交换机之间配置 IP 电话网关，以实现媒体流与控制信令的互连互通。这样 IP 电话就有了 4 种方式：电话到电话、电话到 PC、PC 到电话和 PC 到 PC，如图所示。电话到电话即普通电话经过电话交换机连到 IP 电话网关，用电话号码穿过 IP 网进行呼叫。发端网关鉴别主叫用户，翻译电话号码 /网关IP 地址，发起 IP 电话呼叫，连接到最靠近被叫的网关，并完成话音编码和打包。收端的网关实现拆包、解码和连接被叫。对于电话到 PC 或是 PC 到电话的情况，是由网关来完成 IP 地址和电话号码的对应和翻译，以及话音编解码和打包。PC 到 PC 方式下，多媒体 PC 经过电话线或局域网连
14、接到 Internet上，利用 IP 地址进行呼叫。话音压缩、编解码和打包均通过 PC 上的处理器、声卡、网卡等硬件资源完成。对于 Internet 或企业内部互联网（Intranet）这样的无连接数据网络是没有业务质量保障的，必然会存在分组丢失、失序到达和时延抖动的情况。这样，就必须采取特殊的步骤来保障一定的业务质量。例如，高层协议 TCP 提供了流控和差错恢复，但会产生显著的时延和时延抖动，因而在此环境中，TCP 就不可用作第三层协议。基于多媒体数据与一般计算机数据不同，它能容忍一定程度的差错，而不会明显地影响通话或图像质量。因此，多媒体数据传输都采用 UDP 传输协议。由于 UDP 只是
15、提供了一个基本的传输手段，而多媒体传输应用需要多媒体编码类型、同步时标、分组序列号等参数，以及一定程度的业务质量保障，因而提出了实时传输协议 RTP/实时传输控制协议 RTCP。VoIP 的关键技术包括：1) 信令技术，包括 ITU-T H.323 和 IETF 会话初始化协议SIP（Session Initation Protocol）两套标准体系，还涉及到进行实时同步连续媒体流传输控制的实时流协议 RTCP。2) 媒体编码技术，包括流行的 G.723.1、G.729，G.729A 话音压缩编码算法和 MPEG-II 多媒体压缩技术。3) 媒体实时传输技术，主要采用实时传输协议 RTP。4)
16、 业务质量保障技术，采用资源预留协议 RSVP 和用于业务质量监控的实时传输控制协议 RTCP 来避免网络拥塞，保障通话质量。5) 网络传输技术，主要是 TCP 和 UDP。此外还涉及到分组重建技术和时延抖动平滑技术、动态路由平衡传输技术、网关互联技术（包括媒体互通和控制信令互通）、网络管理技术（SNMP）以及安全认证和计费技术等等。2.4 媒体编码技术目前，话音和图像压缩技术发展十分迅速，已经研究开发出很多高效率的压缩编码技术。如先进的以码本激励线性预测（CELP）原理为基础的 G.729、G.723（G.723.1）话音压缩编码技术。以 G.729 为例，它可将经过采样的 64kb/s 话音以几乎不失真的质量压缩至 8kb/s。话音压缩编码技术是 IP 电话技术的一个重要组成部分。图像编码方面有 IP 网络会议系统采用的 H.261（活动图像编码）和 H.263（低速率活动图像编码）。由于在分组交换网络中，业务质量不能得到很好保证，因而需要话音和图像的编码具有一定的灵活性，也就是说编码速
