實用而新穎的VOIP軟交換互通軟件系統(tǒng)
上海偉功網絡通信技術有限公司 劉剛強博士
2005/03/22
IP多媒體技術的突破口是語音通信，其標志性應用就是IP電話，或稱為VoIP（Voice over IP）技術。目前VoIP以基于H.323協(xié)議的電信級IP電話為主，由于H.323其協(xié)議復雜，并將控制和承載功能合為一體，難以保證系統(tǒng)的可靠性和靈活性，很大程度上制約了系統(tǒng)的進一步發(fā)展；而基于MGCP協(xié)議的IP電話則可以彌補H.323協(xié)議之不足，因而得以迅速崛起，因此就將二者的結合與互通提到議事日程。
本系統(tǒng)順應了這種技術發(fā)展和市場的需求，利用軟交換技術，實現(xiàn)H.323和MGCP的互通，將已普遍應用的H.323 IP電話與最新發(fā)展的MGCP IP電話有機地融為一體，不僅使得系統(tǒng)的可靠性和靈活性得到很大的提高，而且使得其接入部分不再依賴于傳統(tǒng)的電話網，既能適合當前已有的IP電話，又能適應于新技術發(fā)展的需要，從而實現(xiàn)了真正意義上的IP電話，這無論對傳統(tǒng)的電信運營商，還是新興的寬帶網絡運營商都帶來了很大的經濟效益和社會效益。
本系統(tǒng)的主要特點就是要實現(xiàn)H.323和MGCP兩種協(xié)議之間的互通，但是這兩種協(xié)議的存在著很大的差異，H.323協(xié)議是按照電信規(guī)范來進行設計的，系統(tǒng)結構非常完整、復雜；而MGCP協(xié)議則比較適合于管理VoIP的接入設備，體系結構簡單、使用靈活。為此，第一個要解決的問題就是設計新的體系結構，使之包容兩者之間的差異性。根據(jù)兩種協(xié)議的特點，本系統(tǒng)利用了分層的結構來進行設計，即利用MGCP協(xié)議設計呼叫代理（Call Agent，簡稱CA）系統(tǒng)來管理媒體網關（Media Gateway，簡稱MG）設備，即呼叫代理和媒體網關之間的通信利用MGCP協(xié)議來實現(xiàn)；與此同時，利用H.323協(xié)議設計網守（Gatekeeper，簡稱GK）來管理呼叫代理和中繼網關（Trunk Gateway，簡稱TG）。呼叫代理、中繼網關和網守之間的通信利用H.323協(xié)議來實現(xiàn)。從網守的角度上來看，由一個呼叫代理及其管理的媒體網關的集合相當于一個網關設備。在這樣的分層結構體系上看，呼叫代理起著至關重要的作用，是網守、中繼網關和媒體網關間交互的橋梁，又是H.323和MGCP協(xié)議互通的中介。第二個要解決的重要問題就是異種協(xié)議流程之間的互通。H.323協(xié)議對呼叫的流程有非常詳細和完整的規(guī)定，它利用RAS協(xié)議完成網關和網守之間的通信，而Q.931和H.245則分別是實現(xiàn)網關之間的呼叫信令和通信信道控制的信令；但MGCP協(xié)議本身則沒有對呼叫流程進行具體的規(guī)定。這樣，利用MGCP協(xié)議的靈活性，將MGCP與H.323協(xié)議的呼叫流程融為一體，完成異種協(xié)議之間的互通。
本系統(tǒng)目前已經完全達到了設計要求的功能，即通過采用分層的體系結構實現(xiàn)了基于兩種協(xié)議的融合，實現(xiàn)了兩種協(xié)議之間的互通，并達到了呼叫控制的目的。并在此基礎上實現(xiàn)了熱線電話（hot line）、呼叫限制等增值業(yè)務。系統(tǒng)的性能指標，如系統(tǒng)的呼叫接通率、呼叫的持續(xù)時間、處理能力等，均達到了設計的要求。
系統(tǒng)的真正價值應該在實際應用中得以體現(xiàn)。這套系統(tǒng)的很重要的一個應用領域就是VoIP接入網的建設。其典型的應用如圖1所示。
該應用方案主要是用于IP電話的接入方案，適合于新的電信運營商利用IP電話方式組建電話接入網。主要的設備包括用戶設備和局端設備兩部分。局端設備主要有H.323中繼網關TGW、呼叫代理CA、網守GK三部分，GK用以管理TGW和CA，TGW用以將IP以數(shù)字中繼（如ISDN
PRI）接入PSTN系統(tǒng)，而CA則用以管理用戶端的設備：媒體網關。用戶設備主要就是媒體網關MG，在CA的管理下實現(xiàn)IP電話的接入，對于較大的企業(yè)用戶，一般有PBX，可以將PBX的模擬中繼接入MG；對沒有PBX的小企業(yè)和家庭用戶，可以將MG直接連接電話機（或采用IP電話機：集成了MG和電話機的功能），以上兩種的方式下，電話用戶在使用方式與平時使用的固定電話完全一樣。
這種H.323與MGCP結合的方案，與單一H.323協(xié)議的方案相比具有很多優(yōu)勢。前面已經指出，H.323協(xié)議適合于實現(xiàn)骨干VoIP語音系統(tǒng)，但將其單獨用于VoIP接入網時存在很多的問題。VoIP接入網的一個主要特點就是采用大量的媒體網關，每個媒體網關的容量比較小，一般通過模擬線連接電話機或PBX，而基于H.323協(xié)議的網守直接來管理這些媒體網關時，確是大材小用，形成用復雜的協(xié)議來支持功能簡單的媒體網關情況，使得網守支持的呼叫容量受到了很大的限制；從另一個角度來看，媒體網關作為用戶接入設備，往往是放在用戶一側，這樣對媒體網關的維護和管理會產生和增加很大的成本。再者，支持H.323協(xié)議的媒體網關在收集撥叫的號碼時也會存在較大的困難。若單獨采用MGCP協(xié)議時，又根本無法實現(xiàn)對中繼網關的管理�，F(xiàn)在有了本系統(tǒng)后，將H.323和MGCP結合,許多問題就迎刃而解了。很顯然，由于呼叫代理的存在，使得網守不必直接管理大量的媒體網關，這樣網守支持的容量就有了很大的提高。與H.323協(xié)議不同，在MGCP協(xié)議的體系中，媒體網關的功能比較單純，其智能主要集中在呼叫代理中，呼叫代理的數(shù)量相對較少，而且是位于運營商的機房中，若進行系統(tǒng)升級、增加系統(tǒng)功能等，都非常方便，這十分有利于運營的維護和管理；MGCP還有支持動態(tài)地實現(xiàn)撥號方案，很容易地識別撥號結束等特點。總的來說，兩種協(xié)議的有機結合，在很大程度上簡化了媒體網關的實現(xiàn)、可以很方便地實現(xiàn)系統(tǒng)的升級、系統(tǒng)運營的控制和配置等。
本系統(tǒng)實現(xiàn)了H.323協(xié)議和MGCP協(xié)議的互通，不僅適合于VoIP接入網的建設，也可以使大規(guī)模的VoIP系統(tǒng)能得以實現(xiàn)，即利用MGCP協(xié)議使得呼叫代理可以管理媒體網關，而利用H.323協(xié)議可以實現(xiàn)呼叫代理之間的呼叫，從而組成了大規(guī)模的VoIP系統(tǒng)。通過這兩種協(xié)議共同來構建的新的VoIP系統(tǒng)，發(fā)揮了兩種協(xié)議的長處，避開了其短處，使得系統(tǒng)具有更好的靈活性、可靠性和經濟性。
本系統(tǒng)在一些證券公司、銀行和電信部門也已經得到了使用，取得了很大成功，為這些企業(yè)和直接用戶帶來了明顯的經濟效益和巨大的社會效益。
VoIP的主流協(xié)議還有會話發(fā)起協(xié)議SIP和H.248，SIP協(xié)議在下一代網絡（NGN）得到了大量的應用，成為NGN系統(tǒng)中異種協(xié)議之間互連的主要協(xié)議，而H.248協(xié)議是在MGCP協(xié)議的基礎上發(fā)展而來的，在功能上得到了很大的擴充。雖然SIP協(xié)議和H.248協(xié)議目前真正使用的還不多，但發(fā)展非常迅速，通過本系統(tǒng)利用對H.323和MGCP協(xié)議的研究和實現(xiàn)所積累的經驗，可以為今后這四種協(xié)議之間的互通開發(fā)，甚至于大規(guī)模軟交換系統(tǒng)和NGN的開發(fā)奠定堅實的基礎。
上海偉功公司供稿 CTI論壇編輯
相關鏈接: