Voip总体基础资料voip系统的设计

注意：未经作者允许，不得转载及做其它用途，否则后果自负！ 一个小型VoIP系统的设计与实现 黄勇 摘要 VoIP及H.323 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 是当前国内外研究与应用的热点。本文从VoIP与H.323协议入手，通过对一个小型VoIP系统应用需求的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，提出了系统的初步设计方案，并分别对这个小型的VoIP系统的软件和硬件部分提出了具体的设计和实现，最后一部分是使该系统实用化的后续开发要求。 关键词 VoIP；H.323协议；网关；网守 1. VoIP及H.323协议概述 1．1 VoIP概述 100多年以来，基于电路交换技术的电话业务始终是电信业的主流。但随着计算机和宽带网络技术的发展，特别是Internet的日益普及，使得IP(Internet Protocol)无可争辩的成为未来信息网络的支撑技术，基于TCP/IP的网络技术已开始进入电信领域，其突破口选择了电话业务，它使用计算机网络的分组交换技术来进行话音通信，VoIP(Voice Over IP)就是这样一种基于IP的、满足话音通信需求的新型解决方案。 20世纪90年代后，随着Internet在全球范围内的兴起和话音编码技术的发展，VoIP获得了突破性的进展和实际应用，而且正在逐步占领传统电话业务的市场，所有这些都是由VoIP所具有的独特应用优势所决定的：价格低廉；可以非常灵活的提供多种增值业务；特别适合被企业用来建立高效的企业综合应用服务平台；有利于运营商开拓新的业务市场；能直接推动宽带网络技术的发展。 1．2 H.323协议概述 1996年，ITU-T通过了H.323协议，即局域网上支持可视电话通信的网络协议。该协议的推出，极大的推动了VoIP的发展，使之有可能而且已经进入了公用电话网服务，H.323协议已成为VoIP的公共规范，也成为各厂商设备互通的技术依据。 H.323协议包括一系列的协议，如呼叫控制协议、媒体控制协议和音频、视频编码协议等，这些协议规定了详细的技术内容和控制过程，它们共同组合起来构成了分组网多媒体通信的技术 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。 H.323协议栈结构如图1所示。 图1 H.323协议栈结构 下三层为分组网络的底层协议，传输层包括两类协议：不可靠协议UDP与可靠协议TCP，前者用于传送实时的话音和视频信息以及相关的协议信息，后者用于传送数据信号以及呼叫信令和媒体控制协议信息。H.225.0和H.245是H.323协议中的核心协议，前者用于呼叫控制，后者用于媒体信道控制。 2. 一个小型的VoIP系统的设计思路 2．1 小型VoIP系统的应用需求 虽然VoIP已经进入公共电话网服务，但其作为企业内部综合服务平台支撑技术的潜力却日益显现出来。小型VoIP系统引入企业内部网后，可以将原有的数据网与电话网二网合一，可以很容易的在已有的数据网的平台上加入电话网功能，构筑计算机电话集成(CTI)系统，这样将极大的改善企业内部的工作方式，提高协同工作的效率。企业采用小型VoIP系统的另一好处是可以取代传统的PBX，降低设备运行维护成本，目前LAN产品的价格远远低于PBX的价格，这也是促使企业用VoIP系统取代PBX的原因之一。大型企业或拥有内部庞大网络的群体(如军队、铁路、公安、石油、煤矿)等还可以利用Internet提供的虚拟专网服务构建其分布式的内联网，在其上开通VoIP电话服务，从而节省大量的费用。以上是对小型VoIP系统的应用需求分析。 2．2 系统的初步设计思路 我们的这个小型VoIP系统主要按照应用于企业内部网的原则进行设计。为了满足与其它厂商设备之间的互通以及后续开发的需要，我们决定实现一个部分符合H.323协议的系统。根据H.323协议所建议的系统结构，我们决定实现终端、网关(Gateway)和网守(Gatekeeper)这三个H.323实体，其中终端和网关两个实体的功能采用一个单一的网关设备来完成，这个网关设备将完成话音处理、话音信息与信令信息转换以及少量IP话音通信协议这三部分的工作，网守实体的功能采用单一的网守设备来完成，这个网守设备将完成大部分IP话音通信的呼叫管理协议以及网络管理、安全两方面的工作。 2．3系统的模块划分以及功能特性分析 根据上面的设计思路和指导原则，我们的这个小型VoIP系统将由网关和网守两部分组成，其中网关模块具有下列特性： · 支持实时话音通信； · 具有10M/100M的网络接口； · 具有电话网接口(普通用户线和中继线)； · 具有通过网络或RS-232的主机系统配置和管理平台； · 支持远程软件的升级； 网守模块具有下列特性： · 灵活的编号体制； · 灵活可扩展的呼叫控制和管理； · 远程网管； · 具有安全模块。 3. VoIP系统硬件部分结构设计与实现 3．1 硬件部分功能分析 先来分析VoIP系统中的网关设备，话音处理一直是VoIP中的关键技术，主要是解决两个问题：一是在保证一定话音质量的前提下尽可能降低编码比特率；二是在IP网络环境下保证一定的通话质量。前者主要是话音编码技术，后者包括分组丢失补偿和回波抵消技术，目前市场上的VoIP终端和网关设备大多采用硬件来实现上述两项技术，因此我们的这个小型VoIP系统也决定用硬件来完成这一工作，网关设备的硬件模块除了完成上述工作外，还负责提供电话接口和网络接口的功能。 网守设备由于主要担负呼叫和网络管理方面的工作，所以相对于网关设备而言，硬件平台就显得不是十分重要了，而绝大部分功能由软件来实现。 3．2 网关设备硬件部分模块划分 根据上面对网关设备功能的分析，将网关硬件设备分为下列模块： · 话音处理模块：完成低比特率话音编码、静音检测、分组丢失补偿、回波抑止等工作； · 处理器模块：提供处理器功能以及相关外围设备功能； · 网络接口模块：提供以太网接口功能； · 电话接口模块：提供普通用户线和中继线接入功能； · 其它模块：包括串口、Flash存储等功能。 3．3 网关设备硬件部分实现方案 网关设备的实现中，最关键的是话音处理模块的实现，我们考虑采用AudioCodes的AC4810xA-C系列中的48105话音分组(VoPP)单片处理器，可以提供多达5个独立的话音、传真和数据信道，能够完成可配置、低比特率话音压缩和传真中继功能，而且可以提供长途电话的质量，这样的话我们的网关设备可以接多达5个的电话接口，包括普通用户线和中继线。 处理器模块我们采用motorola的MC68360集成通信控制器，这种处理器由三个模块组成：一个CPU32+的核、一个系统集成模块和一个通信处理器模块，特别适用作为通信设备的处理器使用。以MC68360为核心加上RAM，FLASH及以太网口构成了我们网关硬件设备的处理器模块和网络接口模块。 由于电话接口模块与原有的电路交换设备类似，我们这里采用PCM滤波编解码芯片8965以及并行接入电路芯片8920，同时提供三个小插板：用户电路小插板、环路中继小插板和E&M中继小插板。另外还必须设计一个大载板用于承载上述的各模块，同时提供电源转换功能。 关于网守设备的硬件，我们这里采用具有以太网接口的工控机来实现。 图2是VoIP系统的硬件设计简图。 图2 VoIP系统的软件设计简图 4. VoIP系统软件部分结构设计与实现 4．1 软件部分功能分析 考虑到H.323协议的复杂性，我们这个小型的VoIP系统将实现部分的H.323协议功能，按照设备划分，分为网关设备的软件部分和网守设备的软件部分。其中对于网关设备而言，软件部分将实现： · 话音处理芯片的底层驱动处理； · 少量的呼叫控制协议H.225.0和H.245协议。 网守设备的软件部分相比较而言较复杂： · 大量呼叫控制、管理协议H.225.0和H.245协议； · 网络管理； · 安全。 4．2 网关设备软件部分模块划分 网关设备软件部分包括：与话音处理有关的底层驱动部分（包括话音处理芯片48105的驱动，PCM滤波编解码芯片8965的驱动以及并行接入电路芯片8920的驱动等）、电话应用相关部分（主要是摘挂机检测、呼叫处理、定时机制等）、网络通信部分（包括TCP/UDP通信模块）、应用层协议部分（涉及到与网守(gatekeeper)之间以及与配置台(console)之间）H.225.0 和H.245协议、串口应用部分（68360底层串口处理以及上层协议交互控制）、Flash存储部分（Flash底层的驱动以及上层的简单协议）。 4．3 网守设备软件部分模块划分 网守设备软件部分包括：网络通信模块（包括TCP/UDP通信模块）、应用层协议模块（涉及到与网关(gateway)之间以及与配置台(console)之间）H.225.0 和H.245协议、呼叫控制与管理模块、网络管理模块、安全模块等。 4．4 开发及运行平台的选择 软件开发及运行可采用两种不同的平台：一是采用商用的实时操作系统，如VxWorks或PSos；一是采用源码公开的linux加实时模块。VxWorks是目前应用最为广泛的一种实时操作系统，它的集成开发环境叫Tornado，这个集成开发环境提供了高效明晰的图形化的实时应用开发平台，包括一套完整的面向嵌入式系统的开发和调测工具。Tornado环境采用主机－目标机交叉开发模型，应用程序在主机的Windows环境下编译链接生成可执行文件，下载到目标机，通过主机上的目标服务器（Target Server）与目标机上的目标代理（Target Agent）的通信完成对应用程序的调试、分析。由于VxWorks所具有的开发方便的特点，而且还提供了非常完备的TCP/IP协议栈网络支持以及众多的可选模块，所以我们采用VxWorks作为这个小型VoIP系统的开发和运行平台。 4．5 软件部分模块框图 图3、4分别是VoIP系统网关设备和网守设备的软件部分模块框图，根据这个框图可以展开实际的开发。 图3 网关设备软件部分模块框图 图4 网守设备软件部分模块框图 5. 后续工作 目前的这个小型的VoIP系统还不是很成熟，特别是只能用于企业内部网环境，如果要应用于Internet的话，还需要做很多改进工作，这其中包括：解决由于Internet的网络环境造成话音通信的时延过长的问题；Internet开放的网络环境需要加强安全模块的设计；网络管理功能的加强；需要具有一定的记费功能等。 全球voip联盟http://www.microvoip.com