VoIP蓝狐课件

1bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn VoIP解决 2bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn 课程 VoIP介绍 语音网关解决方案 思科IP电话解决方案 思科统一通信 3bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn 什么是VoIP VoIP 是（Voice Over IP ）的缩写，我们日常所说的 IP电话就是VoIP的一项典型应用。VoIP在路由器上的 应用使得语音业务可以通过IP网络进行承载，如传统 的电话业务。 VoIP是通过语音分组实现的，在VoIP 中，数字信号 处理器DSP（Digital Signal Processor）将语音 信号封装成帧并储存在分组包中再进行传输。VoIP主 要是一种软件解决方案，但需要在路由器上加装语音 接口卡或语音模块提供语音接口来实现。 4bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn IP电话的发展历程 95年PC-PC: IP-Phone, Net2Phone, Netmeeting 96年PC-Phone: 开始出现各种网关产品 97年Phone-Phone:开始通过IP网大规模旁路长途业务 98年Ethernet-Phone: 开始看到综合信息获取终端的雏 形，下一代电话呼之欲出. 现在与未来: 思科统一通信 华为3COM合资公司 网络创造无限 www.huawei-3com.com31 日 5bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn VoIP技术的优点 VoIP最大的优势是能广泛地采用Internet和全球IP互 连的环境，提供比传统业务更多、更好的服务。VoIP 技术最初就是为了实现利用IP打电话，下面是IP电话 的特点： • 支持灵活多样的业务方式 • 优异的性能价格比 ：IP电话最大的优点是价格上 的优势，这是IP电话崛起的根本原因。系统传输成 本包括本地市话费、IP网络使用费以及远端市话 费，与传统电信网中昂贵的长途通信费相比，可极 大地降低用户通信费用。 • 兼容原有的电话网络 • 提高传输效率 • 充分利用网络资源 6bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn 传统电话网络示意图 传统的电话、传真业务，一般是通过接入电信局提供的PSTN实现的。这种类型的 接入方式使用的是线路交换的方式，独占通信线路。当使用长途业务时，费用很高。 7bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn 基于H.323族的VoIP网络示意图 PSTN C loud IP C loud PB X2 PBX1 PB X3 H323 Term inal2 H323 Term inal1 Telephone6 GateKeeper2 H323 Gateway2 Fax3 H323 Gateway3 Telephone1 Fax1 Telephone5 Telephone4 Telephone2 Telephone3 Fax2 ZONE 2 ZONE 1 H323 Gateway1 Gatekeeper1 8bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn 两种语音系统的基本流程 假设从在上海浦东新区A公司向在北京海淀区的B公司拨打一个长途电话，我们 可以直接使用长途电话服务，或使用17951 IP电话服务。 假设A公司的电话号码为55553333，B公司号码为66664444。 A公司 B公司 上海交换局 北京交换局 IP Cloud H323 Gateway H323 Gateway 9bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn 两种语音系统的技术对比 我们看一下IP电话与传统的电话在技术方面的比较。 低高通话成本 稍逊一筹有保证通话质量 一般较长且不固定数十毫秒范围之内传送时延 较高较低信道利用率 异步时分复用传输同步时分复用传输传输方式 以IP包为单位的包交换电路交换交换方式 IP电话传统电话 10bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn VoIP关键技术 VoIP的关键技术包括： （1）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。 （2）控制信令技术：包括ITU-T H.323和IETF会话初始化协 议SIP[4]（Session Initation Protocol）两套体系， 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 TRSP。 （3）分组传输技术：主要采用实时传输协议RTP。 （4）业务质量保障技术：采用资源预留协议RSVP、服务质 量Qos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。 11bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn 常见的压缩方法和MOS得分 3.65305.3G.723.1 ACELP 3.9306.3G.723.1 MP-MLQ 3.7108G.729a CS-ACELP 2.68108G.729 x 3 Encodings 3.27108G.729 x 2 Encodings 3.92108G.729 CS-ACELP 3.610.62516G.728 LD-CELP 3.850.12532G.726 ADPCM 4.10.12564G.711 PCM MOS结果帧大小位速率（kbps）压缩方法 12bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn 控制信令技术 媒体的分组传输技术保证了话音的传输，而控制信令 技术保证电话呼叫的顺利实现和话音质量，并且可以 实现各种高级的电话业务，如类似PSTN上的智能网 （IN）业务，综合业务数字网（ISDN）上的补充业 务。目前被广泛接受的VoIP控制信令体系包括ITU的 H.323系列和IETF的会话初始化协议SIP，其他的一些 流行标准如MGCP只能说是一种VoIP接入技术。 13bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn H.323 H.323是国际电信联盟制订的标准，它遵循了传统运 营商的管理体系，与公众电话网（PSTN）的组网比 较一致，即采用了公用号码、静态组网的方式，例如 拨叫区号为021时，肯定是上海的被叫用户。这种方 案在网络规模很大的情况下有明显优势，因为它能够 沿用传统PSTN网的话务模型来帮助组网，在很多方 面符合运营商和最终用户的习惯。 H.323很大程度上是建筑在ITU以前有关多媒体协议的 基础上，其编码机制、协议范围和基本操作类似于 ISDN的Q.931信令协议的简化版本 。 14bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn H.323信令协议结构 H.323呼叫建立过程涉及到三种信令：RAS（注册：Registration、许可： Admission和状态：Status）信令，H.225.0呼叫信令和H.245控制信令。 呼叫控制 信道 音频 / 视频 RAS 信道 呼叫信令 信道 H.245 H.225.0 RTP TCP UDP IP 底层传输技术 15bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn Session Initiated Protocol SIP会话初始化协议是由IETF提出并主持研究的一个 应用层控制信令协议。它被用来创建、修改以及终止 一个或多个参与者参加的会话进程，可在会话中邀请 其它参与者加入。这些会话包括所有Internet上交互 式两方或多方多媒体通信活动。参与会话的成员可以 通过组播方式、单播连网方式或两者结合来进行通信。 SIP在组网方面则明显体现了互联网的思想，它不是 采用类似PSTN的号码，其号码可以转化为互联网域 名，因此是一种动态组网方式，具有很好的移动性。 用户在打电话时，类似于寻找某个网址。 16bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn 分组传输技术 实时传输协议RTP提供具有实时特征的、端到端的数 据传输业务，可以用来传送声音和活动图像数据，在 这项数据传输业务中包含了装载数据的标识符、序列 号、时戳以及传送监视。通常RTP的协议数据单元是 用UDP分组来承载的。而且为了尽量减少时延，话音 净荷通常都很短。 Voice PayloadRTP HeaderIP Header UDP Header 10或20 octetsmin. 12 octetsmin. 8 octetsmin. 20 octets 17bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn 延时与抖动 如G.729编码方式解码延时0ms 由于平滑语音的需要设置Jitter Buffer引起Jitter Buffer延时20~40ms 移入接收队列1~2ms 链路层速率月慢，延时越大从链路层接收<10ms 受到光速的限制主干网延时<70ms 链路层速率月慢，延时越大发送至链路层~10ms 遇到拥塞、或由于队列算法的影响发送队列延时<10ms 送入发送队列1~2ms 以G.729为例，每个RTP包需要2个10ms的帧打包延时~20ms 编码算法的限制，以G.729为例编码延时~20ms 说明原因延时值 在实际应用中，由于经常出现的网络拥塞现象，延时还会进一步增大。经过测试，我们 发现，当延时在150ms以下时，通话双方几乎不能感觉到延时的存在，而当延时在 400ms以下时，也是用户能够接受的，当延时进一步增大后，达到800ms以上，正常的 通话就无法进行。 18bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn 课程内容 VoIP介绍 语音网关解决方案 思科IP电话解决方案 思科统一通信 19bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn 语音网关解决方案 ITU-T H.323标准规定了四个实体组成部分，分别是： • 网关（gateway） • 网守（gatekeeper） • H.323终端（terminal） • 多点控制单元MCU（multipoint control unit） 网守是H.323网络上的一个实体，它主要为H.323终端、网关和MCU提供地址解 析和网络访问控制服务，还可以提供如带宽管理、计帐等服务，以及电话号码规 划的集中管理。 Microsoft NetMeeting就是一个典型的H.323终端软件，另外cisco系统公司的 IP电话也是典型H.323终端产品。 MCU（Multipoint Control Unit）多点控制单元，可以允许三个或更多的H.323 末端设备参与一个多点会议。 20bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn POTS/VoIP Dial peer POTS 拨号对－－电 话号码和语音端口的 对应关系 VOIP拨号对－－ 被叫电话号码与被 叫网关IP地址的对 应关系 语音网关 POTSPOTS IP网络 Voice over IP Voice over IP 电话机 Voice Gateway语音网关 21bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn 路由器支持的语音接口类型 FXO（外部交换局） FXS（外部交换站） E&M接口 E1VI FXS（Foreign exchange station）接口用于连接到电话，调制解调器，传真和模拟交换机 的基本电话设备。 FXO（Foreign exchange office）标准电话上的端口是一个FXO接口，有语音功能的路由 器使用FXO端口与PSTN接口连接，FXO接口就象一个标准电话一样，要求拨号音来进行 呼叫。FXO接口的设备只能与有FXS接口的设备相互连接。 E&M接口常常被称为“耳朵和嘴巴”（Ear and mouth）。E&M信号提供挂机和摘机信 号，并使干扰较小，它常常用于PBX主干或连接线。 E1VI接口连接PBX的E1中继，支持R2，PRI和数字E＆M中继，支持30路话音。 22bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn FXS、FXO在传统PSTN网络中位置 A为用户口 B为中继口 C为用户口 D=E ？ PSTN T1 T2PBX A B C D Line E 23bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn H.323呼叫示意图 Gatekeeper Gateway Gateway H.2 25 RAS (UD P) H.225 RAS(UDP) RTP(UDP) H.245 Call Control(TCP) H.225(Q.931 Call Setup(TCP) 电话机 电话机 IP Network 24bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn Dial-peer处理流程、匹配规则-1 IP Cloud 311-4000 351-1234 10.18.0.110.18.0.2 GW2GW1 举例说明：当3114000呼叫3511234时 GW1配置： dial-peer voice 1 pots destination-pattern 3114000 port 1/0 ! dial-peer voice 2 voip destination-pattern 351.... session target ipv4:10.18.0.1 ! GW2配置： dial-peer voice 4 pots destination-pattern 3511234 port 1/1 ! dial-peer voice 3 voip destination-pattern 3114000 session target ipv4:10.18.0.2 ! 25bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn Step1: 摘机，听到拨号音。（匹配POTS dial-peer） Step2: 拨号，拨打被叫号码3511234。（匹配VoIP dial-peer） Step3: 主叫端进入H.323信令交互阶段，发送H.225呼叫请求报文 Dial-peer处理流程、匹配规则-2 IP Cloud 311- 4000 351-1234 10.18.0.110.18.0.2 GW2GW1 GW1配置： dial-peer voice 1 pots destination-pattern 863114000 port 1/0 ! dial-peer voice 2 voip destination-pattern 86351.... session target ipv4:10.18.0.1 ! 26bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn Step4: 被叫网关收到呼叫请求报文，根据被叫号码匹配POTS Dialpeer Step5: 被叫号码匹配成功后，确认呼叫，交互H.225报文 Step6: 主叫端，进入H.245协商阶段，发送TCS（Terminal Capability Set）报文 Dial-peer处理流程、匹配规则-3 IP Cloud 311- 4000 351-1234 10.18.0.110.18.0.2 GW2GW1 GW2配置： dial-peer voice 4 pots destination-pattern 3511234 port 1/1 ! dial-peer voice 3 voip destination-pattern 3114000 session target ipv4:10.18.0.2 ! 27bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn Step7: 双方都过TCS（Terminal Capability Set）协商会话采用的 codec编解码方式 Step8: 主叫端TCS携带VoIP Dialpeer下的CODEC设置 Step9: 被叫端根据主叫号码匹配对应的VoIP dialpeer下的CODEC参数 Dial-peer处理流程、匹配规则-4 IP Cloud 311- 4000 351-1234 10.18.0.110.18.0.2 GW2GW1 GW1配置： dial-peer voice 2 voip destination-pattern 86351.... codec g711ar64 session target ipv4:10.18.0.1 ! GW2配置： dial-peer voice 3 voip destination-pattern 863114000 codec g711ar64 session target ipv4:10.18.0.2 ! 28bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn Dial-peer处理流程、匹配规则-5 Step10： 如被叫端没有与主叫号码匹配的VoIP Dial-peer，则匹配 POTS Dial-peer GW2配置： dial-peer voice 4 pots destination-pattern 863511234 port 1/1 ! dial-peer voice 3 voip destination-pattern 863114001 session target ipv4:10.18.0.2 ! IP Cloud 311- 4000 351-1234 10.18.0.110.18.0.2 GW2GW1 29bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn Dial-peer处理流程、匹配规则-6 Step11: POTS Dial-peer下也有默认的codec设置-g711ar64，此 codec配置必须和主叫的VoIP dialpeer配置一致，否则不通 Router_config#show voip dial-peer 4 Index: 1(Dialpeer ID) Type: POTS Destination: 863511234 Port List: 2/1 Calling Number Pool Id: 0, Trim Prefix Length: 0, no Dial Prefix Codec Type: G711ar64, no require-qos, fax protocol:bypass, fax rate: forward-digits: normal voip codec class: no use FXO Dial Mode: ONCE no shutdown IP Cloud 311- 4000 351-1234 10.18.0.110.18.0.2 GW2GW1 30bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn Dial-peer处理流程、匹配规则-7 Step11：一般情况下，Codec匹配成功后，Dial-peer对一个IP通话 的影响就结束了； Step12：在FXO/E&M/E1等一次拨号应用环境下，VoIP会话的建立还和 POTS Dial-peer对号码的处理有关。 例如： z trim-prefix剥离前缀 z dial-prefix添加前缀 IP Cloud 311- 4000 351-1234 10.18.0.110.18.0.2 GW2GW1 31bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn 常用POTS Dial-peer命令 Trim-prefix 配置需要剥离的号码前缀长度，用在非FXS端口POTS Dial-peer下 Dial-prefix 配置拨出（到PSTN端）时，添加的号码前缀 Fxo-dial-mode FXO端口拨号模式，一次拨号/二次拨号 shutdown 禁用此拨号对 32bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn Trim-prefix命令应用举例－1 环境说明： GW2用FXO接口卡连接程控交换机，做为内 线分机打IP电话的中继线 在整个IP电话网中，规划GW1所在地区IP电话 区号为311，GW2区号为351 需求说明： 要求3114000等异地IP电话拨打GW2所在地的 内 话电话1111/1112实现一次拨号功能 IP Cloud 3114000 351…. 10.18.0.110.18.0.2 GW2GW1 1111 1112 FXS FXO 33bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn Trim-prefix命令应用举例－2 GW1配置： dial-peer voice 1 pots destination-pattern 3114000 port 1/0 ! dial-peer voice 351 voip destination-pattern 351…. session target ipv4:10.18.0.1 ! IP Cloud 3114000 351…. 10.18.0.110.18.0.2 GW2GW1 1111 1112 FXS FXO GW2配置： dial-peer voice 1 pots destination-pattern 351…. port 2/1 fxo-dial-mode once trim-prefix 3 ! dial-peer voice 311 voip destination-pattern 3114000 session target ipv4:10.18.0.2 ! 34bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn 课程内容 VoIP介绍 语音网关解决方案 思科IP电话解决方案 思科统一通信 35bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn PBXPBX Router/GW Router/GW Cisco CallManager Toll Bypass End-to-End IP Telephony with Application Enablement Router/GW Router/GW IP WAN IP WAN Cisco CallManager 目前典型VoIP解决方案 36bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn 两种体系架构的比较 37bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn D istributed M anageable A daptive O pen IP PhoneSoftPhone PCVideo Clients Gateway Router Switch Infrastructure Cisco IOS Network Services CallManager DirectoryCall Admission, Call Routing Call Processing Applications TAPI, JTAPI, SMDI Cisco IPCCCisco Unity 思科AVVID解决方案 38bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn 思科IP电话设计指南 Router plus Voice Gateway PSTN Router/GW Cisco CallManager IP WAN Rest of the World Telecommuter Branch Office X Regional Center Router/GW Cisco CallManager HeadquartersHeadquarters V V V V 39bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn Cisco CallManager 主要功能： – 呼叫处理 – 信令和设备控制 – 电话功能和拨号

计划

项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载

配置 – 运行、管理、维护和规划 – 对外部语音处理应用提供编程接口 40bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn MCS-7835-1000 Front View Dual 18.2 GB SCSI Drives (mirrored) 12/24 GB DAT Tape (optional) CD ROM Floppy Power-on & Status LEDs 41bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn MCS-7835-1000 Rear View Redundant Power Supplies Keyboard & Mouse 10/100 Ethernet SerialVideoSCSIPCI Slots 42bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn Cisco CallManager配置界面 High-count items are located using a separate search page to list relevant items. High-count items are located using a separate search page to list relevant items. 43bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn Cisco IP Phones 79607960 79107910 79357935 79407940 79147914 SoftPhoneSoftPhone 44bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn 语音网关设备 H.323 Gateways Non – IOS MGCP Gateways H.323 / IOS MGCP Gateways 45bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn 为什么选择思科 46bluefox Education Solution www.bluefox.com.cn 课程内容 VoIP介绍 语音网关解决方案 思科IP电话解决方案 思科统一通信