校园网VOIP通信技术方案建议书.docx
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校园网VOIP通信技术方案建议书
校园网VOIP通信技术方案建议书
（初稿）
尚阳科技（中国）有限公司
2005-1-6
目录
1概述3
2项目背景4
3用户需求5
4技术方案6
4.1尚阳VOIP解决方案6
4.2针对校园网具体需求解决方案6
4.3方案优势10
4.4系统报价12
4.5投资回报12
5相关产品介绍13
5.1软交换UX200013
6.2媒体路由器PM210014
6方案总结16
1概述
从现阶段中国电信市场的基本特征上来分析，随着中国运营商分拆与重组的完成以及逐步进入资本市场，随着中国加入WTO和电信市场的逐渐开放，电信市场近年来面临着竞争激烈、价格下降、新兴业务不足、投资回报率下降等诸多挑战。
由于电信业务特别是数据通信领域出现了大量的新兴运营商，传统的电信业务如：
语音业务、带宽租赁、Internet接入等供给远远大于需求，在激烈的市场竞争中，价格竞争是各运营商采取的唯一竞争手段，造成了各项业务价格大幅度降低。
在传统业务收入降低的同时，新兴的业务目前尚没有得到充分开展，造成运营商的ARPU值不断降低。
目前提高业务收入的主要途径还是依靠市场需求的逐渐增加，在单一的业务模式下，随着全社会信息化进程的逐渐深化，对于带宽、Internet接入等业务的需求将逐渐增长，运营商所需要做的是加速大量企业和家庭的信息化过程，使宽带网络在全社会更加普及化。
现有电路交换网在传输电话业务方面是基本胜任的，而且也是电信运营商的主要收入来源。
据最新统计数据，全球传统话音和传真每年的业务收入达6500亿美元，占总收入的80%。
由此可见，话音业务仍将是电信运营商收入的主要来源。
单一的业务模式反映了粗放式的运营模式特点，尽管在目前运营商业务开展中，收入的大部分仍然来源于传统的业务，但并不意味着客户的需求是单一的。
传统的以电话业务为基础的电路交换网无论从业务量设计、容量、组网方式、交换方式上来讲都已无法适应不断发展的用户需求－用户已经不再满足于简单的电话业务，对于数据、视频等业务的需求越来越迫切。
从电信市场与技术的发展趋势上分析，随着通信技术革命的发展，基于NGN技术的三网融合将产生新一代的网络通信运营商，其业务不是今天电信业务的简单延伸，而是提供基于IP的三网融合所产生的新业务
因此，如何充分利用NGN的核心思想，提供面向未来的先进设备，用一个融合的网络来同时支持作为主要现金流的话音业务和作为未来主要增长点的数据业务，同时必须能够能以最经济的成本灵活可靠持续地支持一切已有和将有的业务，已经成为该类运营商进行网络建设的必由之路。
2项目背景
电路交换技术作为话音业务发展的一个重要阶段，经历了相当长的时期，电路交换机无论是从话音业务的提供、还是设备的稳定可靠性、组网运营经验均已是十分成熟，尤其是话音服务质量的保障是其它技术所无法比拟的，但电路交换受其技术本身的限制，已经不能满足发展的需求。
随着宽带网络的建设和发展，IP电话将必然扮演着重要角色并发起对电路交换网络的冲击。
IP电话是IP网络的一项新业务，它利用语音压缩编码技术、分组实时传送技术和控制协议（RTP/RTCP）将语音信号通过IP网承载，以实现PhonetoPhone的功能。
IP电话的产生和使用打破了必须以TDM方式传送语音信号的旧框架，提出了分组交换的新概念，体现了电路交换网和分组交换网融合的趋势。
虽然IP电话从语音质量、服务保障、通信安全等方面不如现有的电信网络，但其灵活的组网方式及其低廉的资费在市场上表现出了强大的生命力，对传统电信网络带来了巨大冲击，尤其是长途通信领域。
IP电话不仅对传统长途市场起到一定促进作用，而且对传统长话业务起到分流作用。
在"十五"期内，随着IP技术的不断演进、IP网络的不断完善，IP电话对全区长话业务的分流比例将呈指数趋势增长。
依据国家的统计数据，信息产业部规划院的预测，以及国际和国内IP电话的发展趋势，近期中国VoIP需求如下：
2002～2003年中国国内、国际、港澳台固定长话业务量预测表
2002～2003年中国国内、国际、港澳台固定长话业务量预测表（亿分钟）
2002年
2003年
国内长话业务量
994.90
1193.88
国际长话业务量
12.32
14.78
港澳台长话业务量
14.05
15.46
合计
1021.27
1224.12
2002～2003年中国国内、国际、港澳台移动长话业务量预测表
2002～2003年中国国内、国际、港澳台移动长话业务量预测表（亿分钟）
2002年
2003年
国内长话业务量
236.5
302.7
国际长话业务量
1.8
2.3
港澳台长话业务量
5.4
6.9
合计
243.8
312.0
从通信网的发展趋势来看，新的通讯模式将统一到IP上来，IP电话则是网络统一的先驱技术和业务支撑点。
当前，电信运营业正面临着巨大的变革，全球性的市场开发，引入竞争机制的速度明显加快，传统的电信业在概念、技术、业务、投资、管理和服务方面正在或即将产生深刻的变革。
在中国，IP电话由于其通话价格低廉受到越来越多用户的青睐，同时也得到了原本对昂贵的长话费用望而却步的潜在用户的倾心。
IP电话可以满足用户对降低电信资费的需求，适应当前通信发展的需要，对长途电话网将产生深远的影响
3用户需求
校园市场是一个潜在的话音需求市场，据有关调查显示，学生平均每个月的通信开销在100元以上。
但是由于处于封闭的校区，学生只能使用201卡或去IP超市、话吧通话，资费高、通信不方便。
绝大部分学生配备了手机，主要通话短信的方式联系，一般不直接用其打电话。
一个有利的条件就是新的学生宿舍一般都具备了5类线接入，如果利用IP电话技术，直接在寝室里布设IPphone或IAD，方便学生使用的同时，以优惠的资费吸引学生消费，将会成为一个新的利润点。
为此需要对学校的具体网络情况、拓扑结构作详细分析和策划，提出适合本校的ip话音解决方案。
具体要求：
1、尽量利用学校现有通信网络设备，避免重复投资；
2、系统按大规模设计，按需建设，平台逐步完善；
3、考虑平台设计可靠性、安全性；
4、考虑向学生电话提供正式8位市话号码。
5、由于学生的特殊情况，必须实现预付费功能
4技术方案
4.1尚阳VOIP解决方案
尚阳VOIP业务解决方案是融合话音、数据、多媒体的统一解决方案。
采用高密度的商业通用硬件平台，为客户提供包括软交换UX2000、边缘中继网关TG7016、接入网关IAD系列、媒体路由器MR、ADMS（网管）、BOSS计费系统全套解决方案
4.2针对校园网具体需求解决方案
根据以上系统需求，尚阳同时确定以下设计原则：
⏹实用性
本方案的设计将遵循实用性的原则，即切实解决用户通信系统需要，保证通讯通畅，运营高效，以满足实际应用需求为原则，在保证基本需求原则的前提下，尽量采用简单明了的方案以降低系统成本。
⏹先进性
选择通信系统，既要反映当今主流技术的先进水平，又应具有很强的扩展能力。
同时还应注意所选用的技术、设备和开发工具是最普及通用和成熟的，能与最新技术接轨，对市场的任何变化具有极强的适应性。
应该充分考虑是否支持国际通信标准，并能够使实现后的系统结构清晰，融合性最佳。
⏹扩充性
使系统具有可扩充性，随着业务的发展，可能会扩大通信平台系统的容量，在方案中应充分考虑到它的可扩展性，以方便、灵活地适应业务的未来发展需求变化。
整个网络语音系统在建成后的3-5到年里乃至于更长的时间内能够胜任不断膨胀的通信量和业务增长需求。
⏹开放性
考虑到系统中所选用的技术和设备的协同运行能力，保护现有的资源和系统投资的长期效应以及系统功能不断扩展的需要，所采用的软硬件平台必须具有开放性，能够和原有的业务系统协同运行。
⏹可靠性
在社会信息化发展的同时，也存在一种危机，即对信息技术的依赖程度越高，系统失效所造成的影响也越大。
因此，本次通信系统改造的设计必须在投资可接受的条件下，从系统结构、技术措施、设备选型以及厂商的技术服务和维修响应能力等方面综合考虑，确保系统运行的可靠性。
⏹经济性
在设备选型上还应综合考虑设备的性能价格比，并考虑VOIP系统设备的投资比例和投资顺序，以利于资金的合理流动和充分利用。
在设备选型上，除需要考虑系统本身的资金投入外，还应充分考虑日常使用过程中的管理及维护费用
综合以上分析和设计原则，方案建议采用：
硬件平台：
局端
核心设备—软交换UX2000（自带中继网关）
话音汇集路由设备—媒体路由器MR2100（可选）
学生侧
校园网络接入设备—接入网关IAD/IPPHONE
支撑系统：
本地计费系统—预付费、后付费、用户自服务
网管系统—ADMS
其组网图如下：
在图中，UX2000是整个系统的核心控制设备，实现协议理解、呼叫控制、路由选择、号码解析等一系列功能。
作为尚阳自主研发、具有独立知识产权的核心软交换设备，提供数据、话音、移动业务的无缝融合，支持复杂网络环境下的多点平滑组网，支持不同制式下的漫游和切换，支持多点会议、立即计费等多种开放的增值业务。
UX2000内置中继网关，将IP网络与传统PSTN网络相连，实现IP话音与固定电话、移动电话互通。
媒体路由器MR是一台核心语音路由设备，用于语音流的转发。
和传统的路由设备不同，MR可以在不同的地址空间路由IP包。
传统的路由器只能在同一个地址空间中路由转发IP包，MediaRouter可以在两个或多个地址空间中路由转发IP包。
由于MR具有在不同的地址空间中路由转发IP包的特性，因此MR的路由决策不能象传统的路由器那样简单根据目的的IP地址转发IP包，而必须根据收包方的逻辑标识来决策路由，这是MediaRouter对传统的路由器的一大革新。
MR与传统路由器的第二大不同点是对路由表的管理上。
MediaRouter的路由表是动态地建立起来的，当没有呼叫时，MediaRouter的路由表是空的。
此时的MediaRouter就像"一堵不透风的墙"，拒绝任何路由请求，以保障网络的安全性。
当一个呼叫建立时，MediaRouter通过动态地建立与此呼叫相关的媒体路由表项。
此路由项只允许与呼叫关联的媒体流使用，而虑掉所有别的非法IP包。
这在一个新的层次上提供网络安全性的管理与控制。
当该呼叫结束时，MR删除相关的媒体路项项删除。
当呼叫不存在,语音流将无法通过MR渗透其他网络。
MR2100根据网络情况是可选设备，当IP用户处于不同网络时，需通过其实现话音的互通。
用户接入设备IAD处于系统的边缘级，提供学生的语音接入。
尚阳科技生产的IAD根据容量可分为1/2/4/8/16/32/…32*8口，单设备最大支持接入256个语音用户。
IAD还提供数据接口，支持学生上网功能。
在学生宿舍不易布线的情况下，可以直接在寝室放置IP电话，同样实现IAD的功能。
组网说明：
UX2000、媒体路由器MR2100通过IP网互联，都配置静态IP地址；IAD地址可以静态指定，也可以动态本地DHCP获得地址。
IAD上电后也首先注册信息发给MR2100上注册，只有注册成功后才能使用。
为了保证安全性，每个一段时间，系统会强制命令IAD重新注册。
注册信息包含ID号、IP地址、MAC地址，可以自定义，以MD5加密方式送出，即使被截获，由于没有正确的密钥，也无法解密，最大限度地保证了通信的安全。
呼叫流程：
当学生用户发出呼叫时，IAD会将被叫号码发往软交换，软交换首先到radius数据库中查询该IAD帐号信息，如果还有余额，则将用户呼叫送往目的地，当被叫用户摘机后，通话开始，同时实时对该帐号进行扣费；如果已无金额，则IVR自动提示用户“该账户金额不足，请充值”，挂断电话。
运营流程：
学生用户的流动性，使得在IP电话运营上，必须采用预付费，有两种方式选择：
1在学校内部发行IP电话卡，50或100元，学生只有使用该卡，刮开输入用户名/密码后才能打电话；
2学校内部发行个人帐号电话卡，每个人的用户名/密码都不同，帐号可以充值
4.3方案优势
UX2000软交换系统基于TCP/IP网络构建，完全遵循H.323、SIP和MGCP协议标准。
系统提供对VLAN的全面支持，可以提供灵活的组网方式。
系统包括了从软交换、网关（用户终端设备）、媒体路由器、Radius服务器到后台计费系统的完整产品体系。
系统具有便捷的管理界面和手段，操作者可以轻松配置、维护和管理整个VoIP系统。
特别指出，UX2000系统中可根据运营商业务容量实现多个软交换节点，各个节点之间互相通讯，共享呼叫路由信息，实现VoIP网络内的通讯和漫游。
☞模块化设计
本系统基于模块化设计理念，采用模块式组网方式，自由搭配，可根据需要或使用环境组建。
各模块分掌不同功能，合可整齐划一，严密组网，分则独掌一方，稳定安全。
各模块之间具有灵活的组建方式，可根据运营策略特点自由选配，且系统扩容简单易行；同时由于各模块间的相对独立性，对系统中某一模块的升级或改动，不会影响其它模块的正常运行。
☞独到的内置IVR语音提示
内置IVR语音服务，为全网用户提供语音服务，向主叫用户播报被叫离线消息或其它呼叫未接通原因；并配合预付Radius向预付用户提供鉴权身份认证、余额查询和播报、阀值多途径主动呼叫用户进行提醒、用户帐户充值等语音服务；
☞兼容SIP和H.323、MGCP协议
本系统完全兼容SIP、H.323和MGCP协议，系统以软交换UX2000为核心，兼容H.323族群的平台和设备，为运营者提供灵活组网方案和有效利用现有H.323资源。
☞防火墙/NAT穿透
本系统无需任何设置即可穿透多级NAT网络环境，不仅能为用户提供主叫服务，而且使得即使处在多级NAT环境下的用户也可接受呼入。
1.系统能穿透各种防火墙
2.不需要对防火墙作任何特殊的配置或改动
3.不会因此给用户带来新的安全问题
4.不会因此降低用户网络的安全性
5.允许终端设备在网内使用动态地址（DHCP）
☞WEB化界面管理
本系统采取全WEB界面管理，为使用者提供超越空间和时间限制的管理手段，使管理者可以方便地进行对全系统进行操作、配置和管理。
基于WEB的全B/S结构建立在广域网上不受网络环境和硬件条件的约束。
☞网络监控：
提供网络实时的监控管理
系统提供的ADMS的网络管理平台，帮助管理者实现对网内所有网关设备进行实时的有效监控，故障诊断、软件升级等等，大大降低了运营商的工作强度。
☞严格的鉴权认证体系，对用户进行认证和授权
本系统使用多重安全认证体系，对用户信息进行认证，只有通过认证并被相应授权的用户，方可使用本系统的服务。
☞提供多种运营模式
系统可提供后付费（Postpay）、主叫预付（CallerPrepay），IP电话卡（Calling-CardPrepay）等多种计费模式。
运营商可根据用户需求，专门提供一种服务，也可以多种服务同时提供。
4.4系统报价
局端设备：
产品名称
产品型号
单价
数量
总价
软交换
UX2000
338,000
1
338,000
媒体路由器
PM2100
（含2000license）
140,000
1
140,000
计费业务管理系统
预付费系统
90,000
1
90,000
卡号业务系统
（含10000license）
250,000
1
250,000
终端设备：
产品名称
产品型号
单价
数量
总价
IPPHONE
iSurf800
650
1
650
用户接入网关IAD
1口
710
1
710
2口
850
1
850
4口
1,650
1
1,650
8口
3,050
1
3,050
16口
7,100
1
7,100
32口
13,050
1
13,050
4.5投资回报
假设发展每线用户的运营成本为700元（局端200元/线、终端400元/线、其他100元/线）
则：
如果每个学生贡献70元/月的话，
在10个月内就能收回成本。
5相关产品介绍
5.1软交换UX2000
●单盒直接提供64POTS/32AT0/16E1+2000ePhone，所有业务槽位兼容
●自组网，集中管理，集中路由
●支持并发24路电脑话务员，支持动态菜单设定和实时录音
●PSTN侧支持PRI/V5接口，IP侧支持H.323/MGCP/H.248/SIP协议
●支持PHS、Wi-Fi混合接入，支持动态位置更新、切换、漫游
●内置防火墙、VPN路由器、三层交换机、MR、AC
●支持MobileIP,第三方业务支持TAPI
✓多点平滑组网和自由漫游能力便于针对政府、企业，充分利用原有网络资源发展NGN用户
支持多点之间自组网；内置宽带媒体流网关功能，支持多重FW穿透；采用HLR/VLR分布式数据库，用户可在各个节点间自由移动；所有节点统一编号计划；允许集中计费、集中管理；
✓强大的多业务接入能力和完备的综合业务能力可保障“业务和技术的差异化”从而使运营商得以立足
提供单点最大2000用户的接入容量，整个系统支持64个单点组网；支持AT0、PRA接入传统电路交换网络；支持SIP/H.323与分组交换网络的互通，支持接入POTS用户和MGCP/SIP/H323等分组用户；
提供IVR（电脑话务员）、话务台、语音邮箱等增值业务运用；支持大容量会议、工作协同、呼叫中心、TAPI接口、统一消息、统一号码、卡号计费、个人通信助理等融和业务运用
✓可有效的语音质量保障以及适应多种运营环境方便与各ISP建立起广泛的合作关系
提供完善的话音质量保障，支持802.1p/q，具有良好的QoS功能，能够对不同业务的数据流提供不同的优先级，保证了对QoS敏感的话音和视频服务的可靠传输。
造型小巧，可用于各种企业场合，支持WEB方式网元管理、简单网管；支持TFTP远程在线升级
6.2媒体路由器PM2100
PacketMaster2100采用单框多板结构，整框为1.5U高，标准19英寸上架机箱结构，可插入19英寸标准机架，也可作为桌面设备使用
PacketMASTER2100为NGN组网应用，提供一个简单、经济、有效的方案，利用现有共享Internet网络资源，为运营商建立一个专为宽带语音服务的"网中网"，即宽带综合业务接入网，从而解决运营商在VoIP系统中遇到的很多难题。
PM-2100集传统的路由器、防火墙、网络资源管理、终端设备管理、宽带语音控制协议等功能为一体应用级智能的多媒体路由器。
PM-2100利用其独特的接入手段，能够实现终端用户从公网或私网、动态或静态地址、在防火墙内和防火墙外、异地等上网方式的接入。
从一定程度上保证了终端设备的"即插即用"。
并与尚阳的UAP平台配合，实现终端设备的身份认证鉴权、网络资源管理、安全检测和管理等功能。
图1PM-2100典型组网应用
本文规定，如果两个IP网络之间存在防火墙等设备，此时这两个网络的访问模式为非对称模式，通常只能由防火墙内部的设备主动发起访问，称这样的网络为非互连互通网。
（或称为不同网络）。
MR的主要功能就是连接这些彼此孤立的网络，实现其VoIP的互连互通，即实现不同网络的互通，屏蔽VoIP系统发展过程中遇到的互连互通障碍。
图2中，MediaRouter连接三个孤立的网络：
一个是Internet公网；一个是某运营商的私网（图中为192.169.xxx.xxx）；第三个为VPN网络（假设地址段为10.10.x.x）。
如果没有MR的存在，这三个网络是语音无法互连互通的。
MR可以通过对应用程协议的理解（比如MGCP、SIP、RTP）将这三个网络的终端设备互连起来，实现VoIP系统语音流和信令流的互连互通。
图2MediaRouter的主要功能是连接多个彼此孤立的网络
纵上所述，MediaRouter就像一个看门人。
当没有呼叫时，大门被紧紧关闭，拒绝所有的IP包于大门之外。
当有呼叫时，他根据其呼叫内容发给专门的"通行证"。
当呼叫结束时，再将其通行证收回来。
通过对这些功能的描述，可以看出MediaRouter一方面可以将彼此独立的多个网络互联起来，另一方面又对所有的IP包进行监测与过虑,实现应用层面上的网络安全管理。
MediaRouter配置有多个以太网端口,每一个端口可以连接到一个网络上
6方案总结
无论是从用户的需求和技术的发展来看，最迫切的、最低成本和最具有盈利潜力的现实应用就是语音业务。
因此，基于IP的电信网络，不仅是电信网络的发展方向和必由之路，更是下一代网络业务和承载的首要之选。
以IP为基础的电信网络不仅是将IT领域多姿多彩的业务全面融入电信世界的前提条件，更可以为运营商或大型企业建立起先进、灵活、统一的IP网络体系架构。
在大大降低运营成本和维护成本的前提下，它能够为广大用户和企业提供从语音、数据到视频精彩纷呈的多媒体增值服务。
尚阳的uPassNGN解决方案，在同一软交换和媒体网关平台上，集中实现固定网络、移动网络的接入和联接，彻底突破固定、移动网络融合的瓶颈，让用户在现有网络上享受到新一代创新服务。
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