IP融合通信解决方案技术建议书.docx
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IP融合通信解决方案技术建议书
VOIP通信解决方案
技术建议书
杭州华三通信技术有限公司
2008年3月
1．概述
通信是企业得以生存发展的基础，来自竞争对手的巨大压力、用户需求的不断变化、与上游供应商和下游合作伙伴的密切合作，使每一个企业都需要一套运转良好的通信系统来保证信息的畅通。
传统的企业通信是伴随着技术发展，将不同通信方式累加在一起的，它们包括了：
电话，依靠运营商提供的PSTN电话服务，实现基本的话音服务；传真，同样依靠运营商提供的PSTN网，使信息能够经过双方的确认，具有不可否认性；电话会议，利用PBX的多方通话功能，使多方的沟通更加便捷；短消息，依靠无线运营商的网络，发送少量非实时信息；即时消息，通过Internet或企业内部IP网，利用第三方即时通信软件进行非实时通信。
这些通信手段的应用满足了企业通信的需求，但随着时间的推移，堆积在一起的各种通信手段使企业通信系统复杂臃肿，桎梏了企业的进一步发展。
首先是各通信系统相互独立，互不相干，企业难于管理；其次基础的语音通信大量依赖运营商，随着企业规模的扩大，跨省跨国通信越来越频繁，导致通信成本居高不下；第三，运营商向企业提供的是无差别的服务，不能按照企业自身需求提供业务的定制；第四，每个通信系统实现的功能都不一样，使用的终端也各不相同，员工需要在各种通信系统间来回切换，通信手段越多，切换过程中损失的效率越多。
为了降低企业运营成本、简化管理、提高工作效率，使企业在市场竞争中轻装上阵，就必须整合各种通信手段，用一套融合的通信系统来实现上述所有的企业通信业务。
随着IP技术的日益发展以及广泛部署，IP语音通信越来越受到人们的关注。
企业通过部署IP语音通信产品不仅可为企业节省长途话费，更可以大幅度提高企业运营效率、提升客户满意度、降低运营成本使得企业内部以及企业和用户之间沟通更加灵活和方便。
同时以IP语音通信产品为核心的融合通信系统使得企业可以在IP语音通信系统投资中获取最大价值，提升企业核心竞争力。
华三公司本着从用户需求出发，多年来一直致力于IP通信技术的研究和开发，在IP通信解决方案能力上具备独特的先天优势，华三作为世界领先的IP语音通信厂商，最早推出世界商用的IPPBX语音解决方案，拥有业界最齐备的IP语音通信产品线。
如今华三已拥有完全独立知识产权的全系列IP语音通信产品，能够满足从中小型企业到大型企业、行业以及SOHO等各种规模用户的多样化IP语音通信需求。
2．项目背景
VoIP是利用互联网实现语音传输的一种新型通讯技术和业务模式。
随着互联网的不断发展，沟通需求的不断增多，人们对通讯的成本投入也在不断增加。
随着VoIP技术的发展，越来越多的客户体会到VoIP为其带来的通讯成本上的大幅节省以及方便快捷。
VoIP使用人群的增加使得VoIP市场进一步发展，技术进一步成熟，也促使越来越多的企业或个人投入VoIP中来。
校园VOIP项目是在校园WLAN的全覆盖和移动终端的广泛应用的基础上，使互联网的到了充分的应用，用户之间通话可以互联网解决一种方案。
可以实现校园网内用户直接通话，“零话费”。
2．1网络现状分析
校园网都是万兆网，百兆直达用户终端，WLAN的全面覆盖，非常适合语音和视频通话，网络又没有得到充分的利用。
2．2建设原则
（1）系统不改变现有网络结构。
（2）系统高可靠性。
（3）系统安全性和QoS保证。
（4）系统可管理、可维护、可扩展
3．VOIP通信解决方案
VOIP通信解决方案是面向行业、企业用户提供的通信平台，它可将学校内部的通信业务进行整合，以实现学校内部互联互通，满足学校日常生活通信需求，帮助用户节约成本，提高校园网的利用率。
通信解决方案基于标准的SIP协议，运行于标准Intel架构，通过强大的高可用性设计保证系统安全、可靠、稳定运行，并通过支持SIP/H.323协议转换，实现SIP网络的无缝接入。
同时，该方案充分考虑了安装部署时的易用性和可扩展性，能够随时适应用户的不断增长需求。
3．1系统业务架构
通信系统主要由两部分构成：
1、终端接入层
包括语音网关、智能IP话机、手机客户端等。
用户接入层实现用户终端的接入，利用语音板卡或VG语音网关接入普通模拟电话、实现与PSTN和PBX的对接；智能终端直接接入IP网中，为用户提供更方便、便捷的语音业务。
2、业务核心层
业务支撑层的核心是IP-PBX。
IP-PBX组件为整个系统提供安全认证、呼叫控制，同时提供基础的语音通信业务和计费等。
●
3．2典型应用
200人以内的小型企业，只需要部署MIM。
RT-MIM-OCE安装在MSR3000上，为小型企业提供一体化通信设备。
MSR可提供上Internet网，提供FXO、E1等中继接口，连接集团电话设备，OCE可管理MSR语音网关、IP电话、IM客户端等终端类设备。
一台设备解决多种通信业务。
MSR路由器语音板卡、VG语音网关、IP电话、软件客户端等不同的终端形态，可以根据需要混合部署。
软件客户端，还可以提升模拟电话的智能，如为模拟电话增加联系方式快捷查询和点击拨号等功能。
3．3计费系统
VOIP电话计费管理系统是一款适用于各种通话计费的系统，系统符合国家电信最新资费标准，并充分考虑到了各类专网企业运营模式的特殊性，专网企业可以利用本系统完成实时/脱机计费以及联网收费。
为了保证服务器的安全性和访问效率，可以根据学校的规模分别采用下列措施：
⏹设置数据库定期自动备份，并自动上传到网络上其他比较安全的机器上，以防服务器磁盘损坏造成数据丢失。
⏹将访问频繁，传送数据量大的业务单独架设服务器，服务器和主数据库器之间采用数据库发布/订阅机制以及必要的程序保证数据同步。
例如：
电信业务WEB查询系统、电信业务触摸屏查询、170查询系统、催缴系统等。
⏹如果存在和企业网、外网的物理连接，应架设硬件防火墙，仅开放必要的数据访问端口，以便保证网络安全性。
3．4号码规划
目前电话号码均由当地运营商分配，最常见的是8位的固定电话和11位的手机号码，还有一些特服号码，没有什么规律可寻。
所以根据使用数量的多少学校内部号码进行统一规划，应该限制到5-6位方便记忆和使用。
对系统内部电话编号作如下建议：
（1）特殊服务号码
1-2位：
如01，02，03......；
（2）校领导号码
3-4位：
001，002，003……；
（3）老师号码。
3-4位：
100，101，102……；
或：
0001，0002，0003……；
（4）学生号码
4-6位：
1000，1001，1002……；
或：
10001，10002，10003……；
或：
100001，100002，10003……；
学生号码4-6位，能有：
1109000个号码。
3．8．1网络结构设计
3．5配置说明
通过在主干网放置一台服务器，只要所有用户网络可达即可实现通话，实现的功能如下：
⏹内部免费通话；
⏹支持多套费率；
⏹支持通过直观便捷的界面按业务类型（例如：
装机、拆机、移机、过户、改号、新功能、修改属性等等）对用户资料进行灵活的日常维护工作；
支持所有对用户资料的更改均有详细日志，记录操作时间、操作员、修改内容；并且支持修改前的数据项和修改后的数据项对照突出显示等功能。
3．6日常管理维护
∙集中管理：
根据国际电信业最先进的eTom体系架构设计，运营管理操作集中在一套系统中处理。
不需要在多个系统中分别配置数据，保证多个系统间的数据一致性与完整性，减少人工操作带来的失误，同时支持管理多套软交换。
∙实时控制：
系统所有重要数据均可实时体现，状态查看，故障告警，当前呼叫，在线终端网关查询以及有此实时数据进一步深入的系统质量监控。
系统数据实时性使得您能在第一时间了解运营情况并及时作出判断调整。
∙操作便捷：
系统采用多表格展现不同数据，每个表格均提供过滤、排序功能，迅速获取精确数据，绝大多数表格支持复制、向下填充操作，添加记录非常简便。
另外每个表格均支持导入、导出操作，方便数据的保存、恢复。
多页面多视图，能同时浏览更大量信息。
4．解决方案特点
4．1服务器产品功能特点
SSLX-IPPBX是通信系统的核心部件，可安装在独立服务器SSLX3000S。
SSLX3000S同时提供IP-PBX、会议、IM等业务组件，通过主许可证激活业务组件，通过从许可证扩充业务组件性能。
各业务组件之间通过标准协议组网。
4．2全面支持移动办公
用户离开校园网后需要接入校内网。
用户在手机等便携终端上安装客户端软件通过3G或互联网，即可实现通话。
在通过Internet接入时，网络环境较复杂，首先必须保证能够接入校园网。
4．3良好的可扩展性
系统采用纯异步无阻塞消息总线式系统构架，各个模块可灵活拆分、组合，部署于独立机器运行，并可实时安装、卸载服务，为系统功能扩充提供良好的平台构架。
还采用先进的分布式体系架构设计，使系统的部署可随业务扩展平滑的扩充。
5.系统高安全性和高可靠性设计
传统电路交换语音系统单独布线、专网专用，内部不会出现IP网的阻塞情况。
而系统之间的长途通信，通过运营商的线路进行，具有电信级的可靠性。
IP系统由于是多业务承载，出现网络故障的概率相对较多。
因此IP语音系统的设计和部署应考虑在网络发生故障时的应急通信。
在组网中，呼叫服务器支持双机备份，备机与主机间通过服务器镜像随时进行数据同步，当主机出现故障时能够迅速切换到备机。
在切换过程中，正在进行的呼叫不会受到影响，新的呼叫请求改由备份服务器完成。
6.语音质量与QoS部署
影响VOIP语音质量主要有两个因素：
网络QoS保障和语音终端对语音的处理。
6．1语音终端处理
从语音终端本身对语音的处理看，语音终端设备除了具有良好的语音编解码处理能力外，主要通过以下技术提供语音质量：
静音压缩：
按照统计规律，语音通话过程中由40％的时间是没有声音的，公司语音设备能够自动检测会话中的静音时间段，并在这些时间段暂停数据流的产生，从而减少发送的语音数据量。
舒适噪音产生：
人们语音交流总是在一个有着或多或少噪音的环境中进行，通话过程中的长时间静默会让人感觉不适。
华三公司通过在接受端语音设备上产生适当的背景噪声，解决了静音压缩带来的在讲话和停顿之间出现语音不平滑的弊端，提高了通话的舒适度。
防止抖动和乱序：
抖动是由于各种延时的变化导致网络中数据分组到达速率的变化，并导致接收包的顺序和发送包的顺序不一致。
为了补偿抖动和乱序引起的语音失真，系统在接收侧语音设备上加入了JitterBuffer缓冲区来保存数据分组足够长的时间，从而使最慢的分组能及时到达，顺序处理。
同时调整发送给语音处理模块的报文长度，将语音数据匀速发送给语音处理模块。
此外还有回波抵消等提高话音质量的多种功能。
6．2QoS保障
在QoS方面，VOIP业务的QoS指标为：
带宽/吞吐量：
取决于采用的语音编码标准，例如G.729编码标准要求传输带宽达到8Kbps，而G.711编码标准要求的传输带宽为64Kbps；
呼叫建立时延：
一般要求小于5秒；
呼叫时延：
对于好的话音质量，单向端到端的时延应该不大于150毫秒，对于200-400毫秒的时延已经影响用户正常交互，但还可以接受，大于400毫秒的时延，无法忍受；
时延抖动：
一般要求小于50毫秒；
丢包率：
与采用的语音编码标准相关，G.729编码标准可以容忍整个呼叫中的大约百分之五的分组丢失。
系统通过在网络控制层成熟的QoS技术，充分保障了语音、视频流在IP网上传输的质量。
7.通信系统的管理与维护
7．1网络管理
与其他产品一样，所有通信产品都可以通过智能管理中心进行统一管理。
用户只需配置管理中心，管理中心具备丰富的管理功能，包括：
1.设备管理
通过管理中心，可以通过图形化界面实现对设备的管理、查看设备状态等功能。
2.故障管理
故障管理主要功能是对全网设备的告警信息和运行信息进行实时监控，查询和统计设备的告警信息。
●告警实时监视，提供告警声光提示；
●支持告警转到Email、手机短信；
●支持告警过滤，让用户关注重要的告警，查询结果可生成报表；
3.性能监控
管理中心同时以直观的方式显示用户和服务器性能，可自动获得网络的各种当前性能数据，并支持设置性能的门限，当性能超过门限时，可以以告警的方式通知网管系统。
通过统计不同线路、不同资源的利用情况，为优化或扩充网络提供依据。
7．2呼叫控制
1.呼出权限设置
呼出权限设置业务支持用户通过一定的操作限制某些呼叫。
支持设置的权限除了限制全部呼出、限制国际和国内长途呼出、不限制本地而只限制国际长途呼出等三种类型外，还可以根据用户需要做更详细的呼出限制。
呼出权限设置业务提供给管理员用户和普通用户使用。
管理员可以为每个用户设置呼出权限。
普通用户可以自行设置呼出权限，但普通用户设置的权限不能超过管理员设置的权限。
2.限时呼叫
为了防止出现“煲电话粥”等情况，需要对一次呼叫的时间进行限制，限时呼叫业务中，管理员将所管辖的用户分为若干类，每类用户定义一次呼叫最大通话时间长度。
用户呼叫时，如果通话时长超过定义的最大时长，系统会自动切断呼叫。
当两个管辖内的用户通话时，最大呼叫时长为两者中的最大值或者不限制。
7．3系统的认证
可以通过语音对电话用户的接入及呼叫进行权限管理，需要输入自己的用户名及密码，VOIP服务器采集到这些信息后，将其转化为标准的Radius信息，进行用户认证及授权，当然也可以缺省允许所有用户使用VOIP电话。
系统记录每次语音呼叫的详细信息。
7．4系统的维护
1.号码资源统一管理
传统的电话号码资源分配要求在网关侧进行号码配置，这种机制工作量大而且复杂，容易产生错误。
号码资源统一分配业务是指整个网络中号码资源在服务器上统一管理，只需要在服务器集中配置号码，采用集中的配置方式使得网络更易于管理。
2.呼叫故障跟踪
由于VOIP系统承载在IP网上，与传统PSTN网相比，故障检测难度更大。
通过呼叫故障跟踪技术，管理员可以全程跟中呼叫的全过程，从而迅速定位故障点，快速解决VoIP网络故障。
8．VOIP带宽占用计算和规划
由于IP系统是多业务系统，承载多种业务数据。
因此在进行IP语音系统部署时，需着重考虑带宽占用对原有业务系统的影响，进行合理带宽规划。
带宽计算方法：
Packet=RTP头+UDP头+IP头+Ethernet头+有效载荷
其中，已知的参数如下：
RTP头=96bit（12byte）；UDP头=64bit（8byte）；IP头=160bit（20byte）；Ethernet头=112bit（14byte）
假设VoIP采用G.711的编码方式，在64kbps和20ms的打包周期：
有效载荷=打包周期（秒）*每秒的比特数=0.02*64000=1280bit；
Packet=96+64+160+112+1280=1712bits。
假设打包周期=20ms，则每秒50个包（packet），因此：
每一线用户所需要带宽=50packets/seconds*1712bits/packet=85600bps=83.6Kbps
各种语音编码的计算结果如下：
语音编解码
语音带宽kbps
分组大小Bytes
IP/UDP/RTP头
L2头Bytes
总带宽（Kbps）
在Ethernet占用带宽
G.711
64
160
40
14
85.6
G.729
8
20
40
14
29.6
在PPP广域网占用带宽
G.711
64
160
40
6
82.4
G.729
8
20
40
6
26.4
G.723
6.3
30
40
6
16
在FrameRelay广域网占用带宽
G.711
64
160
40
4
81.6
G.729
8
20
40
4
19.7
G.723
6.3
30
40
4
15.5
建议：
目前在IP语音中，常用的两种语音编码为G.711和G.729。
其中G.711的语音质量与PSTN相同，但其占用带宽较多，因此在局域网或城域网中使用。
G.729的语音质量略低于PSTN，但占用带宽小，因此多用于广域网语音传输。
9．系统投资收益分析
与传统VoIP一样，IP通信系统中最显形的投资价值在于它对通信费用的降低。
这种价值与使用规模的大小、覆盖范围的广度成正比。
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