第九章 WINDOWS IPPBX服务.docx

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第九章WINDOWSIPPBX服务

第九章IPPBX原理及应用

重点：

IPPBX的概念和实现原理

难点：

IPPBX原理

思考题目:

1、什么叫PBX

2、PBX与IPPBX的比较

1、IPPBX概念

IPPBX是从PBX的概念发展而来的，PBX（专用交换机）简而言之就是集团电话或者企业内部电话系统，传统的企业内部电话系统是70年代初发展起来的以时分复用（TDM）交换的程控PBX（PrivateBranchExchange），主要完成企业内部的固定分机的话音、传真通讯，而企业外部通信，依然走电信运营商的模拟/数字中继线路。

随着企业规模的跨地区/跨国界/企业集团化，迫切需要降低由区域分离造成的办公费用，但传统的PBX对新兴的CTI（计算机与电话集成）和VoIP支持不够，而且传统的PBX都采用的是专用技术，缺乏开放性和标准性，并且价格昂贵，所以无法解决上述区域分离后企业内部通信的管理，所以建立在TCP/IP协议上的IP-PBX就应孕而生同时也很好的解决了上述问题。

IP-PBX是一种基于IP协议的的公司电话系统。

这个系统可以完全将话音通信集成到公司的数据网络中，从而建立能够连接分布在全球各地办公地点和员工的统一话音和数据网络。

系统可以完全将话音通信集成到公司的数据网络中，从而建立能够连接分布在全球各地办公地点和员工的统一话音和数据网络。

1．1IPPBX发展过程

IPPBX就自身的技术实现发展而言，在短短的几十年当中，也经历了三代的演变。

1）上个世纪90年代早期出现的第一代IPPBX，将PC作为通信平台，通过各类内部接口卡与中心局交换机或者外部电话联系，而执行转换和其他信息传递都由PC内安装的软件来完成，由于当时的PC操作系统不稳定，加上当时硬件水平的限制，第一代IPPBX运行不可靠，最后也就不了了之，面临了淘汰的命运；

2）第二代IPPBX采用了专门的电路板卡来处理语音信号的输入输出，硬件的性能提升再配合更高级的软件操作系统，满足信息交换的稳定，但这类IPPBX只能对语音进行处理，而且可使用和可控的端口很少，所以比传统的PBX的造价更高；

3）第三代IPPBX则集成了语音\传真\数据\视频等多种通信功能，一般采用SIP协议，如下图所示IPPBX拓扑结构，有些为兼容传统PBX的特点，也可以用H323和MGCP协议，使得IPPBX的性能提高到一个新水平，在这个平台上很容易开展更多的服务项目，至此，此时的IPPBX才能够称作满足现代企业全方位的通信需要的产品，如下图所示：

IPPBX就自身的技术实现发展而言，在短短的几十年当中，也经历了三代的演变。

IP-PBX最显著特征是成为一个集成通信系统，通过电信网和互联网，仅需要单一设备即可为用户提供语音、传真、数据和视频等多种通信方式。

还可以建立中、小型的呼叫中心，并且造价低廉。

通过与网络软硬件的充分结合，提高了工作效率，节约了通信成本。

由于VoIP技术是将语音以数据包的形式在IP网络中进行传送，因此采用IP-PBX构建的VoIP平台上，用户具有可移动的特性，形象的说就是同一个用户在A地用的是011的号码，到了B地还是011的号码，号码随着人走，IP-PBX还支持语音信箱、多方会议、视频会议等传统PBX没有的功能。

有助于移动办公和异地协同办公，如下图所示：

而且基于IP-PBX的VoIP平台能够根据用户的弹性需求，自如地添加符合行业应用的功能，如在酒店的客房放置一台IP电话终端，除了基本的通话功能外，还可以触摸式查询酒店的各种服务信息、城市的旅游交通图；在医院的病房里放上一个智能IP电话终端，即可以实现无限制IP通话，还可以提供用药提醒、病历查询等等附加的医疗服务。

这些功能的增加，仅仅只需要软件的升级，而无需更换硬件设备，避免用户增加投资的负担，扩展更加灵活容易。

IPPBX电话交换机系统实现计算机网与电话交换机的功能合一，IPPBX网络系统内各电话终端采用IP方式进行数据通信，不仅能进行通话，还能实现文本、数据、图像的传输，将电话网和计算机网统一成一个整体，实现局域网内的电子办公。

特别是在远距离协作商务、电子办公中将会充分发挥其强大的资源优势，为商业合作、工作重组带来便捷。

IPPBX局域网内的控制中心可根据局内外的具体情况，对计算机网络、电话网络进行有效地管理，达到资源共享。

不同地区的IPPBX网间借助Internet网，可实现远距离通信、电子办公和电子商务。

1．2IPPBX功能特征

◆企业异地分支机构互联，让内部通信费用变成“零”。

随着业务的扩展，很多企业都建立了相当多的分支机构，而分支机构对外的通信成本成为企业的主要开支之一，通过IPPBX的VoIP功能，能够大幅度降低通信成本，是IPPBX的一大特色；

◆IP通信接入，节省市话、长话、国际电话费用。

VoIP解决了出差费用高昂的问题，而IPPBX则实现了公司号码随身带，彻底实现了移动办公，漫游办公的功能；

◆异地分机或虚拟分机，座机随身带。

上述实现方式，无外乎都需要笔记本当成电话分机，配合使用，而且需要接入互联网，如果是没有笔记本，或者笔记本没有办法上网的情况下，也不要紧，我们可以把分机设置转移到身边的固定电话，或者当地的手机上；

◆一号通功能，分时段转接你想接听的电话。

如果你想尽量用虚拟分机接，但又怕临时离开电脑旁，错过电话的话，这也有解决的方法。

可以把分机和手机、固定电话设置成为“共振”，想用什么接，就用什么接；

◆语音邮箱，找不到你可以给你留言，而且发到你的邮箱。

围绕企业的应用，IPPBX可以说绞尽脑汁的推出了更多的应用，如；来电弹屏、客户信息记录、电话会议、IVR、免打扰、点击呼叫。

以上这些是IPPBX非常吸引企业客户的原因，同时大幅度降低了企业的成本。

1．3IPPBX分类

⏹专用的IPPBX

此类IPPBX是采用嵌入式操作系统，把整个系统固定在一个专用的盒子中。

这种结构的特点是稳定性好，一般不会出故障，但相应的扩展性能较差，近些年也推出了大容量的IPPBX满足大型企业的需要，但从成本上来说还是偏高。

这种产品的代表是3COM公司的NBX100，如图所示：

图8.3专用IPPBX产品

NBX100性能介绍：

✧可靠性：

稳健的操作系统VxWorks，关键部件（电源，硬盘，上联口）冗余备份，接口卡支持热插拔。

✧部署简单：

直接承载在数据网络上，安装布线方便。

✧即插即用：

电话终端即插即用，分机增减变方便，电话终端支持双网口，便于一根网线到桌面连接PC和话机。

✧丰富的外线接口：

支持到PSTN的数字（PRI和BRI）、模拟中继（FXO）接入

✧语音信箱：

内置语音信箱，满足外企应用习惯需求，引导高档办公应用标志。

✧会议广播：

终端可发起四方会议，方便小型的协调沟通会议，同时支持群组广播，便于集中发布消息和命令。

✧统一消息：

语音、Email的融合，可通过Email客户端收取语音信箱留言，方便移动出差用户。

✧CTI集成：

特色业务开发，标准TAPI接口，针对企业特色业务应用可进行二次开发，目前系统提供桌面办公助理（TCA），应用电话极为方便。

✧呼叫中心：

系统提供完善的呼叫中心解决方案。

⏹软件IPPBX

随着技术的发展，目前也出现了越来越多的软件IPPBX产品，如基于LINUX平台的Asterisk，它是开源且免费的，而且对硬件的要求不是很高，在普通PC上就可以运行，只需在PC上插一块扩展卡作为连接电话和PSTN的中继接口即可，当然硬件的配置越强劲，能同时处理的通话路数就越多。

此外还有应用于WINDOWS平台的软件PBX系统，本章也着重介绍软件PBX系统,此类产品的特点是：

✧电话使用计算机网络，无需另外铺设电话线

✧通过网络配置界面，安装和管理简单

✧基于软件的IPPBX费用远低于基于硬件的PBX/PABX

✧员工可以随意搬移办公室，而无需改变网络线或IPPBX配置

✧可以选用多种基于SIP的硬件电话，而不会局限于一个销售商的产品

✧使用VoIP网关，通过标准的PSTN接收和拨打电话

✧使用SIPVOIP或H323服务，节约电话费用

1．4IPPBX组成

IPPBX由以下基本组件构成如图所示：

1．PBX智能软件部分

包括呼叫管理器或交换软件，它能提供传统PBX所提供的一切服务并有所扩展，如控制所有的呼叫控制和管理、配置电话分机号码、功能按钮、通话管理以及路由策略等，扩展功能包括：

语音邮箱、自动话务、IVR等。

2．模拟站网关

用于支持普通老式电话服务（POTS）电话和fax机器连接到IPPBX网络；

3．模拟中继网关

支持IPPBX连接到PSTN或PBX上；

4．数字中继网关

支持数字T1/E1与PSTN连接也支持会议；

2、IPPBX与传统PBX对比

⏹IPPBX和PBX无论从工作原理和模式上都有很大的不同，具体如下：

Ø传统的PBX利用电路交换的原理来实现集团电话的功能，而IPPBX

则使用TCPIP协议，利用包交换的原理，在以太网上实现了相同的

功能。

Ø传统PBX（专用集团电话交换机）的缺点可以罗列很多：

专用、价格昂

贵、不能简单实现CTI或VoIP等等。

IPPBX的出现可以解决这些问题：

Ø传统的PBX采用专有技术，产品之间互操作性、兼容性较差，扩充升级昂贵，IPPBX建立在一个开放的标准IP上，所有的产品都遵循相同标准，互操作性强，扩充性能好，维护费用低；

⏹IPPBX和CTI可以很好地结合，许多产品都支持Microsoft的TAPI（电

话应用程序编程接口）标准，能与一些CTI应用实现无缝连接，实现呼叫控制

以及呼叫中心的功能。

由上述对比可以看出IPPBX与传统PBX相比有着明显的优势，其如下：

◆将电话网与计算机网统一成一个整体；

◆除了能为传统的电话用户提供服务外，还能方便地为Internet用户提供

服务；

◆全新的硬件平台和高度集成的系统功能可大幅度降低成本；

◆实现增值服务更加方便和容易，比如建立呼叫中心、实施VoIP等；

◆开放的标准，互通性强；

◆将专用的通讯平台搬到了大众普遍较熟悉的计算机平台上，它的通用性和

实用性更强；

◆使用、配置和维护更加简单，甚至无需专业人员；

◆功能更加强大且集成度高，单一系统就可以完成使用传统PBX需外配许

多设备才能完成的功能，比如自动话务台、语音信箱等等；

◆由于采用了计算机平台，使系统的扩容和升级更加简单和节省投资；

◆应用开发方便简单。

■IPPBX存在的问题

　　尽管IPPBX与传统的PBX相比有许多优势，但由于其技术基础与PBX不同而不好直接比较。

这样IPPBX就面临两方面的压力：

一是普通PBX的抵制，二是IP通信领域其他新技术和新设备的竞争。

比如说，3JET公司生产的基于IP寻址传输和PBX／PSTN端交换的NTS（网络电话服务器），可能比IPPBX具有更好的市场适应性。

同发展了几十年的传统PBX相比，IPPBX存在缺陷是难免的。

如果网络管理员不能有效提防其中的缺陷，那么IPPBX的日子可能很不好过。

　　如何保证IPPBX的语音质量也是一个大问题，通常以IP通讯为基础的语音通话，受网络拥塞的影响比较大，这需要诸如网络质量的保证和处理。

3、IPPBX系统设计

　IPPBX主要是基于LAN、WAN、IP、VPN等传输基础设施，无论采用何种形式实际上都形成了一个WAN。

在WAN中的IP通信能够保障带宽的要求，既保证了QoS，同时还具有很好的安全保密措施。

由于IPPBX的设计基于分布式架构，不要求所有的设备放在一起，没有距离的限制，只要在同一个WAN中即可，因此，IPPBX不像交换设备，更像网络设备。

IPPBX基于IP网络协议，语音通信只是其功能之一，在提供数据和图像业务等方面具有得天独厚的条件。

和软交换一样，IPPBX实现了呼叫控制和承载网分离，业务和呼叫控制分离的设计思路，IPPBX类似于软交换网络中网守的作用。

IPPBX系统的体系架构如图所示：

IPPBX体系结构图

PSTN网络中的电话用户呼叫IP电话用户，电话处理流程；主叫用户信息经由PSTN网络路由到Gateway的FXO端口，由Gateway控制处理程序，将接收到的PSTN网络的消息转换成SIP协议格式的消息，由Gateway的SIP端口（此端口连接公司局域网）经印网络传送到本地的SIPServer。

SIPServer解析收到的SIP消息，查找被叫IP，根据IP地址，SIPServer将消息发送给被叫，此时呼叫连接建立。

当被叫摘机的时候，SIPServer将被叫摘机信息转发给主叫，主叫与被叫由IP地址通过RTP协议进行通话消息的传输，进入通话阶段。

通话结束，一方挂机，通过SIPServer将挂机信号发送到对方，呼叫连接释放。

通信过程结束。

该系统内部的IP电话或PC机上的软终端与PSTN网络用户通话的连接是：

PSTN网络用户将消息路由到网关（网关在此交互过程中可以看作为局域网内的一个“软终端”，只不过这个“软终端”还要与PSTN网络交互），在建立连接的过程中网关与SIPServer交互，SIPServer与IP电话用户交互，即SIPServer是中间消息处理与转发者，在通话过程中，主叫用户通过RTP与网关进行交互，不经过SIPServer。

释放通信连接的过程与PSTN网络中的电话用户呼叫IP电话用户处理流程类似。

3．1IPPBX通信过程

当PSTN网络用户希望与SIP．Phone用户通话，PSTN用户只需拨IP-PBX的接入号码。

PSTN网将产生初始化地址消息（IAM）到网关PSTN端相连的FOX端口。

由网关内部处理程序，将IAM封装为SIPINVITE消息由SIP端口经过局域网内部IP两络，将其传送到SIPServer，SIPServer根据接收到的消息，找到被叫用户的IP地址，并将invite消息发送到被叫。

随后SIPServer与SIPPhone和网关在IP网络上通过SIP协议完成相应的消息传送。

网关将相应的响应

（180XX、2000K、ACK等）转换并发送给PSTN网的呼叫用户。

在通话过程中，SIP-Phone与网关通过RTP协议在局域网上进行交互。

用户挂机时，通过SIPServer发送BYE消息释放连接。

◆市话（或长途）呼入到SIP．Phone消息时序图如图：

市话（或长途）呼入到SIP．Phone消息时序图

◆局域网内部IP．Phone通话消息交互过程如图所示：

局域网内部IP．Phone通话消息交互过程

在SIPServer系统内部，UAC-A用户呼叫UAC-B用户。

首先UAC-A发出INVITE请求消息到SIP服务器，服务器收到UAC-A请求，回应UAC-A100Trying消息，以示服务器已收到请求，正在处理中。

服务器将UAC-A请求发给被叫客户端UAC-B，等待UAC-B的响应；UAC-B收到来自服务器的请求，如果它的状态为“闲”，刚响应SIP服务器180Ringing振铃消息（如图8-7所示）；SIP服务器收到此消息，并将其转发回应UAC-A；UAC-A收到此振铃消息，这时的话机状态为：

主叫听到振铃音，被叫振铃，连接建立。

当被叫摘机时，UAC-B发送200OK消息到SIPServer，SIPServer收到消息后回应ACK

以使被叫确认服务器收到被叫的摘机消息。

接着SIPServer将被叫的摘机消息2000K转发到

UAC-A，UAC-A接收到消息后同样回应SIPServerACK消息以示确认收到消息，此时通话过程建立，UAC-A和UAC-B得到对方的IP地址，通过IP网络通信。

通话结束：

如果UAC-B首先挂机，UAC-B向SIPServer发送BYE消息；SIPServer收到消息后回应UAC-B200OK，并将此BYE消息发送给UAC-A，UAC-A收到BYE消息后，回应SIP服务器200OK，到此，UAC-A、UAC-B通话过程结束。

◆IP．Phone呼出到网关消息时序图如图所示：

IP．Phone呼出到网关消息时序图

SIP．Phone即UA（UserAgent）请求与到PSTN网进行通信。

首先，UA发送INVITE到SIPServer，SIPServer发送INVITE请求消息到Gateway，Gateway从处理此请求并返回SIPServer建立对话进度的信息183SessionProgress。

接下来，UA与Gateway通过SIPServer发送和接收摘机（200OK）消息、ACK消息和挂机消息（BYE）等。

◆SIP．Phone注册消息时序图如图所示：

UA注册过程

UA向SIPServer注册过程如下：

首先UA向SIPServer发送REGISTER请求（带参数，注明

是登陆还是退出），SIPServer处理该请求并向UA发送100Trying消息，然后SIPServer向UA

发送OPTIONS消息查询该客户所具备能力即功能权限情况，UA通过向SIPServer发送Subscribe消息表示接收SIPServer的通知（通过NOTIFY方法）。

SIPServer向UA发送NOTIFY消息，UA收到消息后响应200OK。

至此，UA注册过程完成。

4、3CX软交换产品介绍

5、ASTERISKIPPBX介绍（概念、特点）

8.4AsteriskIPPBX介绍

8.4.1关于Asterisk

Asterisk是一个开放源代码的电话引擎和开发工具，它是一个运行在Linux环境下的免费的纯软件实施方案，可以使开放商和集成商设计出自己个性化的通信解决方案。

Asterisk是一种功能非常齐全的应用程序，提供了许多电信功能，能够把你的x86机器变成你自己的交换机，还能够当作一台企业级的商用交换机。

Asterisk让人激动的事情是它在小企业预算可承受的范围内提供了商业交换机的功能和可伸缩性。

你可以使用一台老式的奔腾3计算机，让你的机构看起来就同世界上的大企业一样。

8.4.1.1Asterisk的历史

Asterisk最初由DigiumLtd公司的CEO和创始人MarkSpencer所创建。

Asterisk是一个全开源的产品，Digium生产硬件组件来连接到公共电话网，Digium有一个全范围的板卡，从具备1到24模拟线的模拟卡到支持1到4个连接T1/E1线路的数字卡。

也有一些来自其它提供商的其它的板卡，而且，你可以使用标准的用来作为拨入Internet访问的Modem。

Digium的硬件在随着Asterisk一起使用时，它们被经过了最好的测试和文档化。

由Digium提供的企业版Asterisk被经过了更全面的测试、文档化，也会包括技术支持。

这允许企业避免采用一个全开源的解决方案而去购买一个更盒子化的版本。

然而，企业版本通常需要由Digium进行较长时间的验证性测试，而开源版本却是被Asterisk社区的beta测试人员来测试的。

这一切的起源只是从一个副产品开始的，当MarkSpencer和当时正工作于Zapata驱动器的JimDixon彻夜的长谈后，项目发生了变更。

Asterisk突然有了连接电话网络的意义，电话革命开始了。

2004年9月23日，MarkSpencer在首次官方的Asterisk用户和开发者会议AstriCon上进行了主题发言，在此期间发布了Asterisk的1.0.0版本。

仅只一年以后，稳定版本1.0.9发布了，Asterisk现在相当顺利与它的特性一起发展。

8.4.1.2Asterisk功能和特点

◆Asterisk应用领域

■应用在交换机（PBX）领域

■媒体网关领域

■呼叫中心应用

■互联网语音通信及增值业务

✧运行环境

支持基于X86系列和POWERPC系列的LINUX系统，如OpenBSD、FreeBSD和MacOS

✧硬件支持

Asterisk用于VoIP不需要附加设备，内部连接可以采用数字和模拟设备

✧协议支持

支持H323、SIP、MGCP、SCCP、IAX

◆Asterisk功能

特别说明的是，Asterisk比传统的那些由大量硬件组成的PBX系统具备更多的特性。

因此，Asterisk倡导“这只是软件”（It’sjustsoftware）。

下面给出了包括在Asterisk中的众多特性中的部分列表：

✧自动话务员：

一个自动应答呼入呼叫的系统，并可以根据主叫对语音提示的反馈

路由这些呼叫。

✧黑名单：

黑名单具备简单地在一个中心数据库中增加一个号码的能力，这将会阻止从黑名单对应的电话号码来的呼叫不会被系统处理。

✧呼叫详细记录：

详细的呼叫报告，可以被用来统计告诉管理员该电话系统的活动。

✧呼叫遇忙前转：

这个特性在被叫分机忙时，自动将该呼叫前转到其它分机上。

✧呼叫无应答前转：

这个特性在被叫没有应答时，自动将该呼叫前转到其它分机上。

✧呼叫挂起：

这个特性是指把一个呼叫放到一个保持状态这样它可以被另外的一个分机来拾起。

✧呼叫排队：

系统允许呼入的主叫先坐到一个保持室室中聆听保持音乐直到下一个可用的坐席（agent）可用并可以与他们通话。

✧呼叫录音：

这个能力可以用来录制呼入或呼出呼叫到.wav文件中。

✧呼叫路由：

基于直拨电话号码或者该呼叫的主叫（ANI），呼叫可以被路由到一个特定的分机、群组、队列等等。

✧呼叫转接：

这个特性是指转移一个现存的呼叫到其它的分机上。

✧主叫标识：

Caller-ID被用来显示电话号码和其它呼入到系统的主叫的信息。

✧会议桥：

Asterisk具备创建会议室的能力可以允许多人同时参与到一个群组会议中。

✧交互式目录列表：

一个公司通讯录系统它可以让用户根据姓或者名来查找用户。

✧交互式语音应答（IVR）：

这个系统使用预先录制的语音菜单来提示主叫让助教通过他们的电话进行选择，例如：

“按1转接到销售，按2转接到技术支持。

”

✧保持音乐：

Asterisk可以播放MP3文件给那些处在保持或等待在队列中的主叫用户。

✧远端办公室支持：

Asterisk使用IP进行通信。

因此，位于远端的用户可以通过宽带互联网连接来访问系统。

✧VoIP网关：

使用新的ITSP（互联网电话服务提供商InternetTelephoneServiceProviders），一个Asterisk系统可以具备与电话网络的连通性而不需要使用通常的模拟服务提供商。

✧Voicemail：

在Asterisk系统中的每个用户都可以有他们的分机和voicemail帐号。

使用TrixBox，voicemail可以通过他们的电话，从远端位置，通过email发送或者通过一个webbrowser来访问。

◆Asterisk特点；

✧Asterisk能够支持传统的线路，包括：

TDM（TimeDivisionMultiplexing）

T1/E1PRI/PRA&RBS（RobbedBitSignal）modes

Analogphonelines/phones（POTS）

ISDN（IntegratedServicesDigitalNetwork）

BothBRI（B