在无线接入路由器网上实现IP电话

首信集团地杰共为信息系统有限公司 吴隆涛

　　IP电话（传真）就是通过ＩＰ网传送电话（传真）业务。ＩＰ网泛指基于ＴＣＰ／ＩＰ协议的网络，包括Ｉｎｔｅｒｎｅｔ和Ｉｎｔｒａｎｅｔ。目前国内的ＩＰ电话运营商如中国联通、吉通、中国电信都建成了一定规模的ＩＰ电话试验网，其他一些获国家批准的运营商也在加紧运作，向用户提供方便、优质、价格低廉的ＩＰ电话服务。这将是ＩＰ电话运营商在下一世纪竞争的利器。

　　本文将介绍影响ＶｏＩＰ特点及构建ＶｏＩＰ系统时需要考虑的多种因素，并介绍无线数据接入产品在技术上如何实现对ＶｏＩＰ的支持及目前国际上同类产品发展水平。

一、ＶｏＩＰ概述

　　ＶｏＩＰ几乎可以用于任何需要语音通信的场合：办公室之间的交流、复杂的点对多点电话会议和白版系统等等。目前大多数ＶｏＩＰ应用都是基于实时工作方式。而实际上ＶｏＩＰ也可以用于提供存储－转发方式的语音服务。实时和存储－转发两种方式应该兼容、可互操作。

　　从长远来看，ＶｏＩＰ产品能否取得成功，还取决于它能否给最终用户带来实质性的好处。归纳来看有以下几点：减少支出、简化系统、提供更多的先进应用。

　　虽然要综合考虑到成本、功能和质量等多个因素，但是提供至少与ＰＳＴＮ相同的语音质量是一个最基本的要求。我们一般都用ＱｏＳ来作为度量被传语音和传真文件保真质量的标准，但我们也可以用其他一些参数来描述ＩＰ电话网的质量：网络可用性（网络的容量）、电话功能的可用性（电话会议、来电显示等等）、规模及可扩展性。目前主要有四个因素影响到ＶｏＩＰ的质量。

　　大多数电话使用者在往返时延超过２５０ｍＳｅｃ会明显感到不便。因此，网络规划时单向的时延不宜超过１５０ｍＳｅｃ。在ＩＴＵ－Ｔ Ｇ．１１４中也对１５０ｍＳｅｃ做了规定。

骨干网时延：当语音包在骨干网上传送时会带来一定的时延，要减少这种时延，应尽量减少两端点间的路由跳数。当然对语音流提供高的优先级也是一个解决办法。　　

　　ＣＯＤＥＣ时延：各种压缩算法都有其固有时延，比如，Ｇ．７２３会带来固定的３０ｍＳｅｃ的时延，选择不同的ＣＯＤＥＣｓ可以减少时延，但是会降低语音质量或占用更多的带宽。

　　阻塞：为补偿网络波动造成的额外延迟变化，许多厂商在其ｖｏｉｃｅ ｇａｔｅｗａｙｓ中增加了一个阻塞缓冲以平滑语音包流。其负面影响就是它显著增加了时延。阻塞缓冲一般可以根据骨干网的时延变化进行配置。在实际网络中阻塞缓冲可能带来５０ｍＳｅｃ的单向时延。

　　丢包：ＩＰ网络不能保证所有的数据包都能送达目的地，在网络流量达到峰值或网络出现阻塞时，系统往往会出现丢包。当网络的丢包率大于１０％时，ＶｏＩＰ就不可用了。对于ＶｏＦａｘ而言，其要求则更高。

　　在实际中，我们可以通过使用压缩、静音压缩、回声消除以及具备ＱｏＳ功能的承载网络来尽量消除网络性能变化（如网络阻塞、链路中断）带来的负面影响，从而维持一个可接受的语音质量等级。建设一个ＶｏＩＰ网（包括所使用的设备）需要全面考虑语音质量、系统可靠性、系统固有时延等多种因素。而减少端到端的预计时延是最具挑战性的任务，网络的可靠性也不容忽视。能够对上述要求提供支持的设备才会在ＶｏＩＰ 市场中具备竞争力。

二、将ＩＰ电话接入到企业

　　目前，ＩＰ电话业务的承载网络可以是：Ｉｎｔｅｒｎｅｔ、路由器加专线的专用ＩＰ网、采用ＭＰＬＳ 控制的ＡＴＭ ＩＰ骨干网以及ＩＰ ｏｖｅｒ Ｏｐｔｉｃ。但是如何将ＩＰ电话服务接入到具有巨大业务需求的用户端，则是一个非常复杂的问题。除了要考虑上面讨论到的因素外，我们还要面临着最后５公里甚至更远距离的ＩＰ接入网实现问题。

　　无线ＩＰ接入方式建设速度快、初始投资少、扩容方便、建设成本低、投资回报快并且可靠性高。这种接入方式仅需根据用户分布简单的进行网络规划且无线接入设备管理维护方便，维护费用低，运营成本低，特别是能避免投资风险。

　　基于ＴＣＰ／ＩＰ的无线接入路由器，在点到多点连接、网络的全面规划与控制、网络的可扩展性方面都比无线以太网桥有着更多的优势。由于目前无线数据通信产品大都是针对数据通信的，如果涉及到实现ＶｏＩＰ，进而满足ＶｏＩＰ的诸多要求，尤其是在一条链路上实现多路语音和数据的同时传送，保证语音包的ＱｏＳ，让企业真正实现语音与数字的一体化，就需要进行认真的分析。实际上，无论是无线以太网桥还是无线路由器，要能同时传送语音和数据，在技术上都面临着挑战。

三、无线接入路由器对ＶｏＩＰ的支持

　　目前市场上能够在技术上实现对ＶｏＩＰ支持的无线路由器产品只有首信集团推出的Ｗａｖｅｎｅｔ ＩＰ 路由器系列。以下对它所采用的技术作一介绍和分析。

　　ＷａｖｅＮｅｔ ＩＰ 为了同时支持语音与数据包，提供了一种被称为″ＵＤＰ 优先″ 的技术。实际上，在ＩＰ 网上传送实时的数据流，例如语音和视频，都使用ＵＤＰ协议。当传送数据包时，系统使用ＴＣＰ／ＩＰ协议。当用户选择对ＵＤＰ包使用优先级时，系统通过改变无线通信协议以实现更好的语音通信。此外，用户可以根据需要来定义ＵＤＰ流的优先级别，确保有足够的带宽优先保留给ＵＤＰ流。在没有ＵＤＰ流的情况下，其它数据流仍可以占用这部分带宽。

用户考察一套设备对ＶｏＩＰ的支持能力时往往关心在保证延迟足够小的情况下可同时保证几路电话通信。下面利用此参数对这种“ＵＤＰ优先”技术性能做一分析。

　　时延

　　无线数据接入设备面临的挑战是相对与一定时延每秒能传送（ｐｐｓ）的包数。通过实验室分析测试表明，在接入带宽为１．２Ｍ的情况下，利用这种“ＵＤＰ优先”技术，最多可以将８７％的带宽优先分配给ＵＤＰ流。计算和测试表明，系统在不考虑有多少路电话传送的情况下，给每路电话带来的单向时延仅在２６ｍｓ到５２ｍｓ左右。实际网络规划时单向的时延不宜超过２５０ｍＳｅｃ，考虑到目前典型的ＶｏＩＰ应用的单向时延在８０到１００ｍｓ之间。此技术完全适用于企业内部网和广域网的ＶｏＩＰ应用。

　　容量

　　如前所述，语音流是由许多小的包组成，因此电话对ｐｐｓ的要求远大于数据传送。通过实验室分别对支持ＶｏＩＰ的Ｓｅｌｓｉｕｓ、Ｖｉｅｎｎａ和 Ｃｉｓｃｏ的２６１０分析测试表明，前两种系统的每路双工电话要求６６ ｐｐｓ。Ｃｉｓｃｏ的ＶｏＩＰ则要求更多，每路电话要求１００ ｐｐｓ。

　　实际上，系统同时能支持的话路数受限于系统支持的ｐｐｓ 数。在无线接入实际带宽为１．２Ｍ的情况下，Ｗａｖｅｎｅｔ ２４５８ 利用这种“ＵＤＰ优先”技术，可以同时支持２０路以上的双向通话。并同时有１２０Ｋ的带宽保留给数据流使用。

四、小结

　　ＩＰ电话运营商要实现ＩＰ电话业务的大规模发展，就需要有带有ＱｏＳ的可管理的ＩＰ骨干网支撑。要开发占领企业、集团用户市场，实现ＶｏＩＰ的专线接入是最佳的选择。通过上面的分析表明，对于没有本地数字环路的ＩＰ电话运营商，采用无线数据接入设备接入到企业、集团用户实现ＶｏＩＰ是一种最可行的解决办法。

----《通信世界》