企業(yè)級軟電話網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建研究

劉天雷+陳碩+陰法明

【摘要】電話交換網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)從PSTN架構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閂oIP架構(gòu)，企業(yè)級電話網(wǎng)可以采用IPPBX為核心組建。利用開源軟件自建電話網(wǎng)，具備容量大、成本低、網(wǎng)絡(luò)靈活的特點。分析三種主流軟交換平臺的技術(shù)特點，通過測試比較其性能，為企業(yè)選擇合適的建設(shè)平臺提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】軟交換 IPPBX 電話網(wǎng)

一、引言

隨著VoIP技術(shù)的成熟，目前電信運營商正在逐步淘汰程控交換設(shè)備，電話交換技術(shù)已經(jīng)從程控交換轉(zhuǎn)變?yōu)檐浗粨Q技術(shù)。公共電信網(wǎng)交換技術(shù)的轉(zhuǎn)變，同樣影響到企業(yè)網(wǎng)，企業(yè)級電話通信網(wǎng)逐步從PBX架構(gòu)向IPPBX架構(gòu)轉(zhuǎn)變，并與辦公系統(tǒng)集成，形成融合通信系統(tǒng)。企業(yè)級電話網(wǎng)絡(luò)采用軟交換技術(shù)以后，在技術(shù)上帶來以下改變：交換技術(shù)從電路交換變?yōu)檐浗粨Q；呼叫控制協(xié)議從7號信令轉(zhuǎn)變?yōu)镾IP協(xié)議；傳輸線路從雙絞線轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)線，支持無線接入；交換設(shè)備從程控設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄓ糜嬎銠C(jī)平臺。

企業(yè)構(gòu)建電話通信網(wǎng)可以采用專用IPPBX交換機(jī)，也可以采用計算機(jī)平臺和開源軟件構(gòu)建。前者服務(wù)質(zhì)量穩(wěn)定，但是設(shè)備、用戶授權(quán)和服務(wù)價格較高；后者可靠性相對較低，但如果方案得當(dāng)，也可以取得不錯的效果。論文圍繞第二種方案，研究電話網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，軟件平臺的選擇，電話網(wǎng)絡(luò)的測試方法，為自行建設(shè)企業(yè)級電話通信網(wǎng)提供參考。企業(yè)級軟電話網(wǎng)絡(luò)使企業(yè)用戶可以進(jìn)行零費用通話，私密性較好，無需支付傳統(tǒng)程控交換網(wǎng)或者電信軟交換網(wǎng)中的市話和長途費用，有效降低辦公成本。

二、企業(yè)級軟電話網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

軟電話網(wǎng)絡(luò)的核心是IPPBX交換機(jī)，該交換機(jī)以SIP協(xié)議為呼叫控制協(xié)議，支持智能終端實現(xiàn)VoIP通話、視頻通話及其它增值業(yè)務(wù)；負(fù)責(zé)存儲用戶、中繼、呼叫路由、呼叫記錄、計費等數(shù)據(jù)；提供網(wǎng)絡(luò)管理功能。傳輸網(wǎng)采用IP網(wǎng)絡(luò)，以交換機(jī)、路由器為節(jié)點設(shè)備，以網(wǎng)線為傳輸介質(zhì)。智能終端可以是SIP電話、電腦或者手機(jī)上安裝的客戶端軟件，采用有線或者無線WiFi的方式接入網(wǎng)絡(luò)。

三、軟件平臺的選擇

目前IPPBX開源軟件平臺主要分為三大系列，分別是Asterisk、FreeSwitch、Yate，以下將對三款軟件的特點和應(yīng)用進(jìn)行分析。

（一）Asterisk平臺

Asterisk是第一套以開源軟件實現(xiàn)的用戶交換機(jī)（IPPBX） 系統(tǒng)，也是應(yīng)用最廣的開源平臺。Asterisk采用雙軌授權(quán)模式，免費模式使用GPL授權(quán)，而商用授權(quán)使用proprietary 模式。系統(tǒng)運行平臺包括Linux、NetBSD、OpenBSD、FreeBSD、Mac OS X 與 Solaris。Asterisk 是輕量級的系統(tǒng)，可以在如OpenWrt之類的嵌入式系統(tǒng)上運行。Asterisk不僅提供IPPBX電話功能，還提供VoIP網(wǎng)關(guān)、會議服務(wù)器等功能。該平臺被全球超過170個國家的100萬個小型企業(yè)、大型企業(yè)、呼叫中心、運營商和政府機(jī)構(gòu)使用。Asterisk支持SIP、MGCP、H.323協(xié)議，可以通過E1數(shù)字中繼、FXO模擬中繼與PSTN相連。

（二）FreeSwitch平臺

FreeSwitch是采用MPL授權(quán)的開源IPPBX平臺，支持音頻、視頻、文本等信息的路由互聯(lián)。FreeSWITCH可在多個操作系統(tǒng)，包括Windows，Max OS X，Linux，BSD和Solaris上獨立運行。FreeSWITCH支持T.38傳真，支持Skype，SIP，H.323和WebRTC等各種通信技術(shù)，可方便的與其他開源的PBX系統(tǒng)，如sipXec、Call Weaver、Bayonne、YATE或Asterisk進(jìn)行對接。

（三）Yate平臺

Yate（Yet Another Telephony Engine）是一款免費的開源通信軟件，支持視頻、語音和即時消息。Yate基于互聯(lián)網(wǎng)語音協(xié)議（VoIP）和PSTN開發(fā)，可擴(kuò)展性強(qiáng)，支持SIP、H.323、IAX、MGCP、Jingle、Jabber、E1、T1、ISDN PRI、BRI和SS7信令。Yate以C ++編寫，采用模塊化設(shè)計，允許使用腳本語言（如Perl、Python或PHP）來擴(kuò)展其功能。

四、電話網(wǎng)絡(luò)測試

網(wǎng)絡(luò)測試采用SIPp工具實現(xiàn)。SIPp是一個測試SIP協(xié)議性能的工具軟件，它包含了一些基本的SipStone用戶代理工作流程（UAC和UAS），并可使用INVITE和BYE建立和釋放多個呼叫。它也可以讀XML文件，即描述性能測試的配置文件，可以使用XML文件來模擬現(xiàn)場的SIP信令，以重現(xiàn)出現(xiàn)的故障，或者可以自定義SIP 協(xié)議以測試終端對某些方面的容錯或錯誤處理能力。SIPp能動態(tài)顯示測試運行的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，如呼叫速率、信號來回的延遲，以及消息統(tǒng)計；周期性地把CSV統(tǒng)計數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲，在多個套接字上的TCP 和UDP，利用重新傳輸管理的多路復(fù)用；在場景定義文件中可以使用正則表達(dá)式，動態(tài)調(diào)整呼叫速率。SIPp可以用來測試許多真實的SIP設(shè)備，如SIP代理，B2BUAs，SIP媒體服務(wù)器，SIP/x網(wǎng)關(guān)，SIP PBX，也可以模仿上千個SIP代理呼叫你的SIP系統(tǒng)。

測試主要分為兩步：模擬1000個用戶同時呼叫，并測試服務(wù)器負(fù)載狀況；滿足RFC3261規(guī)范的前提下，測試系統(tǒng)的最大并發(fā)呼叫數(shù)。經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)reeSwitch表現(xiàn)最優(yōu)，Asterisk和Yate平臺性能相近。

五、結(jié)論

與商用方案相比，企業(yè)自建軟交換電話網(wǎng)絡(luò)，不僅組網(wǎng)方式靈活，支持用戶容量大，而且終端類型多樣，可以采用智能電話、PC機(jī)、智能手機(jī)、平板電腦等終端。通過構(gòu)建低成本跨地域的軟交換網(wǎng)絡(luò)，為中小型企業(yè)的語音通信節(jié)省大量市話和長途費用。