企業級軟電話網絡的構建研究

劉天雷+陳碩+陰法明

【摘要】電話交換網絡已經從PSTN架構轉變為VoIP架構，企業級電話網可以采用IPPBX為核心組建。利用開源軟件自建電話網，具備容量大、成本低、網絡靈活的特點。分析三種主流軟交換平臺的技術特點，通過測試比較其性能，為企業選擇合適的建設平臺提供借鑒。

【關鍵詞】軟交換 IPPBX 電話網

一、引言

隨著VoIP技術的成熟，目前電信運營商正在逐步淘汰程控交換設備，電話交換技術已經從程控交換轉變為軟交換技術。公共電信網交換技術的轉變，同樣影響到企業網，企業級電話通信網逐步從PBX架構向IPPBX架構轉變，并與辦公系統集成，形成融合通信系統。企業級電話網絡采用軟交換技術以后，在技術上帶來以下改變：交換技術從電路交換變為軟交換；呼叫控制協議從7號信令轉變為SIP協議；傳輸線路從雙絞線轉變為網線，支持無線接入；交換設備從程控設備轉變為通用計算機平臺。

企業構建電話通信網可以采用專用IPPBX交換機，也可以采用計算機平臺和開源軟件構建。前者服務質量穩定，但是設備、用戶授權和服務價格較高；后者可靠性相對較低，但如果方案得當，也可以取得不錯的效果。論文圍繞第二種方案，研究電話網絡的架構，軟件平臺的選擇，電話網絡的測試方法，為自行建設企業級電話通信網提供參考。企業級軟電話網絡使企業用戶可以進行零費用通話，私密性較好，無需支付傳統程控交換網或者電信軟交換網中的市話和長途費用，有效降低辦公成本。

二、企業級軟電話網絡架構

軟電話網絡的核心是IPPBX交換機，該交換機以SIP協議為呼叫控制協議，支持智能終端實現VoIP通話、視頻通話及其它增值業務；負責存儲用戶、中繼、呼叫路由、呼叫記錄、計費等數據；提供網絡管理功能。傳輸網采用IP網絡，以交換機、路由器為節點設備，以網線為傳輸介質。智能終端可以是SIP電話、電腦或者手機上安裝的客戶端軟件，采用有線或者無線WiFi的方式接入網絡。

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用進行分析。

（一）Asterisk平臺

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

（二）FreeSwitch平臺

FreeSwitch是采用MPL授權的開源IPPBX平臺，支持音頻、視頻、文本等信息的路由互聯。FreeSWITCH可在多個操作系統，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，可方便的與其他開源的PBX系統，如sipXec、Call Weaver、Bayonne、YATE或Asterisk進行對接。

（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基于互聯網語音協議（VoIP）和PSTN開發，可擴展性強，支持SIP、H.323、IAX、MGCP、Jingle、Jabber、E1、T1、ISDN PRI、BRI和SS7信令。Yate以C ++編寫，采用模塊化設計，允許使用腳本語言（如Perl、Python或PHP）來擴展其功能。

四、電話網絡測試

網絡測試采用SIPp工具實現。SIPp是一個測試SIP協議性能的工具軟件，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文件來模擬現場的SIP信令，以重現出現的故障，或者可以自定義SIP 協議以測試終端對某些方面的容錯或錯誤處理能力。SIPp能動態顯示測試運行的統計數據，如呼叫速率、信號來回的延遲，以及消息統計；周期性地把CSV統計數據轉儲，在多個套接字上的TCP 和UDP，利用重新傳輸管理的多路復用；在場景定義文件中可以使用正則表達式，動態調整呼叫速率。SIPp可以用來測試許多真實的SIP設備，如SIP代理，B2BUAs，SIP媒體服務器，SIP/x網關，SIP PBX，也可以模仿上千個SIP代理呼叫你的SIP系統。

測試主要分為兩步：模擬1000個用戶同時呼叫，并測試服務器負載狀況；滿足RFC3261規范的前提下，測試系統的最大并發呼叫數。經測試發現，FreeSwitch表現最優，Asterisk和Yate平臺性能相近。

五、結論

與商用方案相比，企業自建軟交換電話網絡，不僅組網方式靈活，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、智能手機、平板電腦等終端。通過構建低成本跨地域的軟交換網絡，為中小型企業的語音通信節省大量市話和長途費用。