（字数：4454 页数：9）摘要 VoIP 及H.323 协议是当前国内外研究与应用的热点。本文从VoIP 与H.323 协议入手，通过对一个小型VoIP 系统应用需求的分析，提出了系统的初步设计方案，并分别对这个小型的VoIP 系统的软件和硬件部分提出了具体的设计和实现，最后一部分是使该系统实用化的后续开发要求。

关键词：VoIP H.323协议,网关, 网守

一、引言
100 多年以来，基于电路交换技术的电话业务始终是电信业的主流。但随着计算机和宽带网络技术的发展，特别是Internet 的日益普及，使得IP(Internet Protocol) 无可争辩的成为未来信息网络的支撑技术，基于TCP/IP 的网络技术已开始进入电信领域，其突破口选择了电话业务，它使用计算机网络的分组交换技术来进行话音通信，VoIP(Voice Over IP) 就是这样一种基于IP 的、满 足话音通信需求的新型解决方案。
20 世纪90 年代后，随着Internet 在全球范围内的兴起和话音编码技术的发展，VoIP 获得了突破性的进展和实际应用，而且正在逐步占领传统电话业务的市场，所有这些都是由VoIP 所具有的独特应用优势所决定的：价格低廉；可以非常灵活的提供多种增值业务；特别适合被企业用来建立高效的企业综合应用服务平台；有利于运营商开拓新的业务市场；能直接推动宽带网络技术的发展。

二、相关关键技术概述
（一）H.323 协议概述
1996 年，ITU-T 通过了H.323 协议，即局域网上支持可视电话通信的网络协议。该协议的推出，极大的推动了VoIP 的发展，使之有可能而且已经进入了公用电话网服务，H.323 协议已成为VoIP 的公共规范，也成为各厂商设备互通的技术依据。
H.323 协议包括一系列的协议，如呼叫控制协议、媒体控制协议和音频、视频编码协议等，这些协议规定了详细的技术内容和控制过程，它们共同组合起来构成了分组网多媒体通信的技术标准。
H.323 协议栈结构如图1 所示。
下三层为分组网络的底层协议，传输层包括两类协议：不可靠协议UDP 与可靠协议TCP，前者用于传送实时的话音和视频信息以及相关的协议信息，后者用于传送数据信号以及呼叫信令和媒体控制协议信息。H.225.0 和H.245 是H.323 协议中的核心协议，前者用于呼叫控制，后者用于媒体信道控制。
（二）一个小型的VoIP 系统的设计思路
1. 小型VoIP 系统的应用需求
虽然VoIP 已经进入公共电话网服务，但其作为企业内部综合服务平台支撑技术的潜力却日益显现出来。小型VoIP 系统引入企业内部网后，可以将原有的数据网与电话网二网合一，可以很容易的在已有的数据网的平台上加入电话网功能，构筑计算机电话集成(CTI) 系统，这样将极大的改善企业内部的工作方式，提高协同工作的效率。企业采用小型VoIP 系统的另一好处是可以取代传统的PBX，降低设备运行维护成本，目前LAN 产品的价格远远低于PBX 的价格，这也是促使企业用VoIP 系统取代PBX 的原因之一。大型企业或拥有内部庞大网络的群体(如军队、铁路、公安、石油、煤矿)等还可以利用Internet 提供的虚拟专网服务构建其分布式的内联网，在其上开通VoIP 电话服务，从而节省大量的费用。以上是对小型VoIP 系统的应用需求分析。
2. 系统的初步设计思路
我们的这个小型VoIP 系统主要按照应用于企业内部网的原则进行设计。为了满足与其它厂商设备之间的互通以及后续开发的需要，我们决定实现一个部分符合H.323 协议的系统。根据H.323 协议所建议的系统结构，我们决定实现终端、网关(Gateway) 和网守(Gatekeeper) 这三个H.323 实体，其中终端和网关两个实体的功能采用一个单一的网关设备来完成，这个网关设备将完成话音处理、话音信息与信令信息转换以及少量IP 话音通信协议这三部分的工作，网守实体的功能采用单一的网守设备来完成，这个网守设备将完成大部分IP 话音通信的呼叫管理协议以及网络管理、安全两方面的工作。
3. 系统的模块划分以及功能特性分析
根据上面的设计思路和指导原则，我们的这个小型VoIP 系统将由网关和网守两部分组成，其中网关模块具有下列特性：
. 支持实时话音通信；
. 具有10M/100M 的网络接口；
. 具有电话网接口(普通用户线和中继线)；
. 具有通过网络或RS-232 的主机系统配置和管理平台；
. 支持远程软件的升级；
网守模块具有下列特性：
. 灵活的编号体制；
. 灵活可扩展的呼叫控制和管理；
. 远程网管；
. 具有安全模块。
（三）VoIP 系统硬件部分结构设计与实现
1、硬件部分功能分析
先来分析VoIP 系统中的网关设备，话音处理一直是VoIP 中的关键技术，主要是解决两个问题：一是在保证一定话音质量的前提下尽可能降低编码比特率；二是在IP 网络环境下保证一定的通话质量。前者主要是话音编码技术，后者包括分组丢失补偿和回波抵消技术，目前市场上的VoIP 终端和网关设备大多采用硬件来实现上述两项技术，因此我们的这个小型VoIP 系统也决定用硬件来完成这一工作，网关设备的硬件模块除了完成上述工作外，还负责提供电话接口和网络接口的功能。
网守设备由于主要担负呼叫和网络管理方面的工作，所以相对于网关设备而言，硬件平台就显得不是十分重要了，而绝大部分功能由软件来实现。
2、网关设备硬件部分模块划分
根据上面对网关设备功能的分析，将网关硬件设备分为下列模块：
. 话音处理模块：完成低比特率话音编码、静音检测、分组丢失补偿、回波抑止等工作；
. 处理器模块：提供处理器功能以及相关外围设备功能；
. 网络接口模块：提供以太网接口功能；
. 电话接口模块：提供普通用户线和中继线接入功能；
. 其它模块：包括串口、Flash 存储等功能。
3．网关设备硬件部分实现方案
网关设备的实现中，最关键的是话音处理模块的实现，我们考虑采用AudioCodes 的AC4810xA-C 系列中的48105 话音分组(VoPP)单片处理器，可以提供多达5个独立的话音、传真和数据信道，能够完成可配置、低比特率话音压缩和传真中继功能，而且可以提供长途电话的质量，这样的话我们的网关设备可以接多达5个的电话接口，包括普通用户线和中继线。
处理器模块我们采用motorola 的MC68360 集成通信控制器，这种处理器由三个模块组成：一个CPU32+的核、一个系统集成模块和一个通信处理器模块，特别适用作为通信设备的处理器使用。以MC68360 为核心加上RAM，FLASH 及以太网口构成了我们网关硬件设备的处理器模块和网络接口模块。
由于电话接口模块与原有的电路交换设备类似，我们这里采用PCM 滤波编解码芯片8965 以及并行接入电路芯片8920，同时提供三个小插板：用户电路小插板、环路中继小插板和E&M 中继小插板。另外还必须设计一个大载板用于承载上述的各模块，同时提供电源转换功能。
关于网守设备的硬件，我们这里采用具有以太网接口的工控机来实现。

目录：

一、引言
二、相关关键技术概述
三、小结