前言
随着光网络的飞速发展和数字传输技术不断取得重大应用突破，原来在数据通信网中被视为应用瓶颈的带宽和服务质量等问题一一得到解决，推动IP语音业务的飞快发展。在传统电信业中一直采用"电路交换"的技术线路，语音业务仍占绝对主导地位，随着数据业务占电信业务比重的不断增加，电信网络基础结构正在发生本质的变化。这时候统一采用IP网络，语音和数据传输在同一线路上统计复用，更高效地利用了线路带宽，而且省掉了昂贵的长话费，为企业节省了大笔的开销，提高了带宽利用率，对总带宽的要求也有所降低，管理时只需要对IP网络进行管理即可。
通过对目前北京水利系统业务发展形势和实际情况的综合分析，并结合现在网络通信的发展状况，迈普（四川）通信技术有限公司提出一个针对北京水利系统全系统范围内IP语音实现组网的解决方案，实现北京水利局网络增值的要求。方案从技术层面就如何在北京水利局现有网络构架上铺设遍布全系统的IP语音网络，为整个水利局的用户提供一个方便、实用的网络增值服务做一一阐述。
1.网络现状及需求分析1.1现行网络结构及应用
首先来看北京水利局现有网络的模式，简单网络模式如下：
1.2现行网络结构分析
目前，北京水利局在北京市一共具有包括密云水库管理站、官厅水库管理站、水文站等在内的十二个分支机构，每一个分支机构与北京水利局信息中心通过自己专有的数据传输专网相连，数据传输网络模式已经非常成熟了，但是在语音网络这一块，语音网络全部采用的是PBX交换机下挂分机连入PSTN或者申请几根外线直接连PSTN，这样所有的语音都是通过PSTN传输的，语音网络与数据网络是完全分开的。
局域网：北京市水利局网络中心以及下面包括水文站、密云水库管理站、官厅水库管理站各分支机构都采用星型结构，设备主要都是采用Cisco公司的交换机；
广域网：现在已有的广域网的结构是北京市水利局网络中心－各分支机构两级结构，通道为2M E1专线，设备主要有CISCO公司2600系列路由器，网络路由协议采用静态默认路由。
1.3应用需求分析
目前进行的网络改造要实现IP语音接入，实现自己专网内通话"0"话费，实现网络的增值。经过规划，每个分支机构实现30线话音的接入，那么一共就会接入360线IP话音，而且各个分支机构与信息中心机房的接入采用2M的接入，带宽完全够用。
由于北京水利局的数据专网网络结构已经非常成熟，因此该方案的设计完全是在原有基础上进行设计，不会破坏原有网络结构，并且具有合理的性价比。
2.应用方案设计分析2.1方案设计原则
根据网络标准化设计原则，结合水利局的网络结构特点，考虑网络的扩展性，本次网络方案设计的征循以下设计原则：
1．扩展性
在一个网络上考虑网络增值业务，必须在增值业务上要考虑到今后的扩展性，包括硬件的扩展性和功能的扩展性，包括方便的增加IP电话、内部模拟话机或外部PSTN接口，以满足不断发展的网络互联需求。迈普IP语音网关坚持模块化与标准化设计，紧跟技术发展方向，持续推出新的话音模块和传输模块，模块采用了标准化设计，具有可替换性。迈普IP语音网关IOS坚持采用国际标准的H323语音协议，同时也采用了一些通用国际话音压缩标准，具用很好的兼容性。迈普公司拥有完全的自主知识产权，紧跟网络技术的发展，不断扩充新的技术与功能，使IP语音网关具用非常好的扩展性，能够满足客户对新技术新应用的不断需求；2．科学性
语音网络方案设计要求依据科学规范化的设计要求，保证整个网络结构的科学性。提供的网络方案严格遵循网络设计规范要求，采用层次化结构化设计，使设计的网络层次分明，结构分明；
3．稳定可靠性
语音网络的稳定性和可靠性是一个语音网络能够投入使用的基础，也是用户最关心的问题之一。迈普提供的设备采用的技术是最新最成熟的技术，完全遵循国际标准、国家标准，在功能的实现上是成熟和稳定的，和其他设备具用完全的兼容性。提供的设备在国内外众多行业中得到了广泛的应用，在众多的语音网络中发挥重要作用。同时提供语音网络的整套解决方案，提供了话音管理、语音计费、网守、IP语音网关、数字IP电话等所用产品，完全可以保证语音网络稳定可靠性；4．可达性
设计的IP语音网络方案能够使每部电话达到任何一台其他的电话上，呼叫接通时间<5秒；5．完善性
设计的IP语音网络方案方案能够使设备部署到整个北京市水利网络任何一个地方；6．管理和计费
在语音网络建成后，语音设备的管理将成为最重要的日常工作。迈普IP语音网关和网守以及数字IP电话支持SNMP协议。迈普公司能够提供全面第三方IP语音管理软件MyPower VCM2000，可以完成对迈普语音设备的全面管理，包括对IP语音的计费。
2.2设计目标
改造后的北京水利局IP语音网络结构应该达到以下设计目标：
1、利用现有网络资源，实现北京市水利局信息中心和12个分支机构的IP语音相互通话，使得自己专网内通话费用达到"0"话费。
2、实现北京市水利局信息中心的IP语音电话与北京市PSTN的话音互通。
3、实现12个分支机构的IP语音电话与当地PSTN的话音互通。
4、实现12个分支机构的IP语音电话与北京市PSTN的话音互通，并且实现话音计费为北京市话计费。
5、在北京市水利局信息中心实现对整个IP语音设备的管理，实现整个网内IP语音通话的计费。
2.3产品关键点分析1．网络设备的软件特性
不同网络设备厂商所提供的不同网络设备之间，如何比较其优劣？我们坚信，网络设备的软件特性将是决定其性能的一个重要因素。
2．网络设备的处理能力
完善的硬件平台，强大的处理芯片所带来的强大的数据处理能力，为网络设备各种软件特性的实现和以后的升级扩展提供有力的保障。
3．网络设备的转发能力
网络设备强大的处理能力，加上网络设备优良的软件特性，可以决定网络设备的转发能力，而转发能力应该是用户关心的一个重要的性能指标。
4．网络设备的兼容能力
不同网络设备之间如何能更好的协调工作，这就要求网络设备具有良好的兼容性，兼容各种国际标准和业界通用标准。
5．网络设备模块化的体系结构
当今网络产品，模块化已经不是一种特色，而是衡量网络产品的一种标准，完全模块化的体系结构所带来的好处是不言而喻的：方便升级、易于维护……
6．完善的网管和计费
完善的网管和计费平台，可以为用户提供配置、性能、故障、安全、计费等多个管理领域，采用简单易学的图形化界面，为用户管理网络，优化网络性能提供最大的方便。
3.解决方案介绍
3.1整体解决方案
3.1.1解决方案网络拓扑图
整体解决方案网络拓扑图如下：
3.1.2方案分析1．北京水利局信息中心
要实现IP语音的接入和通话，首先需要在北京水利局信息中心放置一台网守MyPower VGK2000，网守是多媒体（H.323）网络的智能控制点，监视端点和网关，将H.323地址（比如E.164电话号码）转换成IP地址，或者将电话号码解析成网守中已经注册终端的IP地址或者通过查询其它的网守获得终端要查询的H.323地址对应的IP地址。网守MyPower VGK2000提供一个百兆以太口，因此只需要挂在北京水利局信息中心内部以太网下即可。
要实现北京水利局信息中心"落地"到北京市PSTN，还需要在北京水利局信息中心放置一台IP语音网关MyPower VG2000，实现模拟话音与数字话音的转换和双方呼叫通话时数字呼叫信令和模拟呼叫信令的交互，该网关接入方式在数据网端提供了一个百兆以太口，直接挂在北京水利局信息中心内部以太网下，在PSTN网端采用RE1和北京水利局信息中心的PBX交换机E1口相连，走E1中继，提供了30路话音的呼入和呼出，并且在该IP语音网关上可以内置VOP模块，在VOP模块下直接挂模拟电话就可以实现IP电话机的扩展，而且号码设置完全可以和PBX交换机下挂的分机号码编排相一致，这样就完全保证了该交换机下面所挂的分机结构和分机号码没有丝毫改变。
要实现对整个IP语音网的计费，还需要在北京水利局信息中心放置一台计费管理服务器，该服务器上安装迈普通信为客户量身打造的NetSmart IP语音专业计费软件，实现对整个IP语音网络的计费管理。
2．北京水利局分支机构对于分支机构的IP语音接入，主要分为两种接入模式：
模式一：该接入模式和北京水利局信息中心的IP语音网关接入模式一样，同样是用一台IP语音网关在数据网端提供了一个百兆以太口，直接挂在该分支机构内部以太网下，在PSTN网端采用RE1和该分支机构的PBX交换机E1口相连，走E1中继，提供了30路话音的呼入和呼出，实现了IP语音"落地"到当地PSTN，并且在该IP语音网关上可以内置VOP模块，在VOP模块下直接挂模拟电话就可以实现IP电话机的扩展，而且号码设置完全可以和PBX交换机下挂的分机号码编排相一致，这样就完全保证了该交换机下面所挂的分机结构和分机号码没有丝毫改变。
模式二：该接入模式是解决北京水利局分支机构没有PBX交换机的，在数据网端接入也是一样，IP语音网关提供了一个百兆以太口，直接挂在该分支机构内部以太网下，在PSTN网端接入与模式一不同，是在IP语音网关上通过VOS模块接外线实现IP语音"落地"到PSTN，当然也可以在该IP语音网关上可以内置VOP模块，在VOP模块下直接挂模拟电话就可以实现IP电话机的扩展。
3．北京水利局拨号机制
首先包括北京市水利局信息中心和北京市水利局分支机构在内的十三个点每一个点的IP语音网关注册一个从00至12的技术前缀到网守，也就是比如北京市水利局信息中心为00，密云水库为01，官厅水库为02……一直到水文站为12，技术前缀作为"落地"到PSTN的识别前缀，比如下面任何一个IP网内的话机或者PBX交换机下挂的话机呼叫北京PSTN的电话66214322，则拨打号码0066214322，呼叫北京移动手机号码139xxxxxxxx，则拨打号码00139xxxxxxxx，以此内推，拨打下面分支机构PSTN的号码或者当地移动手机号码就是在原来拨打号码前加上该技术前缀即可。
其次，实现网内呼叫也非常简单，采用模式一的本机构内分机相互拨打保持原来拨打机制不变，采用模式二的本机构内分机相互拨打也比较简单，直接拨打网关下挂话机注册到网守的号码即可；采用模式一的机构内话机拨打采用模式二的机构内话机，则拨打"E1中继号＋技术前缀＋分机号"，采用模式二的机构内话机拨打采用模式一的机构内话机，则拨打"技术前缀＋分机号"，而都是采用模式一的机构内话机相互拨打，比如北京水利信息中心拨打下面一个采用模式一的分支机构，就是拨打"E1中继号＋技术前缀＋分机号"。
最后，PSTN电话打进IP网内，采用模式一的当地PSTN打进网内，首先拨外线号码，拨通以后听到二次拨号音以后，再拨"E1中继号＋技术前缀＋被叫号码（包括网内分机号或者PSTN电话号码）"；采用模式二的当地PSTN打进网内，同样首先拨外线号码，拨通以后听到二次拨号音以后，再拨"技术前缀＋被叫号码（包括网内分机号或者PSTN电话号码）"。
以上是对该方案的一个简单说明，整个方案中使用的产品将在下一段重点进行讲解。
3.2方案关键点解析1．网络的高效稳定性
迈普IP语音网关MyPower VG2000，是真正高性能硬件处理平台，专用MP860T高性能CPU，确保处理和升级能力，即使面对未来高速网络，也能轻松应付。
2．网络的可管理性
迈普NetSmart专业IP语音计费软件，功能强大，可扩展性强，配合良好支持计费认证协议的IP语音设备，使得对整个IP语音网络具有强大的计费管理功能。
3．网络的层次性
整个设计的网络层次分明、结构清晰，一目了然。
4．网络的最小改变性
整个网络在原有的网络结构上进行设计，既满足了业务发展的需要，达到了网络改造的目的，又没有改变原来网络结构，大大减少了改造难度，并充分保证了扩展性，对于未来的网络升级也变得很容易。
5．IP语音设备的软件特性
MyPower VG2000 IP语音网关支持的以太网接口：
IEEE 802.2 (LLC), IEEE 802.3 (Ethernet)；
MyPower VG2000 IP语音网关支持的E1接口：
ITU-T G.703 (1999；
MyPower VG2000 IP语音网关支持的路由协议：
静态路由、RIP v1 and V2 (RFC 2453)、OSPF、IRMP。
MyPower VG2000 IP语音网关支持的信令中继协议：
Analog - CO Trunk,，E&M，CAS（中国一号）；
E1 ISDN PRI (AT&T Custom, NI-1 and NI-2)；
MyPower VG2000 IP语音网关支持完善的安全机制：
支持配置命令分级保护，确保未授权用户无法侵入IP语音网关
防火墙
PAP/CHAP验证
MD5
NAT网络地址隐藏
RADIUS验证
IPSEC/IKE数据加密
SHA-1
TACACS验证
DES
Triple-DES
MyPower VG2000 IP语音网关支持完善的VOIP信令协议：
ITU-T H.323, H.225.0 (RAS and Q.931), H.245, H.450.x
MyPower VG2000 IP语音网关支持完善的语音编码和语音压缩：
G.711、G.723、G.729、RTP/RTCP；其他
支持SNMP网络管理。
综上所述，迈普IP语音网关在软件功能方面支持非常全面，能够为用户提供完备的性能支持。
