行业纵向网：IP语音通信的衍变

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（来源：港湾网络　作者：陈胜权 ）


　　1993年，金桥、金卡、金关这“三金工程”伴随着互联网技术的发展在中国诞生。随后的几年中，税务、工商、公安等关系到国计民生的行业均启动了纵向网络的建设，解决同一行业、同一系统内部，不同级别机构之间的数据互联，呈现出一片欣欣向荣的网络建设景象。纵向网络建设普遍租用电信运营商的广域网线路（FR、X.25），购置路由器完成纵向专网的组建，完成数据互联互通，使数据的统一与同步成为现实，办公效率得到了极大提高。
　　90年代后期，随着H.323、SIP、MGCP等语音协议的不断推出与成熟，面对高昂的长途通话费用，纵向网拥有者开始在网上开展语音和视频业务。视频业务需要专有MCU设备和视频终端的支持，从一开始就采用专有设备实现，路由器组成的纵向网只是起承载作用。对于语音业务，则经历了从最开始的路由器语音模块组网直到软交换体系组网三代的发展。

第一代：路由器语音模块组网时代

　　纵向专网的建设为各行业的发展提供了有力的帮助，同时拥有者们开始考虑把电话业务放到纵向网上来运行，以节省每月数万元的系统内部长途通话费用。这一愿望随着IP语音通信协议的发展逐渐成为现实，尤其是在1998年H.323 V2能够商用以后，网络设备厂商开始采用对路由器进行模块扩展的方式提供IP语音网络解决方案。这种组网模式提供了可实施的IP语音网络模型，能够降低通讯费用，解决各级机构之间长途通话费用高昂的问题。但这种增加语音模块的语音方案存在一些问题：
首先，路由器作为网络核心的数据转发设备，主要作用是数据的转发处理，语音业务的开展需要占用路由器CPU较多的资源，会影响路由器的性能，路由器处理能力的不足会导致整个系统稳定性下降并影响到网络中数据业务的正常开展；
其次，IP语音通信过程中的通话质量受IP网络影响很大，通常情况下必须在IP网络上针对IP电话部署一定的QoS策略才能保证一定的通话质量，当话音和服务质量部署并存在同一个传统路由设备上时，路由器性能的下降会影响到QoS策略的部署，从而影响IP语音通信的通话质量；
然后，由于在传统路由器上提供话音业务时必须在每一台提供语音接口的路由器上进行配置，使得网络的管理显得非常复杂，尤其是电话号码的管理，每一台路由器下面的用户电话号码发生变化或增加一个新的用户，都要对本台路由器进行配置修改，不止于此，还要对其他所有路由器进行号码的增加或修改，维护起来非常繁琐；
最后，路由器语音模块的方式普遍基于H.323协议实现语音通信，由于H.323是一个协议族，由不同的协议完成不同的功能，实现起来比较复杂，开发和生产成本都比较高，造成路由器语音模块造价过高，不适宜大规模推广；同时由于H.323协议是点对点的协议，使得组网规模有限，不适合大规模语音网络的组建；

第二代：专有语音网关组网时代

　　为了解决路由器语音模块组建语音网络时存在的问题，出现了专用的网关设备，这些独立的网关设备绝大多数还是采用H.323协议，例如GK、中继网关、接入网关、IP电话，这些设备物理上均独立于IP承载网络。专有语音网关设备独立组网的模式迈出了业务与承载分离的重要一步，解决了路由器语音模块组网的部分问题。业务与承载分离使路由器的负担降低，路由器只作为数据承载体，性能不再受语音业务的干扰；业务与承载分离也使路由器上的QoS策略得以比较好的部署，从而最大程度的保证语音通信的话音质量；业务与分离的组网解决了语音模块组网的部分问题，但由于其仍然全网采用点对点协议，伴随语音网络规模的加大，这种组网模式仍然存在一定的问题：
一方面，尽管GK解决了查号方面的配置问题，但由于在提供语音业务的设备上必须进行本地号码映射的配置，没有从根本上解决号码管理的问题，而且网络规模逐渐的扩大，整个语音网络的设计和管理仍然显得非常复杂；
另一方面，H.323协议在业务提供方面采用H.450协议实现，每增加一个业务要增加一个子协议，例如实现呼叫转移功能，所有的网关设备都要支持H.450.2协议才可以实现，每增加一种业务都要做相应的软件升级，业务的提供非常局限，升级比较繁琐。

第三代：软交换体系组网时代

　　在业务与承载相分离的IP语音通信组网趋势下，一直被运营商采用的软交换体系开始在纵向网的IP语音通信网络中使用。软交换以分组网为基础建设下一代公众网络，实现PSTN和新网的融合，目前已经在部分运营商实现了规模商用，开始为用户提供服务。在行业纵向网的IP语音通信系统中，为了解决传统语音解决方案存在的问题，更好的开展业务，主流数据通信厂商已经为行业纵向网提供量身制作的“电信级行业内部软交换IP语音通信” 平台。行业纵向网中软交换模式的IP语音通信组网解决了前两代语音组网在管理、业务和成本等方面的问题。
在管理上，传统的语音解决方案主要采用点对点的语音通信协议，这使得每个终端设备都比较复杂，管理、维护、配置都非常繁琐，尤其是电话号码的配置修改更是“牵一而动百”；软交换体系的IP语音通信解决方案采用电信智能网控制和业务分离的理念，对于数量最多的接入层设备采用点对多点的专有控制协议，呼叫处理过程均由中心设备来完成，电话号码的管理也由中继网关来统一完成，电话号码有变动需要改动的时候，只要在中继网关上进行简单的配置就可以完成，不需要再对其他任何网关设备进行修改，这样实现了电信级的电话号码统一管理，网管的复杂性大幅度降低，非常适合大规模IP语音通信组网；
在业务上，软交换控制与业务分离的理念使业务集中提供，由网关控制设备统一实现，这种组网模式本身就可以支持数十种增值业务，包括呼叫转移、呼叫等待、电话会议、权限控制等，有些功能传统语音解决方案是难以实现的，例如电话会议，要实现这个功能，传统的语音解决方案需要专门的混音设备，但混音设备的成本是比较高的，绝大多数厂商出于成本的考虑都不会支持这个功能。相比较而言，软交换体系的IP语音通信方案能够在不增加成本的前题下很好的支持电话会议的功能，可见，软交换体系的IP语音通信方案提供的业务类型远远高于传统语音解决方案。另外，IP语音通信组网具有非常强的业务升级能力，一方面，增加业务非常简单，只需要增加一些定义可以实现一种新的业务，另一方面，业务升级时只需要升级网关控制设备就可以，不需要对接入网关进行任何配置上的改动，节省了升级流程；在软交换体系的IP语音通信平台上可以开展智能网上开展的所有业务；

　　通过行业纵向网中IP语音通信发展的三个阶段可以看出，纵向网已经成为业务与承载分离趋势下“三网合一”的承载网。基于软交换体系架构的IP语音通信平台解决了传统语音方案中的管理问题、业务问题、成本问题等，使得语音的管理、业务提供均能达到电信级的标准。采用控制与业务分离思想，“构建电信级行业内部软交换IP语音通信网络” 已经成为行业纵向网IP语音通信发展的趋势。