基于Ｈ．３２３協(xié)議實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)嵌入式語音通訊

張學(xué)軍

摘要：隨著企業(yè)局域網(wǎng)的發(fā)展和完善，以投資少、不改變當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，低廉的運(yùn)行維護(hù)成本為指導(dǎo)思想，基于H 323協(xié)議棧。采用獨(dú)立固定IP方式，實(shí)現(xiàn)嵌入式語音信息傳輸。在增加生產(chǎn)指揮通訊渠道的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)通話零話費(fèi)，降低經(jīng)營成本。

關(guān)鍵詞：H.323；局域網(wǎng)；語音通訊

1引言

隨著企業(yè)信息化的發(fā)展，采用光纖和微波為傳輸介質(zhì)，星型與總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相結(jié)合的TCP／1P網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在油田各二級(jí)單位相繼建成，極大地促進(jìn)了油田的各項(xiàng)管理工作上水平。但是油田的基層站點(diǎn)大多分布較廣，地處偏遠(yuǎn)，使用市話進(jìn)行信息溝通，不但手段單一，而且成本高。為了有效地利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源。增加生產(chǎn)指揮的通訊渠道，保證安全生產(chǎn)，降低經(jīng)營成本，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)語音傳輸，對(duì)于點(diǎn)多、面廣、線長的企業(yè)通訊保障是必要的和可行的。

2設(shè)計(jì)思想

利用企業(yè)局域網(wǎng)信道實(shí)現(xiàn)嵌入式語音傳輸應(yīng)以投資少。不改變當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，脫離使用計(jì)算機(jī)作為終端進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換模式為目標(biāo)。采用局域網(wǎng)私有固定IP方式，進(jìn)行系統(tǒng)終端接入，方便遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理和故障排查。

主要特點(diǎn)：

(1)對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)無需更改，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。

(2)與現(xiàn)有通訊系統(tǒng)并行，提供語音通訊新途徑。

(3)通話時(shí)間任意長，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)通話零話費(fèi)。

3系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1H.323協(xié)議

H.323協(xié)議是國際電信聯(lián)盟(ITU-T)指定的包交換網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行多媒體通信的框架協(xié)議。該協(xié)議位于傳輸層之上，主要負(fù)責(zé)UDP和TCP的通訊調(diào)度、數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的管理，支持在局域網(wǎng)、城域網(wǎng)以及廣域網(wǎng)上進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻、音頻及數(shù)據(jù)傳輸。

在H.323通信協(xié)議框架中，H.323協(xié)議?？梢苑只癁閹讉€(gè)功能模塊：傳輸模塊、RTP／RTCP媒體傳輸模塊。H.225.0 RAS協(xié)議模塊、H.225.0呼叫控制模塊、H.245控制信令模塊、H.323管理模塊。

3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

嵌入式網(wǎng)絡(luò)語音傳輸系統(tǒng)由嵌入式語音交換系統(tǒng)和若干嵌入式語音轉(zhuǎn)換器組成，以RJ45接口方式接入網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。通過系統(tǒng)管理、語音采集、壓縮、網(wǎng)絡(luò)傳輸。解壓、聲音回放以及模擬電話呼叫等過程，實(shí)現(xiàn)語音傳輸。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)連接如圖1所示。

3.3嵌入式語音交換系統(tǒng)和嵌入式語音網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器

嵌入式語音交換系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)局域網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)若干個(gè)嵌入式語音轉(zhuǎn)換器的管理，包括IP地址管理、通信端口以及電話到IP的轉(zhuǎn)換。

嵌入式語音網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器采用H.323協(xié)議族實(shí)現(xiàn)采集語音信號(hào)、壓縮、網(wǎng)絡(luò)傳輸、解壓、聲音回放以及模擬電話呼叫過程(摘機(jī)、撥號(hào)、響鈴、通話、掛機(jī)等)。嵌入式語音網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器采用標(biāo)準(zhǔn)H.323協(xié)議族結(jié)構(gòu)如圖2所示。

4網(wǎng)絡(luò)語音信息交互實(shí)現(xiàn)

4.1注冊(cè)過程

RAS：H.225 0IRAs認(rèn)證／接受，狀態(tài)(Regisration／Admission／Status)，RAS信令提供如下功能：

(1)允許嵌入式語音交換系統(tǒng)管理嵌入式語音轉(zhuǎn)換器。

(2)允許嵌入式語音轉(zhuǎn)換器向嵌入式語音交換系統(tǒng)提出各種請(qǐng)求，如認(rèn)證請(qǐng)求、接受請(qǐng)求和帶寬調(diào)整等請(qǐng)求一

(3)允許嵌入式語音交換系統(tǒng)響應(yīng)嵌入式語音轉(zhuǎn)換器的請(qǐng)求，接受或拒絕提供某項(xiàng)服務(wù)，如認(rèn)證許可、帶寬調(diào)整和地址解析等。

嵌入式語音網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器加電啟動(dòng)時(shí)，通過H.225.0 RAS信令向嵌入式語音交換系統(tǒng)發(fā)送RRQ注冊(cè)請(qǐng)求。當(dāng)嵌入式語音交換系統(tǒng)接收到合法的注冊(cè)信息后，返回RCF確認(rèn)消息。否則返回RRJ拒絕信息。

4.2呼叫過程

H.225.0呼叫信令：是用來在兩個(gè)嵌入式語音轉(zhuǎn)換器間建立或釋放一個(gè)呼叫信令連接。它采用了Q.931(ISDN呼叫信令)，并加上了一些適合分組交換網(wǎng)的特定內(nèi)容。

4.3呼叫控制

H.245媒體控制信令：媒體傳輸時(shí)，有很多配置需要調(diào)整。需要協(xié)商發(fā)送方的發(fā)送特性和接收方的接收特性，需要打開或關(guān)閉某邏輯傳輸信道，需要實(shí)時(shí)控制媒體流。

4.4語音傳輸

在H.323協(xié)議棧中，RTP／RTCP是運(yùn)行在無連接的UDP傳輸層上，以提高媒體傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。

(1)RTP：實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議Real Time Transport Protocol

RTP為數(shù)據(jù)提供了具有實(shí)時(shí)特征的終端對(duì)終端傳送服務(wù)，如在組播或單播網(wǎng)絡(luò)服務(wù)下的交互式視頻音頻或仿真數(shù)據(jù)。

(2)RTCP：實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議Re-al-timeTransportControlProtocol

RTCP和RTP一起提供流量控制和擁塞控制服務(wù)。在RTP會(huì)話期間，各參與者周期性地傳送RTCP包。RTCP包中含有已發(fā)送的數(shù)據(jù)包的數(shù)量、丟失的數(shù)據(jù)包的數(shù)量等統(tǒng)計(jì)資料，因此，服務(wù)器可以利用這些信息動(dòng)態(tài)地改變傳輸速率，甚至改變有效載荷類型。RTP和RTCP配合使用，能以有效的反饋和最小的開銷使傳輸效率最佳化。

4.5呼叫釋放信令交互(如圖3所示)

5應(yīng)用推廣情況

由于設(shè)備安裝方式簡便，不改變?cè)芯钟蚓W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，直接通過RJ45接口連接到網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備上。每個(gè)終端擁有獨(dú)立的IP地址，和原有的網(wǎng)管平臺(tái)互相兼容，方便管理。并且客戶可以根據(jù)自己的實(shí)際需求任意設(shè)置電話號(hào)碼，方便記憶和使用。

目前在油田集輸單位基層站點(diǎn)和部分機(jī)關(guān)生產(chǎn)值班崗位得到很好的應(yīng)用。從一段時(shí)間的使用情況看，系統(tǒng)語音清晰，無延時(shí)。實(shí)現(xiàn)通話零話費(fèi)，節(jié)省了成本開銷，起到了網(wǎng)絡(luò)語音通訊的作用，為生產(chǎn)信息溝通提供了有效的保障。同時(shí)，也為下一步視頻同步傳輸?shù)於嘶A(chǔ)。