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电话光端机在VoIP系统中的应用:优化语音服务质量

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电话光端机怎样接入VoIP:FXS/FXO、语音网关与媒体通路

浏览次数: 飞畅科技原创 作者:飞畅科技技术团队

电话光端机可以把模拟分机延伸到远端,却不会因为用了光纤就自动变成VoIP网关。要让模拟电话加入IP电话系统,需要真正支持语音编码、呼叫控制和IP媒体传送的网关。客户首先要确定:只是把线路送远,还是要把电话业务接入IP系统。两件事可以组合,但不能混为一谈。

光纤延伸与VoIP分别解决什么问题

普通模拟话机使用电话线路获得供电、振铃和话音通道。电话光端机在两端之间传送语音和线路状态,并在远端恢复电话接口。它解决的是距离、布线及传输环境问题,两端通常需要成对配套。设备内部可以使用数字编码,但“内部是数字的”不等于“对外就是IP电话”。

VoIP是通过IP网络承载话音。网关需要把模拟语音转换为网络可传送的媒体数据,还要让电话系统知道谁呼叫谁、何时接通和何时释放。客户已有网络、却只有模拟话机时,可以考虑带FXS接口的语音网关。客户已有模拟交换机,则还要确认接入的是分机口还是外线口,不能把所有RJ11接口当成同一种接口。

远端模拟电话经成对光端机延伸后接到语音网关,再进入IP电话系统
图1:一种模拟分机延伸与VoIP接入组合。FXS与FXO按角色配对;光纤段不因接入网关就自动成为IP链路。

一个明确的组合方案怎样接

设想厂区值班室距离机房较远,但机房已有IP电话系统。可把机房语音网关的FXS端口接近端电话光端机FXO端口,用成对光端机延伸,远端光端机FXS接模拟话机。这样网关仍负责IP接入,光端机负责把模拟接口条件送到远端。接口数量、端口角色、呼叫兼容性及两端设备配对都需要核对。

FXS可以理解为提供电话线路条件的一端,FXO则使用这条线路。直接连接两个供线端不是增加功能的方法。普通话机虽通常不在外壳标注FXO,但它在这条连接中使用线路。若现场是PBX外线口、专用数字分机或磁石话机,应重新按接口类型设计,不应套用普通模拟分机图。

另一个方案是在远端放语音网关,通过IP网络直接回到系统。如果远端已有可靠以太网,这可能不再需要电话光端机。但必须核对网络质量、供电、远端管理及安全策略。选择哪一种不是谁“更先进”,而是业务端点、现有资源和维护能力是否相符。

呼叫控制和声音为何是两条逻辑通路

以常见SIP系统为例,SIP是建立、修改和结束会话的控制协议。它传递呼叫请求、应答及媒体协商信息,不等于通话中的全部声音。声音通常由RTP承载,RTP把编码后的话音分成带有序号和时间信息的数据包,接收端再按节奏恢复播放。不同部署可能让媒体直接在终端之间传送,也可能通过服务器或边界设备转发。

因此,“能振铃、能接通”只证明部分呼叫控制成功,不证明媒体两方向都通。防火墙、地址转换、路由或媒体地址协商不正确,可能造成单向无声。反过来,光端机的传输灯亮,也不能证明网关已在IP电话系统注册或号码路由正确。两段都要测试,不能把一个指标当成整条通话的结论。

语音网关中模拟接口进入编解码电路,SIP控制与RTP媒体分别连到呼叫系统及终端
图2:控制与媒体的通用示意;媒体直达只是示例,并非所有系统都采用相同路径。

怎样理解延迟、抖动和丢包

语音编码、分包、网络转发和播放缓冲都会引入时间。抖动指数据包到达间隔的变化,接收端可用缓冲吸收一定变化,但缓冲增大也会增加等待时间。丢包意味着部分语音信息没有到达,终端可能进行补偿,却不能保证完全恢复原始声音。更换成光纤并不会自动消除IP网络的排队和拥塞。

编码速率只是话音数据的一部分,线路还承载协议头和链路开销。并发容量还受网关端口、处理资源、授权和网络条件影响。不能把端口数量乘一个语音速率就宣布网络一定足够,也不能把普通电话光端机描述成自带任意QoS调度。是否有语音优先、回声处理或安全传送,应查对应设备和系统功能。

光纤段有实际损耗,收发功率必须在设备允许范围内。电话侧仍有铜缆和电源,可能受到接地、浪涌、接触不良或布线干扰影响。光纤的抗电磁耦合优势不等于整个系统绝对无干扰,更不等于零延迟或不需要维护。

按边界排查,比一次改很多参数有效

先让正常模拟话机直接接网关FXS端口,验证注册、拨号、双向通话与挂机释放。若直接连接就失败,应先处理网关、号码路由和IP系统,而不是继续换光纤。直接连接正常后再插入成对电话光端机,对比同一号码和同一业务过程,便可缩小故障边界。

插入光端机后没有拨号音,检查FXS/FXO角色、端口对应和线路状态传送。能拨号却远端不振铃,分别确认网关是否发起相应线路动作,以及光端机是否恢复该动作。接通单向无声时,同时查看模拟话路方向和IP媒体收发情况,不能只凭现象认定某一根光纤坏了。

声音断续而呼叫状态稳定,应记录问题是否随并发增长,并查看IP丢包、抖动及资源情况。不要为了排查关闭全部防火墙或把网关直接暴露公网;由管理员按系统文档检查必要的路径和访问范围。更改前备份配置,每次只改变一个条件,避免把暂时恢复误当成根因已解决。

从一条通话到完整验收

逐通道记录网关端口、号码、近端光端机端口和远端话机。测试两方向呼叫、接听、声音与挂机释放,再进行设计要求下的多路并发。DTMF是拨号时的双音多频信号,网关与IP系统可能采用不同的传送方式,自动语音菜单需要单独验证,不能仅凭普通讲话正常判断。

来电显示、传真、断网告警和恢复后的重新注册也要按需求验收。供电失效时的应急通信应另外设计,不能假定普通设备具备断电直通。所有恢复时间、质量指标和兼容性结论应来自型号资料及现场记录,不使用虚构改善比例。

飞畅产品应放在正确的环节

飞畅FCP-O16/FCP-S16桌面型电话光端机资料说明FXO接交换机、FXS接电话,适合作为核对模拟接口延伸的入口。这不能证明它具有SIP注册或RTP网关能力。采购VoIP方案时,应另行确认网关型号、支持协议和系统兼容清单;本文不把其它厂商网关功能移植到飞畅光端机。

资料说明:通用接口与呼叫过程参考Cisco模拟端口说明,IP网关边界参考Cisco通信网关资料。配图为通用示意,不是具体产品内部结构或实测网络。本文纠正“光纤延伸天然等于VoIP接入”的原文表述。

从旧PSTN或PBX迁移时,先保留哪些业务

先盘点模拟分机、号码、传真、门禁或报警拨号设备及特殊接口,明确哪些保留、哪些改成IP终端。保留普通模拟电话时,可由兼容的FXS语音网关提供线路,再用匹配电话光端机延伸至远端;光端机负责运输,网关负责与SIP系统对接。旧PBX外线口与分机口角色不同,不能按机箱位置选接口。运营商认证、号码迁移与接入权限另需按实际服务办理,光纤连接不自动替代这些条件。

迁移宜先测试一条非关键业务,再在批准窗口分批切换,并保留可用的回退接线、配置和替代通信。传真、报警拨号和特殊信令单独验收,不从普通通话成功推导全部兼容;断电时也不能默认光端机有旁路。比较投资与维护成本应使用本项目配置和测试数据,不引用无出处的收益百分比。完成后再停用旧链路,避免表面拨号成功却丢失关键通知业务。