簡述VoIP部署過程中各種要素

在不遠的將來，VoIP將成為大多數(shù)企業(yè)通信的主要方式。對于CIO來說，首先需要了解VoIP在企業(yè)應(yīng)用中的五大要點。對任何一種新興技術(shù)，商業(yè)科技從業(yè)者們的評價都一分為二，他們會一邊點頭一邊搖頭地說："很好，但是……".基于IP的語音技術(shù)(Voice over IP,簡稱VoIP)也不能免俗，首席信息官(CIO)也喜歡用利弊參半這個詞來形容它。的確，VoIP能降低通話成本，不過整個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)卻過于復(fù)雜和昂貴，對此，商業(yè)科技領(lǐng)袖需要慎重權(quán)衡。然而VoIP仍有兩大特點與眾不同：被企業(yè)接受速度之快與實施風(fēng)險之大。

根據(jù)《InformationWeek》最新的調(diào)查顯示，有39%的公司部署了VoIP,還有33%的企業(yè)表示將在接下來的幾個月中部署這一技術(shù)，僅有12%的公司說沒有實施VoIP的計劃。但是，企業(yè)引入VoIP的原因大相徑庭，降低通話成本是最大的原因(有三分之二的企業(yè)是出于這個原因)，不過，還有許多企業(yè)號稱是出于對高價值回報的考慮：41%的公司表示，可以借助VoIP建立一站式通信平臺，36%的公司則希望能通過集成語音和數(shù)據(jù)共享、視頻會議或者上線通知技術(shù)(Presence Technology)來增加公司協(xié)作。本文將重點探討如何在網(wǎng)絡(luò)IP通訊環(huán)境中成功部署VoIP應(yīng)用。

影響VoIP通話質(zhì)量的各種因素

VoIP即網(wǎng)絡(luò)電話，Voice over Internet Protocol,將模擬的聲音訊號引經(jīng)過壓縮與封包之后，以數(shù)據(jù)封包的形式在IP網(wǎng)絡(luò)進行語音訊號的傳輸，通俗來說也就是互聯(lián)網(wǎng)電話或IP電話。VOIP網(wǎng)絡(luò)電話，中文就是"通過IP數(shù)據(jù)包發(fā)送實現(xiàn)的語音業(yè)務(wù)",它使你可以通過互聯(lián)網(wǎng)免費或是資費很低地傳送語音、傳真、視頻和數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)。

用戶期望從VoIP通話中獲得類似于傳統(tǒng)語音網(wǎng)絡(luò)的通話質(zhì)量。這就對工程技術(shù)提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，因為IP網(wǎng)絡(luò)必須考慮IP電話通話傳輸過程中發(fā)生的封包丟失、延遲和抖動等現(xiàn)象對通話質(zhì)量的影響。引起封包丟失的原因很多，比如，以太網(wǎng)線錯誤和高度擁塞，這些現(xiàn)象會導(dǎo)致路由器緩沖溢出。延遲和抖動產(chǎn)生于聲音樣本的編碼、解碼和封包過程。這些因素綜合起來，又可能致使聲音失真，增加完全聽懂對方的難度。

可靠基礎(chǔ)架構(gòu)的重要性

為了減少此類間歇性質(zhì)量問題，企業(yè)必須擁有一個能夠支持區(qū)別化應(yīng)用的WAN基礎(chǔ)架構(gòu)。基于MPLS(多協(xié)議標(biāo)記交換)的VPN服務(wù)具有極高的可控性和靈活性，網(wǎng)絡(luò)管理者能夠借以實現(xiàn)對語音和數(shù)據(jù)流量的標(biāo)記和分類。如此一來，他們將能夠緩解網(wǎng)絡(luò)邊緣以及IP網(wǎng)絡(luò)瓶頸部分的鏈路擁堵效應(yīng)。該分類流程通過服務(wù)等級(CoS)隊列來區(qū)分應(yīng)用的端對端處理模式，實時應(yīng)用(如語音)將獲得高于非關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用(如電子郵件)的優(yōu)先級。與串聯(lián)式中心輻射型傳輸模式相比，MPLS提供了一種點對點網(wǎng)絡(luò)拓補結(jié)構(gòu)，有利于降低端對端延遲的總體水平。其安全性與傳統(tǒng)幀中繼服務(wù)相當(dāng)。提供啟用MPLS的網(wǎng)絡(luò)VPN的服務(wù)供應(yīng)商是成功部署VoIP應(yīng)用的關(guān)鍵一員。

服務(wù)質(zhì)量事關(guān)語音傳輸成敗

在過渡到VoIP環(huán)境的過程中，最大的技術(shù)挑戰(zhàn)莫過于確保服務(wù)質(zhì)量(QoS)，LAN和WAN皆是如此。與常規(guī)數(shù)據(jù)應(yīng)用不一樣，語音包對延遲和高封包延遲極其敏感。因此，VoIP網(wǎng)絡(luò)必須設(shè)計得當(dāng)、配置正確，盡量保證實時封包傳輸?shù)囊恢滦院透咝浴?/p>

在建立一個可靠的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)并明確QoS和CoS要求之后，則需采取一種全面的端對端實施模式。以下所列關(guān)鍵步驟旨在為成功部署"獻計獻策".

在過渡到VoIP環(huán)境的過程中，最大的技術(shù)挑戰(zhàn)莫過于確保服務(wù)質(zhì)量(QoS)。

關(guān)鍵步驟

1.評估網(wǎng)絡(luò)

通過網(wǎng)絡(luò)評估，可以確定企業(yè)網(wǎng)絡(luò)是否具備同時支持傳統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)用和VoIP應(yīng)用的能力。網(wǎng)絡(luò)管理者需要了解目前有哪些數(shù)據(jù)應(yīng)用運行在LAN和WAN之中，了解其運行時間以及其性能是否達到要求。為了全面了解個別性能要求，必須區(qū)分出各種不同的應(yīng)用類型。評估時可使用多種工具，包括數(shù)據(jù)采集軟件、網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)用軟件和流量探測軟件。

除此之外，還需明確語音流量需求。針對每個要部署VoIP的站點，確定WAN需要支持的通話峰值流量。

2.選擇VoIP編解碼器

VoIP編解碼器指企業(yè)LAN和WAN中的編碼器/解碼器，用于轉(zhuǎn)換模擬信號并對語音包進行編碼，以便通過IP網(wǎng)絡(luò)進行傳輸。有多種由不同CPE供應(yīng)商提供的編解碼器可供選擇。選擇編解碼器時需要考慮的首要因素是每次呼叫所消耗的帶寬量。G.711和G.729是企業(yè)VoIP部署中非常流行的兩種編解碼器;與通過G.729編碼的語音流相比，G.711音質(zhì)表現(xiàn)出色。

G.711通常用于不存在帶寬問題的LAN環(huán)境，帶寬需求約為80kbps,其中包括開銷帶寬。G.729通常用于帶寬有限的WAN環(huán)境，帶寬需求約為30kbps,其中包括開銷帶寬。

獲得高平均意見得分和R-因子測量值是確保音質(zhì)的關(guān)鍵。

3.計算指標(biāo)

必須實施端對端VoIP模擬，包括延遲、封包丟失和抖動指標(biāo)。在對音質(zhì)進行總體評估時，一般將這些指標(biāo)綜合起來考慮，這類評估包括R-因子或平均意見得分(MeanOpinionScore,MOS)。在語音通訊中，R-因子是對通過通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娜寺曎|(zhì)量進行的主觀量化測量[分值從1(最差)到100(最好)不等].MOS分值從1(最差)到5(最好)不等，通過一些經(jīng)過訓(xùn)練的聽者打分得出(但有些工具也可基于測量指標(biāo)值預(yù)測MOS分值)。有多種工具可用于實施這類測試。VoIP模擬測試應(yīng)以為各個站點確定的通話峰值流量為基礎(chǔ)。根據(jù)此類測試結(jié)果，可以確定各個站點的現(xiàn)有WAN端口是否預(yù)估得當(dāng)。

4.考察結(jié)果

上一步的結(jié)果有助于確定下列問題的答案：

整個LAN和WAN中的現(xiàn)有應(yīng)用能否達到性能要求?

LAN和WAN平臺中的延遲/抖動/封包丟失指標(biāo)是否符合VoIP所需闕值要求?

預(yù)估VoIP質(zhì)量(R-因子和MOS)是否符合提議環(huán)境的可接受指標(biāo)?

各個站點的WAN是否具備支持數(shù)據(jù)和VoIP峰值通話流量的能力?

如果上述問題的答案均是肯定的，請繼續(xù)執(zhí)行第5步。否則，請讓服務(wù)供應(yīng)商和/或CPE供應(yīng)商對問題進行評估并提供相應(yīng)建議。5.正確指派服務(wù)等級

為了確保實時語音應(yīng)用在與數(shù)據(jù)應(yīng)用同臺競爭時不受影響，必須正確指派CoS.提供QoS/CoS服務(wù)的MPLS服務(wù)供應(yīng)商，可協(xié)助您建立傳輸隊列并指派相應(yīng)帶寬。網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁堵時，傳輸隊列顯得尤為重要。

AT&T啟用MPLS的VPN網(wǎng)絡(luò)支持通過CoS傳輸隊列來區(qū)分以下幾種應(yīng)用：實時、突高(BurstyHigh)、突低(BurstyLow)和常規(guī)(BestEffort)。VoIP應(yīng)用屬于實時類，這類應(yīng)用被歸入優(yōu)先隊列，結(jié)果，語音包享有高于其他類別的絕對優(yōu)先權(quán)。

這是MPLS網(wǎng)絡(luò)邊緣處的一個"嚴格"預(yù)估隊列，因而必須遵循入站規(guī)則。為這類應(yīng)用分配帶寬時應(yīng)以網(wǎng)絡(luò)需要支持的忙時同步通話量為基礎(chǔ)。如果對該隊列估計不足，則可能導(dǎo)致無法撥打更多VoIP電話，或者使整體VoIP通話質(zhì)量下降。關(guān)鍵數(shù)據(jù)應(yīng)用(即業(yè)務(wù)應(yīng)用或延遲敏感度較高的應(yīng)用)被歸入首選數(shù)據(jù)隊列(突高/突低)。所有非關(guān)鍵數(shù)據(jù)應(yīng)用或未知應(yīng)用均應(yīng)歸入默認的常規(guī)隊列。

部署VoIP時需要考慮的其他因素

優(yōu)化WAN帶寬

WAN(Wide Area Network)-廣域網(wǎng)，是目前對網(wǎng)絡(luò)的一個劃分，網(wǎng)絡(luò)劃分最常見的是按網(wǎng)絡(luò)的作用范圍和計算機之間互聯(lián)的距離劃分，有廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)和城域網(wǎng)三種類型。WAN是覆蓋地理范圍相對較廣的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，它常利用公共載波提供條件進行傳輸。Internet就是一個巨大的廣域網(wǎng)。通常在路由器中會有一個WAN端口，也指接入Internet等相對更廣的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的端口。

在低速WAN網(wǎng)絡(luò)中部署VoIP會帶來更多問題。即使將語音包放入優(yōu)先隊列，語音包也有可能在數(shù)據(jù)包傳輸過程中到達。對于帶寬等于或低于768kbps的低速WAN連接，插入一個大型數(shù)據(jù)包所需時間也可能產(chǎn)生延遲，足以導(dǎo)致VoIP通話質(zhì)量下降。利用多鏈路點對點協(xié)議(MultilinkPoint-to-PointProtocol,MLPPP)技術(shù)，可將大型數(shù)據(jù)包分割成小數(shù)據(jù)包，從而解決這一難題，并使數(shù)據(jù)插入延遲保持在合理水平。通過壓縮實時協(xié)議(compressedReal-TimeProtocol,cRTP)對標(biāo)頭進行壓縮，可減少低速鏈路帶寬用量，節(jié)省更多網(wǎng)絡(luò)資源。

關(guān)鍵步驟

制定LANQoS策略

LAN擁有充足的帶寬(10Mbps、100Mbps)，對于突發(fā)型傳統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)用和實時型VoIP應(yīng)用，完全能夠應(yīng)付自如。然而，隨著LAN傳輸速率的增加，使用LAN集線器卻可能帶來額外的沖突。這又會導(dǎo)致封包丟失和抖動增加，結(jié)果使整體通話質(zhì)量受到影響。如有可能：

移除LAN中的集線器設(shè)備，用配有高速上行端口的100MbpsLAN交換機代替。

LAN交換機和路由器接口應(yīng)同時配對，以實現(xiàn)全雙工傳輸。雙工不匹配可能使封包損壞率偏高，并使VoIP通話質(zhì)量下降。

應(yīng)實施LANQoS策略，以確?；诰W(wǎng)絡(luò)的木馬和病毒攻擊不對VoIP性能造成影響。許多LAN交換機供應(yīng)商支持第2層QoS機制(802.1P)。

了解網(wǎng)址轉(zhuǎn)譯

網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT,Network Address Translation)屬接入廣域網(wǎng)(WAN)技術(shù)，是一種將私有(保留)地址轉(zhuǎn)化為合法IP地址的轉(zhuǎn)換技術(shù)，它被廣泛應(yīng)用于各種類型Internet接入方式和各種類型的網(wǎng)絡(luò)中。原因很簡單，NAT不僅完美地解決了lP地址不足的問題，而且還能夠有效地避免來自網(wǎng)絡(luò)外部的攻擊，隱藏并保護網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的計算機。NAT將自動修改IP報文的源IP地址和目的IP地址，Ip地址校驗