企业级软电话网络的构建研究

刘天雷+陈硕+阴法明

【摘要】电话交换网络已经从PSTN架构转变为VoIP架构，企业级电话网可以采用IPPBX为核心组建。利用开源软件自建电话网，具备容量大、成本低、网络灵活的特点。分析三种主流软交换平台的技术特点，通过测试比较其性能，为企业选择合适的建设平台提供借鉴。

【关键词】软交换 IPPBX 电话网

一、引言

随着VoIP技术的成熟，目前电信运营商正在逐步淘汰程控交换设备，电话交换技术已经从程控交换转变为软交换技术。公共电信网交换技术的转变，同样影响到企业网，企业级电话通信网逐步从PBX架构向IPPBX架构转变，并与办公系统集成，形成融合通信系统。企业级电话网络采用软交换技术以后，在技术上带来以下改变：交换技术从电路交换变为软交换；呼叫控制协议从7号信令转变为SIP协议；传输线路从双绞线转变为网线，支持无线接入；交换设备从程控设备转变为通用计算机平台。

企业构建电话通信网可以采用专用IPPBX交换机，也可以采用计算机平台和开源软件构建。前者服务质量稳定，但是设备、用户授权和服务价格较高；后者可靠性相对较低，但如果方案得当，也可以取得不错的效果。论文围绕第二种方案，研究电话网络的架构，软件平台的选择，电话网络的测试方法，为自行建设企业级电话通信网提供参考。企业级软电话网络使企业用户可以进行零费用通话，私密性较好，无需支付传统程控交换网或者电信软交换网中的市话和长途费用，有效降低办公成本。

二、企业级软电话网络架构

软电话网络的核心是IPPBX交换机，该交换机以SIP协議为呼叫控制协议，支持智能终端实现VoIP通话、视频通话及其它增值业务；负责存储用户、中继、呼叫路由、呼叫记录、计费等数据；提供网络管理功能。传输网采用IP网络，以交换机、路由器为节点设备，以网线为传输介质。智能终端可以是SIP电话、电脑或者手机上安装的客户端软件，采用有线或者无线WiFi的方式接入网络。

三、软件平台的选择

目前IPPBX开源软件平台主要分为三大系列，分别是Asterisk、FreeSwitch、Yate，以下将对三款软件的特点和应用进行分析。

（一）Asterisk平台

Asterisk是第一套以开源软件实现的用户交换机（IPPBX） 系统，也是应用最广的开源平台。Asterisk采用双轨授权模式，免费模式使用GPL授权，而商用授权使用proprietary 模式。系统运行平台包括Linux、NetBSD、OpenBSD、FreeBSD、Mac OS X 与 Solaris。Asterisk 是轻量级的系统，可以在如OpenWrt之类的嵌入式系统上运行。Asterisk不仅提供IPPBX电话功能，还提供VoIP网关、会议服务器等功能。该平台被全球超过170个国家的100万个小型企业、大型企业、呼叫中心、运营商和政府机构使用。Asterisk支持SIP、MGCP、H.323协议，可以通过E1数字中继、FXO模拟中继与PSTN相连。

（二）FreeSwitch平台

FreeSwitch是采用MPL授权的开源IPPBX平台，支持音频、视频、文本等信息的路由互联。FreeSWITCH可在多个操作系统，包括Windows，Max OS X，Linux，BSD和Solaris上独立运行。FreeSWITCH支持T.38传真，支持Skype，SIP，H.323和WebRTC等各种通信技术，可方便的与其他开源的PBX系统，如sipXec、Call Weaver、Bayonne、YATE或Asterisk进行对接。

（三）Yate平台

Yate（Yet Another Telephony Engine）是一款免费的开源通信软件，支持视频、语音和即时消息。Yate基于互联网语音协议（VoIP）和PSTN开发，可扩展性强，支持SIP、H.323、IAX、MGCP、Jingle、Jabber、E1、T1、ISDN PRI、BRI和SS7信令。Yate以C ++编写，采用模块化设计，允许使用脚本语言（如Perl、Python或PHP）来扩展其功能。

四、电话网络测试

网络测试采用SIPp工具实现。SIPp是一个测试SIP协议性能的工具软件，它包含了一些基本的SipStone用户代理工作流程（UAC和UAS），并可使用INVITE和BYE建立和释放多个呼叫。它也可以读XML文件，即描述性能测试的配置文件，可以使用XML文件来模拟现场的SIP信令，以重现出现的故障，或者可以自定义SIP 协议以测试终端对某些方面的容错或错误处理能力。SIPp能动态显示测试运行的统计数据，如呼叫速率、信号来回的延迟，以及消息统计；周期性地把CSV统计数据转储，在多个套接字上的TCP 和UDP，利用重新传输管理的多路复用；在场景定义文件中可以使用正则表达式，动态调整呼叫速率。SIPp可以用来测试许多真实的SIP设备，如SIP代理，B2BUAs，SIP媒体服务器，SIP/x网关，SIP PBX，也可以模仿上千个SIP代理呼叫你的SIP系统。

测试主要分为两步：模拟1000个用户同时呼叫，并测试服务器负载状况；满足RFC3261规范的前提下，测试系统的最大并发呼叫数。经测试发现，FreeSwitch表现最优，Asterisk和Yate平台性能相近。

五、结论

与商用方案相比，企业自建软交换电话网络，不仅组网方式灵活，支持用户容量大，而且终端类型多样，可以采用智能电话、PC机、智能手机、平板电脑等终端。通过构建低成本跨地域的软交换网络，为中小型企业的语音通信节省大量市话和长途费用。