銀行VoIP網絡的實現(xiàn)
——工商銀行江蘇省分行VoIP語音網絡的建設分析
張文超 張偉 2003/08/01
為滿足金融電子化發(fā)展和業(yè)務開拓的需要，工商銀行江蘇省分行（以下簡稱江蘇省分行）已建立了可靠的省市骨干數(shù)據(jù)通信網絡，這為江蘇省分行建立多媒體的金融電子化應用系統(tǒng)奠定了基礎。過去由于網絡帶寬的影響，只能在網上傳送實時業(yè)務數(shù)據(jù)及文本信息，現(xiàn)在可以在網上傳輸圖形、語音和視頻等多媒體應用信息�；诮K省分行的省市骨干網絡，構架江蘇省分行語音增值網絡是一個新目標。語音增值網絡建成后，省行和市行之間的系統(tǒng)內電話不再使用電信的長話業(yè)務，而是利用江蘇省分行自己的語音網絡進行傳輸，省去了長話費用；同時為構建集中式省級客戶服務中心等應用系統(tǒng)創(chuàng)造了條件。
VoIP網絡的可行性
當前計算機技術、網絡技術、通信技術和語音技術飛速發(fā)展，并且日益融合，建設江蘇省分行的語音網絡在技術上是可行的，其中典型的技術是VoIP。VoIP就是在IP網絡上傳送語音信息，它采用數(shù)字信號處理器處理語音數(shù)據(jù)，通過壓縮話音和去除抖動來制造供傳輸用的話音取樣。把VoIP和用戶PBX結合使用，能夠組建相當規(guī)模的用戶語音網絡。當然PBX將進一步被VoIP取代。
在傳統(tǒng)的客戶服務中心（Call Center）解決方案中，人工座席和IVR往往是分散的，將業(yè)務數(shù)據(jù)透過數(shù)據(jù)網絡集中到數(shù)據(jù)中心進行處理。江蘇省分行組建的客戶服務中心是全省集中式客戶服務中心，人工座席和IVR全部集中在省行客戶服務中心，二級分行地區(qū)的客戶可以撥打本地的95588，通過江蘇省分行的語音網絡轉接到省行客戶服務中心進行相關處理。因此要充分利用江蘇省分行現(xiàn)有的數(shù)據(jù)網絡組建全省的VoIP語音網絡。
VoIP網絡的目標
江蘇省分行VoIP語音網絡系統(tǒng)的建設目標是：不影響現(xiàn)有綜合業(yè)務和辦公自動化網絡；采用先進的VoIP技術組建高效的語音網絡系統(tǒng)；保證系統(tǒng)可靠性、可擴展性和易管理性。具體來講，表現(xiàn)如下。
先進的技術 采用最先進的技術，包括先進的Cisco網絡流量管理、隊列管理、優(yōu)先級管理和語音編碼標準等，減少了帶寬占用，降低了延遲及延遲變化，從而保證了話音質量。
開放性 采用開放式、基于H.323標準體系，而不是只限于某一廠家的專有技術或產品。
可靠性 語音網關采用了專用硬件平臺和強大的操作系統(tǒng)，有力地保證了設備的穩(wěn)定性。同時整個系統(tǒng)中的關鍵設備都有冗余備份，從而保證了穩(wěn)定運行。
獨立性 不改變原有的網絡結構，整個語音網絡系統(tǒng)獨立于現(xiàn)有網絡，互不影響。
易管理性 整個功能均在統(tǒng)一的平臺上實現(xiàn)，便于實現(xiàn)一體化管理。網絡管理員能在中心對整個網絡進行監(jiān)視和控制，并能進行遠程診斷和故障排除。
VoIP網絡的實現(xiàn)
1．網絡結構
江蘇省分行從省行到各個地市行的二級網絡是采用Cisco公司的IGX廣域網交換機組建的專有幀中繼網絡。廣域網物理線路租用了中國電信2Mbps和廣電2Mbps互為冗余備份的2條線路。這2條較高帶寬的物理線路和幀中繼網絡的特性，為實現(xiàn)綜合業(yè)務、辦公自動化和語音業(yè)務提供了可靠保證。
在幀中繼網絡中為VoIP語音網絡新增一條768Kbps的PVC（綜合業(yè)務、辦公自動化各自有不同的PVC），也就是說江蘇省分行的VoIP語音網絡是與綜合業(yè)務和辦公自動化網絡相互獨立的。使用G.729的語音壓縮技術，每路IP話音只占用8/11.2Kbps，768Kbps的帶寬完全可以滿足30路語音的要求。
在省行中心，Cisco 7206 VXR路由器上的高速串口接入幀中繼網絡，通過局域網與Cisco 3662語音關守相連，組成一個基本獨立的網絡。Cisco
AS 5800 Dial Shelf上的E1接口直接連接客戶服務中心的Lucent公司G3R交換機。市行的語音網關Cisco AS 5300同樣通過高速串口接入幀中繼網絡，與本地網絡完全隔離。市行申請的95588數(shù)字中繼線路（多采用ISDN
PRI信令）接入AS 5300的E1接口。網絡拓撲圖如附圖所示。
2．語音網絡設備的應用
省行中心采用Cisco AS 5800作為語音網關。該網關采用了分布式處理結構，Dial Shelf和Router Shelf通過高性能的冗余背板相連，二者運行同一IOS軟件，是一個整體的接入平臺。Dial
Shelf負責所有鏈路和數(shù)據(jù)鏈路層的接入，包含了DSP（語音數(shù)字信號處理卡）、Trunk卡以及和Router Shelf相連的板卡；Router
Shelf則負責運行路由協(xié)議和管理。所有的配置都在Router Shelf中進行。
1臺全配置Cisco AS 5800包含Dial Shelf和2臺7206 VXR（Router Shelf），配置成熱備份模式：2塊Dial
Shelf控制器連接不同的7206 VXR路由器。1臺7206 VXR連接Dial Shelf的Slot 12上的DSC卡，缺省為Active模式。1臺7206
VXR連接Dial Shelf的Slot 13上的DSC卡，缺省為Backup模式，它的配置和Active的7206 VXR完全相同。一旦Active的7206
VXR（或者Slot 12上的DSC卡）出現(xiàn)故障，備份的7206 VXR將可以替代它，在替代的過程中，主從DSC卡切換要重新啟動，而且所有的DSP和Trunk也要重新啟動。
在一般情況下，1臺7206 VXR（NPE 200）能夠負擔672 路語音（缺省使用VAD的情況下）。如果將來語音超過600路，Cisco
AS 5800將采用SPLIT模式，即2臺7206 VXR路由器通過配置各控制一半Dial Shelf，起到負載均衡的作用。
在7206 VXR上進行VoIP以及CRTP（實時協(xié)議的包頭壓縮）等相關配置。由于CRTP十分消耗CPU資源，語音路數(shù)將來增加后有必要使用獨立的路由器（比如7206
VXR路由器）完成這一工作。省行2臺Cisco 3662路由器均和2臺7206 VXR接入同1臺Catalyst 2924交換機，和現(xiàn)有網絡基本獨立。Cisco
3662路由器配置為HSRP（熱備份路由協(xié)議）熱備份的語音關守，VoIP網絡的編址和呼叫管理都由它來進行。
3．網絡規(guī)劃和編址
該系統(tǒng)是為集中式客戶服務中心提供通信鏈路，未涉及工行內部辦公IP電話網絡，因此電話號碼的分配按照保持公網（PSTN）號碼規(guī)則和滿足Call
Center要求的原則。各個市行和營業(yè)部都是申請95588特服號數(shù)字中繼線路，在VoIP網絡內不對主叫號碼（ANI）和被叫號碼（DNIS）進行處理。由于Call
Center通過被叫號碼的區(qū)號來區(qū)分通話的來源地以便于管理，在市行的AS 5300上把被叫號碼95588前加上長途電話區(qū)號。
H.323網絡中的節(jié)點被分為不同的區(qū)域，每個區(qū)域中包含一個關守用于管理該區(qū)域中的所有節(jié)點�？紤]到目前的主要通話方式為地市行和省行之間，沒有涉及地市行之間的通話，所以把全省定義為一個區(qū)域，使用同一個關守（采用2臺Cisco
3662路由器，并配置HSRP）。
VoIP網絡的效果
經過調研、論證、工程實施和驗收評估，江蘇省分行VoIP網絡的建設已全面完成和投產運行。在運行過程中，不斷對系統(tǒng)參數(shù)進行調優(yōu)，提高語音質量。VoIP網絡為江蘇省分行集中式客戶服務中心提供了穩(wěn)定的語音通信平臺，簡化了客戶服務中心的管理，方便了對客戶的金融服務，節(jié)約了大量的長途話費，取得了豐厚的回報，為江蘇省分行在市場競爭中把握先機、取得成功起到了很好作用。
經驗和體會
在建設VoIP網絡過程中有如下幾點值得注意和借鑒。
1．VoIP語音網絡的規(guī)模要明確
要根據(jù)當前現(xiàn)有的業(yè)務量，以及今后幾年的發(fā)展情況，明確中心端的話路總數(shù)、座席人數(shù)和IVR路數(shù)，結合地市端的業(yè)務開展狀況確定各地市話路數(shù)。江蘇省分行中心端有1000路話路容量，地市端按業(yè)務量大小劃分為3類，分別是120路、60路和30路。只有規(guī)模明確了，才能確定網絡構架的模式。
2．要合理分配主干網絡的帶寬資源
根據(jù)業(yè)務量和VoIP語音網絡的規(guī)模，對語音占用的帶寬進行測算，確定目前的主干網絡帶寬能否滿足需求。如果不能滿足需求，應如何擴展主干網絡的帶寬。同時對主干網絡設備的帶寬管理能力要有充分的認識。江蘇省分行的可用主干網絡帶寬達2Mbps，通過劃分PVC分別為業(yè)務網、語音網和辦公網各提供了512Kbps、768Kbps和512Kbps的永久虛電路，業(yè)務網、語音網和辦公網三者之間互不影響，各類業(yè)務不會侵占其他業(yè)務的帶寬。
3．要了解當?shù)仉娦欧⻊丈痰脑捖分欣^的信令支持能力
對于話路較少的地市行可以采用模擬中繼接入，但一般采用E1方式的數(shù)字中繼接入。實踐證明數(shù)字中繼比模擬中繼接續(xù)速度快，話音質量高。常用的E1方式中繼信令主要有E1
ISDN/PRI 和E1 R2。ISDN E1/PRI信令配置簡單，管理方便。
4．設備選擇
我們主要選用了Cisco的語音網關和關守設備。Cisco的75系列和36系列以及58系列和53系列均支持語音功能，對于話路數(shù)較多、規(guī)模較大的VoIP網絡最好采用Cisco
58、53系列產品，其語音處理能力強，功能全，是專門的語音網關設備。
5．靜音檢測和語音編碼壓縮技術
對于有背景音樂的語音應答系統(tǒng)，采用語音編碼壓縮技術可以降低對帶寬的占用。但需要注意的是: 采用的G.711方式可以得到最好的語音質量，但是需要占用64Kbps的帶寬；采用其他編碼方式（如G.729、G.723等）能大大降低帶寬的占用，但語音質量也會相應變差，因此必須根據(jù)實際的帶寬情況和語音質量的要求選擇最合適的編碼壓縮方式。
6．注意高端的容錯備份問題
在省行中心，2臺作為關守的Cisco 3662路由器采用HSRP技術解決關守的可靠性問題；2臺Cisco 7206 VXR（Router Shelf）與2臺Cisco
AS 5800（Dial Shelf）之間建立很好的對應關系，無論采用負載分擔模式，還是熱備份模式，都會盡可能降低設備故障造成的影響。
7．集中模式更加經濟高效
利用VoIP語音網絡構建集中式客戶服務中心，在總的投入方面比建立分散式客戶服務中心要經濟，管理成本和維護成本也更加低。（作者地址：工商銀行江蘇分行計算中心）
背景知識：VoIP的實現(xiàn)過程
VoIP是Voice Over Internet Protocol的簡稱，這個新興技術把標準的電話信號轉換為經過壓縮的數(shù)據(jù)包，通過TCP/IP數(shù)據(jù)網絡進行傳輸，而不是通過傳統(tǒng)的電話線。也就是說，VoIP使得用于連接計算機網絡的系統(tǒng)和線路可以起著電話線路的作用，可以為標準的電話機和PC提供實時的聲音。
基于IP的電話系統(tǒng)有兩類：IP電話和Internet電話。它們都是基于同一種技術，但操作在不同的網絡上，所以提供的服務質量是不一樣的。Internet電話運行在一個公共的、無管理的龐大的網絡中，服務質量沒有保證，但價格便宜。而IP電話是建立在自己的專有的局域網或廣域網上，只是運行TCP/IP協(xié)議，因為是自己的專網，自己可以控制各種應用如何使用資源，所以服務質量有保證。而且國際標準化組織目前在VoIP技術上制定了許多新的標準，控制網絡延遲，保證話音實時傳輸，具有高擴展性，方便用戶管理等優(yōu)勢。
在國際上，企業(yè)內部VoIP語音網絡的實現(xiàn)一般采用國際標準的H.323體系來完成的（VoIP協(xié)議族如附表所示），配合過程如下：
1）地址映射：在路由器（網關）內撥號規(guī)則映射功能把撥號數(shù)字映射為 IP 地址；
2）呼叫建立：源路由器（網關）向對應于該IP地址的遠程站點發(fā)送Q.931通話建立請求信令；
3）信令傳輸：在呼叫建立的同時，系統(tǒng)使用實時信道建立控制協(xié)議（RTCP），建立信道，傳輸Q.931 信令；
4）話音傳輸：經壓縮的話音采用RTP 協(xié)議傳輸，并使RSVP協(xié)議申請服務質量（QoS）；
5）話音接收：遠程路由器（網關）接收到Q.931通話請求后，它向PBX發(fā)送線路選擇信令，PBX應答相應的信令后，路由器（網關）將被叫號碼發(fā)送至PBX，并通知源路由器（網關）。在網絡內增加H.323關守，可以完成地址轉換和帶寬管理。通過RAS信令向關守發(fā)出請求，
關守告知被叫號碼所在的目的地網關IP報告地址，源網關（主叫號碼所在的網關）通過Q.931發(fā)起對目的地網關的呼叫。
附表：VoIP協(xié)議族
附表：VoIP協(xié)議族 應用層 呼叫中心
表示層 G.723.1、G.711、G.729v
會話層 H.323、SGCP、MGCP、Station Protocol
傳輸層 RTP/UDP、RTCP
網絡層 IP
鏈路層 以太網、幀中繼
物理層 銅纜、光纖
計算機世界網(www.ccw.com.cn)
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