VoIP雙模網關的研究與系統設計

近年來隨著寬帶網絡和IP技術的日益發展，VoIP(Volee over Internet Protoc01)技術的應用越來越廣泛。網關是VoIP網絡中的重要設備，按照應用領域可分為電信級網關和用戶端網關。用戶端網關設備主要應用于小區和企業，是連接終端電話和IP網絡的橋梁，主要功能是進行語音編解碼、信令處理、VoIP協議處理和路由協議處理等。用戶端網關設備在VoIP網絡中的位置如圖1所示。可以看出，網關處于用戶電話線路部分的末端、IP網絡部分的起始端。

“雙模”是指VoIP和PSTN兩種模式。雙模網關是一種同時連接PSTN網絡和VoIP網絡并能在兩者之間自動切換的用戶端網關設備。雙模網關可以使用VoIP網絡節省大量通話成本，還可以在VoIP網絡不可用(斷電或路由不可達)時使用PSTN網絡保障電話線路永遠暢通，而且使用雙模網關不需要對PBX交換機做任何改動，用戶還可以自由選擇或由網關自動選擇使用VoIP網絡還是PSTN網絡，具有很好的實用性和靈活性。

1 VoIP雙模網關的工作原理
　 網關在VoIP網絡中主要起協議轉換、控制及關守作用，如呼叫控制和呼叫管理等。雙模網關在普通VoIP網關的基礎上增加了VoIP與PSTN之間的切換。雙模網關系統從功能上可分為雙模切換模塊、FXS接口電路模塊、語音處理模塊和軟件控制模塊，其系統框圖如圖2所示。

　外部交換站FXS(Fbreign eXchange Subscdber)接口和外部交換局FXO(Foreign eXchange Office)接口是VoIP網關中非常重要的兩個接口。在傳統的PSTN電話連接中，電話中心局端交換機提供饋電和鈴流，電話本身完成Tip／Ring電路來請求服務或者應答PSTN上的呼叫。在VoIP電話連接中，FXS電路仿真了電話中心局端交換機的功能，提供饋電和鈴流并檢測環路電流。而FXO電路相當于仿真了電話機的功能，提供環路閉合和檢測鈴流。

　FXS接口電路直接與模擬話機連接，提供撥號音、饋電、鈴流電壓，并能夠檢測話機的摘掛機和環路閉合，完成模擬信號與數字信號之間的相互轉換。FXS接口電路包括編解碼器CODEC和用戶線接口電路SLIC(Subscriber Line Interface Circuit)。CODEC包括一個模數轉換器(ADC)和一個數模轉換器(DAC)。SLIC電路仿真了PSTN電壓，它必須能夠檢測電話的摘掛機并能產生最高達120V的鈴流電壓。