公共交换电话网络

PSTN ( Public Switched Telephone Network )定义公共交换电话网络，一种常用旧式电话系统。

即我们日常生活中常用的电话网。

工作原理公共交换电话网络是一种全球语音通信电路交换网络，包括商业的和政府拥有的。

目录
即我们日常生活中常用的电话
总机之间的最后连接部分，公共交换电话网络在技术上已经实
PSTN
备相连即可。

目前，大多数上网设备，如PC或者路由器，均提供有若干个串行端口，串行口和Modem之间采用RS-232等串行接口规范。

这种连接方式的费用比较经济，收费价格与普通电话的收费相同，可适用于通信不太频繁的场合。

◆通过租用电话专线入网。

与普通拨号电话线方式相比，租用电话专线可以提供更高的通信速率和数据传输质量，但相应的费用也较前一种方式高。

使用专线的接入方式与使用普通拨号线的接入方式没有太大的区别，但是省去了拨号连接的过程。

通常，当决定使用专线方式时，用户必须向所在地的电信局提出申请，由电信局负责架设和开通。

◆经普通拨号或租用专用电话线方式由PSTN转接入公共数据交换网（X.25或Frame-Relay等）的入网方式。

利用该方式实现与远地的连接是一种较好的远程方式，因为公共数据交换网为用户提供可靠的面向连接的虚电路服务，其可靠性与传输速率都比PSTN强得多。

编辑本段应用
在从家庭中的电话机传送到中央局的过程中，语音要么以基本服务的模拟形式存在，要么在通过PBX访问时以数字形式存在。

但是，一旦到达中央局以后，语音在PSTN上都是以数字形式存在—每路都是64Kbps的
PSTN
时分多路复用通道，传送脉冲编码调制语音采样信号。

在TDM网络上拨打电话时永远不会经历语音质量之类的困惑，而且呼叫的语音质量也是个不容商量的参数。

但是，这种语音质量传输的代价是服务供应商的巨大开销，不管交谈双方实际使用的带宽是多少，都要在整个呼叫过程中绑定网络资源。

即
使用基本的爱尔朗模型进行的简单流量分析也显示出网络资源和网络所服务的人群数量之间的线形依赖关系。

进一步讲，过去几年中，Web访问的巨大吸引力在TDM网络中引起了更大的问题—网络资源。

很明显，对于电话公司而言，这是种很不经济的情况。

他们发现在当前的公用网络结构中无法增强网络性能、无法提供附加的其他服务。

罪魁祸首被公认为是缺少语音和数据的集成，以及在“最后一里”中的模拟线路的低带宽。

如何解决这个问题呢？这是个很困难的问题，而且代价相当昂贵。

从本世纪80年代中期以来，人们普遍认为应该用通用的、无处不在的基于包的网络节点和链路来代替TDM公用网络，这种网络的带宽可以按照用户的要求在传输的整个过程中以动态的方式管理。

这个承诺的一部分看来已经由ATM 技术实现。

ATM技术现在仍然是修补网络使之实现应用合成的关键。

但是当ATM技术人员花了好多年开发了正确而又广泛的、支持公用网络新时代的标准时，因特网却面临着爆炸性的增长，也带来集成和合成服务到底是什么样子的概念，前提是只要我们可以合并各种技术和得到假定的足够的带宽。

因特网网际协议—我们最钟爱的IP协议，现在是所有网络协议之首。

虚拟地提高到该协议的层次，所有的应用看起来都可能成为新的合成网络的一部分。

首当其冲的是语音电话和数据应用。

尽管如此，语音电话呼叫和要求带宽管理的数据应用的简单合成也被证明不是个轻松的任务。

不同的需求经常发生冲突，合成网络的早期的专有实现最终都必须在公用网络中变成互相可操作的，这样才能赢得客户的广泛接受。

与此同时，每个供应商都试图在市场份额上获得飞跃。

这些问题是所有问题的核心，解决这些问题的努力也一直在进行着。

即使是在今天的公用网络机制中，双方在模拟电话上的简单呼叫也不简单。

第一点，也是最重要的一点是，PSTN中实际上只有两个“网络云”：一个传送信号，另一个传送语音带宽数据。

在当前的网络结构中合并服务的部分问题在于本地访问基本服务的信号是基于硬件的，主要为语音电话定制，同时也对ISDN线路上的点到点的语音信号作了一些基本的考虑，这些考虑主要是针对那些可以支付得起费用的人。

这是个严重的限制，也是实施变化的很好的原因。

第二点是将交互式多媒体应用，如远程教学，带入家庭存在困难。

信号传输和带宽不够都是严重的限制。

按需的娱乐和网络购物的方便性也是网络现代化的驱动力量。

在新的电话服务中，不很昂贵的全彩色、全动感的带有白板能力的电视会议也将为期不远。

所有这些新性能带来的副作用可能使我们花费很多，但是它们的确为我们带来巨大的好处，那就是使我们可以用一种以前从来没有经历过的方式来方便地交换信息。

公用网络中，什么东西以什么样的方式在改变
如果假定可以解决接入的带宽问题，那么其他技术问题将引发成堆的问题。

从住宅客户要求出发，为了
PSTN
完成服务合并，信令和介质传输必须全部重新配置。

本地的模拟信号循环将成为过去，语音将以端到端的数字信号存在。

新的结构上的包技术正在IP协议的基础上制定，不同连接层上将提供新的连通性，如ATM。

简单的信令技术还没有确定，但是三个先驱，MGCP、SIP和H.323，在所有新的设备和服务设计中都占有一席之地。

这意味着我们一开始就在设备的包层次上带有信号的不兼容性，但是，如果不发信号，就不可能建立呼叫。

这种潜在的不可行性可以通过伴随即将到来的新的电话服务的自然惯性而避免。

既然提供基于包的电话服务要如此大的开销，服务供应商所做的第一步就是分“片”提供。

最近几年的工作正在研究第一片，它可以提供直到中央局的集成服务。

现在这是个重新配置的5类系统，它提供了TDM网络中的大多数普通的电话特性，但是它是基于IP技术实现的。

这一步完成以后，从客户可感知的电话服务质量的观点，我们将更清楚我们的处境；现在供应商开始在基本电话服务中加入新的特性的前景已经清晰起来。

介质传输是基于包的，无论用于建立呼叫的协议是什么，VoIP服务选择的方法都是实时协议（Real Time Protocol，RTP），这一点似乎不存在争议。

但是这儿将出现一个PSTN中不存在的令人头疼的问题。

在我们为更有效地合并服务和管理带宽努力的同时，压缩语音电话服务将开始影响住宅电话服务。

这在市场上存在着相当大的分歧，因为传输语音质量的客观测量只是在最近才变得可行。

实际上，语音质量的测量也是本书的一个主要论题。

这个问题不可避免地把我们带到服务质量(Quality of Service，QoS)分类的下一步讨论中。

在今后的几年中，合成网络的QoS领域内还有很多工作要做，只有时间和实际数据可以告诉我们，有关新的公用网络的设计的开销和努力是否正确。

一旦我们离开5类域开始进入主干网络，真正的问题就出现了。

在PSTN 中，所有的载波都通过SS7发送
PSTN
信号和PCM语音编码，它们是相互可操作的。

普通而又简单。

但是，用一个未经测试的、不一致的包网络代替核心PSTN，可能远远超过了承诺的范畴，服务供应商和设备供应商都看到了这一点。

因此，PSTN还有望存在一段时间，新的基于包的5类域将成为语音电话到PSTN上的网关。

这意味着基于包到SS7的信号互连和介质编码转换将成为必要。

它的代价可能是语音质量的降低，但是将带来的直接好处是在完全不同的基于包的VoIP技术和TDM网络之间的相互可操作性。

毕竟，如果我们不能使用我们一直都可以用的电话呼叫，新的技术又有什么好处呢？
即使PSTN夹杂在中间的服务集成也仍然是强有力的。

新的5类域也将成为数据网络和因特网间的网关。

它在其中作为过滤器和集成器。

任何一个
都不是最终的解决方案，但是在传输合成服务的启动阶段还是很有意义的。

要注意的第一件事情是ISP拨号图中的变化，它带来了快速的无处不在的服务访问、服务的高度可移动性以及更多特性集的更多的固定和移动电话。

所有这一切意味着，新的基于包的5类域将把所有的东西都当成数据—包数据，但是有一些数据包之间会更为相似。

实际上，主干网中PSTN的不断出现减轻了合成一个单一网络潜在的问题，因为在以后的某天我们将无须决定如何处理数据通过简单路由点时的不同优先级。

正如我们在新网络中使用服务的出现模式中所得知的那样，在将PSTN的一部分放到单一的基于IP 的主干网络时作出的所有决策，在那时候都将更有理由。

还有几个重要问题与网络现代化进程相关。

第一个问题是处理安全性。

PSTN由于与外部世界完全隔开，所以非常安全。

对基于IP的网络却不能这么说，但是过去几年的教训已经提高了对安全领域的关心程度；像IPsec这样的协议也有望起到重要作用。

即便如此，新的网络还是可能在相同的链路商发送信号和传输介质，这必然会受到那些合成PSTN的人的怀疑。

第二个潜在的问题是对在目前的TDM网络中正常工作的应用的持续支持。

最大的应用就是传真了，传真
PSTN
占了公司话费的30%～40%，对电话公司而言也是个较大的收入来源。

商业用户的需要是降低发送传真的费用，同时至少保持目前的性能和用户使用的整体感受。

这种商业需求已经导致了多种方法的出现，它们都可以按照可变的需求和预算将基于IP的传真带给用户。

另一个潜在的问题是有很多保护POTS服务和设备的联邦法律。

很难相信这些法律不会改变，但是在目前，要预知客户和服务供应商会在多大程度上受到影响还为时尚早。

最后，不要忘记国际电话网络，我们要使用它们接入PSTN。

全球的网络都变成基于包的网络还需要一段时间，这将要求在新的网络现代化的过程中保持国际间相互合作。

我们将把电话服务作为合成网络中的哪个部分，而不管使用什么样的载波实现我们的目标。

这个短期的方案图由基于包网络和PSTN相连组成，提供无处不在的电话服务。

相同载波的用户之间的呼叫可以通过它们自己的PSTN部分建立路由，也可以不经过PSTN，直接由包结构实现。

长期的观点和需要是一个包网络以一种兼容的方式连接所有的载波和服务，但是基于目前的应用现状，要实现这一点还要好多年。

但是总有一天，它将成为现实。

编辑本段新的公用网络中存在的技术问题
为了使VoIP成为合成网络的先驱，新的服务必须保留用户双方进行简单的POTS电话呼叫的特性。

但是，业界一直为这个问题争论不休，即任何一种基于包的技术都将在语音流中引入延时，在用户通话过程中经常可以感受到，其结果将导致用户的不满。

公用网络中的VoIP技术必须克服这个潜在的问题，并把延时降低到不可觉察的级别。

另一个因素是VoIP语音质量传输和最新的语音压缩技术的结合。

如果存在潜在的延时问题，同时又有语音压缩带来的不可避免的语音质量降低，那么结果也将是用户的感受变坏。

现在可以用客观的方式测量语音质量，其间的差异也可以用更多的来自实践经验的可用数据、信息和知识来弥补。

最后，电话服务还要根据服务供应商的网络鲁棒程度来测量。

服务可用性也是FCC规定的参数之一。

PSTN是个“五个九”的网络，指定的可用性是99.999%，事实上可能更多。

如果降到“四个九”或者“三个九”，那么将意味着消费者的频繁的抱怨和不满意。

这就是为什么在革新PSTN之前，要慢慢进入核心网络，同时保证所有的质量特性。

编辑本段PSTN到VOIP企业语音转换全攻略
综述
从某种意义上而言，企业很可能是第一个网络电话（Voice over IP）以及其他一些基于IP网络相关服务的
PSTN
受益者。

在VOIP到来之前，企业一般是通过基于电路交换的PSTN网络来进行实时语音通话和传真业务，而数据通信业务则是基于拨号上网，X.25，帧中继，ATM，IP等等。

在企业中，IEEE标准制定的802.3协议或者基于以太网的局域网都是应用极其普遍的数据通信网络。

在此，我们将小企业，中型企业，还有大企业分别定义如下：
小型的家庭式办公室（SOHO）通常支持少量的电话线路（不超过8个）和一个小型的局域网（不超过16个端口）。

而小型企业通常支持少量的电话线路（不超过16个）和一个小型的局域网（不超过32个端口）。

他们一般只限于部署1个到4个地理位置。

中型企业通常需要好几十个电话线路，一个路由器，每个地方都部署多个基于局域网的以太网交换（中型局域网包括32到64个端口）。

很显然，他们在多个地理位置上开设了若干办公室。

大型国有企业通常需要几十甚至上百的电话线路，每个地方都要部署多个基于交换机和路由器的以太局域网。

很显然，他们在多个地理位置上开设了好几十个办公室。

在企业中引入VOIP，不仅使得多个不同的网络可以融合到同一个物理基础设施上并且只需要执行一个协议（即IP协议），而且还使得网络得以开放，从而可以向企业员工和客户提供各种新兴的基于IP的业务与应用。

这一系列新的业务包括基于IP的传真，多方会议，统一标准的消息接发，
find-me/follow-me业务，基于Web的呼叫/接触中心，电子商务，客户支持业务，支持虚拟或远程工作者等等。

尽管操作维护上和基础设施部署上的成本节省是企业引入VOIP服务的主要动机，但是还有其他一些因素使得企业坚定了这个选择。

这些因素包括：
A、在整个企业使用统一的业务和网络管理平台，即全IP化。

B、使得业务创建和维护更具灵活性，例如，使用一个Web工作站接口来进行管理维护。

C、使得企业内部的终端设备的添加，转移，改变之类的管理更加简单。

而且一般来说，对于中型或大型企业而言，对VOIP的投资成本通常在数月内就可以收回。

企业的IP网络或者企业内部网必须得以合理的设计，从而符合甚至超过分组包传输时延、抖动、丢包率等服务质量的限制。

这样就可以保证企业内部任何地方VOIP服务的质量、有效性和可靠性都合符要求。

本文主要讨论了一些在企业内部部署VOIP所必须的网络终端、接口和网络元素。

而且文中还介绍了一些网络场景，可以帮助企业完成从以前传统的面向企业员工的、基于电路交换的电话业务（例如centrex，PBX等），向同时面向客户（例如电子商务应用）和企业内部员工的、基于IP和VOIP 的先进的融合网络和业务的转换。

基于IP的终端设备：PC机和会议电话系统
IP电话是基于个人计算机、智能数据处理器、以及实时操作网络软件/系统的类似简易老式电话业务或综合业务数字网络的电话设备。

这种设备可以用于处理来自任何通信应用业务提供商（CASP）的实时语音通信，并且在基于IP的分组通信网络上传输实时话音信号。

虽然第一代的IP电话只能支持基于G.711的语音编码，并且采用私有的或基于H.323/MGCP的信令和呼叫控制，但是目前的IP电话能够支持基于G.729、G.726、G.723的语音编码选择，更主要的还能使用开放的SIP协议进行呼叫控制和信令控制。

现在许多IP电话已经建立在多口以太网集线器上以支持局域网的无缝连通，而且还能够通过连接到以太网局域网集线器/交换器上，来使用相同的以太网电缆（1个级别5个电缆）以获得电力支持。

现在IP电话和SIP电话可用的特征和功能包括呼叫转移、电子邮件、即时通信（IM）、离线消息、一键通（Click-to-Dial）等等，这表明IP和SIP电话能够支持许多在商业通信环境中经常需要用到的高效的特征和功能。

而且，自从客户或终端可以通过IP 的动态主机配置协议（DHCP）进行动态注册和地址分配，IP电话就变得更加便利了，也使得客户或终端的添加、移动和改变都非常简单。

最后，由于IP
电话也是使用相同的数据网络基础设施和相同的技术，使得企业网络的进化和管理更加无缝化，成本更加低廉。

近来一些新近开发的IP电话已经能够具备了支持多方会议的特征和功能，而这些功能正是过去在昂贵的传统专用分组交换机（PBX）中，或者某些只被购买来作为核心电话系统的部分的电话中才能够得到的。

这些IP电话可以提供全双工的音视频功能和诸如语音邮件，姓名簿索引，呼叫加入、放弃和转移，多方会议的交互连接等服务。

此外，这些IP会议电话系统可以通过以太网的接入，作为IP-PBX的客户端接入TDM和IP融合的企业网络。

现在不少大的网络公司，包括思科，商助，Pingtel，Polycom，西门子，已经开始带着他们研制的终端和会议电话向高端住宅区和企业的大市场进军。

IP-PBX, IP CENTREX 和基于IP的PBX
IP-PBXs属于PBX设备，支持以下设备和功能：
a.多样化的IP电话和/或VOIP电话功能特征；
b.呼叫处理/控制和维护传统的电路交换PBX；
c.一个或多个以下类型的电话：模拟电话，数字电话，ISDN-BRI电话，IP电话等等。

d.一个或多个T1/E1-CAS/PRI链路和数字用户线路（DSL）接入公共交换电话网络（PSTN）和IP中继线本地和/或广域数据/分组网络。

IP中继线可用于一个企业的IP专用电话交换机的内部连接，在一个基于IP的企业虚拟专用网络（VPN）之上的不同地理位置之间的连接。

IP-PBX的应用不仅降低了维护和部署成本，增强了企业通信的能力，而且还大大简化了软件升级以及综合的语音和数据的基础设施的管理。

另外，IP专用线路或IP中继线还能够用IP-PBX在不同地理位置的内部互连。

IP
专用线路的使用可以带来两大好处：一是使得公司总部的高级呼叫控制能力对于远程部门的员工同样可用；二是允许员工在不同的地理位置上进行IP
电话会议，却避免了长途电话的开销。

IP-PBXs 能够同等地提供传统模拟中央交换机（analog Centrex）和综合业务数字网络中央交换机（ISDN Centrex）所能提供的服务。

在模拟中央交换机和综合业务数字网络中央交换机中，负责呼叫控制功能的组件是装置在位于中心办公室的CLASS-5交换机上，例如，从用户角度来看，每23
（T1-PRI）或24（T1-CAS）个电话终端就需要一条专用线路T1。

这种系统不仅维护成本高，还可能仅能提供一个功能有限的或私有的中央交换机组件。

相反，在传统的PBX或新兴的IP-PBX中，这些功能模块通常配置在用户侧的网络元素上，而且通过一条或多条专用线路T1（传统PBX）或DSL（新兴PBX）连接到中心办公室，用PSTN的连接。

图1说明了PBX和Centrex服务的区别。

而且，DSL还能在相同的链路支持语音和数据的传输，而且维护链路的成本也远远小于维护T1所需的代价。

另外，由于呼叫控制能够在本地装载，而IP-PBX能够支持Internet连接，因此每23（T1-PRI）或24（T1-CAS）个电话终端就不再需要一条专用线路T1的支持了
随着VOIP的出现，和当前基于IP网络的无处不在的可用性，模拟中央交换机和综合业务数字网络中央交换机正逐渐向基于IP的中央交换机（IP Centrex）过渡。

为了提供基于IP的中央交换机服务，运营商需要能够为用户提供高质量（能够有QoS保证）的宽带（基于DSL，T1，以太网等）IP链路，而不是只提供昂贵的TI专用线路来支持语音传输。

这样，企业级用户能够使用宽带IP链路同时承载话音和数据业务，以向员工提供更为丰富和多样的应用。

为了支持传统电话和传真机，还需要在用户侧部署IP-PSTN网关，这种网关能够提供从传统的时分复用（TDM）域向IP域的信令和媒体的转换。

这种转换有效利用了服务提供商的IP网络的一些诸如IP-PSTN GW，VOIP CC软交换等等的网络元素，从而实现了基于全IP的互通和融合。

IP PBX 和IP中央交换机还提供了一套模拟中央交换机和综合业务数字网络中央交换机服务的扩展集。

当IP-PBX一旦投入使用，企业就可以在特定数据网络基础设备部署IP 网络元件或设备，这样可以减少布线和管理的复杂度，还能够降低物理覆盖区的需求。

而且，IP-PBX不仅能够支持IP电话的灵活性和有效性，还能支持局域网和广域网上的点对点VOIP服务。

另外，IP域的网络元件使用开放的基于Web网站的接口标准来维护呼叫控制，业务的提供和管理。

因此，它能够相对更快更简单的管理软件升级，以及为企业推出新的业务组件（例如统一标准的消息接发，find-me/follow-me业务等）。

传统PBX厂商和网络路由器制造商都正致力于IP-PBX和其他相关组件网关以及应用业务的开发和市场拓展。

这些企业包括思科、商助、Avaya、北电网络、西门子、NEC、Mitel等等。

目前，这些商用的IP-PBX除了能够充分地支持传统基于PBX电路交换可支持的数十个呼叫处理功能之外，还能够支持许多新兴的业务与应用。

显示了从传统的中央交换机业务向基于IP的中央交换机业务转换的一个具有可行性的解决方案体系结构，这个方案尽量使得用户侧客户端对于基础设施的投资最小化，而运营商对此的投资回报则会相对较多（Internet服务提供商，ISP相对较少，而电信运营商更多)。

更具体来讲，部署成本取决于设备接口和服务的需求、部署的范围、备的使用年限、现有可用的IP网络基础设施等等，因此每个具体的解决方案需要单独地核算成本。

IP中央交换机的用户不仅能够在不需要增加运营商的专用线路的前提
下扩容，还能只在本地的IP网（LAN或者Intranet）添加服务器就能实现各种新的基于IP的业务与应用。

许多现存的电路交换制造厂商正在致力于开发线路卡（line card）或网关设备，其中线路卡可以与现有设备完整结合以支持必需的接口功能，而网关设备可以支持IP网络、公共交换电话网络（PSTN）以及服务传输组件之间的互通。

示范了一个现存的基于电路交换的PBX增加了一个嵌入式的VOIP呼叫控制器和通向公共交换电话网络（PSTN）的网关线路卡之后，如何向基于IP 的PBX转换的体系结构。

另一种实现转换可选取的方案是使用一个分离的物理设备，这个设备具有完整的VOIP网关和一个分离的呼叫控制或呼叫代理功能。

这两种实现方案的选取则取决于系统机构。

尽管现今已经有很多用于基于IP终端控制的协议存在，例如H.32.，SIP，MGCP等等，但是IETF的SIP正在凭借它的开放性与简单性，逐渐赢得了来自标准化组织和企业厂商的共同支持。

而对于呼叫管理或呼叫服务器或呼叫。