VoIP雙模網(wǎng)關(guān)的研究與系統(tǒng)設(shè)計(jì)

近年來隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)和IP技術(shù)的日益發(fā)展，VoIP(Volee over Internet Protoc01)技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。網(wǎng)關(guān)是VoIP網(wǎng)絡(luò)中的重要設(shè)備，按照應(yīng)用領(lǐng)域可分為電信級(jí)網(wǎng)關(guān)和用戶端網(wǎng)關(guān)。用戶端網(wǎng)關(guān)設(shè)備主要應(yīng)用于小區(qū)和企業(yè)，是連接終端電話和IP網(wǎng)絡(luò)的橋梁，主要功能是進(jìn)行語音編解碼、信令處理、VoIP協(xié)議處理和路由協(xié)議處理等。用戶端網(wǎng)關(guān)設(shè)備在VoIP網(wǎng)絡(luò)中的位置如圖1所示?？梢钥闯?，網(wǎng)關(guān)處于用戶電話線路部分的末端、IP網(wǎng)絡(luò)部分的起始端。

“雙模”是指VoIP和PSTN兩種模式。雙模網(wǎng)關(guān)是一種同時(shí)連接PSTN網(wǎng)絡(luò)和VoIP網(wǎng)絡(luò)并能在兩者之間自動(dòng)切換的用戶端網(wǎng)關(guān)設(shè)備。雙模網(wǎng)關(guān)可以使用VoIP網(wǎng)絡(luò)節(jié)省大量通話成本，還可以在VoIP網(wǎng)絡(luò)不可用(斷電或路由不可達(dá))時(shí)使用PSTN網(wǎng)絡(luò)保障電話線路永遠(yuǎn)暢通，而且使用雙模網(wǎng)關(guān)不需要對(duì)PBX交換機(jī)做任何改動(dòng)，用戶還可以自由選擇或由網(wǎng)關(guān)自動(dòng)選擇使用VoIP網(wǎng)絡(luò)還是PSTN網(wǎng)絡(luò)，具有很好的實(shí)用性和靈活性。

1 VoIP雙模網(wǎng)關(guān)的工作原理
　 網(wǎng)關(guān)在VoIP網(wǎng)絡(luò)中主要起協(xié)議轉(zhuǎn)換、控制及關(guān)守作用，如呼叫控制和呼叫管理等。雙模網(wǎng)關(guān)在普通VoIP網(wǎng)關(guān)的基礎(chǔ)上增加了VoIP與PSTN之間的切換。雙模網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)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(tǒng)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(wǎng)關(guān)中非常重要的兩個(gè)接口。在傳統(tǒng)的PSTN電話連接中，電話中心局端交換機(jī)提供饋電和鈴流，電話本身完成Tip／Ring電路來請(qǐng)求服務(wù)或者應(yīng)答PSTN上的呼叫。在VoIP電話連接中，F(xiàn)XS電路仿真了電話中心局端交換機(jī)的功能，提供饋電和鈴流并檢測環(huán)路電流。而FXO電路相當(dāng)于仿真了電話機(jī)的功能，提供環(huán)路閉合和檢測鈴流。

　FXS接口電路直接與模擬話機(jī)連接，提供撥號(hào)音、饋電、鈴流電壓，并能夠檢測話機(jī)的摘掛機(jī)和環(huán)路閉合，完成模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)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(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)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(jī)并能產(chǎn)生最高達(dá)120V的鈴流電壓。