（计算机软件与理论专业论文）基于h323协议的呼叫中心平台设计与实现.pdf

摘要 传统的呼叫中心是一种基于p s t n ( p u b l i cs w i t c ht e l e p h o n en e t w o r k ) 的呼 叫中心，是在p b x ( 交换机) 的基础上建立的。p b x 设备曾经在电信网中扮演重要 的角色，是扩展电信网络系统和网络终端的理想设备。但传统的p b x 采用的是专 用技术，缺乏开放性和标准性，并且价格昂贵。随着计算机和通信技术的不断发 展，带动传统的呼叫中心走向一种全新的形式一一i p 呼叫中心。 本文首先介绍了呼叫中心的基本概念和国内外应用现状以及v o l p ( v o i c eo v e r i p ) 技术的发展现状。接着提出了v o l p 技术和呼叫中心相结合的思路，深入分析 了h 3 2 3 协议族和开放源代码项目o p e n h 3 2 3 的代码实现，并在分析传统呼叫中心 的基础上提出了基于h 3 2 3 协议的i p 呼叫中心的体系结构设计。详细论述了基于 h 3 2 3 网守的i p 呼叫中心c a l lm a n a g e r 服务器和基于h 3 2 3 终端的座席软电话的 设计和实现。最后进行了系统测试和试运行。从测试和试运行效果来看，i p 呼叫 中心可以替代传统呼叫中心完成语音呼叫的基本功能，并且具备更好的可扩展性。 关键词：i p 呼叫中心h 3 2 3自动呼叫分配软电话 a b s c r a c t b a s e do np s t n ( p u b l i es w i t c ht e l e p h o n en e t w o r k ) ，t r a d i t i o n a lc a l lc e n t e ri s c o n s t r u c t e do np b x ( p r i v a t eb r a n c he x c h a n g e ) p b xh a sp l a y e da i li m p o r t a n tr o l ei n t e l e c o m m u n i c a t i 0 1 1n e t w o r k i ti si d e a le q u i p m e n tt oe x t e r nt e l e c o m m a n i c a t i o ns y s t e m a n dt e r m i n a l s h o w e v e r , t r a d i t i o n a lp b xn s e sp r i v a t et e c h n o l o g y t h u si ti sl a c ko f o p e n n e s sa n ds t a n d a r d i z a t i o n , a n di sa l s oe x p e n s i v e a l o n gw i t ht h ed e v e l o p m e n to f c o m p u t e rt e c h n o l o g ya n dc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y , t r a d i t i o n a l c a l lc e n t e rt e n d s t o w a r d st oab r a n dn e wf o r m i pc a l lc e n t e r 1 1 ”b a s i cc o n c e p to fc a l lc e n t e ra n di t sa p p l i c a t i o ns t a t u sh o m ea n da b r o a di s i n t r o d u c e da tf l r s t t h e nt h ei d e ao fv o l pc a l lc e n t e ri si n t r o d u c e da n dh 3 2 3p r o t o c o l s e ta n da l lo p e ns o u r c ep r o j e c to p e n h 3 2 3i sd e e p l ya n a l y z e d a f t e re v a l u a t i n gt h e s t r u c t u r eo f t r a d i t i o n a lc a l lc e n t e r , t h ea u t h o rp r o p o s e st h ea r c h i t e c t u r eo f l pc a l lc e n t e r , a n dt h e nd e s c r i b e st h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fc a l lm a n a g e rb a s e do nh 3 2 3 g a t e k e e p e ra n ds o 邱h o n e b a s e do nh 3 2 3t e r m i n a li nd e t a i l a tl a s t ，t e s ta n d e x p e r i m e n t a lr u n n i n ga r er e p o r t e d t h r o u g ht h er e p o r t t h ea u t h o rc o n c l u d e st h a ti pc a l l c e n t e rc a np r o v i d ev o i c ef u n c t i o ni n s t e a do ft r a d i t i o n a lc a l lc e n t e r , a n dc a np r o v i d e b e t t e re x p a n s i b i l i t y k e yw o r d s ：i pc a l lc e n t e r h 3 2 3a c ds o f t p h o n e 创新性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或 其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做 的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名： 日期童呼堡厶f 日期童型堡2 。2 f 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕 业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。 学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全 部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。( 保密的论文 在解密后遵守此规定) 本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。 本人签名： 导师签名： 日期主啐：生型 日期丝! ! ! ! ：12 第一章绪论 第一章绪论 1 1 课题背景介绍 1 1 1 呼叫中心的概念和功能 呼叫中心( c a l lc e n t e r ) “1 是公司企业为用户服务而设立的。从不同的角度，结 合认识程度、切身感受和技术的不断发展变化，人们给予了呼叫中心不同表述的 定义。 从呼叫中心的发展来看，早期呼叫中心的定义是：利用电话，结合与自动呼叫 分配系统a c d ( a u t o m a t i cc a l ld i s t r i b u t i o n ) 相连的中心数据库而进行商业活动的场 所。 随着技术的飞速发展、功能需求的日益增加，呼叫中心被认为是一种基于 c t i ( c o m p u t e rt e l e p h o n yi n t e g r a t i o n ) 2 ) 技术的，充分利用通信网和计算机网的多项 功能集成并与企业连为一体的一个完整的综合信息服务系统，能够有效、高速地 为用户提供多种服务。 就呼叫中心的本质而言，它是为了客户服务、市场营销、技术支持和其他的 特定商业活动而接收和发出呼叫的一个实体。 在国际上，呼叫中心的别名有：客户服务中心( c u s t o m e rs e r v i c ec e n t e r ) 、客户 关照中一i l , ( c u s t o m e rc a r ec e n t e r ) 、客户联系中一i , , ( c u s t o m e rc o n n e c tc e n t e r ) 、客户支 持中心( c u s t o m e rs u p p o r tc e n t e r ) 等。另外，在有些领域中，呼叫中心还被称为技术 支持热线、服务热线、联系热线等。 1 1 2 呼叫中心行业的历史和发展现状 世界上第一个具有一定规模的、可提供7 x 2 4 服务的呼叫中心是由泛美航空公 司在1 9 5 6 年建成并投入使用的，其主要功能是可以让客户通过呼叫中心进行机票 预定。随后a t & t 推出了第一个用于电话营销的呼出型( o u t b o u n d ) 呼叫中心，并在 1 9 6 7 年正式开始运营8 0 0 被叫付费业务。银行业也在7 0 年代初开始建设自己的呼 叫中心。不过那时的呼叫中心还远远没有形成产业，企业都是各自为战，采用的 技术、设备和服务标准都依据自身的情祝而定。一直到9 0 年代初期开始，呼叫中 2 基于h 3 2 3 协议的呼叫中心平台设计与实现 心才真正进入了规模性发展。尤其是8 0 0 号码的被广泛认同和采用，更加剧了这 一产业的繁荣。 目前国外的呼叫中心已经形成为一个巨大的产业。据有关的调查显示，美国 劳动力人口的3 在呼叫中心工作，大约在7 0 0 万人左右。美国整个呼叫中心市场 有1 5 5 万个话务座席，在2 0 0 2 年达到1 9 7 万个。据统计。2 0 0 2 年全球呼叫中心产 业市场规模达到3 8 0 5 亿美元，较2 0 0 1 年增长3 3 7 。欧洲是在美洲以外呼叫中 心市场发展较迅速的又一个重要地区。欧洲呼叫中心工业已经走出9 0 年代中期的 缓慢增长期，正在从规模和范围上呈现出爆炸性增长。欧洲呼叫中心市场规模在 9 0 亿美元左右。英国、法国、德国和荷兰在1 5 个欧共体国家呼叫中心销售收入中 占8 0 的比例。 由于我国在九十年代中后期才开始引入呼叫中心的概念，现在经过市场培育 和起动期进入快速发展期，并且各行业都己开始建设呼叫中心。1 9 9 9 年以前，主 要是电信行业带动总体呼叫中心市场的发展。1 9 9 9 年到2 0 0 1 年则由电信及银行行 业共同带动。在最近短短的三四年里中国呼叫中心表现出强劲的发展势头，已为 越来越多的行业及企业用户所接受和应用。中国经济的快速增长、企业竞争和服 务意识的提高、电话普及率逐年提高、电信资费的下调、互联网的迅速普及和w t o 的影响等因素促使中国呼叫中心产业总体市场规模在近几年问，以年均增长率超 过3 0 0 5 的速度高速增长。据赛迪顾问统计，2 0 0 2 年中国呼叫中心市场规模达到1 0 7 3 亿元，同比增长3 0 7 ，继续保持了增长的势头。预计，电信、银行仍然是未来几 年呼叫中心的主体细分市场，但在呼叫中心总体市场中的比例将不断下降。在证 券、保险、政府、计算机、家电、制造业、远程购物及电子商务中，呼叫中心的 增长速度将进一步加快。 1 1 3v o i p 技术及其发展现状 由v o i c eo v e ri p 的字面意义，可以直译为透过i p 网络传输的语音信号或视频 信号，所以v o i p 就是一种可以在m 网络上互传语音和视频的一种技术。简单地说， 它是藉由一连串的转码、编码、压缩、打包等程序，好让该语音资料可以在口网 络上传输到目的端，然后再经由相反的程序，还原成原来的语音讯号以供接听者 接收。 进一步来说，v o 口大致通过5 个步骤来互传语音信号，首先是将发话端的模 拟语音信号进行编码。第二道程序则是将语音封包加以压缩，同时并添加址及控 制信息，如此便可以在第三阶段中。也就是传输口封包阶段，在浩瀚的口网络中 寻找到传送的目的端。到了目的端，p 封包会进行解码还原，最后并转换成喇叭、 听筒或耳机能播放的模拟语音信号。 第一章绪论 i p 协议是一种无连接的协议，和电路交换传输网络不同，在两个通信的端点 之间不会存在连续的连接，只有在需要传输数据的时候才会占用网络资源。如今， 人们把利用数据包转发的技术来交换语音信息、视频、传真以及其它形式信息的 技术通称口电话技术。使用这种技术，语音呼叫信息被分割成数据包，和普通的 数据一样在i n t e r n e t 上传输，不再通过功能单一的p s t n 电路交换网。 v o l p 技术最初只是一种互联网上的增值应用，形式也较为简单。随着互联网 的普及，其在商业运营中的应用价值被人们发现。i t 企业对v o l p 的采用相对广泛， 这是因为i t 企业中通常普及了以太网络联接，且采用v o l p 能大幅减少电话开销。 i t 企业通常已经拥有专用数据网络，且能方便地利用该网络实现v o l p 业务。特别 是与专用封包交换机( p a x ) 解决方案相较，i p 电话平均可将企业的服务成本降低 2 0 。不仅能大幅减少通话成本，且v o l p 还能使通话双方设定除语音以外的其它 应用，包括语音、视频和实时消息等。在服务质量方面，v o l p 在企业也容易得到 满足，因为数据网络是一种封闭系统及受控环境，且客户端管理也比较简单，只 需将电话插入现有数据网络中即可。 很多新兴的电信运营商也将v o l p 技术引入到电信运营中，并在上个世纪的最 后几年内取得了爆炸式的增长。从1 9 9 9 年开始，国内电信运营商也展开了建设 基于h 3 2 3 协议的i p 电话长途网络的高潮，并形成了相当大的规模。基于h 3 2 3 协议的m 电话网络也是目前应用最为广泛的v o l p 实现技术，据统计，目前全国 的国际长途业务的话务量相当部分是经由各运营商的h 3 2 3 长途i p 电话网络传输 的。其中，中国联通建设的m 电话网在规模上是世界上最大的商用i p 电话网络， 网络规模最大的达到上万个e 1 ，每年承担着几亿分钟的国际国内长途话务量。这 是目前国内建设最早，也是应用最为广泛的v o l p 网络。中国网通、中国移动、中 国铁通等主要电信运营商，也都已经建设了基于h 3 2 3 协议的长途i p 电话网络。 到2 0 0 2 年，v o l p 在长途通话和国际电话方面已经超过了传统的电话服务量。经过 几年的实践，已积累了大量的运营管理经验，而且这些网络还在不断发展演进中。 1 2 问题提出与解决思路 呼叫中心在现代社会中有着广泛而重要的作用。国外的呼叫中心经过多年的发 展以及形成一个巨大的产业。我国从9 0 年代开始普及呼叫中心，虽然过去了1 0 多年但势头依然不减。 目前应用的呼叫中心系统主要有两种实现技术：基于交换机方案和基于板卡方 案。基于交换机的方案稳定性好，可靠性高，实时性也较好，但价格昂贵。基于 板卡的方案能以较低的成本实现丰富的应用，但系统地稳定性和整体性能有欠缺， 一般无法支持大规模的呼叫中心。 4 基于h 3 2 3 协议的呼叫中心平台设计与实现 针对前述问题，结合v o l p 技术的发展现状，引入i p 技术开发新型的i p 呼叫 中心的想法自然产生。 传统的电路交换网络主要是针对语音业务设计的，无法完全满足其它通信形 式的需求，这是由于数据等业务和语音业务对网络特性的要求存在巨大的差异。 近年来人们纷纷将i p 技术引入到电信网络中，产生了i p 电话和l p 电视等新形式 的电信业务。目前的v o i p 系统能够提供的主要还是语音业务。但v o l p 系统实际 上具有同时传送包括语音、图像、数据、消息等多种媒体形式的潜力，而且由于 i p 终端设备具有较高的智能性，除了实现基本的点到点媒体流传送外，还可以灵 活的将基本业务进行组合以提供新的业务形式，这一点是传统的电路交换技术无 法实现的。 将v o i p 技术引入到呼叫中心，除了可以实现传统呼叫中心提供的基本语音业 务，还可以提供传统呼叫中心不能实现或者实现方式复杂、成本高的增值业务。 一些最常见的最终用户增值特性的服务包括：即时消息传输、交互式语音识别 ( i v r ) 、呼叫中心管理、数据库查询( 例如，电子邮件检索) 、客户关系管理( c r m ) 、 网络视频和w e b 浏览。 v o i p 呼叫中心采用全i p 架构的设计，在坤网络上的任何一个网络节点都可 以作为服务座席接入点，无需再像传统的呼叫中心要求所有的座席在同一个物理 位置工作。虚拟化的媒体中心允许管理分散在企业网络内所有服务座席节点如同 管理单个实体一样简单，并且所有的服务座席都提供完整的功能和属性。 由于技术的统一性，v o i p 呼叫中心平台在同外部系统( 如：c r m 系统) 集成 时非常简单，外部系统只需要同平台的一个组件进行数据交换和同步即可完成。 下一代网络( n e x tg e n e r a t i o nn e t w o r k ，n g n ) 将基于分组数据网络和统一的 i p 协议，i p 技术将成为电信运营商n g n 基础骨干业务平台。v o i p 呼叫中心平台属 于原生的口架构，本身提供了n g n 兼容能力，为企业将来平滑过渡到n g n 提供 了原生支持，保护用户原有投资，降低总体拥有成本。 综上所述，v o i p 技术的发展，带来了呼叫中心的第二次革命，它改变了传统 呼叫中心的构建模式，使得基于v o i p 的呼叫中心功能更加强大，更加方便用户的 部署，能较好地集成语音、后台系统以及数据库系统，灵活管理呼叫，为客户提 供各类服务。 1 3 本论文的相关工作 在完成本论文的选题及写作过程中，作者所做的主要工作是： 1 对呼叫中心技术和行业发展现状进行深入学习。了解v o i p 技术发展主要方 向，特别是对h 3 2 3 协议的开放源代码项目o p e n h 3 2 3 进行了深入的分析。 第一章绪论 2 在参考传统呼叫中心的基础上，引入v o l p 技术，提出了基于h 3 2 3 协议的 呼叫中心平台体系结构。v o i p 的呼叫中心功能更加强大，方便用户的部署， 能较好地集成后台管理系统以及数据库系统，灵活管理呼叫，为客户提供 更加丰富的服务。 3 完成了基于h 3 2 3 协议的呼叫中心主要部件，包括c a l lm a n a g e r 服务器和 座席软电话的设计和实现工作，并进行了系统测试和试运行。 1 4 本论文的章节安捧 本文共有六章，各章的主要内容如下： 第一章绪论，首先介绍了呼叫中心的基本概念，分析了呼叫中心行业的历史和 国内外发展现状，结合v o l p 技术的发展，提出了v o i p 技术应用到呼叫中心行业 的方案，最后简要介绍了作者所做的工作和本论文的章节安排。 第二章h 3 2 3 协议及其开源实现分析，首先介绍了h 3 2 3 协议族的组成和呼叫 信令机制，分析了媒体数据编解码和媒体传输协议，接着介绍了网络传输质量保 证机制，最后分析了开源项目o p e n h 3 2 3 的体系结构。 第三章基于h 3 2 3 的呼叫中心平台分析与设计，根据传统呼叫中心的结构和功 能，提出了基于h 3 2 3 协议的呼叫中心平台体系结构，分析了在开源项目上需要 做的改进工作。 第四章呼叫控制服务器c a l lm a n a g e r 的设计与实现，提出了呼叫控制服务器的 体系结构，详细论述了其实现方法。 第五章座席软电话的设计和实现，分析了座席软电话的功能，基于状态模式实 现了座席软电话的状态模型，并论述了一些关键功能的实现。 第六章测试与试运行总结，运用专业的测试工具测试呼叫中心的关键服务质量 参数，并总结了试运行的情况。 第二章1 - i 3 2 3 协议及其实现分析 7 第二章h 3 2 3 协议及其实现分析 近年来，互联网技术的发展越来越快，极大地改变了人们的生活方式其中， 基于口网络的v o m 技术【3 l 为远距离通话和视频会议提供了一种价格低廉的途径， 结束了传统电路交换技术一统天下的局面。网络i p 电话的诞生预示着网络向着多 媒体化、业务综合化的方向发展；同时，v o l p 的协议标准不断推陈出新，成为人 们研究热点。作为v o i p 最重要协议体系之一的h 3 2 3 协议 4 1 ，尽管面临s i p ( s e s s i o n i n i t i a t ep r o t o c 0 1 ) 1 5 j 协议的冲击，其远景不被一些人看好，但它得到了几乎所有v o m 厂商的强力支持，广泛应用于电信级商用i p 电话网。与其它相关协议技术比较， h 3 2 3 最大的优点就是标准最成熟，应用最广泛【7 l 。随着v o i p 技术的进一步发展， h 3 2 3 也在吸收着其它相关协议的优点( 比如快速呼g q ) ，不断促进自身更加成熟、 健壮，显示出强大的生命力。大多数人认为，h 3 2 3 将在相当长的一段时期内继续 作为事实上的v o l p 工业标准。 音频视频应用终端应用程序 音频视频编码r t c ph 2 2 5 0h 2 2 5 0h 2 4 5 r t pi 认s 信呼叫控制 令协议信令协信令协 议议 u d pt c p i p 链路层 物理层 图2 1h 3 2 3 协议栈结构 2 il i 3 2 3 信令机制及呼叫流程 h 3 2 3 协议最初是国际电信联盟( i t u n 为基于局域网的视频会议系统而制定 的标准，后来在1 9 9 8 年第二个版本时将之推广到分组交换网络。 h 3 2 3 涉及了在无q o s ( q u a l i t yo f s e r v i c e ) 【8 】保证的分组网络上进行多媒体通 讯所需的技术要求，协议本身没有限定分组网的具体形式，可以是局域网、广域 网、英特网等包交换网络。h 3 2 3 协议包括了不同的标准，也引用了其它标准。 h 3 2 3 很大程度是建立在i t u 以前有关多媒体协议的基础之上，提供设备之 8 基于h 3 2 3 协议的呼叫中心平台设计与实现 间、高层应用之间和提供商之间的互操作性。它不依赖于网络结构，独立于操作 系统和硬件平台，支持多点功能、组播和带宽管理。h 3 2 3 具备相当的灵活性，支 持包含不同功能的节点之间的会议和不同网络之间的会议。h 3 2 3 建议的多媒体会 议系统中的信息流包括音频、视频、数据和控制信息。呼叫控制消息采用h 2 2 5 0 1 9 建议方式来打包和传送。h 2 4 5 1 1 川协议用来管理端点之间的多媒体信息流。 2 1 1i l3 2 3 组成 h 3 2 3 系统定义了h 3 2 3 终端( t e r m i n a l ) 、网守( g a t e k e e p e r ) ，网关( g a t e w a y ) 和多 点控制器( m c 聊四个主要的组件。 从结构组成上划分，h 3 2 3 协议主要包括： h 3 2 3 终端( t e r m i n a l ) ：h 3 2 3 终端是一种终端用户设备，用来提供与其它 h 3 2 3 终端的实时双向语音、视频或者数据通信。它是多媒体数据传输的用户，它 承担音频的编解码( g 7 1 l 【1 i j ，( 1 7 2 2 ，g 7 2 8 ，g 7 2 9 ) 、视频的编解码( h 2 6 1 ，h 2 6 3 ) 、以 及通过与网守之间的通讯，建立起两个h 3 2 3 终端或h 3 2 3 终端与网守之间的连 接，并提供实时双向的数据传输。 因此，它应具有下述功能： h 2 2 5 呼叫控制信令 h 2 4 5 媒体控制信令 r 肼佩t c p 媒体传输协议 音频编码 视频编码( 可选) 网守( g a t e k e e p e r ) ：网守是h 3 2 3 中可选件，它是h 3 2 3 系统的管理组件，它应 能提供下列服务： 地址翻译：网守应能完成别名地址和传输地址的相互翻译，这是通过一个 地址翻译表来完成的，通过注册消息( r e g i s t r a t i o nm e s s a g e ) 可以更新地址 列表。 接纳控f 日l j ：( a d m i s s i o nc o n t r 0 1 ) ：网守可以对网络的授权访问进行控制，授权 可以是基于身份、带宽或其它准则。通过h 2 2 5 0 信令，网守可以接受或 拒绝呼叫。 带宽控制和管理：通过h 2 2 5 0 信令，网守可以根据带宽的使用情况接受或 拒绝某些访问，也可以接受或拒绝某些端点增加带宽的请求。 呼叫控制和管理：网守可以维护一张呼叫列表，该列表能指示当前网络带 宽的占用情况，也可以批示某端点是否正处于忙的状态。 一个网守将管理一组终端、网关及m c u 。这个组称为一个该终端也能与一个 第二章h 3 2 3 协议及其实现分析 9 h 3 2 3 网关或一个多点控制单元( m c u ) 进行区域( z o n e ) 。一个区域是由这些元素 构成的逻辑联系，而在物理上有可能跨越多个局域网( l a n ) 。 网关( g a t e w a y ) ：网关主要从事数据传输格式、通讯规程、音视频和数据编码 格式之间转换，通常用于分组网络与电路交换网络的接口。网关与终端通过h 2 4 5 和q 9 3 1 进行通讯。 网关是一个位于一个l a n 上的节点，用来与其它的h 3 2 3 终端或位于其它网 络上的其它i t u t 终端进行通信。如果通信终端中有一个不是h 3 2 3 终端，网关 将终端之间的传输模式进行转换，例如：g 7 1 l 和c l 7 2 9 语音信号之间的转换。一个 h 3 2 3 网关可与另外的h 3 2 3 网关协同工作。 多点控制单元( 眦u ) ：多点控制单元( m c u ) 支持在三个或三个以上的终端和网 关之间的多点会议。一个两终端的点对点的会议可被扩展一个多点会议。它包括 一个命令多点控制器( m c ) 和一个多点处理器( m p ) 两部分，多点控制器( m c ) 处理终 端间的h 2 4 5 控制信息，它支持与所有终端进行协商的能力，用以保证通信达到 一个普遍的水平。它还能控制组播中的资源。m c 并不具备对语音，视频或者数据 业务的混合交换能力。然而，m p 却能从事这些服务( 在m c 的控制下) 。多点处理 器处理媒体信息流，在进行多点会议时，m p 是处理语音、视频及数据流的主处理 器。 2 1 2i l3 2 3 呼叫流程 在h 3 2 3 系统中与呼叫建立和设备控制相关的信道有三个：r a s ( r e g i s t e r a d m i s s i o ns t a t e ) 信道、呼叫信令信道和h 2 4 5 媒体控制信道。r a s 信道连接h 3 2 3 终端、网关、m c u 等端点设备和网守，用于r a s 、带宽管理。呼信令信道建立于 终端与终端间或终端与网守之间，可采用q 9 3 1 信令来建立或释放呼叫连接。h 2 4 5 控制信道一般建立于终端与终端之间，用于通信时的呼叫管理。 r a s ( r e g i s t e ra d m i s s i o ns t , a m ) 信道：r a s 信道主要用于网守发现( g a t e k e e p e r d i s c o v e r y ) 、端点注册( e n d p o i n tr e g i s t r a t i o n ) 、传递端点位置信，g ( e n d p o i n tl o c a t i o n ) 和带宽管理等几个过程。它采用u d p 传输，是一条不可靠信道，采用定时重发机 制。 网守发现过程用于确定设备应向哪一个网守注册。包括自动发现和手工配置 两种过程。自动发现使端点设备与网守间设备的关联关系能够随着时问变化而得 到调整。当一个网守出错或失效时，自动发现可使端点设备自动找到另一个后备 的网守，也使系统在替换网守时免去对端点设备的手工设置。 端点注册是指端点设备加入到一个h 3 2 3 域( z o n e ) 的过程。端点设备首先向网 守发送注册请求消息，网守则以注册确认或注册拒绝消息响应。端点设备应定期 1 0 基于h 3 2 3 协议的呼叫中心平台设计与实现 向网守发送保持激活位置位的注册消息来维持在网守上的注册。 如果一个端点需要询问另一个端点设备的连接信息，它可以发送位置请求消 息。这一消息可以发送到特定网守的r a s 信道传输服务接入点( t s a p ) 上，也可以 以组播方式发送。被询问的端点设备网守应当以位置确认消息回应。 端点设备在发出呼叫请求前，可以向网守请求管理，郎发出a r q ( a d m i s s i o n r e q u e s t ) 消息。a r q 消息中指定了欲建立呼叫所需的带宽。这一带宽是呼叫带宽的 上限，即发送和接收音、视频信号需要的带宽最大值，网守在接纳确认( a c f ) 消息 中指定一个不大于请求的带宽值，端点设备在呼叫过程中应保证使用的带宽不超 出这一限制。若通信过程中端点设备需要改变所使用的带宽，就应向网守发送带 宽改变请求( b r q ) 消息。 呼叫信令信道：它传送h 2 2 5 0 消息，通过t c p 进行信息传送。建立信令信道 有两种方法：直接端点呼叫信令( d i r e c te n d p o i n tc a l ls i g n a l l i n g ) 和网守路由呼叫信 令( g a t e k e e p e r r o u t e dc a l ls i g n a l l i n g ) 。网守路由呼叫信令信道建立方法中，网守可 以选择在连接建立后关闭呼叫信令信道，也可以在呼叫过程中一直打开。 h 。2 4 5 控制信道：它建立于终端之间或终端与网守或m c u 之间。采用t c p 传输， 用于传输端到端的控制报文，指导h 3 2 3 端点设备的操作。 一个简单的呼叫流程如下： 在呼叫建立以前，终端设备a b 起动时，首先向网守注册。 当呼叫开始时，发起方终端a 向网守发出a r q 请求，并企图通过网守的 许可认证。 网守向终端a 回应a c f ，并返回与终端b 通信的信息。 终端a 向终端b 发出s e l l 琅请求。 终端b 向终端a 做出回应后再向网守进行许可认证，即向网守发出a r q 请求。 在得到网守a c f 消息的许可认证后，终端b 向终端a 发出a l e r t i n g 消息。 终端b 与终端a 交换h 2 4 5 消息来决定主从关系、终端能力及打开逻辑通 道。 两个终端建立起媒体通道进行媒体数据传输。 2 2 媒体数据解编码及封装 在v o i p 系统中，媒体数据除了语音、视频还包括传真、文本等其它格式的数 据。其中音频算法包括：g 7 1 l ，g 7 2 2 ，g 7 2 3 1 ，c t 7 2 8 ，g 7 2 9 和m p e ga u d i o 。其中 g 7 1 1 “是必备算法，其它是可选项。除了上述六种算法外，当然也可以通过能力 协商来采用其它算法。 第二章h 3 2 3 协议及其实现分析 从普通电话机或话筒输出的模拟信号首先经模拟电话线带宽滤波器滤波，然后 进行8 0 0 0 h z 采样，并量化成8 比特或1 6 比特的线性p c m 码，变成6 4 k b i f f s 或 1 2 8 k b i v s 的数字话音信号。为了有效地利用传输信道，可使用各种语音压缩技术 进语音进行压缩编码。脉冲编码调$ i j ( p c m ) 是最早的数字话音技术，它不包含任何 压缩算法，每秒采样8 0 0 0 次，产生8 比特数字话音信号；自适应p c m 采用更有效 的模拟信号采样方式，将语音信号编码所占空间减少为p c m 的一半：码激励线性 预测是最有效的语音分析方法之一，也是许多低速率压缩算法的基础，如q 7 2 8 ， g 7 2 9 ，g 7 2 3 1 都来是在线性预测的基础上改进的一些编码标准。 人们在打电话时一般只有一方在说话，加上说话人的喘息、停顿等因素，因此 话音的有音率低于5 0 9 6 ，如果采用静音压缩技术，可以减少语音间隙的发送比特率， 从而降低数据率，更有效地利用传输线路。静音压缩是指在话音中采用静音检测 技术，当检测到的话音信号强度低于规定的门限值时，就认为没有话音信号而停 止发送分组。在g 7 2 9 b 和g 7 2 3 1 中都采用了语音检测算法和舒适噪音发生器算 法。语音检测算法的主要作用是判断信号是否存在，舒适噪声发生器的作用是在 语音静默期间插入一段令人感觉舒适的人为噪声。 v o p 系统中的视频算法包括：h 2 6 1 和h 2 6 3 。除此之外，也可以通过能力协商 采用其它格式。在本文中不涉及视频部分，因此，此部分暂不讨论。 除了音频和视频等信息外，还要进行数据信息的传输。由于数据对差错控制比 较高，而对时延要求不敏感，因此数据通信是建立在可靠的通信连接( 如t c p ) 基 础上。h 3 2 3 系统采用的是i 1 2 0 建议。 编码后的话音数据以一定的长度( 也有可变长度的) 组成话数据帧，并用 r t p r t c p 协议进行传输。话音数据的长度选择是一个很关键的问题，如果话音分 组太大，则从源端到接收端的话音分组的延时就增加。但话音分组太小，则分组 头部所占的开销又太大。通常取话音分组长度为2 0 m s 。按2 0 m s 为一帧话音计算， 有效净荷只占2 0 ( 8 + 1 2 + 2 0 + 2 0 ) = 1 3 ，如果一个i p 分组封装两帧话音，利用率也 只有5 0 ，即需要1 6 k b i v s 以上的信道。所以为保证话音质量，信道传输速率必须 大于话音压缩后码速率的2 3 倍。 在i p 网络中传输，话音分组常常由于网络拥塞而丢失，另外，各方面音分组 由于传输路径不同，很可能到达接收端时己经超时而遭丢弃。因为话音通信是一 项实时业务，接收端不可能要求重传丢失分组，为此，就要求接收端的解码器能 够采取一定的技术恢复出被丢失的话音分组，重构话音信号。常见的方法有两种： 前向纠错和交织纠错技术。 前向纠错是在话音分组中增加一些冗余信息，利用这些冗余在还原时将丢弃话 音信息精确地或近似地重构出来。 交织技术可得到更好的还原效果。例如可以将4 个2 0 m s 的话音数据编为一组 1 2 基于h 3 2 3 协议的呼叫中心平台设计与实现 每个话音现划分4 个小块，然后这1 6 个小块再按一定规律进行交织成4 个分组发 送，这样如果丢失分组的话。由于每个小块持续时间很短，而对还原后话音质量 影响不大。 2 3 媒体传输协议 实时传输协议r t p ( r e a l t i m e t r a n s p o r t p r o t o c 0 1 ) 1 2 】是用于i n t e m e t 上针对多媒体 数据流的一种实时传输协议。r t p 被定义在一对一或一对多的传输情况下工作。 当应用程序开始一个r t p 会话时将使用两个端口：一个供r t p 使用，一个供r t c p 使用。r t p 本身不能为按顺序传输的数据提供可靠的传送机制，也不能提供流量 控制或拥塞控制，它依靠r t c p 提供这些服务。通常，r t p 算法并不作为一个独 立的网络层来实现，而是作为应用程序代码的一部份。实时传输控制协议 r t c p ( r e a l t i m et r a n s p o r tc o n t r o l p r o t o c 0 1 ) 和r t p 一起提供流量控制和拥塞控制服 务。在r t p 会话期间，各参与者周期性地传送r t c p 包。r t c p 包中包含已发送数 据包的数量、丢失数据包数量等统计资料，因此，服务器可以利用这些信息动态 地改变传输速率，甚至改变有效载荷类型。r t p 和r t c p 配合使用，它们能以有 效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化。 2 3 1 实时传输协议r t p 基于口的电话技术中的介质传输是用实时传输协议( r e a i t i m et r a n s p o r t p r o t o c o l ：r t p ) 实现的。它是事实上的标准机制，它可以提供实时数据的端到端传 输，如音频、视频和非实时应用数据。r t p 并不保证q o s ，而且在一个连接路径 上不做资源保留，它也需要使用信令协议( h 3 2 3 ，s i p , m g c p 等) 来建立连接，协商 将要使用的介质格式。在服务平台和基础网络的设计中，介质传输需要考虑q o s 。 r t p 也是一个封装协议，实时业务运行在r t p 包的数据域，同时r t p 包头包 含了关于该实时业务类型信息。r t p 包头有一个时间戳，它在接收端的应用层播 放该业务时起同步作用。 r t p 在系统中主要充当两种作用： 首先，r t p 在系统中首先充当翻译器的作用，r t p 翻译器将一个净荷语法翻译 ( 编码) 为另一种不同的语法。其目的是为了将呼叫发起用户终端与网络带宽限制一 致，同时将呼叫发起用户终端与呼叫接受用尸终端带宽限制一致。 其次，r t p 在系统中充当混合器的作用。混合器就是将多个源业务流合并成为 一个业务流。典型情况是，混合器参与音频操作并且就接受者而言，它们不降低 信号质量。它们简单地将多个信号合并成一个一致的格式。如前面所说，r t p 混 第二章i t 3 2 3 协议及其实现分析 合器的操作特别适合音频会议。按照一般的规则，它并不适合视频会议，因为要 将多个视频源合并到一个很困难的。r t p 混合器并不是将每个源净荷翻译成一种 不同的格式，而是保留原始的格式，将不同的源净荷合并成为一个信息流。混合 器用于音频会议，但并不用于视频会话，因为混合视频流尚未成为商业现实。另 一方面，如果音频信息流是简单的脉冲编码调制( p c 蛐业务流，那么只要简单地对 来自每个源净荷的值进行简单求和，就可以将它们合并成为一个单一信息流。 r t p 所有消息( r t p 数据包) 都具有一个公共格式，但并没有定义应用数据域的 内容，这留给具体的应用。因此，r t p 能承载不同类型的应用业务，它能支持不 同的净荷类型，比如：i t l ，- t 的g 7 1 1 音频标准和j p e g 视频标准。 r t p 协议数据单元( p d u ) 承载在用户数据报协议( u d p ) 和因特网协议( i p ) 的 p d u 中，而这些协议的头信息也作为完整的数据单元的一部分。r t p 没有一个共 认的端口( 它显然是运行在一个u d p 端口上) 。如果一个应用没有为r t p 建立一个 端口，那么它默认端口是5 0 0 4 0 。r t p 没有一个公认的端口是因为它将用于几个 甚至多个应用，而这些应用以端口来标识。 2 3 2 实时传输控制协议r t c p 实时传输控制协议( r e a l t i m et r a n s p o r tc o n t r o lp r o t o c o l ：r t c p ) 增强了r t p 的功 能，它提供数据传输和服务质量的端到端监控。r t c p 是r t p 规范的一部分。 r t c p 经常被误认为是信令协议，但是它不是。r t c p 包把关于会话质量的端 到端信息传送给每个参与者。像包延迟、抖动、收到和包丢失等数值对网络而言 非常有价值，可以用来实时估计网络自身的状态。r t c p 作为核心可以用来监视数 据传输是否发生，端点也可以用它来确定在网络故障的情况下，相应的r t p 流部 分是否被丢失。r t p 和r t c p 并不需要在相同的端到端路径上路由，但是如果能 够实现，这样做有重大意义。如果使用了服务质量路由，网络设计考虑可以规定 r t c p 包不能经过相同的路由器集合。 有5 种类型的r t c p 包： s r ：s e n d e rr e p o r t ，发送者报告 r r ：r e c e i v e rr e p o r t ，接收者报告 s d e s ：s o u r c ed e s c r i p t i o n ，信源说明 b y e ：h a n g u pf r o mas e s s i o n ，挂断会话 a p p ：a p p l i c a t i o n s p e c i f i cp a c k e t ，特定应用的包 r t p 接收者使用r t c p 报告包提供接收质量反馈，报告包根据接收者是否是发 送者而采取两种格式中的一种：s r 和r r 。除包类型代码外，发送者报告与接收者 报告问唯一的差别是发送者报告包含一个2 0 个字节的发送者信息段。如某地址在 1 4 基于h 3 2 3 协议的呼叫中心平台设计与实现 发出最后一个报告间隔期间发送数据包，就发布s r ；否则就发出r r 。 ，s d e s ( s o u r c ed e s c r i p t i o n ，信源说明) 包允在r t p 包内把s s r c 数值和发送数 据用户的实际标识绑定起来。标识可以是用户名称、e m a i l 地址、主系统的用户 登录标识中的一个或多个。其中也可以包含一些其它的可选项，如电话号码、用 户位置、用来产生介质流的应用，可能还有呼叫参与者没有严格解释的一条注释。 端点需要在会话开始时发送一个s d e s 包，以明确每个参与者。 b y e 包告诉呼叫的所有参与者发送者正在离开。 a p p 包可以在端点之间运行的应用间传送信息，现在还只是实验性地提出。 它可能的应用包括：当具有一定特权的用户加入呼叫时，用它来为远程服务实例交 换信息。但企业界正在考虑用其它方法来实现。 r