31【融合通讯】【异构网融合通信原理实验】

1、学生实验指导手册(中级 ) 第 152 页，共 285页实验十一 异构网融合通信原理实验 【实验名称】 异构网融合通信原理实验【实验目的】 通过实验进一步理解网络融合通信原理，并掌握语音网关在异构网融合通信中的应用。【实验原理】 1 异构网融合概述1.1 异构网概念异构网泛指具有完全不同传输性质和通信协议的两个或多个网络，比如 pstn（公共交换电话网络） 是一种语音通信电路交换网络，而 voip 是以 ip 网络为基础的一种语音通信分组交换网络。这两种网络的传输性质和通信协议都是截然不同的。1.2 异构网融合目标 没有采用融合技术的异构网之间是互相隔离不可互通的，而采用融合技术可以将两个或多

2、个异构网连接成一个整体网络实现互通。 1.3 异构网融合的关键技术和关键设备 异构网融合的关键技术包含了用户地址的路由转发、呼叫过程控制、 媒体及信令转换等等。 语音网关是在异构网之间实现通信融合的设备，通过语音网关的中继作用，异构网之间可以实现语音、传真以及数据业务的互通。 2 语音网关工作原理 语音网关的功能是实现voip 系统和 pstn 互联互通。语音网关包含四个通信模块，每个通信模块都是若干通信信道（简称通道）的集合，该四个通信模块分别叫做“voip client ” 、 “voip trunk ” 、 “fxs ”和“ fxo ” 。通过该四个通信模块的配合，语音网关可以将voip

3、 系统、普通电话终端和pstn 系统三者结合一起，达到互联互通的目的，系统构成示意图如下： 学生实验指导手册(中级 ) 第 153 页，共 285页图 11-1 2.1 呼叫过程控制 2.1.1 pstn? voip 呼叫控制过程 语音网关 fxo 口接收到pstn 振铃信号，端口激活工作，检测到call id信息后，端口摘机建立语音连接，同时语音网关进一步将呼叫请求转发到voip 网络；voip 客户端接受呼叫并摘机后则整个呼叫连接过程完毕。语音通信完毕， 如果 voip 用户先挂机， 则软交换服务器会将挂机信息发送给语音网关，语音网关确认后将fxo 口挂机，随即 pstn 交换机检测到语音

4、网关挂机，并进一步给pstn用户播放催挂音，pstn用户听到催挂音后挂机，至此，整个呼叫拆线完毕；如果pstn用户先挂机，则pstn 交换机会检测到该挂机信号并给语音网关的fxo 口播放催挂音，语音网关检测到催挂音后，关闭fxo 口，并进一步给voip 系统发送挂机信息，最后voip 客户端接收到挂机信息自动挂机，至此，整个呼叫拆线完毕。流程如图所示学生实验指导手册(中级 ) 第 154 页，共 285页图 11-2 2.1.2 voip? pstn 呼叫控制过程 语音网关接收到voip 系统的出局呼叫请求后，根据呼叫请求（被叫号码）进行路由匹配并将该呼叫请求转发给fxo 口，然后fxo 端口

5、摘机，将被叫号码以dtmf 格式发送给pstn 交换机， pstn 交换机根据接收到的号码接通被叫方，被叫 pstn 用户摘机， 则整个呼叫建立过程完毕。挂机过程同“ pstn ? voip 呼叫控制过程”描述。如图所示：学生实验指导手册(中级 ) 第 155 页，共 285页图 11-3 2.2 呼叫路由及出局原理 2.2.1 呼叫路由原理 pstn 网络根据被叫号码的关键字冠（前缀）判断呼叫路由，并以电路交换方式转发呼叫请求。 voip 网络的呼叫路由原理上沿用了pstn 的经验，在实现方式上采用的是软交换方式。voip 系统根据被叫号码的前缀特征判断该呼叫是否符合某一路由条件，如果符合，

6、则继续进行两个动作：1）对被叫号码作一定变换（或不变换），2）将该呼叫按照路由设定的中继通道转发。否则继续下一条路由的匹配尝试。2.2.2 voip? pstn 出局原理 voip 网络用户出局呼叫必须解决号码识别问题，即软交换服务器接受用户的呼叫请求学生实验指导手册(中级 ) 第 156 页，共 285页后，根据被叫号码特征判断该呼叫是局内呼叫还是出局呼叫。如果是出局呼叫，则通过中继链路将该呼叫请求转发给语音网关处理。语音网关收到软交换服务器转发的出局呼叫请求后，根据设定路由，选择合适的模拟端口向pstn 网络发起出局呼叫请求。语音网关fxo口的呼叫动作类似于普通电话机：首先fxo 口摘机（

7、 pstn 程控交换机播放拨号提示音），然后以 dtmf 信号格式将被叫的pstn 号码发送给程控交换机，程控交换机收号后接通被叫用户。为了让软交换服务器能够识别被叫用户是局内用户还是局外用户，在号码识别方面可以有两种做法： 1）主叫方在拨被叫号码之前加拨“出局前缀”，该前缀号码有别于voip 网络内部用户号码， 核心控制器据此识别该呼叫为出局呼叫，并将呼叫请求转发给语音网关，在语音网关进一步转发该呼叫之前，必须将前缀号码截除（核心控制器或语音网关均可以截除该前缀）；2）voip 局内号码与pstn 号码有明确的区别特征，核心控制器识别被叫pstn号码的特征后，将呼叫请求转发语音网关，由语音网

8、关进一步将呼叫转发到pstn 网络，整个过程被叫号码不做任何转换。2.2.3 pstn? voip 出局原理 pstn 用户呼叫voip 用户，必须先呼叫语音网关fxo 口所连接的pstn 电话线号码，然后再进一步呼叫voip 用户号码（俗称二次拨号）。具体过程描述如下：1）pstn 用户发起呼叫使得语音网关fxo 口线路振铃，语音网关fxo 口检测到来电呼叫后摘机，至此语音网关和pstn 之间已经建立语音通路；2）在语音网关和pstn 用户建立语音连接的基础上， voip 系统提示pstn 用户继续拨打voip 用户号码， voip 系统收到pstn 用户拨打的voip 号码后，再接通被叫v

9、oip 用户，被叫voip 用户摘机即可建立语音通信连接。二次拨号有两种方式：1）语音网关直接提示二次拨号，并将接收到的拨号信息转化为voip 呼叫，由语音网关以注册客户端的身份将该呼叫请求发送给软交换服务器，最终接通被叫 voip 用户； 2）语音网关将pstn 呼叫请求以中继身份转发给软交换服务器，由软交换服务器提示pstn 用户进行二次拨号，软交换服务器根据pstn 用户所拨号码直接接通被叫 voip 用户。3 语音转换在通话过程中，对于pstn ? voip 传输方向的语音，语音网关将来自于pstn 网络侧的语音信号进行数字化处理，即按照g.723 、g.729 、g.711 要求压缩

10、和编码，并将处理过的语音信息进行分组，使之成为标准的ip 包后在 voip 网络中传输；对于voip? pstn 传输方向的语音， 语音网关将来自voip 网络侧的ip 语音包进行重组、解压和解码， 使之转换成模拟语音信号并在pstn 网络中传输。学生实验指导手册(中级 ) 第 157 页，共 285页【实验拓扑】 ip网络pstn线路软交换服务器网络话机语音网关hub学生实验用机ip：192.168.88.90ip：192.168.88.190ip：192.168.88.60ip：192.168.88.31pstn普通话机图 11-4【实验设备】 1 实验主要设备清单序号设备名称数量（台）1

11、 软交换服务器1 2 网络话机 1 3 语音网关 1 4 普通话机 1 5 集线器 1 6 实验 pc1 7 pstn外线 1 表 11-1 学生实验指导手册(中级 ) 第 158 页，共 285页2 实验设备主要参数配置说明2.1 配置软交换服务器2.1.1 配置网络参数点击系统管理网络接口设置 进入网络接口设置界面：配置参数序列配置参数名称具体参数配置参考1 可选网络接口eth0 2 连接类型static 3 系统启动时加载yes 4 ip 地址 子网掩码 网关地址192.168.88.90 255.255.255.0 192.168.88.1 表 11-2 2.1.2 配置 sip 参数

12、点击 系统管理 sip 信息 进入 sip 信息配置界面：配置参数序列配置参数名称具体参数配置参考1 sip 监听端口5060 2 最大注册超时3600 3 默认注册超时120 表 11-3 学生实验指导手册(中级 ) 第 159 页，共 285页2.1.3 配置中继路由点击路由管理添加中继， 进入添加中继界面： 配置参数序列配置参数名称具体参数配置参考基本配置1 呼叫外线 callerid空2 最大通道数空3 拨号前缀空呼出设置1 中继名称to_6000 2 主机名192.168.88.60 3 端口5060 4 用户名 /密码1234 5 编码方式全选呼入设置1 用户名 /密码1234 注

13、册1 注册字符串空表 11-4 点击路由管理添加路由， 进入添加路由界面： 配置参数序列配置参数名称具体参数配置参考1 路由名称 to_6000 2 路由密码 空3 路由规则 9|. 4 中继选择 to_6000 5 是否计费 no 表 11-5 学生实验指导手册(中级 ) 第 160 页，共 285页点击路由管理添加呼叫规则，进入添加呼叫规则界面： 配置参数序列配置参数名称具体参数配置参考1 规则名称 to_rule 2 路由选择 to_6000 3 规则描述 外线电话表 11-6 2.1.4 配置帐户参数点击 号码管理 添加号码 ，进入添加号码界面： 配置参数序列配置参数名称具体参数配置参

14、考1 内线号码 1000 2 呼内线 callerid空3 呼外线 callerid空4 密码 1000 5 呼叫规则 to_rule 6 允许编码格式 全选7 是否在 nat 之后 no 8 是否发送保活报文 no 表 11-7 点击 号码管理批量添加号码，进入批量添加号码界面： 配置参数序列配置参数名称具体参数配置参考1 起始号码 2000 2 结束号码 2010 3 密码与帐号一致 yes 4 呼叫规则 rule_to_rule 5 允许编码格式 全选6 是否在 nat 之后 no 7 是否发送保活报文 no 表 11-8 2.2 配置语音网关2.2.1 配置网络参数学生实验指导手册(中

15、级 ) 第 161 页，共 285页点击基本设置，可以对网络参数进行配置：配置参数序列配置参数名称具体参数配置参考1 dhcp 空2 ip 地址子网掩码网关地址192.168.88.60 255.255.255.0 192.168.88.1 表 11-9 2.2.2 配置 sip 参数点击sip 设置 sip 服务器， 进入 sip 服务器配置界面： 配置参数序列配置参数名称具体参数配置参考1 名称 sipserver2 域名 192.168.88.903 端口 5060表 11-10 2.2.3 配置端口参数点击 sip 设置 注册客户端，在此为新增加的注册客户端指定呼入规则： 配置参数序列

16、配置参数名称具体参数配置参考1 名称 rc_1 2 启用 开3 sip 服务器 sip1 4 认证名 20005 认证 id2000 6 认证密码 20007 绑定端口 fxs/1表 11-11 学生实验指导手册(中级 ) 第 162 页，共 285页点击 sip 设置中继设置，进入中继设置界面： 配置参数序列配置参数名称具体参数配置参考1 名称tr_1 2 启用开3 sip 服务器sip1 4 呼出认证 id1234 5 呼出认证密码1234 6 呼入认证 id1234 7 呼入认证密码1234 8 绑定端口fxo/1 表 11-12 点击 fxs 通道 路由设置，选择 fxs/1 接口，配

17、置路由： 配置参数序列配置参数名称具体参数配置参考1 名称 to_default 2 被叫号码 _x. 3 删除位数 0 4 添加前缀 空5 呼出目的路由接口 sip/rc_rc_1 表 11-13 点击 fxo 通道 路由设置，进入第一个fxo口的设置界面： 配置参数序列配置参数名称具体参数配置参考1 名称fxo/1 呼入2 呼入目的路由接口自动话务员3 热线号码空4 操作保存表 11-14 学生实验指导手册(中级 ) 第 163 页，共 285页2.2.4 配置自动话务员配置参数序列配置参数名称具体参数配置参考1 名称atdt_1 2 被叫号码_x.3 删除位数04 添加前缀空5 路由接口

18、sip/tr_tr_1 6 操作保存表 11-15 2.3 配置 ip 话机2.3.1 配置网络参数点击网络 网络接入，进入网络接入配置界面：配置参数序列配置参数名称具体参数配置参考1 ip 地址 子网掩码 网关192.168.88.31 255.255.255.0 192.168.88.12 pppoe 空表 11-16 2.3.2 配置 sip 参数点击 voip 配置 服务商配置，进入服务商配置界面： 配置参数序列配置参数名称具体参数配置参考1 启用勾取2 服务器名称sipserver1 3 注册服务器地址192.168.88.90 4 注册服务器端口5060 5 呼出代理服务器地址19

19、2.168.88.90 6 呼出代理服务器端口5060 7 号码1000 8 注册 id 1000 9 密码1000 学生实验指导手册(中级 ) 第 164 页，共 285页其他配置使用默认值表 11-17 【实验步骤】 1 异构网之间呼叫实验1.1 voip 呼叫 pstn1）voip 侧 ip 话机摘机，听到拨号提示音，然后拨910086 （9 后加 pstn 上存在的电话号码，此处以10086 号为例），并按 “#”键送号；2）观察语音网关的fxo 口指示灯应点亮（表示端口摘机工作）；3）观察 pstn 中被拨话机（以10086 号为例）振铃，同时ip 话机应响回铃音；4）将正在振铃中的

20、模拟电话机摘机，建立语音通信链路，观察 ip 话机与模拟话机之间是否可以正常通话。1.2 pstn 呼叫 voip 1）pstn 侧模拟话机摘机，拨打语音网关的fxo 口所接电话线号码；2）模拟话机听到一声回铃音后，观察fxo相应的指示灯点亮（表示端口接受呼叫并摘机工作）；3）从模拟话机上收听到二次拨号语音提示后，继续拨打ip 话机的号码1000 ；4）观察 ip 话机将振铃，同时在模拟话机上将听到二次拨号回铃音；5）将正在振铃中的ip 话机摘机，建立语音通信链路，观察ip 话机和模拟话机间是否可以正常通话。2 呼叫路由及出局原理实验2.1、路由实验参考实验系统手册，在软交换服务器上修改出局呼

21、叫前缀，然后重新进行呼叫试验，请分别尝试修改前后的前缀，并记录呼叫结果。1） 在软交换服务器上修改出局呼叫前缀，将出局呼叫前缀由9 改为 0 学生实验指导手册(中级 ) 第 165 页，共 285页图 11-5 2） 修改号码1000 的呼叫规则，将原来的rule-default改为 to_rule 图 11-6 3） voip 侧 ip 话机摘机，听到拨号提示音，然后拨910086 （9 后加 pstn 上存在的电话号码，此处以10086 号为例），并按“ #”键送号；4） 观察语音网关的fxo 口指示灯应不亮（表示端口摘机工作），因为出局前缀已经由9 改为 0，拨 9 无法出局；5） vo

22、ip 侧 ip 话机摘机，听到拨号提示音，然后拨010086 （9 后加 pstn 上存在的电话号码，此处以10086 号为例），并按“ #”键送号；6） 观察语音网关的fxo 口指示灯应点亮（表示端口摘机工作），拨号的出局前缀和软交换学生实验指导手册(中级 ) 第 166 页，共 285页服务器上配置的出局前缀一致，成功出局； 2.2、号码转换实验参考实验系统手册，请分别尝试在软交换服务器和语音网关上设置号码转换规则，并记录呼叫结果。1） 查看软交换服务器的出局路由前缀，确认出局路由设置成0|. （表示匹配0 开头，后面跟任意位数，在发送号码时去掉第一个0） ；图 11-7 2） 查看号码1000 的呼叫规则，呼叫规则应设置成to_rule ；学生实验指导手册(中级 ) 第 167 页，共 285页图 11-8 3） 开启抓包工具进行抓包