VoIP双模网关的研究与系统设计

近年来随着宽带网络和IP技术的日益发展，VoIP(Volee over Internet Protoc01)技术的应用越来越广泛。网关是VoIP网络中的重要设备，按照应用领域可分为电信级网关和用户端网关。用户端网关设备主要应用于小区和企业，是连接终端电话和IP网络的桥梁，主要功能是进行语音编解码、信令处理、VoIP协议处理和路由协议处理等。用户端网关设备在VoIP网络中的位置如图1所示。可以看出，网关处于用户电话线路部分的末端、IP网络部分的起始端。

“双模”是指VoIP和PSTN两种模式。双模网关是一种同时连接PSTN网络和VoIP网络并能在两者之间自动切换的用户端网关设备。双模网关可以使用VoIP网络节省大量通话成本，还可以在VoIP网络不可用(断电或路由不可达)时使用PSTN网络保障电话线路永远畅通，而且使用双模网关不需要对PBX交换机做任何改动，用户还可以自由选择或由网关自动选择使用VoIP网络还是PSTN网络，具有很好的实用性和灵活性。

1 VoIP双模网关的工作原理
　 网关在VoIP网络中主要起协议转换、控制及关守作用，如呼叫控制和呼叫管理等。双模网关在普通VoIP网关的基础上增加了VoIP与PSTN之间的切换。双模网关系统从功能上可分为双模切换模块、FXS接口电路模块、语音处理模块和软件控制模块，其系统框图如图2所示。

　外部交换站FXS(Fbreign eXchange Subscdber)接口和外部交换局FXO(Foreign eXchange Office)接口是VoIP网关中非常重要的两个接口。在传统的PSTN电话连接中，电话中心局端交换机提供馈电和铃流，电话本身完成Tip／Ring电路来请求服务或者应答PSTN上的呼叫。在VoIP电话连接中，FXS电路仿真了电话中心局端交换机的功能，提供馈电和铃流并检测环路电流。而FXO电路相当于仿真了电话机的功能，提供环路闭合和检测铃流。

　FXS接口电路直接与模拟话机连接，提供拨号音、馈电、铃流电压，并能够检测话机的摘挂机和环路闭合，完成模拟信号与数字信号之间的相互转换。FXS接口电路包括编解码器CODEC和用户线接口电路SLIC(Subscriber Line Interface Circuit)。CODEC包括一个模数转换器(ADC)和一个数模转换器(DAC)。SLIC电路仿真了PSTN电压，它必须能够检测电话的摘挂机并能产生最高达120V的铃流电压。