局域网话音技术市场初探
——从纯数据网向数据话音综合网的转变
3Com公司陶欣
---- 人们一直希望有朝一日能在单一网络系统中综合传输数据、话音、图像等信息，但无论是话音网里的ISDN，还是数据网里的ATM，都没有做到数据、话音的完全综合与统一。它们或者是实施成本太高而难以为用户所承受，或者是技术本身太复杂而难以普及，或者是受到实际网络状况的限制而缺乏大量应用的支持，于是使得ISDN广泛进户、ATM到桌面等普及化应用的设想非但至今仍未实现，而且都面临着将被新一代技术应用淘汰出局的危险。
----与此同时，以Ethernet/IP为载体的技术不断推陈出新，相关产品的性能增长迅速，产业规模急速膨胀，设备成本持续下降，网络实施、运作、维护的总体性能价格比不断优化，这一切使基于Ethernet/IP上的数据、话音完整综合与统一成为现实，并开始广为应用，VoIP成了一致公认的未来发展方向。
----但是，由于VoIP在电信话音领域里率先获得了应用(用IP电话拨打廉价长途)，因此，人们更多的是把对VoIP的理解仅局限在了广域接入的范围内。其实严格来说，VoIP存在着两大市场应用领域：一个是今天已被认识并在国内获得初步应用的广域网数据、话音综合接入与传输；另一个就是必将引发企业网应用重大革新的局域网内数据、话音综合处理与应用。而对于这个必将广为普及的数据、话音综合企业网来说，其核心技术正是逐渐被广泛关注的局域网话音技术(LAN Telephony)。
----虽然局域网话音技术可节省长途话音、数据、图像通信的潜在花费，但其更深层的意义却在于由它所导致的新的真正集成化的数据、话音应用的大量出现，从而引起的人们日常工作模式的进步以及相应生产效率的提高。
----进一步说，局域网话音技术其实不仅仅与局域网有关，它还与广域网有关。在某些情况下，它可能根本就与局域网设备没有关系。局域网话音技术应用在企业Intranet里时被称为IP Telephony，但这种服务绝对不能与利用公共 Internet传输话音的Internet Telephony混淆。由于软件编解码技术的限制和Internet 传输服务缺少统一管理及保障性，Internet Telephony的话音质量与目前传统电话相比还有差距；而企业Intranet从一开始就受到严格管理和规划，局域网话音系统的电话终端又采用硬件话音编解码技术，因此，它在企业园区网内的应用完全具有传统电话的话音传输品质，而在广域Intranet里的应用也可与传统电话服务媲美。
----目前，虽然很多企业已具备了完整的企业内部数据和话音网络，但数据网络功能由交换机、路由器等包交换系统处理，而话音功能则由专用的PBX电路交换系统处理，两者从根本上是彼此分离的。众所周知，PBX本身是非开放系统，各厂商自成体系，因而除必然导致设备本身价格高昂以外，更使其系统功能扩展代价不菲，技术支持复杂难懂，相关应用的上层开发不但投资可观，技术实施难度大，而且几乎没有移植和扩展的空间，属于“一次性”产品。因此，尽管PBX已有几十年的历史，系统本身也相当稳定，但对大部分的实际使用者来说，却还停留在基本的通话应用上。
----反观局域网语音技术，由于它所实现的是数据和话音在包交换系统上的真正统一，而且它所依托的以太网、IP等架构又是普遍通行的开放系统，因此相关产品技术本身的性能价格比具有相当大的优势，必然会导致具有大量综合数据话音处理能力的应用的出现与普及，并带来人们工作模式的转变和工作效率的进一步提升，以及整体企业运作费用的有效降低。
----简而言之，局域网话音技术当前应用的直观好处是使企业的长途通话费用得以降低。企业内数据、话音的真正综合将使两者无论在局域还是广域内都共享一套物理传输系统(如图1所示)，因此跨地域的企业内部通信费用将大大节省，内部通信操作亦将简化。但从深层意义上讲，相对于单纯从长途电话的硬性费用的节省，从提高工作效率中得来的软性费用的节省不仅更可观，而且对企业运作来说也更根本。
----其次，从资源利用效率看，局域网话音技术也占有很大优势。这里包含两部分内容：一是统一的系统资源管理，二是通信信道资源的利用。
----对于统一的系统资源管理来说，局域网话音技术使话音处理设备标准化、开放化，去除了专用PBX系统的复杂性，不但可使相应设备（如LAN PBX）与其他网络设备一起集成管理，而且操作过程也完全图形化、Web化。IT管理员只需了解简单的概念，就可全盘操作，免除了以往企业对PBX专用系统不得不额外采用外包技术支持服务的负担。
----在信道资源利用方面，局域网话音技术更有本质上的优势。目前，企业内PBX链路交换话音系统中每个话音通信占一个信道，广域通信中也是如此，这就意味着无论具体通话内容多少，只要有通话，每个通话最少也要占用一个64k 的信道资源；如果进行三方会议通话，那就需同时占用三个信道。而在包交换网络中，一个 64k信道资源可同时传输多个数据包，由于这些数据包可以分别代表不同电话发出的话音数据包，因此一个64k信道可以同时被多个通话利用，此时的三方会议通话只需一个信道就可以了，资源利用效率自然提高，相应的信道使用费用也随之降低。与无管理的公共Internet 全然不同，按国际标准规定，在保证正常通话的情况下，话音数据包压缩后最小可达8kB，因此基本不必为企业内部长途通话的数据化担心。至于企业本地内的通话，由于有了10MB 乃至100MB交换带宽到桌面，进行正常非压缩64k话音通信已经绰绰有余。
----第三，局域网话音技术导致的企业数据话音综合网，为数据话音集成化应用的大量出现奠定了基础。这种应用的普及将导致更有效的企业业务运作。例如，统一消息、基于Web的呼叫中心等等。
----其实，以上这些促使局域网话音技术得以应用的因素早已存在了，为什么直到今天才真正实用呢？首先，网络应用和Internet的爆炸性增长使其规模越来越趋近于今天的普通电话网，这是以Ethernet/IP为基本网络架构的局域网话音技术运用、实施的必要条件；其次，基于“Wintel”体系的个人电脑技术已成为业界默认标准，免除了不同系统应用软件潜在的不兼容性。同时，CPU技术的突飞猛进使当前的个人终端可以很轻松地以软件方式对声音信号进行压缩与解压缩，而不会影响电脑中其他任务的执行。
----从长远来看，电子商务和人们工作效率的提升将驱动更多集成化服务在数据网上传输，而Cable和xDSL等宽带接入技术的应用，将有力地促进局域网话音技术向企业外的市场扩展。正是由于有着如此广阔的发展空间，使得众多厂商纷纷从各方面大力进行相关的市场开拓，其中包括：
----以3Com、Cisco及一些新兴公司为代表的纯数据网络厂商向市场提供完全基于数据包交换网络的PBX/按键式集团电话的替代品——LAN PBX，从而使用户实现真正意义上的数据、话音综合网；
----以朗讯、爱立信等为代表的传统电信及PBX生产商不得不顾及其庞大的传统业务，向市场提供电路交换与包交换混合的过渡型网络方案；
----以英特尔、微软为领导的PC供应商正力图为PC 及其Web浏览工具装备话音处理的能力；
----CTI方案供应商希望通过局域网话音技术为用户提供数据与话音更紧密集成的综合方案。
----此外，目前的PBX用户正试图找到降低相关花费、丰富企业应用的有效途径。
----这样的系统可以提供Email和Vmail的简单集成，但需要复杂的话音识别技术的支持，而且由于PBX的专用性，使得整体成本难有下降空间。而话音与数据网络物理上的隔离，使众多集成化应用非常难以实现。
----对于革新性质的局域网话音技术来说，它的开放性及经济有效性与传统系统形成了鲜明对比，用户完全可以享受到它所带来的诸多好处。尤其对于移动用户而言，无论走到哪里，只要是在局域网话音系统网络的覆盖范围内，就可以只使用一条实际物理线路实现数据和话音的综合通信。这种系统还可以集成目录服务，使得企业网内的两个互相通信的人员间都以统一的方式与对方进行话音邮件(Vmail)和电子邮件 (Email)的通信。相类似地，企业网内任意一点的员工的指定话音呼叫都可轻易完成。图3 表明了数据、话音在物理上综合的网络架构。
----在这样的综合网上，所有数据、话音综合的应用都获得了增强。任何种类的终端设备只需一个以太网接口，就可以无障碍地与网上其他设备透明通信，此时唯一需要关心的仅限于该终端支持何种网络应用，是电子邮件、电话通信、话音留言、会议电话、视频会议、网络传真……，还是综合应用。
----就目前而言，经常被提及并已经可用的综合网增值应用主要包括：统一消息服务和呼叫中心服务。
----统一消息服务意味着用户只需单一信息终端—— 通用邮箱(如Outlook、Lotus Notes等)——就可以综合处理电子邮件、话音邮件和传真。在这个通用邮箱里，传真被自动转成了TIFF影像文件，话音留言被转成了wav文件，它们都以Email中常见的附件形式被保存，与其他众多的普通Email一起被收录、整理。这种工作方式极大简化了目前人们对所有个人工作信息收集、整理的负担，免除了在计算机、电话机、传真机等不同设备间来回跑动、频繁改换工具之累。所有的事情只需一个鼠标和一个早已熟悉的Email程序即可，工作过程简化，效率随之提升。另外，通过一个企业网内公共的以太网接口，用户不仅可在任意地点使用任意一台设备安全访问个人的话音留言、电子邮件和传真，而且还可以用自己喜欢的方式回复各种类型的消息。用户甚至还可以一次性为一个或多个通信号码(电话号码、传真号码)编制消息转发声明，无论走到哪里，都可方便接收所需消息。
----呼叫中心服务是局域网话音技术大显身手的另一个重要应用领域。通常，呼叫中心里每个座席需要PC与后端服务器相连，以便接听电话的同时即时查找或输入各类需要的用户信息。为了保证电话响应的服务质量，话务员必须迅速找到与呼入电话相关的信息。目前，很多传统系统只能由人工方式，由话务员询问来电号码后才能进行下一步信息调用，对用户来电的响应质量也不尽如人意。而局域网话音系统由于在局域网内已把普通来话打成以太网数据包，用户来电可直接与后台服务器沟通信息，因此可以使座席上的话务员无需进行人工查询，在摘机的同时，甚至还未摘机之前的短暂时间内，其电脑屏幕中就已经可以自动显示出与来电号码相关的基本用户信息。话务员的服务也就由从前的被动式服务转为主动式服务，提升了效率。
----当前，基于Web的呼叫中心方案正开始成为主流。呼叫中心的Web网页上会出现一个“点击通话”的按键，用户在上网的同时可以与其通话，话务员一边与用户交谈，一边可以即时向其提交相关文字及图像信息以供参考。无论大小企业都可以用这种基于Web的呼叫中心，从而非常经济、高效地延伸自己的业务区域，为自己在全球更多的地方带来潜在业务机会。
----NBX系统属于LAN PBX产品类，它包括两个主要部件：一个是模块化主机箱，另一个是商用话机。主机箱执行会话发起协议(Session Initiation Protocol，SIP)。主服务器还额外提供免费话音留言、自动话务台、统一消息等功能。它采用源于Unix的内嵌式操作系统支持关键的话音接续、呼叫路由等功能，同时，在系统外层还提供诸如TAPI 2.0等开放编程接口，以方便第三方厂商开发基于任何操作系统平台 (Win95/98、Win2000、NT、Unix等)的数据话音综合应用软件。这样的设计既考虑到了话音系统必要的稳定性、实时性，又兼顾到了上层应用软件轻松、任意开发的可能性。NBX商用话机是基于SIP的以太网话机，它内含两个标准以太网接口，可与局域网交换机直接连接，同时托带一台PC上网。由于话机本身就支持IEEE 802.1p等协议，因此在一条网络连接上同时进行数据和话音通信时，彼此没有影响。此外，对于希望使用软件话机的用户，NBX还提供基于Windows的软件话机，以便用户通过PC直接拨打电话。NBX系统示意如图4所示。
----NBX与传统电路交换式PBX的根本不同之处在于呼叫接续的处理方式。传统PBX需要参与用户呼叫的全过程，包括摘机、通话、挂机。而NBX 由于采用SIP体系结构里的非呼叫全程参与型机制，只负责控制管理呼叫的摘机和挂机阶段，通话阶段则交付给通话话机双方经由局域网进行。因此，理论上说，局域网话音系统的峰值话务量将不受NBX系统本身限制，只要网络带宽足够大，就可以承载任意多的话务量。
----其实，局域网话音系统里有一个不被人注意但却很重要的IP地址资源问题。试想，如果网络里每台PC、每部以太网话机都需要分配一个IP 地址，那么不但IP地址资源会捉襟见肘，整体网络的复杂度也将大幅提高。由于目前众多 LAN PBX产品方案都基于IP开发而成，因此如何在局域网话音系统中为用户有效解决IP地址资源分配，成了这个极具潜力的市场发展的关键。
----3Com NBX系统从设计之初就考虑到这个问题。NBX 采用第二层话音通信机制，即NBX主机箱和以太网话机都配有唯一的MAC地址，彼此间使用 MAC地址而非IP地址来进行设备识别和整体话音系统的通信。由于MAC地址资源几乎无限，因此很好地解决了数据话音综合网内IP地址资源的问题。此外，NBX系统还可以通过外挂IP 的方式完整支持用IP进行第三层话音通信的网络需求。在这种情况下，NBX打破传统思路，动态地为每一次呼叫而不是为每个终端话机分配IP地址，于是某个动态IP地址可随时被任何需要通话的话机调用，因此整体网络的IP地址资源利用率获得极大提升，相应的地址资源问题也迎刃而解。正是这些产品技术上的独到之处，使得NBX在市场上获得普遍欢迎并成为同类产品市场中的佼佼者。
----可以说，局域网话音技术市场在今后若干年内将会快速成长，LAN PBX将迅速取代传统的PBX，具有802.1p、802.3x等功能的边缘交换机将成为人们今后建网的必然要求。最终，局域网话音技术将成为企业核心业务应用的内核。而公共话音网络也将终于转移到IP基础架构上来。随着一个真正集成化的数据、话音综合网的出现，完全意义上的网络多媒体应用必将成为既真实又基本的业务需求。
《计算机世界日报》2000/08/14