Iphone与PSTN网的接口
2、ITG的硬件结构
3、ITG的软件结构
4、ITG电话系统的实际通信过程
Internet 电话网关（ITG：Internet Telephony Gateway）
是解决普通PSTN电话用户通过Internet 打长途电话的最佳方案。由于ITG对于呼叫方和被叫方都是本地电话，因而ITG可以使Internet 电话费用低的优点扩展到普通的PSTN用户。ITG与市话局交换机或本地PBX的中继线相连，市话网的用户可以通过一个特 服号码拨入ITG，本地的ITG通过Internet “呼叫”远方的ITG，远方的ITG再呼叫本地的PSTN用户。ITG除了完成电话网与Internet 的硬件接口外，还承担着信令转换、话音处理、呼叫应答与提示、路由寻址等功能。ITG真正实现了PSTN与Internet 的有机结合。
----ITG实际上也扩展了计算机用户的话音通信范围。通过ITG可以实现PSTN到PSTN、PSTN到PC、PC到PSTN的全方位通信。用户甚至可以把他的电话号码加入他的网页，访问者只要用鼠标一点即可通过Internet 与之通信。这一项能对于一些公司提供热线咨询、技术支持、用户服务特别具有吸引力。棗通过Internet实现语音通信的拓扑结构如图1所示。
棗图中所示的结构由几个基本的组件组成。终端设备是Internet电话的终端，如普通的双音频电话、具有通用的声卡、电话卡的拨号PC或Internet的主机等。这些设备都有双向的输入、输出功能，能够同时发送和接收语音信号。Internet电话网关（Internet Telephony Gateway，简称为ITG）一端通过中继线与市话局交换机相连，另一端通过以太网接口与Internet相连，是电话与主机之间、电话与电话之间通信的关键部件。 ITG主要完成实时语音信号的压缩、信令信息的转换、DTMF信号的检测与产生、呼叫控制、地址映射、以及网络的维护与管理等功能。
棗这种结构形成了四种通信方式：即主机到主机，主机到电话，电话到主机，电话到电话。在主机到主机的通信过程中，可以采用纯软件的方式。这种方式实现起来较为简单，其语音编解码、回波消除、呼叫处理可以在主机CPU上完成，并未涉及到电话网关。
棗当前普遍采用的ITG结构如图2所示。ITG由公用电话网PSTN中继接口、数字信号处理板DSP、主处理器、全局RAM、以及以太网卡等设备组成。
棗PSTN中继接口连接电话网，利用中继线（如El或T1）承载用户数据，主要接续呼叫信息及承载用户的语音信息。
棗DSP处理板是ITG硬件结构中必不可少的设备。由于ITG要处理实时的语音信号压缩、DTMF信号的检测与产生、回波消除等工作，若所有的工作都由主机CPU来完成，则负担过重，实时性能受到
影响，会造成语音质量下降，且同时通信的会话数较少，不能满足大量用户通信的要求。采用DSP的好处是所有上述工作都由DSP来实时完成，减轻了主机CPU的负担，并且DSP能同时提供多个话路，能够完成双工的操作。正是DSP的这种作用，才使得ITG为普通用户提供服务成为可能。棗快速时分复用总线（MVIP或SC总线）用于连接PSTN中继接口和DSP处理板，完成两者之间信息的快速传递。MVIP和SC都是公用总线，支持多个不同的时隙，实现同时的通信。
棗全局RAM主要用于缓存语音信息和信令报文，便于顺序重组发送方发送过来的语音信息，使得接收方能够接收到连续的报文，合成连续的语音，减少了语音抖动的现象，使接收方听到比较舒服的声音信号。
3.1网关的软件功能描述棗网关的整体功能块结构如图3所示，下面简要描述了各个模块的功能特性：
棗●语音处理模块：该模块在DSP上运行。主要完成语音编解码、回波消除、DTMF信号的检测）产生、语音分组封装／解封等功能。
棗●呼叫处理模块：该模块要求支持各种电话信令标准，以完成电话网信令到分组网信令的转换。其主要功能为完成电话号码到IP地址的转换、终止电话信令协议并提取信令信息、将电话信令信息映射成Internet信令报文的格式，以在分组网上建立会话通信。
棗●分组处理模块：该模块主要处理语音和信令分组。在分组提交给IP层以前，增加合适的头部信息，完成分组的实时传递。
棗●网络管理模块：该模块提供管理的功能，主要完成故障管理、计费管理、配置管理、认证安全性管理、地址映射管理等功能。
3.2 网关的协议结构
棗在ITG的协议结构（图4所示）中，ITU-1的H.323标准起到了重要的作用，该标准用于在不保证服务质量的分组交换网上传送实时多媒体信息。在传统的计算机厂商开始提供符合H.323标准的桌面客户机软件（如NetMeeting等）的同时，PSTN到IP的网关厂商也开始在网关产品中提供H.323的功能，使之成为Internet电话网关事实上的标准，受到众多大公司的支持，如Microsoft、Intel等公司都宣布使用H.323标准，利用它开发Internet网关产品。
棗H.323通信主要在基于分组交换的网络中传送话音、视频、数据和控制信息的协议。其协议组包括以下协议：
棗（1）图象编码：H.261、H.263，为视频编解码标准；
棗（2）语音编码：G.711、G.728、G.729a、G.723.1，为音频编解码标准；
棗（3）数据通信：T.120，为数据和会议控制标准；
棗（4）呼叫控制：H.225；
棗H.225呼叫控制信令用于建立局域网或Internet中两个H.323端点（包括终端、网关、多点控制单元）之间的连接，主要完成呼叫控制、注册、媒体同步、分组打包等功能。
棗（5）系统控制：H.245；
棗H.245系统控制信令用于在两个终端之间或终端与关守之间建立连接，以承载端到端的控制报文。用于打开和关闭一个呼叫、功能协商、流量控制及一般的命令与指示等任务。一个终端、网关、关守可以支持多个呼叫，因此有多个H.245控制信道承载控制报文。
棗（6）实时传送协议：RTP、RTCP。
棗RTP为端到端的实时数据传送协议。RTP位于UDP之上，它们共同完成传输层的功能。RTP本身并不向被传数据提供时间和质量上的保证，它既不保证传输的可靠性，也不保证下层网络是可靠的，而是依靠下层网络提供此功能。它主要用于媒体点播与交互式通信。RTCP是管理传输质量和提供QOS（服务质量）信息的实时控制协议，主要监视时延和带宽。一旦所传送的多媒信息流的带宽发生变化，则通知发送方，改变符号识别码和编码参数。
棗图4描述了ITG协议结构。由于着重考虑利用Internet进行语音通信，所以在此图中未列出图象编码协议和数据通信协议。
棗图中标出了资源预约协议RSVP。由于RTP不能保证传输的完整性，在网络的服务质量下降时，将会发生数据报的丢失现象，故要求实现资源预留，确保端到端之间的传输带宽，并按照不同的应用分配带宽，以减少延时和抖动，提高服务质量。
棗TCP是面向连接的通信协议，采用超时重发和流量控制的机制来保证传输的可靠性，呼叫控制信令H.225和系统控制信令H.245位于TCP之上。UDP是面向无连接的协议，并不能保证数据的正确到达，也不保证到达的数据是有序的，在数据的实时性要求比可靠性要求高的场合下应用较多。结合IP采取的“尽力而为”的特征，这些特性较好地实现了语音传送的实时性，所以语音编码协议及RTP、RTCP均位于UDP之上，提供实时传输特征和服务质量反馈的功能。
棗此处主要考虑电话用户到电话用户的通信过程。具体的通信流程如图5所示。
4.1呼叫建立棗用户首先拨入特服号码以访问源ITG，与其建立连接，源ITG的PSTN中继接口收到该呼叫信息后，将选择空闲的通道建立连接。然后源ITG将要求用户输入其帐号（包括用户名、密码等信息）。当源ITG收到用户的输入后，将这些信息传送给认证中心以完成对用户身份的认证。若认证失败，则终止用户的会话请求；否则，源ITG将要求用户输入受话方的电话号码。源ITG将用户输入的电话号码传送给认证中心，完成电话号码到IP地址的翻译，并将获得的IP地址返送给源ITG。然后源ITG利用该IP地址与目的ITG建立连接（连接的建立是由TCP协议完成的），且将目的电话号码、口令等信息传送给目的ITG。当目的ITG收到该连接请求后，将验证源ITG的身份、检查可得到的线路资源，然后根据获得的信令帧形成信令信号，传递给本地市话局的交换机，由交换机传送振铃信息给用户，并建立与用户的交换电路。这样，在呼叫方和受话方间建立起了通信，双方可以进行实际的语音通信了。
4.2语音传输棗在连接建立之后，源ITG将与目的ITG协商一组语音参数（如语音的抽样率、信道数、每个抽样所用的比特数、所使用的数据压缩技术等）。此后，双方可以进行实际的语音通信。首先，PSTN中继接口从PSTN中获取用户的语音信息（若没有数字化，则首先将其数字化），然后采用协商的压缩编码算法进行压缩，填入时间标记，形成IP分组以便在Internet网上传输。在接受方，从网卡上来的语音信息首先排序、解压缩，然后形成语音信息，传送给受话方。
4.3呼叫终止棗当通信的一方初始化传送呼叫终止信号，相应的Internet电话网关将释放所占甲的干线通道，并向通信的另一网关发送终止信号。接收方网关收到终止信号后，也将释放所占甲的干线通道。此后，断开两个网关之间的TCP连接。整个会话过程到此结束。
棗Internet电话网关负责连接PSTN和Internet，支持主机与电话之间、电话与电话之间的通信，使得长途通话费用与市话费用一样便宜。尽管当前Internet电话还存在许多问题，如延时大长、存在抖动现象、分组丢失、呼叫建立的时间比较长等，但其作为一门新技术的出现仍然具有强大的生命力，相信随着技术的进步，新标准（如H.323V2，RSVP，IPV6等）的出现和完善，上述问题必将逐步得到解决，Internet电话技术将成为人们语音通信的重要工具。
