IP電話及ATA設(shè)備的選型：測試指標(biāo)與方法

標(biāo)簽：ATA  IAD

術(shù)語及定義：

IP電話：

本文中具體指具有RJ45網(wǎng)絡(luò)接口及傳統(tǒng)電話外觀的，基于SIP協(xié)議進(jìn)行通訊的硬件IP電話。運行于PC機(jī)上的純軟件IP電話的評估本文并不涉及。

ATA：

Analog Telephone Adapter，模擬電話適配器，一般具有RJ45網(wǎng)口及一個或兩個RJ11的FXS接口。有時，我們也稱ATA設(shè)備為單口網(wǎng)關(guān)、雙口網(wǎng)關(guān)，或單口IAD設(shè)備、雙口IAD設(shè)備等。

IAD：

Integrated Access Device，集成接入設(shè)備，一般指集成了多種功能的用戶側(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(CPE)。典型的例子如帶VoIP功能的無線路由器，它一般是具有1個WAN口，4個LAN口，802.11n無線支持，及1個FXS語音接口的用戶側(cè)接入設(shè)備。在本文中，我們并不嚴(yán)格區(qū)分術(shù)語IAD和ATA的使用。這是因為現(xiàn)實中，雖然嚴(yán)格來說，ATA原指不具備路由、無線等功能，只能完成模擬電話信號向網(wǎng)絡(luò)信號轉(zhuǎn)換的設(shè)備;而具有了路由、無線等功能的CPE設(shè)備應(yīng)當(dāng)被稱為IAD。但實際上，對于支持1個或2個FXS接口的設(shè)備來說，這兩個術(shù)語經(jīng)常被混用。

1 綜述

隨著寬帶技術(shù)的發(fā)展及帶寬使用成本的下降，在企業(yè)通信及呼叫中心建設(shè)等應(yīng)用上，VoIP技術(shù)發(fā)揮著越來越重要的作用。而VoIP系統(tǒng)的建設(shè)，與最終用戶體驗息息相關(guān)的是各類終端設(shè)備，包括IP電話和VoIP網(wǎng)關(guān)(IAD)產(chǎn)品。那么，如何選擇一款功能豐富、性能優(yōu)良的IP電話或IAD產(chǎn)品呢? 用戶又應(yīng)當(dāng)如何測試和評價一款I(lǐng)P電話或IAD產(chǎn)品呢?

筆者認(rèn)為，對于VoIP通信終端的評價，可以從四個方面進(jìn)行：一是功能是否豐富，是否能夠最大限度的滿足客戶的業(yè)務(wù)需求;二是性能指標(biāo)的評估，如最重要的語音質(zhì)量評價(MOS或PESQ值)，呼叫健壯性評價等;三是配置是否靈活易用，是否易于批量部署;四是SIP平臺兼容性測試;五是產(chǎn)品可靠性及高低溫交變環(huán)境綜合性能的評估，對于需要將終端部署在比較廣泛的地理分布上的應(yīng)用，這一點尤為重要。

另外，同樣作為VoIP終端產(chǎn)品，IP電話和IAD產(chǎn)品在應(yīng)用的特點上又有所不同。IP電話的主要用途是直接替代現(xiàn)有的桌面電話。而IAD產(chǎn)品更多的是用于聯(lián)接傳真機(jī)、無繩電話，有時也兼作小型分支機(jī)構(gòu)的路由器使用。

在后文中，我們首先分為“IP電話篇”及“IAD篇”兩篇對這兩類VoIP終端的功能性能選擇及評測方法進(jìn)行描述。然后再用三個篇章來介紹批量部署、平臺兼容性測試及可靠性測試方面的內(nèi)容。

2 IP電話篇

2.1 IP電話功能篇

2.1.1 IP電話功能查檢表

2.1.2 IP電話的按鍵布局及LCD界面

IP電話與傳統(tǒng)電話相比，最大的特點是各種增值業(yè)務(wù)的實現(xiàn)更加容易和方便。相應(yīng)的，為便于用戶操作，IP電話的硬件設(shè)計上一般都要考慮保留(HOLD)，呼轉(zhuǎn)(TRANSFER)，會議(CONFERENCE)等特殊功能按鍵的實現(xiàn)。

一般而言，當(dāng)前的IP電話在按鍵布局設(shè)計上大體有三類：一類是支持三個或四個“軟件可定義按鍵”，使用起來很像銀行的ATM取款機(jī)，“軟按鍵”的具體功能要看LCD上顯式的內(nèi)容;第二類是所有的功能按鍵都是事前定義好的;而第三類，則是上述兩種的結(jié)合，一般的做法是保留HOLD，TRANSFER，CONFERENCE三大常用按鍵為預(yù)設(shè)好的功能鍵，而對于電話簿、Call Pick等功能按鍵，則采用“軟件可定義按鍵”來實現(xiàn)。

參見下面兩張圖，圖表1是采用“軟件可定義按鍵”的設(shè)計，圖表2是采用固定功能鍵和“軟件可定義按鍵”相結(jié)合設(shè)計的按鍵布局。

圖表1 軟按鍵設(shè)計的面板布局 圖表2 固定功能鍵與軟按鍵混合的設(shè)計

另外，市場上也有所謂的“無屏電話”，即沒有LCD的IP電話。對于強(qiáng)調(diào)預(yù)算的場合，如運營商向住宅用戶贈送的電話;或者僅希望向客戶提供特定服務(wù)的場合，如酒店，此類沒有LCD的IP電話也不失為非常好的選擇。

2.1.3 IP電話的HD音效與G.722編碼

大家知道，人們?nèi)粘Ｕf話的聲音頻率主要集中在200Hz–3400Hz，即所謂的語言段。而一般音樂的信號的播放頻率至少要達(dá)到8KHz以上，聽起來才不至于有明顯失真。而對于高品質(zhì)音響來說，則至少要求能無失真的播放20KHz以內(nèi)的聲音。

對于數(shù)字系統(tǒng)來說，根據(jù)奈魁斯特定理，采樣率至少是信號頻率的2倍才能實現(xiàn)ADC與DAC之間的無失真轉(zhuǎn)換。顯然，采樣頻率越高，需要的ADC/DAC處理設(shè)備約復(fù)雜，需要占用的傳輸帶寬也越高。

對于傳統(tǒng)PSTN電話系統(tǒng)來說，采用的是8000Hz的采樣率和每點8bit的編碼，對應(yīng)64Kbps的傳輸碼率，可以采集及傳送最大4000Hz的聲音頻率。這對于話音通訊，基本是足夠的，但多少也會造成一定的失真，這就是我們會感覺從電話里傳來的聲音與當(dāng)面說話時的聲音不太一樣的原因。如果希望傳送音樂，或希望通過電話聽到話筒另一端的蟬鳴聲，傳統(tǒng)的PSTN電話就力有不逮了。

而隨著電子技術(shù)及Internet的發(fā)展，當(dāng)前IP電話的設(shè)計普遍采用32位的CPU/DSP，可以執(zhí)行比較復(fù)雜的壓縮算法;而網(wǎng)絡(luò)帶寬的進(jìn)步，也使得帶寬成本越來越低。人們對語音數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?，也漸漸從寧肯犧牲聲音質(zhì)量實現(xiàn)盡量高的壓縮率以降低碼率(如G.729就是典型的有損壓縮算法，以犧牲一定的聲音質(zhì)量換來低至8Kbps的碼率)，而轉(zhuǎn)變?yōu)樽非蟾呗曇羝焚|(zhì)要求的所謂“麗音”電話。

G.722就是在這樣的背景之下產(chǎn)生的，它采用16K的采樣率及16bit的采樣數(shù)據(jù)，可以以64Kbps以內(nèi)的碼率完美的再現(xiàn)頻率在8000Hz以內(nèi)的聲音。如果希望比較G.729和G.722編碼傳播聲音的效果，可以播放音樂試一下，區(qū)別非常明顯。[!--empirenews.page--]

對于支持G.722的聲音效果，我們也稱之為“高品質(zhì)音效”(HD音效，HD是High Density的簡寫)。有些IP電話上會印有一個“HD”的LOGO，就是指這個意思了。

對于當(dāng)前的IP電話來說，支持G.722可以認(rèn)為是一項必備功能。

2.1.4 IP電話的基本功能測試

對于IP電話的基本功能測試，我們主要分為注冊能力，基本呼叫能力，呼轉(zhuǎn)、會議等主要補(bǔ)充業(yè)務(wù)的實現(xiàn)等三個方面進(jìn)行測試評估。

為了進(jìn)行終端測試，我們往往需要先指定一個標(biāo)準(zhǔn)的SIP Server環(huán)境。筆者推薦Asterisk的1.6或1.8版本。原因是：第一，Asterisk是開源軟件，版本獲得非常方便，可以免費從http：//www.asterisk.org/下載獲取;第二，Asterisk功能比較豐富，流行也比較廣泛，對測試需要的多種功能都可以支持。

2.1.4.1 注冊功能

如表格1所示，以Asterisk作為SIP Server為例說明IP電話注冊功能的測試：

表格1 IP電話SIP注冊功能測試

2.1.4.2 基本呼叫測試

如表格2所示，以Asterisk作為SIP Server為例說明基本呼叫功能的測試：

表格2 IP電話基本呼叫功能的測試

2.1.4.3 補(bǔ)充業(yè)務(wù)特性測試

如表格3所示，以Asterisk作為SIP Server為例說明IP電話補(bǔ)充業(yè)務(wù)特性功能的測試：

表格3 IP電話補(bǔ)充業(yè)務(wù)特性測試

2.1.5 IP電話的高級功能，BLF和Multi-Function Key

BLF即Busy Lamp Field的簡寫。此項功能主要用于前臺秘書的控制電話，通過恰當(dāng)?shù)呐渲?，前臺秘書可以了解其電話的BLF帶燈按鍵的亮燈方式了解分機(jī)的使用情況。BLF狀態(tài)一般包括：

表格4 BLF指示燈含義

這樣，當(dāng)前臺秘書在接到致電，要求轉(zhuǎn)接某一分機(jī)時，如發(fā)現(xiàn)分機(jī)繁忙則可以客氣的告訴對方目前分機(jī)正忙。而同時，轉(zhuǎn)接的過程中也可以通過監(jiān)視對應(yīng)分機(jī)是否長時間處于“振鈴”狀態(tài)而無人接聽，此時，前臺秘書可以接回這個電話的控制權(quán)并告訴致電人“當(dāng)前致電分機(jī)的主人可能不在電話旁”，從而給致電人很好的通話服務(wù)體驗。

對于IP電話來說，實現(xiàn)BLF功能的按鍵一般稱為多功能按鍵(Multi-function Key)。這一般是一個帶燈按鍵，即一方面它是一個按鍵，另一方面也是個指示燈，可以通過紅綠雙色LED組合不同的狀態(tài)表示。當(dāng)多功能按鍵用于BLF功能時，每個按鍵一般對應(yīng)一個分機(jī)號碼。那么，我們知道，電話的尺寸一般都不大，一般能否放下20個多功能按鍵就已經(jīng)很多了，而很多辦公室環(huán)境的分機(jī)數(shù)目都超過20，這種時候可以怎么辦呢?

答案是利用擴(kuò)展模塊，一般的商業(yè)電話都能夠支持?jǐn)U展模塊，比如IP652可以支持6個擴(kuò)展埠，最大實現(xiàn)260個多功能按鍵(如圖表3所示，展示了帶2個擴(kuò)展埠，合計可以實現(xiàn)100個多功能按鍵)，這對于一般的辦公室應(yīng)用來說，已經(jīng)是足夠了。

圖表3 連接了2個擴(kuò)展埠的IP電話

多功能按鍵除了作為BLF按鍵外，一般還支持其它的一些增值功能，比如作為一些功能的快捷鍵，快速撥號鍵等等。巧妙的配置多功能按鍵，一般會使IP電話的使用更加方便及有效率。

BLF的測試稍微麻煩一點，具體需要仔細(xì)參考您所測試電話的使用說明書。

2.1.6 網(wǎng)絡(luò)功能支持，VPN和QoS設(shè)置

IP電話作為一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，一般要通過局域網(wǎng)來聯(lián)接到Internet上。要想讓IP電話工作的可靠穩(wěn)定，QoS的配置能力至關(guān)重要。簡單的說，我們應(yīng)該能夠給SIP信令報文及RTP報文配置較高的優(yōu)先級，這樣才能讓路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備優(yōu)先處理語音呼叫相關(guān)的數(shù)據(jù)，從而保證電話的接通和語音質(zhì)量的保證。

對于IP電話來說，QoS配置能力一般要求即能夠配置二層的QoS (IEEE802.1p)，也能夠配置三層的QoS (IP報文的ToS字段)。而且一般要求SIP信令和RTP報文能夠分開配置，參見圖表4。

圖表4 QoS配置項

QoS配置是否正確生效，需要通過IP報文來觀察。需要采用抓包工具WireShark(開源工具，參考www.wireshark.org)抓取IP電話產(chǎn)生的報文，并分析其中相應(yīng)字段是否與配置的相一致。

2.1.7 非常重要的Dial Plan

撥號計劃(Dial Plan)，也經(jīng)常和術(shù)語“撥號規(guī)則”(Dial Rule)、“數(shù)圖”(Digit map)混用。意指通過某種配置，實現(xiàn)對用戶撥號行為的控制。能夠?qū)崿F(xiàn)諸如：自動撥出(不需要按"Send"鍵或"#"鍵)，自動縮位，自動加位，自動替換，延時，發(fā)出外線撥號音等功能。

對于具體Dial Plan的實現(xiàn)，每家公司各有不同。但在功能上，可以通過看能否實現(xiàn)表格5要求的配置，來測試其Dial Plan功能是否足夠強(qiáng)大：

表格5 撥號規(guī)則測試項

注：上表撥號規(guī)則的配置以飛音時代產(chǎn)品為例，不同廠家對于撥號規(guī)則的實現(xiàn)會有所不同。[!--empirenews.page--]

2.1.8 電話簿和黑名單

電話簿和黑名單是IP電話的另一項基本規(guī)則。“黑名單”，顧名思義，就是把一些不受歡迎的來電號碼記錄在這里(通?？赡苁且恍V告群發(fā)電話，或惡意電話打攪者)。對于這些號碼主叫打來的電話，IP電話會自動拒絕。

同MSN或QQ的黑名單一樣，電話簿和黑名單中記錄的號碼具有互斥性，即不可能有一個號碼同時出現(xiàn)在電話簿及黑名單。這兩項配置，比較強(qiáng)調(diào)的是轉(zhuǎn)化的方便性，如圖表5界面所示，就很容易配置電話簿和黑名單。

圖表5 電話簿和黑名單

電話簿的評估，很重要的一點是電話簿容量。一般認(rèn)為，大于500條目的存儲，能夠適應(yīng)大部分應(yīng)用場合。

2.1.9 呼叫記錄

我們一般會通過LCD界面來查找呼叫記錄，有時也會通過WEB界面做批量查看。對這項功能的評估，除了界面是否易用外，也要評估記錄的條目。一般而言，呼入/呼出 應(yīng)該至少能存儲60條信息，未接電話應(yīng)當(dāng)能存儲40條信息。

2.1.10 遠(yuǎn)程維護(hù)與支持特性

包括系統(tǒng)日志(Sys log)，配置文件上傳及下載，Provision，SNMP以及TR069等。“4.批量部署與管理”一節(jié)會有更詳細(xì)的描述。

2.1.11 安全支持及證書管理

如果某款I(lǐng)P電話宣稱支持TLS/SRTP的安全特性，或者支持TR069或HTTPS的Provision方式的話，它一般還需要支持證書的管理，包括CA的證書及私鑰證書等。證書管理的界面一般如圖表6所示：

圖表6 證書管理界面

2.2 IP電話性能篇

2.2.1 語音質(zhì)量測試(Voice Quality Test )

語音質(zhì)量評估已經(jīng)有專門的測試設(shè)備，如Agilent VQT，Sage公司的Sage 960等。

圖表7 Sage960呼叫及語音質(zhì)量測試儀

常見的語音評估算法一般有PAMS，PESQ，PESQ-LQ等。對于語音質(zhì)量評估，一般的要求如下：

圖表8 語音質(zhì)量的指標(biāo)要求

對于IP電話，根據(jù)聲音耦合方式的不同，又分為兩種測試環(huán)境：電路耦合測試，測試配置圖見圖表9。

圖表9 四線電接口測量配置圖

電接口測試中，測試儀我們用Sage960，配置為四線接口。電接口測試，實際上相當(dāng)于Sage960模擬為聽筒，進(jìn)行收發(fā)語音信號(模擬信號)質(zhì)量的評估。四線電接口的測試配置非常簡單，除了Sage960外不再需要專門的設(shè)備和夾具，一般用戶都可以在自己的實驗室中進(jìn)行。