基于嵌入式系统的IPPBX的设计

摘 要： IPPBX利用包交换原理，在以太网上实现传统PBX的功能，有效地解决了传统PBX的不足，具有功能更强大、服务更全面、成本更低廉等优势。在此介绍IPPBX典型组网模式，给出基于MPC8250的IPPBX硬件系统各模块系统设计原理和系统软件设计原理，并对主控模块的协，议转换软件做了相关分析。测试表明，该设计能够达到200路的并发使用，语音质量优秀。

关键词： IPPBX； MPC8250； 硬件系统； 协议转换软件

0 引 言

PBX（专用交换机）被广泛地运用在企业办公机构中，极大地提高了企业的办事效率。但传统的PBX存在对新兴的CTI和VoIP支持不够、缺乏开放性和标准性、价格昂贵等缺点。随着Internet及IP的发展，IPPBX应运而生，其有效地解决传统PBX的不足。IPPBX基于TCP/IP协议，利用包交换原理，在以太网上实现传统PBX的功能。IPPBX相比较传统PBX，具有功能更强大、服务更全面、成本更低廉、增值服务更加方便、互通性强、扩展性、通用性和实用性更强等优势。

IPPBX其实就是一个小型的NGN系统，它集NGN的各种部件功能于一体，如Soft Switch软交换、TG中继媒体网关、SG信令网关、MRS媒体资源服务器等。它可以接入普通PSTN用户，也可以下挂传统PBX或集团电话；可以接入SIP Phone，也可以接入H.323终端。IPPBX可向用户提供基本呼叫业务，国标补充业务，常用新业务以及智能业务、IP新业务、语音门户/智能呼叫中心等业务。IPPBX系统可以接入话务台，除支持基本呼叫业务及补充业务外，还可以进行用户维护和对用户计费。系统还能处理较复杂的呼叫分配和排队，提供一定的呼叫中心功能（不提供复杂的呼叫中心）。IPPBX提供详细的通话记录CDR，并支持向第三方⚥开放话单接口，使之可以设计第三方的计费和其他应用软件。

1 IPPBX典型组网模式

在通信网络中，IPPBX作为软交换中心节点，实现节点之间的SIP/H.323协议互连互通。软交换中心节点通过MGCP/H.248协议与下级设备（AG/IAD）相连，并通过它与电话终端连接；IPPBX通过环路中继和E1接入PSTN，在E1接口上可以提供中国No.1信令或者PRI信令。典型的IPPBX组网图如图1所示。

2 IPPBX硬件系统设计

IPPBX硬件采用框架式结构，其系统结构如图2所示。其硬件系统由主控模块、资源管理模块、数字中继模块、模拟中继模块和背板以及电源板组成，所有的硬件模块都有背板连接，背板为高速连接板包含HW，FE和UART总线。考虑采购材料单一性和软件平台的一致性，主控模块、资源管理模块、数字中继模块主芯片均采用了MPC8250。

模拟中继模块和数字中继模块分别提供模拟中继和数字中继的接口功能，把各种接口中的数据转化成TDM信号，业务数据通过TDM接口连接到主控模块上，主控模块的交换网片把数据都交换到资源管理模块上，资源管理模块对数据进行编解码等工作，并在主控模块的控制下打成RTP包，通过FE送回主控模块上，主控模块通过外网口FE送到广域网或者局域网中的IP?PHOTO终端。

2.1 主控模块

主控模块的组成如图3所示，其主要完成呼叫控制、连接管理、资源管理、用户管理、话务台管理等业务功能；完成跟踪、统计、计费、告警、命令行等维护统计功能；完成SIP，H.323，AT0，MGCP，PRI，中国No.1信令的Q.931部分等多种协议的协议处理功能。内嵌的ARP（Address Resolution Protocol）模块在系统内部构建了一个ARP代理，用于响应资源管理模块、数字中继模块等的ARP请求。

主控模块提供Soft Switch功能、GK功能、计费功能，也对媒体控制协议进行处理，可以处理H.323，SIP，MGCP协议，同时可以进行协议间的转换。同时GK的数据库包括各个分机号和局域网IP地址的对应表。主控模块还提供二层交换和TDM交换功能。

ツ2.2 资源管理模块

2.3 数字中继模块

数字中继模块的组成如图5所示，其主要完成E1接入功能，用于连接PSTN网，能够处理中国No.1信令，PRI信令，处理HDLC。

2.4 模拟中继模块

模拟中继模块的组成如图6所示，其主要完成AT0接入功能，用于连接PSTN。

3 IPPBX软件系统设计

IPPBX最主要功能就是处理多通道多协议，其软件代码分布在数字中继模块、主控模块和资源管理模块上。各模块之间的业务流程和控制流程如图7所示。 ซ

上行控制流（如各种呼叫控制信息等）由各接口板通过串口或者FE（Fast Ethernet）接口发给主控模块，主控模块将其转换为MGCP/SIP/H.323协议，并进行地址转换后发到IP网络。下行控制流由IP网络通过主控模块上的IP接口进入主控模块，主控模块进行协议解析和处理后，转换为AT0、中国一号或者PRI信令消息发到接口板，或者又转换为MGCP协议，转发到外部IP网络。

3.1 主控模块系统软件

主控模块的操作系统采用Linux，便于移植开源IPPBX。主控模块的软件模块结构如图8所示。软件采用分层式结构，最底下为驱动层与硬件相关，有Linux KERNEL 管理，KERNEL层上为业务模块和控制模块。其中协议转换层为业务管理层，汇聚各通道来的消息，对各种不同的协议标准调用相应的处理。

参考文献

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