SIP服务器是什么？如何实现VoIP与PSTN互联？

一、SIP网关服务器概述

SIP网关服务器是一种网络设备或软件，用于连接SIP协议与其他不同协议之间的通信。它起到了将不同协议转换为SIP协议，并且能够进行语音呼叫中转的功能。SIP网关服务器可以将IP-PBX与其他通信网络进行连接，以支持企业与外部网络之间的通信。它还可以实现VoIP与PSTN之间的互联，使得VoIP电话用户能够与传统电话用户进行通话。此外，SIP网关服务器还可以对媒体（如语音、视频等）进行协商，并将其在不同协议之间进行转发，以确保实时通信的顺畅进行。

1、SIP网关服务器的作用

SIP 网关服务器在通信领域至关重要，作用如下：

• 协议转换：将 SIP 与其他通信协议（如 PSTN 的 ISDN、SS7）互转，让不同协议设备实现通信。
• 语音编码转换：转换不同语音编码方式，如 G.711 与 G.729，保障语音通信质量。
• 网络互联：连接不同类型网络，实现跨区域通信，如企业内外部网络或有线无线网络整合。
• 号码映射和路由：映射传统电话网号码与 SIP 网络地址，依规则准确路由呼叫。
• 安全与 QoS 管理：通过身份认证、加密等保安全，设置带宽、延迟策略保障通信质量。
• 媒体流处理：对语音、视频流编解码、混音，确保多方通信流畅 。

2、SIP网关服务器的应用场景

SIP 网关服务器应用广泛，在多个场景发挥关键作用：

• 企业通信：融合传统电话与 IP 语音系统，支持远程办公，员工可自由切换系统，远程安全接入企业通信网，保障沟通顺畅。
• 呼叫中心：整合多渠道客户呼叫，按规则智能路由与负载均衡，将不同来源呼叫统一接入，合理分配给客服，提升服务效率。
• 云通信平台：实现多租户通信隔离与资源共享，集成第三方服务，为各企业租户提供独立通道，嵌入通信功能至办公应用。
• 运营商网络：连接 PSTN 与 IMS 网络，助力传统与 IP 网络融合，开展增值业务，推动网络演进，丰富业务种类 。

3、SIP网关服务器的配置和管理

SIP 网关服务器的配置管理关乎其运行效能，主要涵盖以下方面：

• 网络参数配置
  • IP 地址：分配静态 IP，如在企业局域网按子网规划选 192.168.1.100，防止冲突。
  • 子网掩码与网关：配置子网掩码界定网络范围，设网关明确网络出口，如 255.255.255.0 和路由器 IP。
  • DNS 服务器：指定公共或企业内部 DNS，像 114.114.114.114，用于域名解析。
• SIP 参数设置
  • SIP 服务器地址：输入关联服务器 IP 或域名，区分自建与第三方服务地址。
  • 端口号：默认 5060，可依需求调整，在防火墙开放对应端口。
  • 注册信息：设置唯一用户名及密码，完成在服务器的身份注册。
• 媒体参数调整
  • 语音编码：按带宽和音质选，如带宽足用 G.711，受限选 G.729，支持多编码自动协商。
  • 音频采样率：普通语音选 8kHz，高音质需求选 16kHz 等，平衡网络与音质。
  • 传输协议：配置 RTP 及 RTCP，指定 RTP 端口范围传输媒体流。
• 路由参数规划
  • 目的与下一跳：设呼叫目标地址及下一跳设备 IP，区分内外部呼叫路径。
  • 路由规则：依呼叫源、时间等建规则，如工作内外时间的不同转接设置。
  • 默认路由：确保无匹配规则时，呼叫按默认路径转发，不丢失。
• 测试连接步骤
  • SIP 注册：用客户端或管理界面向服务器注册，失败则排查相关参数与网络。
  • 语音通话：用 SIP 话机或软电话呼叫测试，评估语音质量及配置合理性。
  • 网络连通性：借 ping、traceroute 检查与各节点的连通及延迟、丢包情况 。

综上所述，SIP网关服务器是实现SIP协议与其他通信协议之间互操作性的关键组件，它在现代通信系统中扮演着不可或缺的角色。

二、SIP网关服务器如何实现VoIP与PSTN之间的互联

SIP网关服务器实现VoIP与PSTN之间的互联主要通过以下几种方式：

SIP中继（SIP Trunk）

• 原理：SIP中继是基于IP网络的虚拟线路，允许SIP电话系统与PSTN之间进行双向通信。它可以实现企业防火墙内外的企业用户拨打由符合E.164标准的号码指定的本地或长途电话，该电话将作为相应服务提供商的一项服务终止于PSTN上；并且通过拨打与企业防火墙内外的企业用户关联的外线直拨分机（DID）号码，任何PSTN订阅者都可以与该企业用户取得联系。
• 配置步骤示例（以企业VoIP系统为例）：
  • 配置SIP服务器（如FreeSWITCH）上的SIP Trunk，包括认证信息、IP地址、端口等参数。
  • 确保与运营商或SIP中继提供商的互联互通，测试并调整QoS（Quality of Service）设置以确保通话质量。
  • 对于复杂的网络环境，可能还需要部署边界会话控制器（SBC）以确保安全性和服务质量。

SIP网关（SIP Gateway）

• 原理：SIP网关负责不同通信协议之间的转换，例如将SIP协议的信号转换为PSTN使用的七号信令（SS7）或ISDN PRI信号，反之亦然。它能够将传统的电话网络信号（如PSTN）转换为IP数据包，反之亦然，从而让传统电话系统与现代IP通信网络无缝对接。
• 基本功能：
  • 协议转换：实现SIP协议与其他通信协议（如H.323、PSTN的SS7或ISDN等）之间的相互转换。
  • 语音编码转换：支持不同语音编解码器间的转换。
  • 网络互联：将基于SIP的IP网络与传统的电话网络（PSTN）相连接。
  • 号码映射和路由：处理号码翻译和呼叫路由。
  • 安全与QoS管理：提供防火墙穿越、加密传输等功能。
• 物理配置示例（以GSM - SIP网关为例）：GSM - SIP网关位于GSM网的GMSC（Gateway Mobile Switching Centre，网关移动交换中心）上，可以作为交换机的IWF（Interworking Function）模块与MSC位于同一设备之上，即移动交换中心兼具GSM - SIP网关的功能。也可以与MSC分离而成为一台独立的物理设备。

直接SIP连接（Direct SIP Connection）

• 原理：Skype for Business Server与企业语音中的PSTN网关和IP - PBX之间支持直接SIP连接。可以使用直接SIP连接将Skype for Business Server连接到本地网络中的内部实体，例如IP - PBX或公用电话交换网络（PSTN）网关。其部署步骤与实现SIP中继基本相同，只是连接对象不同，SIP中继连接到外部实体（如ITSP网关），而直接SIP连接连接到本地网络中的内部实体。

通过上述步骤，SIP网关服务器可以有效地实现VoIP与PSTN之间的互联。

三、SIP网关服务器在企业通信中通常承担哪些功能

SIP网关服务器在企业通信中扮演着重要角色，它们通常承担以下几项关键功能：

• 协议转换：SIP网关服务器负责在不同的通信协议之间进行转换，例如将SIP协议转换为传统的PSTN协议，或者反之。这种转换允许SIP终端与传统电话系统进行互操作。
• 地址转换：除了协议转换外，SIP网关还负责网络地址转换，即将一个网络地址转换为另一个网络地址，以便不同类型的网络之间能够顺利通信。
• 信号处理：SIP网关服务器参与处理SIP信号，包括接收、解析和转发SIP消息。这些消息包含了呼叫建立、修改和终止所需的信息。
• 媒体流管理：在某些情况下，SIP网关服务器还负责管理媒体流，确保音频和视频数据在通信双方之间正确传输。
• 安全保障：SIP网关服务器可以提供安全防护功能，如防火墙，以防止未授权的访问和网络攻击。
• 负载均衡：当网络流量过大时，SIP网关服务器可以分配请求到多个服务器上，实现负载均衡，提高整个通信系统的稳定性和效率。

综上所述，SIP网关服务器在企业通信中的作用不仅限于单一的协议转换，还涉及到信号处理、媒体流管理、安全保障和负载均衡等多方面，是实现企业内部及与外部通信的关键设备。

四、SIP网关服务器的配置和管理包括哪些主要参数

SIP网关服务器的配置和管理涉及多个关键参数，这些参数确保了SIP通信的有效性和安全性。以下是一些主要的配置参数：

• IP地址：为网关服务器分配一个唯一的IP地址，用于标识其在网络中的位置。
• 子网掩码：定义了网络中的子网范围，需要根据网络拓扑和需求配置适当的子网掩码。
• 默认网关：配置网关服务器的IP地址作为默认网关，以便设备将数据包发送到其他网络。
• 路由功能：启用路由功能，通过安装和配置适当的路由软件来转发数据包。
• 路由表：配置路由表以定义数据包从源到目的地的路径，确保数据包能够正确地转发。
• 防火墙：配置防火墙规则以保护网关服务器和网络免受恶意攻击，允许合法流量通过并阻止潜在威胁。
• 监控和维护：定期监控和维护网关服务器，检查日志、更新软件和解决任何问题。

• SIP注册地址：指定SIP服务器的IP地址。
• 注册号码：配置SIP分机号码，用于识别SIP终端。
• 密码：设置SIP分机的认证密码。
• 自动应答时间：设置SIP终端接听来电的等待时间。
• 音频输出方式：选择音频输出设备，如扬声器或电话听筒。

以上参数的配置和管理对于确保SIP通信的稳定性和安全性至关重要。在配置过程中，需要根据具体的网络环境和业务需求进行细致调整，以达到最佳的通信效果。