本節書摘來自華章出版社《通信技術導論（原書第5版）》一書中的第2章，第2.7節，作者：[美]安娜貝爾z.多德（annabel z. dodd）著 唐豔華 張選濤 譯 趙志 審校，更多章節内容可以通路雲栖社群“華章計算機”公衆号檢視。
網際網路協定下的使用者小交換機（ip pbx）結構因不同的廠商而有所不同，但是用于呼叫處理和網關功能的伺服器是通用的。網關将網際網路語音協定（voip）轉換成與公共交換電話網（pstn）相容的信号。這些都位于一個單獨的網關或路由器中（見圖2-4）。此外，2層交換機将呼叫信号傳送到其他與交換機和骨幹交換機相連的裝置上。
2.7.1 區域網路中的通信伺服器和語音應用程式
通信伺服器執行呼叫處理，并且發送如何建立呼叫指令。它能發送如三方會議、快速撥号和呼叫轉移等的特殊訓示。通信伺服器承載系統、中繼和基站功能軟體。這些伺服器指定為國際、本地以及州際幹線的電話指定路由。它也包含分機号碼和權限的使用者配置檔案。權限包括指定誰可以使用特定的功能，如視訊會議和撥打國際電話。
大多數ip伺服器在unix、linux或微軟的windows作業系統運作。作業系統控制基本操作，包括資訊擷取和關閉網絡，存儲器裡企業的組織結構和從業人員監控和維護系統的管理界面。從業人員通過登入到通信伺服器進行系統管理和程式設計。
除了基本的語音功能和呼叫處理，一些通信伺服器還為如音頻和視訊會議、語音識别、呼叫中心、語音郵件和統一通信（uc）系統等專門的應用程式儲存軟體。在特殊情況下，應用程式可能會安裝在單獨的應用程式伺服器上。它們無論是駐留在單獨的伺服器還是通信伺服器中，任何與企業區域網路連結的裝置（即使是位于偏遠地區）都可以獲準在通信伺服器上通路應用程式。
用于備份的備援通信伺服器
許多ip電話系統配有兩個通信伺服器作為備援，以防止主伺服器崩潰所造成的服務中斷。如果主伺服器下線，那麼系統會自動切換到備用伺服器上繼續處理呼叫。此外，在不同站點的通信伺服器可以互為備援。如果在一個點的伺服器出現故障時，則流量通過資料網絡傳送到備份點。前提條件是遠端站點的鍊路需有足夠的帶寬支援額外的流量。如果在一個點的整個網絡出現故障，那麼就必須通知電話公司呼叫轉移到備份位置。
2.7.2 媒體網關、協定轉換和信令
媒體網關包含将語音資料量壓縮為更小、更有效傳輸的數字信号處理器（dsp）。dsp還能将模拟語音信号轉換為數字信号，反之亦然。然後它把數字語音信号打包成與區域網路相容的資料包。此外，媒體網關還包含與傳統電路交換的模拟中繼和t1中繼相連的電路接口闆。
媒體網關負責安全管理、監測通話品質、檢測和傳送摘機條件和處理按鍵音、撥号音、忙線訊號和振鈴無應答條件。媒體網關為voip傳輸與語音通話不同的信号振鈴、呼叫建立和按鍵等信令。
媒體網關中的模拟端口和與pstn連接配接
媒體網關也包括用于模拟電話的端口。模拟電話是與老式家庭電話類似的電子器件，它與ip網絡不相容。
模拟端口通常用兩種功能：與傳真機相連和在故障時做備份。一些企業為中心操作員準備了備用的模拟電話。如果區域網路或ip電話系統失效，那麼該企業仍然可以接收來電。
2.7.3 ip電話與二層交換機的連接配接
基于ip系統，将多功能ip電話連接配接到區域網路内的兩層交換機端口上。電腦和電話經常共用兩層交換機的同一插座和線纜。在此配置中，使用者的個人電腦可以插到電話後端的資料插口上，而電話則連接配接到最近的rj45資料接口（ip電話通常稱為終端。終端是指對連接配接到區域網路的個人電腦、列印機等物品的稱呼）。
為使備援更大和建立一個到兩層交換機的專用路徑，每台電腦和電話都有一個單獨的rj45插座、綜合布線和兩層交換機的端口，需要在交換機裡增加額外的硬體和從電話到交換機的一個額外電纜。在這種情況下，語音、視訊和資料共用樓層和建築物之間的光纖和3層交換機的端口傳送流量。這就是企業的骨幹網。
通過以太網供電的中央配電和備份電源
每一個ip電話都需要有自己的電源，除非将它連接配接到個人電腦的usb端口。在安裝電話時，為避免為每部電話提供本地電源所需的人力和花費，企業可以通過與電話相連的二層交換機提供電源。同時確定所有電話都連接配接一個ups以防止電源浪湧和中斷。通過確定每一個電話附近都有一個電源插座，并接通了電源和有一根電源線，普通電源和備份電源也可以避免這些問題。
為了給終端提供電源，企業使用ieee 802.3af标準，稱為以太網供電（poe），其定義了如何在傳輸語音和資料的電纜上從兩層交換機給ip電話提供電源。備用電池和發電機部署在支援關鍵任務電話或話務台的交換機配線櫃中。poe也可用于為企業的wi-fi和基站供電（關于企業無線網絡的詳細資訊，請參閱第7章）。
連接配接電腦usb端口的ip電話
除了可以将ip裝置連接配接到rj45端口，還可以将它們連接配接到電腦上的usb端口。現在市場上有直接連接配接到usb端口的ip電話。這樣做的好處之一是ip電話使用電腦的電源。是以如果電腦有備用電源，那麼在停電的情況下，voip裝置也有備用電源。本地插座或poe上并不需要獨立的電源。
2.7.4 集中式服務環境下各分公司的連接配接
通過現有的資料網絡，ip電話系統可以實作彼此間的互聯，這是一個主要購買因素。除了傳輸語音包，網絡也為集中式語音郵件、uc系統和呼叫中心的應用程式傳送信号。當呼叫中心發出所有代理忙的信号時，控制呼叫應轉發到其他站點。信号也可以顯示網站的流量，使呼叫根據目前流量或系統中代理的數量而分到備用站點。
通常情況下，在專用線路或者多協定标簽交換（mpls）網絡的使用者之間常用這些連接配接傳送ip語音、視訊以及資料。（mpls網絡通過營運商專用資料網絡将站點連接配接在一起，更多資訊請參閱第5章。）在中心站點回複的客戶呼叫可以在資料鍊路上随着資料流量一起傳輸。
站點之間ip廣播和視訊最重要的問題是確定站點之間的鍊路設計具有足夠的帶寬來支援語音、視訊和服務品質（qos）的實施。為了有更多的帶寬來處理語音流量，經常需要更新資料鍊路。更新成本比将每個單獨站點連接配接呼叫中心系統的成本低。
融合站點之間的語音、視訊和資料流量可以節約長途費用的成本。這對于有國外站點的企業來說是很實用的，因為跨國站點之間的資料線和通話費率較高。企業的全球總部可能設在倫敦，而區域總部設在美國。他們通常使用可以提供具有qos語音的mpls網絡管理的網絡服務。mpls服務也可用于站點之間來傳送視訊會議信号。中小型公司可能會使用如skype軟體等低成本的辦法實作國際語音和視訊呼叫。
2.7.5 小型企業和分公司的ip電話：盒子裡的系統
專為中小型企業設計的ip電話系統幾乎包含了其為大型企業設計版本的所有特性和功能，包括關鍵器件備援的規定。但是由于它隻能支援較少的使用者數量，是以在許多系統中伺服器和網關元件被放入一個單一的機架式裝置或小櫃内。思科公司的小型ip pbx安裝在路由器中。
當ip電話系統安裝在小型分公司時，分公司有時使用廣域網（wan）鍊路通過總部來路由所有撥出的電話，并通過自己的本地電話線接收來電。此外，語音信箱、呼叫中心和uc軟體通常也位于總部站點。
當總部的連接配接出現故障時，遠端站點往往有外呼備份線路。如果發生故障，系統會自動切換到當地的電話線進行外呼。如果沒有本地備份電路，那麼外撥電話者則隻能依靠他們的行動電話進行呼叫。
2.7.6 網絡電話和便攜性
網絡電話是一個軟體，使用該軟體，人們可以用自己的電腦撥打電話（如圖2-5所示）。由于隐私和控制噪聲的原因，他們通常使用耳機。挂機鍵、來電顯示、消息等待提示等功能出現在他們的電腦螢幕上。對使用者來說，電話硬體的節省和移動性的增加是網絡電話的優勢。如果是在筆記本電腦上安裝網絡電話，那麼員工可以在任何能接入企業網的地方使用網絡電話，或是如果啟用了遠端通路，則也可以遠端使用。經常外出的員工如銷售人員，通常在辦公室時使用普通電話；當他們在酒店或家庭辦公時，就使用網絡電話。
許多制造商将網絡電話與辦公軟體如微軟的 outlook進行融合，使其可以從同一個接口通路協作軟體、即時消息、月曆、位址簿和線上訓示。即時消息是指在無需鍵入位址的條件下，近乎實時地交換電子郵件。使用者隻需選擇一個表示将該消息發送給社群内的哪個使用者的圖示，鍵入消息，然後單擊“送出”按鈕。線上訓示是指讓使用者知道由社群内哪些人實時或接近實時的傳送消息。使用者可以點選自己的電子郵件圖示來表明其可用性。
利用協同軟體，在音頻電話會議上或者幹脆在電話裡使用者可以在他們的個人電腦或平闆電腦螢幕上看到同一檔案。網絡電話還包含或連結到企業通訊錄。
2.7.7 移動性和單項服務
許多電話系統提供以下服務：當撥打辦公桌電話時，手機也會振鈴；這樣即使員工不在辦公室時，他們也能接收辦公電話的所有呼叫。本質上說，移動裝置成為電話系統的擴充。使用此功能，通過撥打辦公室電話号碼，撥打者就可以聯系到從業人員—也許是一個外出在路上的銷售代表。他們不需要撥打2個号碼或考慮這個人是否在辦公室。當呼叫辦公電話時，手機和辦公電話同時振鈴。如果營運商提供此服務，那麼手機和辦公電話上的來電顯示會顯示呼叫方的電話号碼和名稱。如果呼叫沒有應答，那麼該呼叫将被轉發到電話系統的語音信箱中。
2.7.8 會話發起協定—相容中繼
會話發起協定（sip）信令是将ip網絡連接配接在一起的重要協定。它也可以用來将企業站點與資料網絡連接配接進行語音呼叫。如果語音通話通過資料鍊路發送，那麼辦公室電話系統中使用的信令系統需要與營運商網絡中使用的信令相容。這樣該裝置就可以解讀辦公電話系統發出的尋址信号、振鈴信号和忙信号，反之亦然。
如果沒有相容性，那麼有ip電話系統的企業需要支援兩套不同的中繼，一套用于語音而另一套用于資料。或者它們可以使用網關将非sip協定的ip電話轉換成sip協定。（中繼用于公共網絡上傳輸語音和資料。）如果不使用sip而選擇網關，則将會産生額外的花費和長途費用，同時語音品質也會受損。發送信号時，要将voip轉換成與sip資料網絡相容的格式；接收信号時，将它們轉換回voip，信号的品質都會受損。受損的信号導緻壓縮後的語音信号不能準确解壓恢複到原始信号。是以每次轉換語音資料時，品質都會降低。
因為不是所有的ip電話系統都與sip相容，是以如果不使用網關，它們就不能共用同一資料鍊路來傳輸語音流量。此外，承載此流量的電話公司也必須使用相容sip的信令。現在大多數提供商提供sip相容的中繼。
2.7.9 電話公司主幹線路分界點
本地電話公司将電話線引入建築物，并将它們連到接口上。該接口稱為插孔或接線子產品。每條外線都與一個外部子產品相連。rj11 c插孔隻連接配接一條線。rj代表已注冊的插孔。大多數家庭都使用這種插孔。rj21x有25條線，是企業外線與本地電話公司多對線的接口。rj21x插孔是電話線和主幹線之間的一個測試點。例如如果判斷哪一個地方出了問題，那麼電話公司可以測試它的幹線到rj21x插孔，而裝置供應商可以測試裝置或路由器到接口之間的服務。rj21x插孔是電話公司線路和内部布線之間的分界點。圖2-6所示為一個分界點。
單個t1線路在資料插孔（rj48插孔）終止，而t3線路在75連接配接器終止。這些都位于用戶端，并且它們就是電話公司測試t1和t3線路的中斷測試點。t1是一個高速線路，其能夠傳輸24路語音或語音和資料業務的組合流量。一個t3線路相當于48個t1中繼線：672個語音信道或語音和資料的組合。
直接向内撥号
直接向内撥号（did）是将來電呼叫直接路由到電話系統的分機而無需操作員幹預的功能。did業務可以在已有的語音t1中繼線和傳輸語音和資料業務的sip中繼線上傳送。
如圖2-7所示，did服務由“軟體”電話号碼組成。每個号碼并沒有指定專用的中繼；相反幾百個did号碼共用24路t1路徑。當did呼叫到達一個特定的路徑時，營運商在中心機房的交換裝置檢查所撥号碼，确定該呼叫屬于某個特定的企業。中心機房裝置将所撥打号碼的最後三位或四位号碼傳遞到企業的電話系統中。現場的電話系統讀取号碼并将呼叫直接發送到正确的話機上。
當一個t1線路故障時，可以将呼叫路由到備份的單條模拟線上或t1線路上。
2.7.10 電路交換專用交換機
pbx是一個老式的、電路交換的電話系統。它們也稱作專用pbx。電路交換為每個語音通話保留通道。盡管不再生産這種類型的系統，但仍然有許多在使用。每個pbx制造商使用專有的信令将電話和中繼線與cpu相連。呼叫中心軟體的功能和外設還運作專有的信令。在為單個建築物服務的pbx中，一般都将這些元件裝在一個機櫃中。專有的pbx的主要元件是cpu和用于控制撥号音、按鍵音和其他信号的電路闆。其他端口用于連接配接中繼線、個人話機和語音信箱。