一、中继网关概述
1、定义
中继网关（Relay Gateway）是一种网络设备，主要用于连接不同类型的网络，实现数据在这些网络之间的传输。它通常位于网络的边缘接入层，能够将不同协议的数据进行转换，从而实现不同网络之间的互联互通。中继网关在现代通信网络中扮演着至关重要的角色，尤其是在将传统的公共交换电话网络（PSTN）与基于IP的网络（如NGN - 下一代网络）连接起来时。
2、功能
基本功能
- 连接不同网络：中继网关可以将不同的网络连接起来，实现不同网络之间的数据传输。例如，将局域网与互联网连接起来，就需要使用中继网关进行数据传输。
- 协议转换：中继网关可以将不同协议的数据进行转换，使得不同协议的设备可以进行数据传输。例如，将TCP/IP协议转换为IPX/SPX协议，就需要使用中继网关进行数据转换。
- 提高网络性能：中继网关可以根据网络流量的情况进行数据转发，从而提高网络的性能。例如，在网络流量较大的情况下，中继网关可以将数据包进行缓存，然后再进行转发，从而避免网络拥塞。
- 保证网络安全：中继网关可以对网络进行安全控制，例如，可以对网络进行访问控制、流量控制、数据加密等操作，从而保证网络的安全性。
语音处理功能
- 语音编解码：具有语音信号的编解码功能，支持G.711、G.729、G.723等算法，能够将模拟语音信号转换为适合在IP网络上传输的数字化语音分组。
- 回声消除：支持回声消除技术（如G.168），最大可消除64ms以内的回音，提高语音通话质量。
呼叫处理与控制
- 呼叫控制：能根据软交换的命令对它所连接的呼叫进行控制，如接续、中断等。
- 状态检测：能够通过相关的信令检测出PSTN侧的用户占线、久振无应答等状态，并将用户状态向软交换报告。
- 用户交互：能根据软交换的命令对它所连接的用户进行振铃，播放拨号音、回铃音、忙音等；能检测用户电话的摘机、挂机信号。
维护和管理
- 关联维护：能建立和维护与软交换之间的关联。
- 故障检测与恢复：能检测到与软交换之间连接的中断，应能在故障恢复或拥塞消除后恢复连接。
- 配置报告：能在启动后向软交换报告其配置状况，能向软交换设备报告底层连接的异常故障，如TDM链路故障等。
- 状态汇报：能够根据软交换在某些命令中的指示向软交换汇报在特定关联中存在的终结点的状态及使用信息。
接口与协议支持
- 接口类型：
- 语音网络侧接口：采用数字中继接口。
- 分组网络侧接口：采用10/100M LAN接口、千兆以太网接口。
- 与网管中心接口：采用10BaseT/100BaseT接口。
- 信令和协议支持：
- 支持信令：No.7、NO.1、Q.931、Q.sig等。
- 支持协议：MGCP、H.323、SIP等。
3、中继网关的应用
企业通信领域
- 协议转换：企业通信设备协议多样，鼎信 MTG2000 等中继网关，能将传统的 SS7、PRI、1 号信令转成 SIP 协议。像让使用 PRI 信令的程控交换机，对接 SIP 协议的 IP 电话系统，保留旧设备同时接入新网络，节省升级开销。
- 功能支持：支持 IP 语音、IP 传真、Modem 和语音识别。员工可通过 IP 语音高清通话；IP 传真便捷收发；Modem 满足特殊拨号业务；语音识别用于客服自动处理指令，提升工作效率。
行业应用场景
- 组网助力：各行业通信需求有别，医疗行业里，中继网关统一医院设备通信协议，把医疗设备信令转成 SIP，与医院 IP 通信系统融合，方便医护获取设备信息，提升医疗服务水平。
- 业务适配：制造业等在生产、物流调度中需可靠通信。物流时，调度员借 IP 语音与司机沟通，司机用语音识别操作设备，保障运输安全高效。
运营商业务方面
- 架构优化：运营商网络复杂，中继网关融合传统与 IP 网络。如提供 VoIP 服务时，将传统 SS7 信令转为 SIP，让传统电话与 VoIP 用户实现通信，扩大服务覆盖、提升质量。
- 业务拓展：利用中继网关功能，运营商可为企业提供含 IP 传真、Modem 服务的综合方案，满足企业需求，增强竞争力，增加营收 。
二、中继网关在网络中起到什么作用
中继网关在网络中扮演着重要的角色，它主要用于连接不同网络段，实现数据的传递和路由。以下是中继网关的一些核心功能：
- 连接不同网络段：中继网关可以连接不同的网络，如局域网、广域网或互联网，使它们能够相互通信。
- 数据转发：中继网关接收来自一个网络的数据包，并将其转发到另一个网络。这个过程涉及到地址解析和路由决策，确保数据能够准确无误地到达目的地。
- 网络扩展：通过中继网关，可以将小的网络扩展成更大的网络，或者将分散的网络连接起来，形成一个统一的网络体系。
- 改善网络性能：中继网关可以优化网络流量，减少延迟，提高网络的整体性能。
- 支持多种通信协议：中继网关支持多种通信协议，如TCP/IP、ATM等，这使得它能够适应不同网络环境和应用需求。
- 提供安全保障：中继网关可以实施安全措施，如加密、认证等，保护网络通信的安全性。
- 支持移动通信：在移动通信网络中，中继网关用于连接基站和移动用户，确保移动用户在任何位置都能保持通信连接。
综上所述，中继网关是网络通信的关键组件，它确保了数据的顺畅流动和网络的稳定运行。
三、中继网关与路由器有何不同
中继网关和路由器是两种不同的网络设备，它们在功能和应用场景上有所区别。
- 中继网关：中继网关通常是指在网络中用于连接两个协议差别较大的计算机网络的设备。它可以将具有不同体系结构的计算机网络连接在一起，并在OSI模型的最高层（应用层）进行数据通信。网关能够实现不同网络协议相互转换的网络互联设备，它在网络层以上工作，负责不同网络之间的协议转换。
- 路由器：路由器则是工作在网络层的设备，主要用于路径选择，可以隔绝广播，并连接多个网络。路由器可以根据网络地址（如IP地址）进行数据包的转发，实现网络之间的通信。路由器通常具有路由功能、网络地址转换（NAT）、端口转发、安全防火墙等功能，并能够连接多个设备，为它们分配IP地址，以实现设备间的通信。
主要区别
- 工作层次：网关工作在应用层，而路由器工作在网络层。
- 功能：网关主要负责不同网络协议的转换，而路由器主要负责数据包的转发和路由选择。
- 应用场景：网关适用于连接使用不同协议的网络，路由器适用于连接不同网络并进行数据通信。
四、中继网关的工作原理是怎样的
中继网关是连接传统电话网络（PSTN）和现代软交换网络的设备，它负责实现IP包向TDM的转换，以便在两个不同的网络之间传递语音通话。中继网关的核心功能包括语音处理、呼叫处理与控制、维护和管理等。
- 语音处理：中继网关具备语音信号的编解码功能，支持常见的音频编码算法如G.711、G.729、G.723等，并具有回声控制机制，支持回声消除技术G.168，以消除最多64ms以内的回音。
- 呼叫处理与控制：中继网关能够根据软交换的命令对连接的呼叫进行控制，如接续、中断等。它还能检测PSTN侧的用户占线、久振无应答等状态，并将用户状态向软交换报告。此外，中继网关能根据软交换的命令对用户进行振铃、播放拨号音、回铃音、忙音等，并能检测用户电话的摘机、挂机信号。
- 维护和管理：中继网关能够建立和维护与软交换之间的关联，检测到与软交换之间连接的中断，并在故障恢复或拥塞消除后恢复连接。它还能在启动后向软交换报告其配置状况，并向软交换设备报告底层连接的异常故障。
中继网关通过E1接口与PABX/PSTN相连，实现PSTN与IP网络的互联。通过以太网口，中继网关可以通过SIP/H.323协议与软交换系统互连。这样，中继网关可以完成SIP/H.323协议与NO.7/Pri信令的转换，使PSTN网络与IP网络实现完美的融合。
