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西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a b s a c t f r o mt h e9 0 sm i d d l ep e r i o d t h ef a s td e v e l o p m e n to fi n t e r a c tt a k e sg r e a te f f b c t o nt h et e l e c o m m u n i c a t i o nt r a d e ，a n dm u l t i m e d i ac o m m u n i c a t i o ns y s t e mb a s e do nt h e p a c k e ts w i t c h i n gn e t w o r kb e c o m e st h ef o c u so fp e o p l e sc o n c e r n a u d i o 行e q u e n c y a n dv i d e o 行e q u e n c yc o m p r e s s i o nt e c h n o l o g y , r e a l t i m ed a t at r a n s m i s s i o nt e c h n o l o g y a n dn e t w o r kt e c h n o l o g ym a k ei ti m p o s s i b l et oa c h i e v em u l t i m e d i ac o m m u n i c a t i o n o ni pn e t w o r k i pp h o n ei so n ek i n do fn e ws o u n dc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g i e sa n d h a st a k e ng r e a te f f e c ti na c t u a ll i v e s i nb r i e i pp h o n em e a n sa c h i e v i n gp h o n e f u n c t i o no ni pn e t w o r k a so n ek i n d o fv o i c ea n df a c s i m i l ec o m m u n i c a t i o n t e c h n o l o g yb a s e do ni pn e t w o r k ，i pp h o n et e c h n o l o g yp o s s e s s e sh i g ht r a n s m i s s i o n e 伍c i e n c ya n dl o wf e e i th a sb e e na p p l i e di nm a n yb r o a df i e l d s i fc o m b i n e dw i m p h o n en e t w o r ka n dm u l t i m e d i at e c h n o l o g y , t h ei pp h o n et e c h n o l o g yc a nc r e a t e v a r i o u sn e wb u s i n e s s e s w en o to n l yr e s e a r c hi pp h o n ei t s e l f , b u ta l s of o c u so ni p m u l t i m e d i ac o m m u n i c a t i o na n dv a r i o u si pp h o n ea p p l i c a t i o n s s i n c ev o i pd e v e l o p s q u i c k l yi nt h ep r e s e n tt e l e c o m m u n i c a t i o ns e r v i c e ，w es h o u l dr e s e a r c ht h o r o u g h l y v j i pt e c h n o l o g y o v e rt h e s ec o n s i d e r a t i o n s ，t h i sp a r ) e rm a k e sap c p ci pp h o n es o f t w a r eo n i n t e r n e tb yi pp h o n ek e yt e c h n o l o g i e s m o r e o v e rt h ep a p e rr e s e a r c h e st h o r o u g h l y n e t w o r kp r o t o c o l s ，w o r kt h e o r i e s ，k e yt e c h n o l o g i e st h a tr e l a t ei pp h o n e b ym e a n so f r e s e a r c h i n gi pp h o n e ik n o wa n dm a s t e rt h ed e v e l o p m e n tt r e n d so fi pp h o n ea t h o m ea n da b r o a d b ya d d i n gs o m ef u n c t i o n s ，w ec a nd e v e l o pt h es o f t w a r et oav i d e o p h o n es o f t w a r eo rav i d e oc o n f e r e n c es y s t e ma n d s oo n f i r s to fa l l ，t h ep a p e rd i s c u s s e sp r o t o c o l s ，s t a n d a r d s ，k e yt e c h n o l o g i e sa n dw o r k t h e o r i e st h a tr e l a t ew i t hi pp h o n e i tp r o b e si n t ot h es p e e c he n c o d i n gt e c h n o l o g i e s ， s e n d i n ga n dr e c e p t i o no fd a t ap a c k e t ，r e c o r d i n ga n dp l a y i n go fa u d i of r e q u e n c y f i n a l l y ，t h ep a p e rs e t sf o n hp c - p ci pp h o n es y s t e ma n a l y s i s s y s t e md e s i g na n d s y s t e mi m p l e m e n t a t i o n t h ei pp h o n es o f t w a r es u c c e s s f u l l ym a k e sr e c o r d i n ga n d p l a y i n go fs p e e c ho ni n t e m e t a n dt h es o f t w a r ea c h i e v e sw e l ip r e d i c t i v ee f f e c ti n p r a c t i c e m o r e o v e ri tm a k e st h es u b s t a n t i a lb a s ef o rf u r t h e ri m p r o v i n gt h ef u n c t i o n s i pp h o n ec o n f r o n t sw i t hm a n yp r o b l e m sa n dc h a l l e n g e s p e o p l es h o u l df u r 【h e r r e s e a r c ha n dp r o b ei n t oi pp h o n et os e r v eh u m a nb e i n g s k e yw o r d s ： v o l p ：i pp h o n e ：p r o t o c o l ；a u d i of r e q u e n c y 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 页 1 1 概述 第1 章绪论 随着通信技术综合化、数字化、智能化、个人化的发展，人们在单一 网络平台上实现语音、数据、图像等多种综合业务已经成为电信网络发展 的目标和必然趋势。而i n t e r n e t 中i p 电话的出现，使语音业务在数据网 上高效传送成为可能，这种强大、经济、有效且崭新的通信手段正曰益在 人们的日常通信中发挥着重要作用。 i p 电话是一种利用i n t e r n e t 或者其它基于i p 的网络( 如i n t r a n e t 、 帧中继或a t m ) 作为传输载体实现普通电话与普通电话、p c 与p c 、p c 与普 通电话之间语音通讯的技术。也称之为i n t e r n e t 电话，或v o l p ( v o i c eo v e r i p )。 i p 电话不同与传统电话。它采用的是分组交换技术，在网络上传送的 是数据包，而不是语音信号，所以，要把语音信号量化后编码、压缩、打 包( 分组) 变成数据流，传送到对方后又进行反变换，最终还原为语音信 号。 由于i p 电话采用了分组交换和统计复用技术，实现了语音、数据的综 合传输，使整个网络的运营成本大幅度降低，从而使得用户承受的通信费 用大大减少。 1 2 l p 电话的发展和现状 最初，i p 电话的应用研究是基于i n t e r n e t 网上的p c 到p c 的通话。 主要是采用语音压缩、打包传送的方案，解决了通过i n t e r n e t 的p c 机之 间的实时数据传送问题。但是这种通信应用局限在i n t e r n e t 网内，和公用 电话通信相比，有很大的局限性。 在市场的驱动下，i p 电话最终发展到现在这种比较成熟的应用方式： 即采用i p 电话网关实现p s t n ( 公用电话交换网) 和i n t e r n e t 的互通，从 而实现了电话到电话、p c 机到电话的实时通信。 1 3ip 电话的前景 随着对数据交换网络投资的增长，维护单独的语音通信设施将会变得 昂贵和复杂，所以大多数的网络计划者都不愿意长期同时运行多个网络， 而是倾向于尽可能地将通信设施合并。将数据和语音通信综合起来可以节 约成本，从而更有效地利用对基础设施的投资。分组交换声音技术的出现 使服务商和最终用户可以将声音和数据综合起来。这种趋势并不是要 i n t e r n e t 取代电话网，而是二者相辅相成，呈集成的综合化趋势。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第2 页 1 4 课题背景 i p 电话技术的发展归功于技术推动和市场驱动。网络设备和通信制造 商、通信业务运营商以及i s p 都渴望在i pp h o n e 市场中取得立足之地。各 制造商的i pp h o n e 产品纷纷进入市场，各家运营商也纷纷开展i pp h o n e 业务。i p 电话正以超出人们想象的速度在全球迅猛发展，开发和应用i p 电话业务已成为当前一个热门课题。 现在，i p 电话不仅可以提供p ct 0p c 的实时语音通信，而且可以提 供p ct op h o n e 、p h o n et op c 、p h o n et op h o n e 的实时语音通信，并在 此基础上可以实现语音、视频、数据合一的实时多媒体通信。掌握了i p 电话的工作原理，便可以很容易地在现有i p 电话基础上实现多种业务的扩 展，如可视软件、视频会议系统。我们研究i p 电话，其着眼点不仅仅在于 i p 电话应用本身，更重要的是在于未来i p 多媒体多点通信应用及其扩展 业务。i p 电话的应用领域十分广泛，它还可以提供多媒体功能和呼叫管理 功能，如交互式w e b 商务、呼叫中心、企业传真、i n t e r n e t 呼叫等待、语 音信箱业务等，一些网站提供通过计算机发送短信到手机的业务，最终可提 供一体化信息处理，在高速线路上提供多条虚拟线路，并提供多媒体会议、 智能代理及信息业务等。 正是由于研究i p 电话基本技术对于i p 电话业务的扩展起着极其重要 的作用，所以本论文设计的主要目的就是探讨i p 电话的工作原理及其一些 关键技术的处理方法。 1 5 开发过程概述及论文组成 该软件的开发环境基于广域网环境，和局域网有所不同。广域网的数 据包传输距离长，数据包丢失率高，局域网的数据包传输距离短，数据包 丢失率低。在开发时要重点考虑i pp h o n e 软件的抖动和时延。在开发p ct o p ci p 电话软件之前首先进行了资料的收集和整理，接着进行了系统分析、 系统总体设计、系统详细设计以及整个系统的实现与测试等。整个软件主 要由音频功能组成。音频部分包括呼叫处理、音频录制与播放、音频数据 处理、音频数据包封装与解析、音频数据包的发送与接收等。通过分别编 程实现各个模块，最后形成一个p ct op c 的i p 电话软件。如果进一步发 展，可以将该软件发展成广域网上的可视软件和视频电话系统，例如使用 h 3 2 3 协议标准。 论文的组织结构如下所述：第l 章是绪论，概述了i p 电话的发展和现 状，以及论文的背景：第2 章阐述了i p 电话技术的原理、标准与协议；第 3 章描述了p ct op c 结构i p 电话的设计；第4 章说明了网际互联及网络 协议；第5 章简述了实时传输协议r t p ：第6 章介绍了i p 电话关键技术； 第7 章描绘了语音编码器；第8 章分析了呼叫处理及音频功能的实现；第 9 章总结了i pp h o n e 软件测试。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 第2 章i p 电话技术的原理、标准与协议 2 1lp 电话的原理 i p 电话在信息传输方式上与传统电话截然不同。传统电话采用的是电 路交换技术，一旦建立通话，双方就要有一条带宽为6 4 k b p s 的通信线路( 即 一对虚拟的物理线路) ，并且在这次通话过程中其他的通信都不能使用这条 线路，直到这次通话结束或通话被中断。也就是说，在通话过程中，不管 线路上是否有通话双方的信息，其他的信息都不能插入到这条线路中来。 而i p 电话采用的是分组交换技术，即将p s t n 传送来的语音信号量化 为数字信号，经过编码和压缩，然后将数据打包分组并在数据头中加上目 的地址，通过互联网协议和其他种类的数据包一起通过i n t e r n e t 进行传 送。接收方在收到数据包后。采用相反的过程，拆包、重组、解压、解码 等步骤将数字信号还原成正常的语音信号，再通过接收方的p s t n 送到最终 的通信方。 通过网络传送的数据包将按指定的线路发往目的地，网络资源只是在 真正有数据通过时才被使用并且不会独占路由。随着数据压缩技术的发展， 一条物理线路可能同时传送若干个用户的信息，每个话务所占用的带宽只 有8 k b p s ，是传统方式的i 8 。因此，能够最大限度地利用网络资源，避免 资源的浪费。 2 2y o ip 的概念 在继续后续章节之前，首先介绍一下什么是v o i p ，以及v o i p 到底有 什么技术特点和优势。 何谓v o i p v o i p 是个广义的概念，其核心可以归结为通过i p 网络( i n t e r n e t p r o t o c 0 1 ) 在发送者和接收者之间以一种“可接受”的方式传输语音数据。 在后面介绍v o i p 的相关标准和协议时，将详细阐述i p 协议。这里的“可 接受”与v o i p 技术的特定应用环境有关。例如，如果在呼叫方与被呼叫方 之间进行全双工实时的语音通信，那么语音通信的实时性就必须被重点考 虑，也就是说发送和接收语音数据的总时延要足够低，从而避免由于不可 接受的延时而造成的长时间的静默。相反，如果语音信号传输是单向的， 比如在线广播或演讲，那么对时延的要求就相对较低。 i pp h o n e 的传输基于i p 网，所以i pp h o n e 的通信原理与i n t e r n e t 数据通信原理很类似。图2 - i 是通过i n t e r n e t 进行语音通信的简单原理图。 如图2 _ 1 所示，通信的双方都通过i s p 接入i n t e r n e t ( 般是通过m o d e m 接入) 。 首先，双方用户都通过计算机向i s p 发出业务请求，i s p 经过身份认证后，与计算机建 王琏携并为 十算捌娥嶙媚转发。当呼u 于瞵活，岗学| i ；i 恿j 鸯吾音输入设备( 女唛克 风) 将语音信号传送到计算机内，经过计算朝皮b 理形成i p 包，然后通过i s p 发送到 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 第2 章i p 电话技术的原理、标准与协议 2 1lp 电话的原理 i p 电话在信息传输方式上与传统电话截然不同。传统电话采用的是电 路交换技术，一旦建立通话，双方就要有一条带宽为6 4 k b p s 的通信线路( 即 一对虚拟的物理线路) ，并且在这次通话过程中其他的通信都不能使用这条 线路，直到这次通话结束或通话被中断。也就是说，在通话过程中，不管 线路上是否有通话双方的信息，其他的信息都不能插入到这条线路中来。 而i p 电话采用的是分组交换技术，即将p s t n 传送来的语音信号量化 为数字信号，经过编码和压缩，然后将数据打包分组并在数据头中加上目 的地址，通过互联网协议和其他种类的数据包一起通过i n t e r n e t 进行传 送。接收方在收到数据包后。采用相反的过程，拆包、重组、解压、解码 等步骤将数字信号还原成正常的语音信号，再通过接收方的p s t n 送到最终 的通信方。 通过网络传送的数据包将按指定的线路发往目的地，网络资源只是在 真正有数据通过时才被使用并且不会独占路由。随着数据压缩技术的发展， 一条物理线路可能同时传送若干个用户的信息，每个话务所占用的带宽只 有8 k b p s ，是传统方式的i 8 。因此，能够最大限度地利用网络资源，避免 资源的浪费。 2 2y o ip 的概念 在继续后续章节之前，首先介绍一下什么是v o i p ，以及v o i p 到底有 什么技术特点和优势。 何谓v o i p v o i p 是个广义的概念，其核心可以归结为通过i p 网络( i n t e r n e t p r o t o c 0 1 ) 在发送者和接收者之间以一种“可接受”的方式传输语音数据。 在后面介绍v o i p 的相关标准和协议时，将详细阐述i p 协议。这里的“可 接受”与v o i p 技术的特定应用环境有关。例如，如果在呼叫方与被呼叫方 之间进行全双工实时的语音通信，那么语音通信的实时性就必须被重点考 虑，也就是说发送和接收语音数据的总时延要足够低，从而避免由于不可 接受的延时而造成的长时间的静默。相反，如果语音信号传输是单向的， 比如在线广播或演讲，那么对时延的要求就相对较低。 i pp h o n e 的传输基于i p 网，所以i pp h o n e 的通信原理与i n t e r n e t 数据通信原理很类似。图2 - i 是通过i n t e r n e t 进行语音通信的简单原理图。 如图2 _ 1 所示，通信的双方都通过i s p 接入i n t e r n e t ( 般是通过m o d e m 接入) 。 首先，双方用户都通过计算机向i s p 发出业务请求，i s p 经过身份认证后，与计算机建 王琏携并为 十算捌娥嶙媚转发。当呼u 于瞵活，岗学| i ；i 恿j 鸯吾音输入设备( 女唛克 风) 将语音信号传送到计算机内，经过计算朝皮b 理形成i p 包，然后通过i s p 发送到 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 五丽磊t _ 工。面包丙含目自勺 雌息，供i n t e r n e t 选路用。数静! 哒接【拉筛后，由接 收方i s p 转接至$ 波呼叫端。最后，被呼叫端将i p 数据包还原成语音信息，经由语 音输出设备( 如耳机) 发出。 圈2 一ii n t e r n e t 通信基本原理 当然，实际应用的i p 电话的结构要远比图2 - i 复杂，比如需考虑与 p s t n 的连接，以及链路的建立和控制方面的问题。尽管如此，从该图还是 可以很好地理解v o l p 的基本通信原理。在后面的章节中，笔者将对其中的 技术细节作详细阐述。 2 3ip 电话的实现 i p 大体上可以分为电话到电话、 的手段有软件方式和硬件方式。 v o l p 有三种基本的实现方式。 p c 到p c 、p c 到电话3 种类型，实现 图2 - 2 中集成了这三种基本方案。 1 p ct op c 这是i p 电话的最初模式，它的结构是所有方式中最简单的。通信双方 都使用p c 机作为通信终端，通过i p 网络( 如i n t e r n e t ) 即可通话，而无需 增加专门为i p 电话而设的网络服务设备，因而它的通话费用也是最低的。 但是就目前来说这种方式的局限性最大。首先，目前p c 机的普及率远低于 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 五丽磊t _ 工。面包丙含目自勺 雌息，供i n t e r n e t 选路用。数静! 哒接【拉筛后，由接 收方i s p 转接至$ 波呼叫端。最后，被呼叫端将i p 数据包还原成语音信息，经由语 音输出设备( 如耳机) 发出。 圈2 一ii n t e r n e t 通信基本原理 当然，实际应用的i p 电话的结构要远比图2 - i 复杂，比如需考虑与 p s t n 的连接，以及链路的建立和控制方面的问题。尽管如此，从该图还是 可以很好地理解v o l p 的基本通信原理。在后面的章节中，笔者将对其中的 技术细节作详细阐述。 2 3ip 电话的实现 i p 大体上可以分为电话到电话、 的手段有软件方式和硬件方式。 v o l p 有三种基本的实现方式。 p c 到p c 、p c 到电话3 种类型，实现 图2 - 2 中集成了这三种基本方案。 1 p ct op c 这是i p 电话的最初模式，它的结构是所有方式中最简单的。通信双方 都使用p c 机作为通信终端，通过i p 网络( 如i n t e r n e t ) 即可通话，而无需 增加专门为i p 电话而设的网络服务设备，因而它的通话费用也是最低的。 但是就目前来说这种方式的局限性最大。首先，目前p c 机的普及率远低于 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 电话机；其次，这种方式要求用户双方都在网上，并且双方都必须具备声 卡、扬声器、麦克风，使用同样的专用的i p 电话软件等等。不过，由于这 种i p 电话实现方式便于搭建实验环境，笔者实现的就是基于p ct op c 结 构的广域网环境下的i p 电话软件。 2 p ct op h o n e 和p h o n et op c 在这种实现方案中，通话双方的一方用p c 机作为通信终端，而另一方 则通过p s t n i s d n g s m t d m 接入网使用电话作为通信终端。该i p 电话实现 方式需要增加一个专门的网关，用于p s t n i s d n g s m t d m 网和i p 网之间数 据及信令的转换。 3 p h o n et op h o n e 这种方式需要增加的网络设备最多，通话双方都需要专门网关负责 p s t n i s d n g s m t d m 网和i p 网之间数据及信令的转换。所以相比上述两种 方式它的通话费最高，但是它对用户的要求最低，用户只要拥有市话权限 的普通电话机即可通i p 电话，因此局限性小，有着很好的商业前景。目前 我国进行i p 电话试验的几家运营商提供的主要就是这种业务形式。 事实上，还有很多种不同于以上三种的i p 电话实现方式，但是上述三 种结构是组成其他实现结构的最基本的方式。以上三种i p 电话的基本实现 方案虽然结构各不相同，但是它们所采用的v o l p 关键技术都是相同的。 2 4l p 电话技术相关标准组织 目前参与i p 电话技术标准开发和推广的组织超过2 0 家，其中最具影 响力的i p 电话的国际标准化组织主要有四家：国际电信联盟标准化部门 ( i t u - t ) 、欧洲电信标准协会( e t s i ) 、i n t e r n e t 工程任务组( i e t f ) 和 国际多媒体远程会议协会( i m t c ) 。 1 1 t u - ts g l 6 国际电信联盟i t u ( i n t e r n a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o nu n i o n ) 是联合 国的一个分支机构，下设电信标准部、电信开发部和无线通信部等，主要 侧重于电信标准的制定。其中电信标准部中的s g l 6 研究组主要负责多媒体 通信与服务的标准，包括终端、调制解调器和通信协议等方面，最主要的 工作就是制定h 3 2 3 系列标准。 2 e t s it i p h o n 工程组 欧洲电信标准协会e t s i ( e u r o p e a nt e l e c o m m u n i c a t i o n s s t a n d a r d s i n s t i t u t e ) 是一个拥有众多成员的开放论坛，主要目标是决定和产生电信 标准。e t s it i p h o n e 工程组的主要目标是规定一套业务互操作性要求，确 定接口和功能方面的体系结构，对呼叫控制程序、信息流和协议进行规定， 研究端到端服务质量参数及e 1 6 4 地址与i p 地址之间的转换，同时规定计 费和安全方面的问题。t i p h o n 工程组希望向各类网络运营者都提供面向业 务的解决方案，其工作主要基于h 3 2 3 系列建议和现有的电路交换网标准。 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 电话机；其次，这种方式要求用户双方都在网上，并且双方都必须具备声 卡、扬声器、麦克风，使用同样的专用的i p 电话软件等等。不过，由于这 种i p 电话实现方式便于搭建实验环境，笔者实现的就是基于p ct op c 结 构的广域网环境下的i p 电话软件。 2 p ct op h o n e 和p h o n et o p c 在这种实现方案中，通话双方的一方用p c 机作为通信终端，而另一方 则通过p s t n i s d n g s m t d m 接入网使用电话作为通信终端。该i p 电话实现 方式需要增加一个专门的网关，用于p s t n i s d n g s m t d m 网和i p 网之间数 据及信令的转换。 3 p h o n e t op h o n e 这种方式需要增加的网络设备最多，通话双方都需要专门网关负责 p s t n i s d n g s m t d m 网和i p 网之间数据及信令的转换。所以相比上述两种 方式它的通话费最高，但是它对用户的要求最低，用户只要拥有市话权限 的普通电话机即可通i p 电话，因此局限性小，有着很好的商业前景。目前 我国进行i p 电话试验的几家运营商提供的主要就是这种业务形式。 事实上，还有很多种不同于以上三种的i p 电话实现方式，但是上述三 种结构是组成其他实现结构的最基本的方式。以上三种i p 电话的基本实现 方案虽然结构各不相同，但是它们所采用的v o l p 关键技术都是相同的。 2 4l p 电话技术相关标准组织 目前参与i p 电话技术标准开发和推广的组织超过2 0 家，其中最具影 响力的i p 电话的国际标准化组织主要有四家：国际电信联盟标准化部门 ( i t u - t ) 、欧洲电信标准协会( e t s i ) 、i n t e r n e t 工程任务组( i e t f ) 和 国际多媒体远程会议协会( i m t c ) 。 1 1 t u - ts g l 6 国际电信联盟i t u ( i n t e r n a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o nu n i o n ) 是联合 国的一个分支机构，下设电信标准部、电信开发部和无线通信部等，主要 侧重于电信标准的制定。其中电信标准部中的s g l 6 研究组主要负责多媒体 通信与服务的标准，包括终端、调制解调器和通信协议等方面，最主要的 工作就是制定h 3 2 3 系列标准。 2 e t s it i p h o n 工程组 欧洲电信标准协会e t s i ( e u r o p e a nt e l e c o m m u n i c a t i o n ss t a n d a r d s i n s t i t u t e ) 是一个拥有众多成员的开放论坛，主要目标是决定和产生电信 标准。e t s it i p h o n e 工程组的主要目标是规定一套业务互操作性要求，确 定接口和功能方面的体系结构，对呼叫控制程序、信息流和协议进行规定， 研究端到端服务质量参数及e 1 6 4 地址与i p 地址之间的转换，同时规定计 费和安全方面的问题。t i p h o n 工程组希望向各类网络运营者都提供面向业 务的解决方案，其工作主要基于h 3 2 3 系列建议和现有的电路交换网标准。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 3 e if i n t e r n e t 工程任务委员会i e t f ( i n t e r n e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e ) 负责制订标准化i n t e r n e t 协议，在i p 电话技术标准的开发中，也起着举 足轻重的作用。与i t u t 相比，反应速度快、组织开放性好。i e t f 制订新 的信令协议包括会议初始协议( s i p ) 、i n t e r n e t 和p s t n 的网络互通协议 等。 4 i m t o 国际多媒体电话会议协会i m t c ( i n t e r n a t i o n a lm u l t i m e d i a t e l e c o n f e r e n c i n gc o n s o r t i u m ) 是由来自世界各地的1 5 0 多个公司组成的 一个非赢利性社团。其宗旨是建立开放的国际标准，推动交互式多媒体远 程会议的解决方案的发展和实行。i m t c 的v o l p 论坛( v o i c eo v e ri pf o r u m ) 不定期地进行些活动来制订标准，促进i p 电话业务。 由于i n t e r n e t 的飞速发展，以及分组语音业务的巨大发展前景，在各 厂商的积极推动下，上述的组织积极推进了i p 电话的标准化进程根据目前 制定的协议情况和各标准组织的工作重点，与i p 电话相关的协议主要可分 为两大类：h 3 2 3 协议和s i p 协议。当前，各组织对在i p 网络上承载实时 业务( 语音、视频等) 的方式并无不同。均是利用了i e t f 的r t p 协议，但 是在呼叫建立和控制方面则有着不同的方案，其代表就是h 3 2 3 协议和s i p 协议。 2 5 i p 电话技术相关协议标准 2 5 1 h 3 2 3 协议 许多厂商在它们的产品中使用的都是i t u - t 的h 3 2 3 建议( 或建议的 子集) 。在很短几年内，它已成为在一个网络中实施v o l p 的标准。 a ) h 3 2 3 协议堆栈 h 3 2 3 是i t u 的多媒体通信协议系列h 3 2 x 中的一个标准，它提供基 于分组网络的语音、视频、数据和控制等协议，支持点对点通信及在m c u 支持下的点对多点通信。作为一个协议框架，h 3 2 3 提供了系统的基本构 成和各个部分功能的描述、呼叫方式描述及呼叫信令程序等。h 3 2 3 所包 括的予协议有视频编码标准( h 2 6 1 、h 2 6 3 ) 、音频编码标准( g 7 l l 、g 7 2 2 、 g 7 2 3 、g 7 2 8 、g 7 2 9 ) 、多点数据会议系列标准( t 1 2 0 ) 、分组和同步标准 ( h 2 2 5 0 ，包括信令、注册、媒体同步、分组打包等) 、系统控制标准( h 2 4 5 ， 包括打开或关闭一个呼叫、功能协商等) 、实时传协议( r t p 、r t c p ) 。 h 3 2 3 系统中的通信可以看成是音频、视频、控制信息的混合，其协 议栈如表2 - i 所示。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 3 e if i n t e r n e t 工程任务委员会i e t f ( i n t e r n e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e ) 负责制订标准化i n t e r n e t 协议，在i p 电话技术标准的开发中，也起着举 足轻重的作用。与i t u t 相比，反应速度快、组织开放性好。i e t f 制订新 的信令协议包括会议初始协议( s i p ) 、i n t e r n e t 和p s t n 的网络互通协议 等。 4 i m t o 国际多媒体电话会议协会i m t c ( i n t e r n a t i o n a lm u l t i m e d i a t e l e c o n f e r e n c i n gc o n s o r t i u m ) 是由来自世界各地的1 5 0 多个公司组成的 一个非赢利性社团。其宗旨是建立开放的国际标准，推动交互式多媒体远 程会议的解决方案的发展和实行。i m t c 的v o l p 论坛( v o i c eo v e ri pf o r u m ) 不定期地进行些活动来制订标准，促进i p 电话业务。 由于i n t e r n e t 的飞速发展，以及分组语音业务的巨大发展前景，在各 厂商的积极推动下，上述的组织积极推进了i p 电话的标准化进程根据目前 制定的协议情况和各标准组织的工作重点，与i p 电话相关的协议主要可分 为两大类：h 3 2 3 协议和s i p 协议。当前，各组织对在i p 网络上承载实时 业务( 语音、视频等) 的方式并无不同。均是利用了i e t f 的r t p 协议，但 是在呼叫建立和控制方面则有着不同的方案，其代表就是h 3 2 3 协议和s i p 协议。 2 5 i p 电话技术相关协议标准 2 5 1 h 3 2 3 协议 许多厂商在它们的产品中使用的都是i t u - t 的h 3 2 3 建议( 或建议的 子集) 。在很短几年内，它已成为在一个网络中实施v o l p 的标准。 a ) h 3 2 3 协议堆栈 h 3 2 3 是i t u 的多媒体通信协议系列h 3 2 x 中的一个标准，它提供基 于分组网络的语音、视频、数据和控制等协议，支持点对点通信及在m c u 支持下的点对多点通信。作为一个协议框架，h 3 2 3 提供了系统的基本构 成和各个部分功能的描述、呼叫方式描述及呼叫信令程序等。h 3 2 3 所包 括的予协议有视频编码标准( h 2 6 1 、h 2 6 3 ) 、音频编码标准( g 7 l l 、g 7 2 2 、 g 7 2 3 、g 7 2 8 、g 7 2 9 ) 、多点数据会议系列标准( t 1 2 0 ) 、分组和同步标准 ( h 2 2 5 0 ，包括信令、注册、媒体同步、分组打包等) 、系统控制标准( h 2 4 5 ， 包括打开或关闭一个呼叫、功能协商等) 、实时传协议( r t p 、r t c p ) 。 h 3 2 3 系统中的通信可以看成是音频、视频、控制信息的混合，其协 议栈如表2 - i 所示。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 3 e if i n t e r n e t 工程任务委员会i e t f ( i n t e r n e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e ) 负责制订标准化i n t e r n e t 协议，在i p 电话技术标准的开发中，也起着举 足轻重的作用。与i t u t 相比，反应速度快、组织开放性好。i e t f 制订新 的信令协议包括会议初始协议( s i p ) 、i n t e r n e t 和p s t n 的网络互通协议 等。 4 i m t o 国际多媒体电话会议协会i m t c ( i n t e r n a t i o n a lm u l t i m e d i a t e l e c o n f e r e n c i n gc o n s o r t i u m ) 是由来自世界各地的1 5 0 多个公司组成的 一个非赢利性社团。其宗旨是建立开放的国际标准，推动交互式多媒体远 程会议的解决方案的发展和实行。i m t c 的v o l p 论坛( v o i c eo v e ri pf o r u m ) 不定期地进行些活动来制订标准，促进i p 电话业务。 由于i n t e r n e t 的飞速发展，以及分组语音业务的巨大发展前景，在各 厂商的积极推动下，上述的组织积极推进了i p 电话的标准化进程根据目前 制定的协议情况和各标准组织的工作重点，与i p 电话相关的协议主要可分 为两大类：h 3 2 3 协议和s i p 协议。当前，各组织对在i p 网络上承载实时 业务( 语音、视频等) 的方式并无不同。均是利用了i e t f 的r t p 协议，但 是在呼叫建立和控制方面则有着不同的方案，其代表就是h 3 2 3 协议和s i p 协议。 2 5 i p 电话技术相关协议标准 2 5 1 h 3 2 3 协议 许多厂商在它们的产品中使用的都是i t u - t 的h 3 2 3 建议( 或建议的 子集) 。在很短几年内，它已成为在一个网络中实施v o l p 的标准。 a ) h 3 2 3 协议堆栈 h 3 2 3 是i t u 的多媒体通信协议系列h 3 2 x 中的一个标准，它提供基 于分组网络的语音、视频、数据和控制等协议，支持点对点通信及在m c u 支持下的点对多点通信。作为一个协议框架，h 3 2 3 提供了系统的基本构 成和各个部分功能的描述、呼叫方式描述及呼叫信令程序等。h 3 2 3 所包 括的予协议有视频编码标准( h 2 6 1 、h 2 6 3 ) 、音频编码标准( g 7 l l 、g 7 2 2 、 g 7 2 3 、g 7 2 8 、g 7 2 9 ) 、多点数据会议系列标准( t 1 2 0 ) 、分组和同步标准 ( h 2 2 5 0 ，包括信令、注册、媒体同步、分组打包等) 、系统控制标准( h 2 4 5 ， 包括打开或关闭一个呼叫、功能协商等) 、实时传协议( r t p 、r t c p ) 。 h 3 2 3 系统中的通信可以看成是音频、视频、控制信息的混合，其协 议栈如表2 - i 所示。 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 b ) h 3 2 3 组件 h 3 2 3 提供设备之间、高层应 用之间和提供商之间的互操作性。 它不依赖于网络结构，独立于操作 系统和硬件平台，支持多点功能、 组播和带宽管理。h 3 2 3 具备相当 的灵活性，支持包含不同功能的节 点之间的会议和不同网络之间的会 议。h 3 2 3 建议的多媒体会议系统 中的信息流包括音频、视频、数据 和控制信息。信息流采用h 2 2 5 0 建议方式来打包和传送。h 3 2 3 为 基于网络的通信协议定义了4 个主 要的组件：终端( t e r m i n a l ) 、网关 ( g a t e w a y ) 、关守( g a t e k e e p e r ) 和多点控制单元( m c u ) 。 1 终端 h 3 2 3 终端是网络端点，它可 表2 一lh 3 2 3 协议堆栈 会议控制 数据音频视频 谆铀信令 t 1 2 3h 2 4 5g 7 1 1h 2 6 l t 1 2 4h 2 2 5 0g 7 2 2h 2 6 2 t 1 2 5r a sg 7 2 8 g 7 2 3 1 g 7 2 9 a r t pr t c p t c pu d p 网络层( i p ) 链路层 物理层 以提供与其它终端、网关或多点控制单元之间的实时双向通信，从而完成 两个终端之间的控制、指示、音频、动态视频图像或数据信息的交换的通 信过程。终端可支持语音、语音和数据、语音和图像，或者语音、数据和 图像等应用，其功能框图如图2 - 3 所示。 i 音频 _ j 话音编解码器l i o 设备广 l g 7 1 1 ，g 7 2 3 ，g 7 2 9 l 接受路径时延 视频 l 视频编解码器l ( r t p r t c p ) i o 设备广 h 2 6 1 ，h 2 6 3 l 数据设备卜_一船挥控n t1 0 n h 2 2 5 0 l a n 层 接口 系统控制 h 2 4 5 系统控制i l 系统控制l _ h 2 2 5 0 呼叫控制i i 用户接口j r a s 控制 图2 - 3h 3 2 3 终端构成 在一个h 3 2 3 终端中，必须具有系统控制单元、h 2 2 5 0 层、网络接 口和音频编解码单元，视频编解码单元和数据接口单元是可选的。音频、 视频编解码单元根据g 7 1i 、h 2 6 1 等标准分别对音频、视频信号进行编码 西南交通大学硕士研究生学位论文 第8 页 和解码；系统控制单元为h 3 2 3 终端的操作提供相应信令，包括呼叫控制、 能力交换、命令和指示信令，以及用于打开和描述逻