（计算机科学与技术专业论文）ip电话技术——ip电话网关的研究与实现.pdf

内容摘要 ( i p 电话是在i p 网络上实现的实时话音通信的新技术。由于技术和市场的双重推 动，i p 电话技术从起步到飞速发展的今天才用了短短几年时间。由于网络互通和业务 集成的需要，i p 电话技术已经从基于p c 的i p 电话客户端软件发展为口电话网关设 备。作为网络互通的解决方案，i p 电话网关也已经从最初小规模的企业级应用向高可 靠、高可扩和互通性强的电信级网关过渡。户7 本研究报告首先回顾了i p 电话技术的发展过程，介绍了d 电话技术的现状以及 i p 电话的市场。在分析了i p 电话技术和i p 电话网关的基本结构并对网关功能进行分解 之后，提出了一种优化的网关分解方案。在实现口电话网关的具体技术上，首先给出 了企业级口电话网关和基于c o m p a c tp c i 的电信级网关的实现方案，最后提出了集中 控制和分散处理的p 电话网系统和无总线的媒体网关结构。 本研究报告的主要结论是： 1 r p 电话技术正处于发展时期，相关的标准和协议还在完善阶段，特别是信令以及和 业务相关的很多问题。 2 i p 电话网关开始从基于p c 或接入服务器的中小规模向高可靠、大容量和互通性好 的电信级网关发展。 3 电信级d 电话网关是一个集电路交换、分组交换、媒体处理和信令处理于一身的 复杂的分布式系统。 4 i p 电话网关只是v o i p 在网络互通中的一个应用，v o i p 技术将出现在所有接入设备 和终端中。 关键词：i p 电话，网关，d s p ，t c p i p ，v o i p a b s t r a c t i n t e r n e tt e l e p h o n yr e f e r st ot h en e wt e c h n o l o g yt ot r a n s m i tt h ev o i c eo v e ri pn e t w o r k i tt a k e so n l yaf e wy e a r sf o rt h ei pt e l e p h o n yt oe v o l v ef r o mi t se m e r g e n c et of a s td e v e l o p i n g n o w a d a y s w h i c hw a s d r i v e nb yb o t ht h et e c h n o l o g ya n d 出em a r k e t d h et ot h ed e m a n d0 n t h ei n t e r o p e r a b i l i t yo ft h en e t w o r k sa n di n t e g r a t i o no fs e r v i c e s 口t e l e p h o n yh a sd e v e l o p e d 厅o mp cb a s e di p p h o n ec l i e n t s o f t w a r ei n t ot h ei p t e l e p h o n yg a t e w a ye q u i p m e n t a sa s o l u t i o nt ot h en e t w o r ki n t e r o p e r a b i l i t y i pt e l e p h o n yg a t e w a yh a sa l s ot r a n s i t e df r o ms m a l l s c a l ea n de n t e r p r i s ea p p l i c a t i o nt oc a r r i e r c l a s sg a t e w a yw i t hh j 譬hr e l i a b i l i t y ，h i g hs c a l a b i l i t y a n di n t e r o p e r a b i l i t y i nt h i st e c h n i c a ir e p o r t ，f i r s t l y ，t h ec u r r e n ts t a t u sa n dd e v e l o p m e n ta n dm a r k e to ft h ei p t e l e p h o n y w e r er e v i e w e d a t i e rt h a t ，t h et e c h n o l o g yo f 口t e l e p h o n y ，t h eb a s i ca r c h i t e c t u r eo f i pt e l e p h o n yg a t e w a ya n dt h ed e c o m p o s i t i o no f g a t e w a yf u n c t i o n sw e r ea n a l y z e d t h e n ，a n o p t i m i z e dg a t e w a yd e c o m p o s i t i o nw a sp r o p o s e d a s as p e c i f i c i m p l e m e n t a t i o no ft h e 伊 t e l e p h o n yg a t e w a y , a ne n t e r p r i s eg a t e w a y b a s e do np c ia n dac a r r i e r - c l a s sg a t e w a yb a s e do n c o m p a c tp c ig a t e w a yw e r ep r e s e n t e di nd e t a i l f i n a l l y ，a ni pt e l e p h o n ys y s t e mf e a t u r e dw i t h c e n t r a lc o n t r 0 1a n dd i s t r i b u t e dp r o c e s s i n ga n dat b u s l e s s m e d i ag a t e w a yw e r e p r o p o s e d i h ec o n c l u s i o n sc a nb es u m m a r i z e da sf o l l o w s ： 1 i p t e l e p h o n y i sa d e v e l o p i n gt e c h n o l o g y ，w h o s es t a n d a r d sa n dp r o t o c o l s s u c ha s s i g n a l l i n ga n ds o m e s e r v i c ea s s o c i a t e ds t a n d a r d sa r eb e i n gs t a n d a r d i z e d 2 i p t e l e p h o n yg a t e w a yh a sb e e nd e v e l o p e df r o mp c n a sb a s e ds m a l l m e d i u ms c a l e g a t e w a yt oc a r r i e r c l a s sg a t e w a yo fh i g hr e l i a b i l i t y ，h i g hd e n s i t y ，h i g hs c a l a b i l i t ya n d i n t e r o p e r a b i l i t y 3c a r r i e r c l a s sg a t e w a yi sac o m p l e xd i s t r i b u t e ds y s t e m c o m p o s e d o fc i r c u i ts w i t c h ，p a c k e t s w i t c h ，s i g n a l l i n ga n d m e d i a p r o c e s s i n g 4 i pt e l e p h o n yi so n es o r to f a p p l i c a t i o no f v o i pt e c h n o l o g yb e i n ga p p l i e di n n e t w o r k s i n t e r c o n n e c t i o n v o i pb e i n ga nu b i q u i t o u st e c h n o l o g yw i l le x i s ti na 1 1k i n d so fn e t w o r k a c c e s se q u i p m e n ta n dn e t w o r kt e r m i n a l k e y w o r d s ：i pt e l e p h o n y ，g a t e w a y ，d s p ，t c p i p ，v o i c eo v e ri p 插图和附表清单 图1 1i p 电话技术发展示意图 图2 1i p 电话网的基本组成 图2 2i p 电话网络模型 图2 3 抖动和丢包现象 图2 4 回声 图2 5 回声消除原理 图2 6 中央削波函数 图2 7l m s 算法 图2 - 8h 3 2 3 协议框架 图2 - 9i p 电话网中的协议 图2 1 0 信令互通 图3 1i p 电话网关的基本组成 图3 2i p 电话网关软件的基本组成 图3 3 网关的功能结构 图3 - 4 分解方法一( s s 7 网关分解) 图3 5 分解方法二( f a s 网关分解) 图3 - 6 分解方法三( h 3 2 3 和f a s 信令处理在m g 中实现) 图3 7 分解方法四( h 3 2 3 在m g 中的实现) 图3 - 8 分解方法五( s s 7 在m g 中) 图3 - 9 全分散的网络结构 图3 1 0 集中控制分布处理的网络结构 图3 1 1 优化后的分解方案 图3 1 2 电信设备的生命周期 图4 1 资源卡( s a m p ) 结构原理框图 图4 2 企业级网关实现方式a 图4 3 企业级网关实现方式a 的软件结构 图4 4 企业级网关实现方式b 图4 5 企业级网关实现方式b 的软件结构 图4 6 企业级i p 电话组网方案 图4 7 基于c o m p a c t p c i 的媒体网关硬件结构 图4 8 媒体网关软件结构 图4 - 9 信令网关软件结构( 信令传输协议的服务器端) 图4 1 0 媒体网关控制器软件参考结构 图4 “电信级i p 电话组网 图4 1 2 分布式i p 电话网络系统 图4 1 3 无总线设计的媒体网关结构 图4 1 4 集中控制和分布处理的网络结构 图a 一1h 3 2 3 网络 图a - 2h 3 2 3 g k 路由呼叫 图b 1i s u p i p 和 l 3 2 3 ，m m加甜丝丝巧勰嬲如”弛弘竹”弘甜钙卯卯钉铝们如”舛卯n 表1 1i p 电话客户端软件 表1 2 典型i p 电话设备 表l 一3 今后4 年我国长途电话业务增长情况表 表2 1 典型算法的算法时延 表2 2 与各网络环节相关的主要q o s 问题 表3 1故障分类和平均维修时间 表4 1s a m p 的配置和性能 表a 一1h 3 2 3g k 路由呼叫 表a 2h 3 2 3 直接路由呼叫，4他拇舵钙的 第一章概述 在2 1 世纪即将来临之际，数字化技术和以i m e m e t 为主导的数据通信的飞速发 展使全球范围的通信营运商和通信设备制造商面临前所未有的挑战。全球各大通信 企业都在思考着未来网络的发展蓝图，也都已清晰地看到以指数增长的i n t e m e t 对未 来预示着什么。自从i m e m e t 商用以来，它正渐渐地并将彻底地改变人们的生活方 式。i m e m e t 的发展同时也正在深刻地影响着全球分布最广，拥有用户最多的传统电 信网络的面貌以及未来电信技术的走向。i p 电话技术的出现正是i n t e m e t 对传统电 信技术最强有力的冲击。它的出现一方面体现了网络互通的迫切需求，更从深层次 上体现了网络融合和业务集成的大趋势，是”e v e r y t h i n g o v e ri p ”的前奏。 作为i p 电话技术的最直接的应用一i p 电话网关( i n t e m e tt e l e p h o n yg m e w a y ，简 称i t g 、是电信和数据通信技术发展到一定程度的产物，是p s t n 和i p 网络互通最直 接有效的解决方案。 1 1l p 电话技术的发展和现状 1 1 1i p 电话技术 i p 电话技术即i m e m e tp r o t o c o lt e l e p h o n y l 是指适啬查! p 圈终土的塞盟佳输技 术。和传统电路交换的独占6 4 k 信道的话音通信不同的是：基于i p 的话音传输首先 对话音进行压缩，然后打成i p 包在i p 网络上传输，而且网络的带宽是共享的。 早期的i p 电话技术主要集中在研究如何在计算机网络上传递话音信号，实现在 因特网上的用户之间互通电话的问题，即所谓的“在i p 网络上传输话音”( v o i c e o v e ri p 简称v o i p ) 技术。在计算机网络上进行语音通信的试验早在7 0 年代就在 i n t e m e t 的前身a r p a 网上试验过，当时的通话质量很差，无法用于正常通信，其原 因主要有：当时还没有有效的数字信号压缩技术。当时的网络速度很慢，无法传 输高比特率的话音信号。进入到9 0 年代，信息与信号处理技术、计算机技术、通信 技术等都有了长足的发展，数字语音压缩技术也有了国际标准，通信线路的容量和 传输速率有了大大提高。这一系列相关技术的发展才为在i p 网络上传送高质量的语 音创造了条件，出现了早期的i p 电话。1 9 9 5 年，以色列的v o c a f t e c 公司首先推出 了i p 电话软件，实现了真正意义上的实时话音的网上传输。 2 注：有关分组话音传输技术的用词很多，如v o i p v o i c eo v e ri n t e m e tp r o t o c o l ，v o p - - v o i c eo v e rp a c k e t ， v o n v o i c eo nt h en e t ，v o a t m v o i c eo v e ra t m ，v o f r v o i c eo v e rf r a m er e l a y ，i pt e l e p h o n y ；i n t e m e t t e l e p h o n y ；另外有关传真在分组协议上的传输有f a xo v e r i p ，f a xo v e r p a c k e t 而i pp h o n e 或i p t e l e p h o n e 是 指i p 电话终端或运行在多媒体终端上的客户端软件。很多人都用v o l p 或i n t e m e tt e l e p h o n y 泛指话音或传真信 息在任何分组网上的传输 i p 电话技术的出现和发展完全归功于技术和市场的双重推动。i p 电话技术从开 始出现发展至今，已由初期的i p 电话软件时期进入了i p 电话网关时期，从而把 v o i p 技术应用到网络互通这一当前亟待解决的问题上来，使得原本互不相通的i p 网络和电信网络实现了互通。同时i p 电话网关也解决了i p 电话软件无法大量提供 服务以及其他诸多缺陷，为广大的普通电话用户提供了方便廉价的i p 电话业务。由 于i p 电话具有诸多优点，而且又以廉价服务赢得了广大用户的认同，另外，电信业 和数据通信的发展也暗示了i p 电话巨大的潜在市场，因而各网络设备商、通信设备 厂商竞相在这个市场中取得立足之地，将v o l p 技术融入到每个网络设备中，以各 种相关产品抢占市场。运营商也在此基础上纷纷开展了i p 电话业务。可以说i p 电 话是对最终用户、运营商、设备生产商都有利的一项新技术，它的采用将对传统通 信业的运作方式产生巨大冲击。 从设备生产商来说，i p 电话就是新的市场和利润增长点。除了传统的电信设备 供应商和数据产品供应商涉足i p 电话产品市场外，也有不少新兴的公司从事i p 电 话相关设备的开发。据了解，我国也已有多家公司从事i p 电话的研究开发，如上海 无线通信设备制造有限公司、中国电信数据通信研究所、华为、中兴，斯瑞捷等都 在积极开发i p 电话的相关产品。 从营运商来看，i p 电话技术意味着一个网络提供多种服务的可能性，同时因业 务集成带来的网络维护费用也大大降低。i p 电话业务的运营公司不仅仅是传统的电 信营运商，也有i s p ，i t s p 等，如a t & t 、m c i 、s p r i n t 、g l o b a l l i n k 、n e t t r u e 、 i t x c 等。在我国，目前己有四家营运公司获准经营i p 电话业务，即中国电信，中 国联通，吉通和新近成立的网通公司。由于各国目前对i p 电话的管制还有很大差 别，因此i p 电话在不同国家的开展情况相差也很大，由于美国在电信法规上和技术 上都比较超前，因此i p 电话在美国起步较早。 对用户来说，廉价是目前i p 电话最吸引人的特点。通过网关等设备组织的i p 电 话网络，以p s t n 作为用户的接入，用i p 网络取代昂贵的传统长途传输网络，从而 大大降低了通信成本，节省了通话费用。然而在现有的通信基础设施条件下，廉价 的服务同时意味着服务质量的一定程度的下降。但随着i p 技术的不断发展和i p 传 输带宽的不断扩展，i p 电话的话音质量将得到很大的改善。i p 电话只有提供类似于 目前人们在p s t n 上得到的服务质量时，才能真正给p s t n 上的话音服务带来竞争 压力。 目前的i p 电话设备正在从基于p c 的初级产品向高可扩、高可靠和具有互通性 的电信级产品发展，在技术上综合了现有电话网络的信令技术以及话音、传真、数 据等功能。然而i p 电话技术的全面发展依赖于i p 承载网络本身的发展，人们也很 清楚地看到了目前i p 电话的发展已经超前于i p 承载网络本身的发展了。不过也不 得不承认由于i p 电话技术的发展反过来推动了i p 承载网络的建设和发展，因为很 多营运商为了提高话音质量，采用铺设或租用大量的专线或专用带宽来组织各自的 i p 电话网络，而这也正是扩展了整个i p 网络的带宽。如美国的一些i p 电话营运商 采用专用带宽来传输i p 电话，已使i p 电话的话音质量达到了商用水平。我国的联 通，吉通和中国电信目前也都以专网或可控制的i p 网络传输话音来提供高话质的i p 电话服务。另外新型的i p 承载技术如i po v e ro p t i c a l 等技术为v o l p 技术的进一步发 展带来了新的机遇；第二代i n t e m e t 则以1 0 0 倍于目前i n t e m e t 的传输速度，也将为 数字语音和视频等多媒体信号的传输提供了坚实的基础。 1 1 2i p 电话的发展阶段 最早出现的i p 电话是1 9 9 5 年v o c a l t e c 研制开发的一种可以让人们利用个人计 算机和受送话装置通过i n t e m e t 相互通话的软件，i p h o n e l 0 。 从i p h o n e l 0 到目前各大电信或数据公司的相关产品来看，i p 电话技术已由初期 的i p 电话软件时期进入到i p 电话网关时期。而这短短四年时间却经列了四个发展 阶段，图1 1 。 图1 - 1l p 电话技术发展示意图 一、i p 电话软件 v o c a l t e c 自从推出i p h o n e l 0 以来，目前已是第五版。另外，很多厂商都提供i p 电话软件，下表是著名i t 厂商的i p 电话软件及其支持的协议，以及运行的平台。 表1 1l p 电话客户端软件 软件名称 供应商信令协议平台 s i p h o n e b e l il a b ss i p s o l a r i s ；l i n u x ；w i r l n t m i n tf o k u ss i p s o l a r i s ；l i n u x i n t e r n e tv i d e op h o n ei n t e lh 3 2 3w i n t 色p n e t m e e t i n g m i c r o s o f th 3 2 3 w m t e l + i p h o n ed i a l e r m i c r o s o f ti - i , 3 2 3w i n t b l + i w e b p h o n en e t s p e a k h 3 2 3w i n t e l 牛 l x ，b x p h o n e v o x w a r eh 3 2 3w 衲t e l + + w m t e l = w 1 n d o w si n t e l 然而，用运行在p c 上的i p 电话软件来实现正常的话音通信存在不少缺点，如 通话双方必须具有同样的或能互通的i p 电话软件，必须配备多媒体终端，通话时双 方必须在线等，因此i p 电话软件仅是网络爱好者的“宠物”而已。 二、p c 或服务器配以板卡级产品组成i p 电话网关 为解决i p 电话软件的缺点，以及利用现有电话网络的普及和便利等特点，开始 出现由u n i x 或n t 服务器配备以d i a l o g i c 和n m s 等供应商为代表提供的v o l p 板 卡组成的i p 电话网关。此类产品为地域分布较广，内部通信业务量大的公司提供了 节省通信开销的途径，因此一般来说，这一时期的网关产品主要面向具有企业内部 网j ( i n t r a n e t ) 大型企业或机构。由于是企业自用的网络和设备，因此对网关要求不 高，网络结构也非常简单，甚至不需要计费等。这类产品在市场发展初期对i p 电话 网关的发展起到了很好的推动作用，但这一类板卡级产品在可靠性，可扩性以及整 体解决方案上都无法满足用户的需要，特别是根本无法满足电信运营商的需要，因 此这一时期的网关设备还无法被电信运营商或i t s p 用来为普通电话用户提供i p 电 话服务。 三、基于接入服务器的i p 电话网关 从网络互通的角度看，i p 电话网关是i p 网络和p s t n 网络之间的一座桥梁。而 对具有接入服务器产品的厂商来说，其接入服务器和i p 电话网关一样处于i p 网和 p s t n 网络中间起到桥梁作用。 以c i s c o ，a s c e n d ，和3 c o m 为代表的接入服务器供应商，率先在他们的接入服 务器中加入v o l p 功能组成i p 电话网关。尽管这样的想法让人觉得很自然，但是接 入服务器是为数据业务设计的，虽然它能处理大量的m o d e m 呼叫，却处理不了大量 的实时话音呼叫。这一阶段的网关产品一般最多只能处理3 0 0 路电话呼叫。另外， 早期的接入服务器没有七号信令的支持，因此基于接入服务器的i p 电话网关也满足 不了电信运营商的需要，但这一时期的网关较适合于一些规模较小的i s p 。 四、电信级i p 电话网关 电信级网关的主要特征是( 详见第3 章) ：高可靠性，高可扩性，互操作性，支持 s s 7 。它是电信运营商提供i p 电话服务的设备。 目前，真正称得上电信级的i p 电话网关还不多，特别是符合网关功能分解和具 有媒体网关控制协议m l f l ”的网关设备还不多。表1 2 列出了各网关和网守设备供应 商的产品。 表1 2 典型l p 电话设备 公司产品名 a s c e n dm u l t i v o i c ef o r t h em a x ( l u c e n 0 m a x6 0 0 0 m a x t n t m u l t i v o i c ea c c e s sm a n a g e r ( g a t e k e e p e r ) c i s c oa $ 5 3 0 0 a p v s 3 v o c a l t e cg a t e k e e p e r c l a t e n t c l a r e n tc a r r i e rg a t e w a y c l a r e n tc o m m a n dc e n t e r ( g a t e k e e p e r ) e r i c s s o n i pt e l e p h o n yg a t e w a y i pt e l e p h o n yg a t e k e e p e r 4 l u e e n tp a c k e t s t a ri t s p a c k e t s t a ri pg a t e w a y1 0 0 0 p a c k e t s t a ri pg a t e k e e p e r n e t r i xn e t w o r k e x c h a n g e 2 5 0 0 n e t w o r ke x c h a n g e2 2 0 0 n e t s p e a kn e t s p e a kg a t e w a ye x c h a n g e n e t s p e a kg a t e k e e p e r i o k l b s l 2 0 0 - g a t e w a y b s l 2 0 0 一g a t e k e e p e r lv o c a l t e cv o c a l t e ct e l e p h o n yg a t e w a ys e r i e s1 2 0 v o c a l t e cg a t e k e e p e r n h e r ao r c ag x 一2 l o r c as s c 一3c a l la g e n t 【s o n u sg s x 9 0 0 0 s g x 2 0 0 0s s 7s i g n a l i n gg a t e w a y 1 1 3 我国i p 电话现状 i p 电话设备包括网关和网守以及其他后端服务设备，由于涉及很多技术，又和 两个网络相关，因此i p 电话设备的开发具有一定的难度，需要一定的开发周期。国 外很多i p 电话设备厂商都是在网络接入设备的基础上开发i p 电话设备的，这样做 的目的方面是可以缩短开发周期，另一方面，从网络接入服务器到i p 电话设备的 过渡显然是非常自然的，因为在网络中它们处于同样的位置，可以说它们都在 p s t n 和i p 网络之间起到了网关或桥梁作用，只不过i p 电话网关从某种意义上讲更加 复杂而已。 在我国，很多电信设备厂商都开始了i p 电话设备的自主开发，如上海贝尔、华 为、中兴、斯瑞捷、中国电信的数据通信研究所等。但由于i p 电话设备在很多方面 还正在发展当中，我国在相关技术领域又没有充分的前期研究和继承性，因此至今 还没有一家的上市产品真正称得上是电信级i p 电话设备。 在业务提供方面，i p 电话业务的开展在我国并不算晚。目前信息产业部批准的 四家营运公司包括中国电信，联通，吉通和网通公司可以开展i p 电话业务，其中前 三家参与了i p 电话的试验网建设和试营运。试验网的建设全部采用国外设备，中国 电信采用的是v o c a l t e c 设备，中国联通采用的是c i s c o 的设备，吉通公司用的是 c l a r e n t 的设备。三家公司的网络和业务情况如下： 一、中国电信 中国电信在中国电信行业的历史最长，有长期经营电信业务的经验。自今年4 月2 8 日开通i p 电话业务以来，目前在国内已经开通2 0 个城市，计划到年底开通2 5 个城市。现已开通的城市包括北京、上海、广卅、武汉、西安、沈阳、南京、成 都、天津、重庆、杭州、福州、济南、长沙、深圳、东莞、大连、青岛、厦门和珠 海，年底前将开通的城市包括昆明、哈尔滨、长春、苏州和郑州。在国际上，中国 电信已与包括美国、加拿大在内的5 0 多个国家开通i p 电话，覆盖了大部分的国际 电信业务。根据需要，中国电信今后还可能陆续开通一些国家和地区。 在信息产业部“关于同意进行i p 电话业务试验的批复中”要求“i p 电话业务试 验应通过各自的公众计算机互联网进行”，因此中国电信目前开通的2 0 个城市都是 基于c h i n a n e t 进行的，与国外的运营商也是通过公网联通。 在i p 电话的网络结构方面，中国电信采用了i p 电话的通用结构，在所有的城市 有网关，负责各城市用户的接入，在网关的一端连c h i n a n e t ，在网关的另一端联市 话网，在北京有一个全网的网管中心。 从开通i p 电话到目前为止，中国电信i p 电话的售卡量已达3 0 万张。与传统的 电话业务类似，经济较发达地区的i p 电话的业务量相对多一些，如北京、上海和广 州等发达地区。 中国电信的i p 电话是基于公网的，但网络线路状况是可控制的，因此可以把i p 电话的质量保证控制到一定的程度，而国际i p 电话的网络线路状况是不可控的，因 此，一般来说，国内i p 电话的通话质量要好于国际i p 电话的通话质量。 中国电信的下一步打算是将i p 电话开通到信息产业部批复的2 5 个城市，对于一 些已经开通的城市，如果网络容量不够的话，会考虑扩容。 二、中国联通 联通公司作为中国电信行业的新兴企业，在g s m 运营上有一定经验。为了和中 国电信竞争，中国联通对i p 电话的投入更大，对i p 电话的态度也更积极。 中国联通的i p 电话传真试验网已于1 9 9 9 年6 月1 8 日正式向社会提供服务。到 目前为止，开通的城市有北京、上海、广州、天津、成都、重庆、杭州、南京、福 州、厦门、深圳、大连共1 2 个城市。在北京、上海、广州设置i p 电话网国际出 口。 中国联通没有自己的i p 网络，其i p 电话网络是全部重新铺设的。中国联通的 i p 电话业务试验网具有以下特点： 采用光缆传输电路，传输质量好，传输时延小，使得通话时基本感觉不到时延： 基于可管理的i p 网，传输带宽有保证，丢包率极低； 语音编码采用g 7 2 9 a ，加上包头信息，压缩比例约为1 ：5 ，压缩比例选择合理： 采用基于接入服务器平台网关，其性能与c t i 平台相比更适合于电信级的应用； 由于有以上几方面基础，使得中国联通提供的i p 电话话音质量可与传统电话媲 美。 经过试验运营，联通将对i p 电话大力投入，并已利用其在g s m 运营上的经 验，接入i p 电话网络的手段扩展到无线接入。 三、中国吉通 吉通通信凭借着其经营国际互联网业务所积攒起来的对网络增值业务的深刻理 解与经验，也积极投入i p 电话业务的开展。 目前吉通i p 电话网现已覆盖的国内1 2 个大中城市，包括：北京、上海、天津、 大连、青岛、杭州、宁波、厦门、武汉、东莞、广州和深圳。这1 2 个大中城市基本 上代表了中国长话较为集中的地区。预计明年吉通还将一步将i p 电话服务扩展至全 国。通过吉通i p 电话，用户已可拔打世界7 0 多个国家和地区，基本覆盖了世界主 要国家和地区。近期将再次扩大开通国家和地区的规模。 随着试验网的建成和试运营的结束，i p 电话将正式成为中国通信服务业的重要 组成部分。试验的初步结果表明，i p 电话尽管存在一些不足，但其低廉的价格和技 术先进性，必然会得到快速发展。 6 1 2i p 电话的技术先进性 尽管廉价是i p 电话目前最吸引人的地方，但i p 电话决不仅仅是廉价的电话呼 叫。它的出现是网络互通和业务集成的必然结果，i p 电话技术本身具有的优点，才 是i p 电话技术最具诱惑了的地方。 l 、带宽利用率高，因为采用了静音压缩技术和低速率的语音压缩编码算法等降低 话音码率的措旌，使得i p 电话的网络带宽利用率非常高。 2 ) i p 电话技术是网络互通与融合，业务集成的体现。随着对数据交换网络投资 的增长，维护单独的语音通信设旆将变得昂贵和复杂，所以大多数的网络拥有者不 愿意长期同时运营多个网络，而倾向于尽可能地将各种通信设施进行合并。数据和 语音通信的综合，节约了通信成本，也更有效地利用了基础设施的投资。i p 电话技 术的出现使服务提供商和最终用户可以将话音和数据综合起来。电信公司也认为， 背负费用昂贵的电话网可能将会过时，因此正在为把话音和数据网络的结合而努 力，不过这种趋势并不是要用i p 网取代业已存在一个世纪，用户最多，分布最广的 电话网，而是要使i p 网和电话网互通融合。 i p 电话是实时业务在i p 网上传输的典型应用，它促成了传统电话网和现代数据 通信网的融合，开创了电信业发展的新纪元。随着i p 网络的进一步完善，话音、传 真、数据、视频和信令等在同一网络上传输将成为现实。e v e r y t h i n go v e ri p 将是大 势所趋。i p 协议不仅已成为因特网的标准协议，而且己普遍为电信业所接受。未来 的h a t e m e t 将提供可管理的i p 服务，使电信网络也能对信息流进行优先级分类，并 实旌访问控制。 1 3 影响i p 电话技术发展的主要因素 任何新生事物的诞生都会受到一定的阻力，i p 电话作为一项新兴的通信技术， 同样受到来自各方面的阻力。然而值得注意的是，影响i p 电话发展的主要因素，已 不仅是话音如何在i p 上传输的问题了，真正影响i p 电话发展的因素除了i p 承载网 络的发展滞后外，主要来自人们对i p 电话的接受程度。特别是涉及到业务相关的问 题时，一方面受到业已存在的p s t n 网络的压力，另一方面则是互通性和法律法规 等复杂问题。 一、i n t e m e t 还无法真正提供实时话音的网络承载 由于i p 协议不是为实时业务设计的，因此在传输实时话音时还需要用实时传输 协议来保证，另外i n t e m e t 的一些特殊性很大程度上限制了分组话音在i n t e m e t 上的 传输。 i n t e m e t 是一个不可管理的网络 i n t e m e t 是一个全球性和开放性的基于t c p i p 技术的网络。这个网络最大的特 点就是不可管理和不可控制。这样，人们很难对i n t e m e t 的性能进行控制，也无法确 认i n t e m e t 的时延、抖动和丢包率是否能满足话音业务的需求。 i n t e m e t 是一个面向无连接的网络 i n t e m e t 采用面向无连接网络技术，每一个话音包在网络中传输时会经过很多路 由器，在每一个路由器中，所有的话音包都需要排队等待处理，路由器查看每一个 话音包的包头确定将该包送往目的地方向的下一个节点。这样话音包的传送就可能 会经历很长的时间，话音时延也可能达到无法容忍的地步。同时，每一个包经历的 路径不同，就会造成时延变化很大，即话音抖动很大。 另外，在网络拥塞的时候，一些包还会被丢弃或等待很长的时间才被处理。由 此可见，话音业务的传递密切依赖于网络情况，也即取决于路径跳数、链路类型、 速率以及业务量的多少等因素。 i n t e m e t 的u d p 协议不能保证话音的正确传送 在i n t e m e t 中，话音业务以包的形式传送，包在传送过程中会因物理线路、超时 和网络拥塞等情况而引起丢包，虽然话音业务对于丢包率具有较高的容忍度，但是 i n t e m e t 在网络拥塞的情况下会大量丢包，同时又由于话音业务采用u d p 协议，不 能进行纠错和重发，大量丢包会严重影响话音通信的质量。 i n t e m e t 路由机制对话音业务的影响 i n t e m e t 的负载均衡机制和由于面向无连接引起的通话双方路径的不对称性，都 会对话音通信的时延和抖动产生较大的影响。负载均衡是指去往同一目的地的业务 可以分散在不同的路径上传输，这固然是i n t e m e t 的一个优势，但是对话音业务来 说，从源到目的地的话音包经过不同的路径传递，不同路径的时延有长有短，这样 话音的抖动就很难控制。 另外，由于i n t e m e t 面向无连接的特性决定通话的a 、b 双方，从a 到b 话音 经过的路径与从b 到a 话音经过的路径不相同，这样就有可能在一个方向上，话音 包经过的路由器很少，物理电路非常好，话音时延非常小，话音质量也就非常好。 然而，在另外一个方向上，话音包经过许多路由器，而且网络非常拥塞，导致话音 时延相当大而且大量丢包，话音质量到了不可接受的地步。也就是说，在一个方向 上话音质量很好，而在另外一个方向上话音质量降低到不能理解的地步，正常的话 音通信也无法实现。 从以上几点可以看出，i n t e m e t 因为其自身的技术特点是不适合进行话音传送 的。也正由于上述原因，目前人们几乎都在可控制的i p 网络上提供i p 电话业务。 要真正在i n t e m e t 上实现话音的实时传输，还有待于i n t e m e t 自身的完善。 二、i p 电话的标准和互通性问题 自从i p 电话作为一项i n t e m e t 上的联机应用出现以后，在四年多的时间里取得 了长足的进展。现在，i p 电话也早已不再局限于p c 与p c 之间的联机应用，随着网 关的出现，i p 网和传统的电话网开始互通，人们已经能够利用普通的电话机通过网 关来打i p 电话。近一两年来，也涌现了一大批i p 电话运营商和设备提供商。 然而由于没有成熟的i p 电话标准，使得目前各设备提供商的产品之间无法互 通，同时各营运商的i p 电话网络相互孤立，用户不能跨网互通。 几乎所有的i p 电话生产商都自称其产品是基于h 3 2 3 t l l 的，然而为什么各厂商 的设备之间还是无法互通呢? 这是因为h 3 2 3 是一个为没有服务质量保证的基于分 组网络上提供多媒体通信业务而建立的标准，它对数据、音频和视频都作了规范说 明，而且每一类又都包括多种选项，如音频编解码就可以选择g 7 2 3 1 1 6 1 ，g 7 2 9 a 1 7 i 等选项。各厂商在开发产品时不可能选择一样的选项。另外，h 3 2 3 的版本也一直 在更新，不同厂商使用不同版本以及对协议细节的不同理解，使得几乎没有哪两家 的产品可以完全互通，这就使得i p 电话业务提供商在建立i p 电话网络时必须选择 8 一家厂商的产品，如果使用了不同厂商的产品，就必须建立若干个相互独立的网 络，这显然不利于i p 电话的发展。另外不同运营商之间如果要实现业务的互通，也 必须有相关的标准来保证，而目前这方面的标准在i p 电话技术中是最薄弱的环节。 目前i m t c 的有关i p 电话的业务互操作性执行约定( s e r v i c ei n t e r o p e m b i l i t y i m p l e m e n t a t i o na g r e e m e n t ) 正在制定当中。i t x c ，l u c e n t 和v o c a l t e c c h 牵头成立的 i n 0 w 4 i 也致力于i p 电话的互通性问题。另外，t i p h o n 也定义了o p e ns e t t l e m e n t p r o t o c o l ( o s p ) 用于解决域间或不同运营上之间的用户漫游，呼叫路由，计费结算 等问题。 尽管还没有比较完整的i p 电话标准体系，但电信领域已普遍认识到i p 电话标 准化的重要性，为此很多标准化组织和民间组织纷纷建立研究机构，制定i p 电话标 准，比如i t u ，i e t f ，i m t c 以及e t s i 的t i p h o n 等。但是，到目前为止，他们还 没有拿出可以投入商用的标准化规范。 如前所述，i p 电话的互通问题包括各设备供应商的产品之间的互通和各业务提 供商的业务之间的互通，它是制约i p 电话发展的最大障碍。影响设备互通的关键是 目前还没有完善的i p 电话的标准，如h 3 2 3 目前也没有最后定型。i p 电话营运商之 间的业务的互通和结算更是亟待解决的问题，有了业务互通协议，才能使用户可以 享受象传统电话服务一样更大范围的服务。 除此之外，i p 电话网与七号信令网之间的互通以及呼叫建立等，也是有待改进 和完善的内容，如呼叫建立过于复杂，从而影响到呼叫建立时间，计算复杂度，测 试难度增加等。 三、i p 电话的管制问题 i p 电话的出现不可避免地给传统电信市场带来冲击，与此同时也引发了一系列 有关的电信法律法规问题。 在对待i p 电话如何发展的问题上，各国政府态度不一。目前，有些国家将i p 电 话与传统电话同等对待，i p 电话业务只有电信部门才能经营，如澳大利亚、法国、 加拿大等。但是在另一些国家，i p 电话业务的运营并不需要许可，他们认为i p 电话 是电信与计算机网络的结合，其小规模运营不会对正常的电信业务造成影响，如奥 地利、荷兰、墨西哥、瑞典、德国、芬兰等国即是如此。而美国政府还专门制订了 优惠政策支持i p 电话这一新兴技术的发展。还有一些国家，如捷克和匈牙利，是禁 止开设通过i n t e m e t 语音服务的。然而，鉴于i n t e m e t 的全球公用网特性，通过某一 国家的政策法规来限制i p 电话的发展，是非常困难的。 在我国，信息产业部已经批准中国电信、中国联通、中国吉通和网通等四家公 司开展i p 电话业务 由于i p 电话使用费用与普通电话特别是长话费用较大差别，因此i p 电话在国内 的应用发展态势不可低估，并且已影响到了电信业务收入，据称我国沿海某侨乡县 原年国际电话收入一千多万元，近年由于i p 电话的出现，其国际电话收入锐减了一 半，如果i p