voip语音技术及应用

VOIP语音技术及应用前言九十年代以来，互联网以惊人的速度发展，其影响已遍及各个行业领域。随着技术的进步，IP网络向实时通信领域拓展已成为可能。通过IP网络传送话音业务（VOICEOVERIPNETWORK），即IP电话技术近年来得到迅速发展，已经在全球投入大规模商用，对传统的语音通信造成了很大的冲击，从而将对传统的电信网络从设备、组网到业务、资费产生巨大的影响，从这个意义上讲语音技术的一场革命正在进行，预示着在电信骨干网络上包交换取代电路交换的到来。在我国IP电话的大规模商用是伴随着国家电信市场的逐步开放进行的，从99年初国家授权中国电信、中国联通和吉通公司进行IP电话的实验至今，已有5家公司相继拿到了在全国经营IP电话的许可证。一方面IP电话给运营商带来新的发展机遇，另一方面IP电话也成为竞争最为激烈的电信领域。因此面对传统语音技术和同行业内的竞争对手，IP电话的运营商必须增强其技术优势并且提供更多的增殖业务。这样必将增强我国电信企业的竞争能力和反映速度，为我国加入WTO后电信市场的开放打好基础，广大的用户必将成为最终的受益者。本书是在编者参加IP电话设备的测试选型和从事IP电话运营工作的基础之上编写而成，从数据通信和传统语音通信的角度，分别对IP电话涉及的IP网络基础知识，电话语音技术，PSTN信令技术和VOIP信令技术进行了论述，最后对常见的IP电话设备进行了介绍以供读者参考。本书第一章、第五章和第七章由欧胜昶同志执笔，第二章由邓凯同志执笔，第三章由林日昕同志执笔，第四章由王阿禅同志执笔，第六章由赵永生同志执笔，第八章由张磊同志执笔，并由张磊和王阿禅同志负责全书的结构编排工作。由于IP电话技术发展非常迅速，同时我们的知识水平有限，写作时间比较仓促，书中错误在所难免，敬请读者批评指正。作者2000年3月于北京亚运村目录第一章IP电话概述8第二章IP网络基本技术11第一节网络互连技术1111开放系统互连（OSI）参考模型1112局域网（LAN）技术1513广域网（WAN）技术18第二节TCP/IP协议概述2321TCP/IP协议参考模型2322INTERNET协议（IP）2523TCP、UDP及相关协议5124TCP/IP的应用层服务73第三节IP网络路由组织7831IP网络路由原理7832IP网络常用路由算法86第三章语音技术100第一节传统电话网的话音技术10011综述10012抽样10113量化10214编码10615复用108第二节IP电话网的话音技术11121综述11122话音编码技术11223IP电话的话音质量评价标准11524IP网传送话音的几个问题及解决办法11725进一步提高语音质量121第四章信令技术134第一节模拟电话接口（FXO和FXS）134第二节用户信令13521脉冲信号13522双音多频信号137第三节EM信令139第三节一号信令14431线路信令14432多频记发器信令方式147第四节DSS1信令151第六节七号信令15461七号信令的简介15462信令网的基本概念15563电话用户部分（TUP）15764几种信令的详细描述16165几种呼叫的详细流程17167NO1和NO7信令配合转换174第五章H323协议基本内容182第一节H323系统构成182第二节H323组件18621终端18622网关18723关守18924MCU190第三节呼叫信令19031RAS信道19132呼叫信令信道194第四节呼叫信令过程19841阶段A呼叫建立19842阶段B初始通信和能力交换21443阶段C建立音频视频通信21444阶段D呼叫业务21445阶段E呼叫中止21546协议失败处理217第六章IP电话业务支持系统219第一节IP电话业务内容21911传统语音业务21912IP电话的增殖业务221第二节IP电话业务支持系统功能223第三节系统结构226第四节IP电话计费系统相关协议22941RADIUS22942OSP协议234421OSP协议内容234422OSP呼叫流程241第七章IP电话技术的发展245第一节互通性245第二节网关分解248第三节提供多业务251第八章国内外常见VOIP系统介绍253第一节CISCO公司的AS5300系列25311产品系列25312技术特点25513目录关守25614语音质量的保证措施259第二节华为公司的A8010系统26021技术特点26022产品结构26123QUDIWAYTMA8010的INTERNET电话组网结构。26524QUIDWAYTMA8010提供的INTERNET电话业务265第三节纽亚NUERA通信26731技术特点26732网络结构26933帧中继和IP网络方案比较271第四节LUCENT公司的MUTIVOICE系列27241技术特点27242应用情况273第五节3COM公司的COMWORKS网关27451技术特点27452IP电话网关设备27653后台服务279第六节诺基亚公司的IP电话解决方案280附录AVOIP国际标准化组织282附件BVOIP技术标准284附件C主要的H323消息286参考文献288第一章IP电话概述传统公用电话网采用面向连接的、基于64KB/S信道的电路交换方式，通过信令来控制连接。这种方式的优点是服务质量有保障，控制相对简单。而IP电话技术则是基于分组交换网络，将话音打成包在IP网络上传输。IP电话技术与PSTN话音通信相比，提高了传输线路利用率，从而降低通信成本，并且能方便地开展增值的多媒体应用。根据用户终端划分，IP电话技术应用可以分为三种方式1PCTOPC1995年，VOCALTEC公司开发出通过互联网打长途电话的软件INTERNETPHONE，从而将IP电话技术实用化。通话双方的计算机必须安装相同的网络通话软件，必须上网并登录到指定的网络服务器上，利用声卡和话筒进行通话。这种方式由于使用方法复杂，不利于推广使用。2PCTOPHONE主叫方仍采用计算机，必须安装相应的网络通话软件，例如NET2PHONE。通话时，主叫方上网并登录到与被叫方电话网连接的IP电话网关上，通过网关将呼叫转接到被叫电话上。这种方式比PCTOPC方式使用较为简单，但对主叫方仍有较高的要求。3PHONETOPHONE主被叫双方均只需使用普通话机，通话时主叫方连接到IP电话网关，通过IP网络连接到与被叫方电话网相连的IP电话网关，再将呼叫转接到被叫电话上。这种方式使用最简单，因而最易于推广使用。正是由于PHONETOPHONE方式的出现，使得IP电话不再是网络爱好者的专宠，而进入寻常百姓家。本书主要征对PHONETOPHONE方式介绍IP电话技术。传统的话音通信如图11所示，模拟话音经采样、量化、编码成为64KB/S数字信号，通过由交换机构成的电路交换网络传送。IP电话的实现方式如图12所示。64KB/S话音信号经网关转换成分组话音数据，通过IP网络传送到对端网关，再还原成64KB/S话音信号。在这个过程中涉及一些关键技术，包括网络传输技术，主要包括基于TCP/IP协议的IP网络和实时传输和服务质量保障技术，主要有RTP、RTCP实时传输协议以及资源预留协议RSVP等；话音编码技术，如G711、G723、G728、G729等；信令技术，包括PSTN侧信令，如中国一号信令、中国七号信令等，以及IP网内的信令技术，主要有H323协议等；计费，主要有RADIUS协议等实时认证计费技术。端局长途局端局端局端局长