随着光网络的飞速发展和数字传输技术的应用

1、.：.；随着光网络的飞速开展和数字传输技术的运用，原来在数据通讯网中被视为运用“瓶颈的带宽和效力质量等问题一一得到处理，推进了IP技术的飞速开展，带动各种运用向IP靠拢， IP又称IP PHONE或VoIP业务就是其中一个典型的运用。 一、IP的概念 IP是一种利用Internet技术或网络进展语音通讯的新业务。从网络组织来看，目前比较流行的方式有两种：一种是利用Internet网络进展的语音通讯，我们称之为网络；另一种是利用IP技术，电信运转商之间经过专线点对点结合进展的语音通讯，有人称之为经济或廉价。两者比较，前者具有投资省，价钱低等优势，但存在着无效力等级和全程通话质量不能保证等重要缺陷

2、。该方式多为计算机公司和数据网络效力公司所采用。后者相对于前者来讲投资较大，价钱较高，但因其是专门用于通讯的，所以有一定的效力等级，全程通话质量也有一定保证。该方式多为电信运转商所采用。 IP与传统具有明显区别。首先，传统运用公众网作为语音传输的媒介；而IP那么是将语音信号在公众网和Internet之间进展转换，对语音信号进展紧缩封装，转换成IP包，同时，IP技术允许多个用户共用同一带宽资源，改动了传统由单个用户独占一个信道的方式，节省了用户运用单独信道的费用。其次，由于技术和市场的推进，将语音转化成IP包的技术已变得更为适用、廉价，同时，IP的中心元件之一数字信号处置器的价钱在下降，从而使费

3、用大大降低，这一点在国际通讯费用上尤为明显，这也是IP迅速开展的重要缘由。 二、IP的根本原理 IP又称IP PHONE或VoIP是建立在IP技术上的分组化、数字化传输技术,其根本原理是：经过语音紧缩算法对语音数据进展紧缩编码处置,然后把这些语音数据按IP等相关协议进展打包,经过IP网络把数据包传输到接纳地,再把这些语音数据包串起来,经过解码解压处置后,恢复成原来的语音信号,从而到达由IP网络传送语音的目的。IP系统把普通的模拟信号转换成计算机可联入因特网传送的IP数据包,同时也将收到的IP数据包转换成声音的模拟电信号。经过IP系统的转换及紧缩处置,每个普通传输速率约占用811kbit/s带宽

4、,因此在与普通电信网同样运用传输速率为64kbit/s的带宽时,IP数是原来的58倍。 IP的中心与关键设备是IP网关。IP网关具有路由管理功能,它把各地域区号映射为相应的地域网关IP地址。这些信息存放在一个数据库中,有关处置软件完成呼叫处置、数字语音打包、路由管理等功能。在用户拨打IP时,IP网关根据区号数据库资料,确定相应网关的IP地址,并将此IP地址参与IP数据包中,同时选择最正确路由,以减少传输时延,IP数据包经因特网到达目的地IP网关。对于因特网未延伸到或暂时未设立网关的地域,可设置路由,由最近的网关经过长途网转接,实现通讯业务。 三、IP的根本构造 IP的根本构造由网关GW和网守G

5、K两部分构成。网关的主要功能是信令处置、H.323协议处置、语音编解码和路由协议处置等，对外分别提供与PSTN网衔接的中继接口以及与IP网络衔接的接口。网守的主要功能是用户认证、地址解析、带宽管理、路由管理、平安管理和区域管理。一个典型的呼叫过程是：呼叫由PSTN语音交换机发起，经过中继接口接入到网关，网关获得用户希望呼叫的被叫号码后，向网守发出查询信息，网守查找被叫网守的IP地址，并根据网络资源情况来判别能否应该建立衔接。假设可以建立衔接，那么将被叫网守的IP地址通知给主叫网关，主叫网关在得到被叫网关的IP地址后，经过IP网络与对方网关建立起呼叫衔接，被叫侧网关向PSTN网络发起呼叫并由交换

6、机向被叫用户振铃，被叫摘机后，被叫侧网关和交换机之间的话音通道被连通，网关之间那么开场利用H.245协议进展才干交换，确定通话运用的编解码，在才干交换完成后，主被叫方即可开场通话。 四、IP的优点 IP是语音数据集成与语音/分组技术进展结合的经济优势，从而迎来一个新的网络环境，这个新环境提供了低本钱、高灵敏性、高消费率及效率的加强运用等优点。IP的这些优点使企业、效力供应商和电信运营商们看到了许多愉快的前景，把语音和数据集成在一个分组交换网络中的契机是由以下要素推进的： (1)经过统计上的多路复用而提高的效率。 (2)经过语音紧缩和语音活动检测安静抑制等加强功能而提高的效率。 (3)经过在私有

7、数据网络上传送呼叫而节省长途费用。 (4)经过结合根底设备组件降低管理本钱。 (5)利用计算机集成的新运用的能够性。 (6)数据运用上的语音衔接。 (7)有效运用新的宽带WAN技术。 分组网络提高的效率和在统计学上随数据分组多路复用语音数据流的才干，允许公司最大限制地得到在数据网络根底设备上投资的报答。而把语音数据流放到数据网络上也减少了语音公用线路的数目，这些公用线路的价钱往往很高。LAN，MAN和WAN环境中吉位以太网、密集波分多路复用和Packet over SDH等新技术的实现，以更低的价位为数据网络提高更多的带宽。同样，与规范的TDM衔接相比，这些技术提供了更好的性价比。 五、IP的

8、种类 IP就有4种：到、到PC、PC到和PC到PC。详细如下： 1PC到PC：最初IP方式主要是PC到PC,利用IP地址进展呼叫,经过语音紧缩、打包传送方式,实现因特网上PC机间的实时话音传送,话音紧缩、编解码和打包均经过PC上的处置器、声卡、网卡等硬件资源完成,这种方式和公用通讯有很大的差别,且限定在因特网内,所以有很大的局限性。 2到： 到即普通经过交换机连到IP网关,用号码穿过IP网进展呼叫,发送端网关鉴别主叫用户,翻译号码/网关IP地址,发起IP呼叫,衔接到最接近被叫的网关,并完成话音编码和打包,接纳端网关实现拆包、解码和衔接被叫。 3到PC ：到PC是由网关来完成IP地址和号码的对应

9、和翻译,以及话音编解码和打包。 4PC到：PC到也是由网关来完成IP地址和号码的对应和翻译,以及话音编解码和打包。 六、IP的关键技术 传统的IP网络主要是用来传输数据业务,采用的是尽力而为的、无衔接的技术,因此没有效力质量保证,存在分组丧失、失序到达和时延抖动等情况。数据业务对此要求不高,但话音属于实时业务,对时序、时延等有严厉的要求。因此必需采取特殊措施来保证一定的业务质量。IP的关键技术包括：信令技术、编码技术、实时传输技术、效力质量QoS保证技术、以及网络传输技术等。 1信令技术 信令技术保证呼叫的顺利实现和话音质量,目前被广泛接受的VoIP控制信令体系包括ITUT的H.323系列和I

10、ETF的会话初始化协议SIP。 ITU的H.323系列建议定义了在无业务质量保证的因特网或其它分组网络上多媒体通讯的协议及其规程。H.323规范是局域网、广域网、INTRANET和Internet上的多媒体提供技术根底保证。H.323是ITUT有关多媒体通讯的一个协议集,包括用于ISDN的H.320,用于BISDN的H.321和用于PSTN终端的H.324等建议。其编码机制,协议范围和根本操作类似于ISDN的Q.931信令协议的简化版本,并采用了比较传统的电路交换的方法。相关的协议包括用于控制的H.245,用于建立衔接的H.225.0,用于大型会议的H.332,用于补充业务的H.450.1、H

11、.450.2和H.450.3,有关平安的H.235,与电路交换业务互操作的H.246等。H.323提供设备之间、高层运用之间和提供商之间的互操作性。它不依赖于网络构造,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.323具备相当的灵敏性,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.323建议的多媒领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.225.0建议方式来打包和传送。 H.323呼叫建立过程涉及到三种信令：RAS信令R=注册：Registration、A=答应：Admission和S=形状：Status,H.225.0呼叫信令和H.245控

12、制信令。其中RAS信令用来完成终端与网守之间的登记注册、授权答应、带宽改动、形状和脱离解除等过程；H.225.0呼叫信令用来建立两个终端之间的衔接,这个信令运用Q.931音讯来控制呼叫的建立和撤除,当系统中没有网守时,呼叫信令信道在呼叫涉及的两个终端之间翻开；当系统中包括一个网守时,由网守决议在终端与网守之间或是在两个终端之间开辟呼叫信令信道；H.245控制信令用来传送终端到终端的控制音讯,包括主从判别、才干交换、翻开和封锁逻辑信道、方式参数恳求、流控音讯和通用命令与指令等。H.245控制信令信道建立于两个终端之间,或是一个终端与一个网守之间。 虽然H.323提供了窄带多媒体通讯所需求的一切子

13、协议,但H.323的控制协议非常复杂。此外,H.323不支持多点发送Multicast协议,只能采用多点控制单元MCU构成多点会议,因此同时只能支持有限的多点用户。H.323也不支持呼叫转移,且建立呼叫的时间比较长。与H.323相反,SIP是一种比较简单的会话初始化协议。它不像H.323那样提供一切的通讯协议,而是只提供会话或呼叫的建立与控制功能。SIP可以运用于多媒领会议、远程教学及Internet等领域。SIP既支持单点发送Unicast也支持多点发送,会话参与者和媒体种类可以随时参与一个已存在的会议。SIP可以用来呼叫人或机器设备,如呼叫一个媒体存储设备记录一个会议,或呼叫一个点播电视效

14、力器向会议播放视频信号。 SIP是一种运用层协议,可以用UDP或TCP作为其传输协议。与H.323不同的是：SIP是一种基于文本的协议,用SIP规那么资源定位言语描画SIP Uniform Resource Locators,这样易于实现和调试,更重要的是灵敏性和扩展性好。由于SIP仅作于初始化呼叫,而不是传输媒体数据,因此呵斥的附加传输代价也不大。SIP的URLL甚至可以嵌入到web页或其它超文本链路中,用户只需用鼠标一点即可发出一个呼叫。与H.323相比,SIP还有建立呼叫快,支持传送号码的特点 2编码技术 话音紧缩编码技术是IP技术的一个重要组成部分。目前,主要的编码技术有ITUT 定义

15、的G.729、G.723(G.723.1)等。其中G.729可将经过采样的64kbit/s话音以几乎不失真的质量紧缩至8kbit/s。由于在分组交换网络中,业务质量不能得到很好保证,因此需求话音的编码具有一定的灵敏性,即编码速率、编码尺度的可变可顺应性。G.729原来是8kbit/s的话音编码规范,如今的任务范围扩展至6.411.8kbit/s,话音质量也在此范围内有一定的变化,但即使是6.4kbit/s,话音质量也还不错,因此很适宜在VoIP系统中运用。G723.1采用5.3/6.3K bit/s双速率话音编码,其话音质量好,但是处置时延较大,它是目前已规范化的最低速率的话音编码算法。 3实

16、时传输技术 实时传输技术主要是采用实时传输协议RTP。RTP是提供端到端的包括音频在内的实时数据传送的协议。RTP包括数据和控制两部分,后者叫RTCP。RTP提供了时间标签和控制不同数据流同步特性的机制,可以让接纳端重组发送端的数据包,可以提供接纳端到多点发送组的效力质量反响。 4效力质量QoS保证技术 IP中主要采用资源预留协议(RSVP)以及进展效力质量监控的实时传输控制协议RTCP来防止网络拥塞,保证通话质量。 5网络传输技术 IP中网络传输技术主要是TCP和UDP,此外还包括网关互联技术、路由选择技术、网络管理技术以及平安认证和计费技术等。由于实时传输协议RTP提供具有实时特征的、端到

17、端的数据传输业务,因此IP中可用RTP来传送话音数据。在RTP报头中包含装载数据的标识符、序列号、时间戳以及传送监视等,通常RTP协议数据单元是用UDP分组来承载,而且为了尽量减少时延,话音净荷通常都很短。IP、UDP和RTP报头都按最小长度计算。VoIP话音分组开销很大,采用RTP协议的IP格式,在这种方式中将多路话音插入话音数据段中,这样提高了传输效率。此外,静音检测技术和回声消除技术也是IP中非常关键的技术。静音检测技术可有效剔除静默信号,从而使话音信号的占用带宽进一步降低到3.5kbit/s左右；回声消除技术主要利用数字滤波器技术来消除对通话质量影响很大回声干扰,保证通话质量。 七、I

18、P需求处理的问题 IP向本地的转移还有很多的问题需求处理。会有很多政策方面的问题要处理，比如运营答应证。还有像号码资源、网络之间互通互连这样跨技术和政策领域的问题需求处理。撇开这些问题，在技术上还有很多地方需求突破。 其实这些技术问题也并非仅仅存在于未来的IP市话方面。如今国内运营商的长途VoIP网，多建立在公用通讯网上。IP地址、平安这样的问题并不突出。但是专网的方式毕竟只是一个过渡方式，从三网交融的角度看，IP必然要融入到公共IP网当中。要到达这一目的，无论是长途网还是本地网，这些问题都必需处理。 1网络地址 对于如此大规模的一个IP网络，IP地址资源的匮乏是首先要处理的问题。其实这也是困

19、扰着中国宽带接入开展的一个问题，只是在IP通讯方面会更明显。采用私有地址是运营商非常不情愿看到的事情，运营商不能够在每一个地方都采用私有地址，这样在构建全国网络时就很不方便。而整个大网采用私有地址，在网间互联也难以防止相应的问题。采用私有地址自然要涉及到NAT的问题，对于Web阅读和收发电子邮件普通的NAT设备都可以支持，但是很多NAT不能支持IP双向通讯。同样的问题在PC to PC和PC to Phone方式的IP效力方面也存在着。比如，假设按照如今ISP提供的拨号上网方式，上网的PC机普通只能获得一个动态分配的IP地址，用户只能拨出，对方不能确切的知道主叫方的位置，结果是无法呼入。 IP

20、v6自然是最正确的结果，但是如今还不能非常确切地知道在什么时间IPv6会在全球推行运用，即使开场推行，必然需求一定的时间。有些人以为现阶段还是应该在NAT上面下些功夫，比如支持更多种的运用，像IP通讯。 2平安问题 IP的平安问题也是亟待处理的问题。平安的问题分为两方面，一是对于IP网和承载它的以太网在信息平安方面有先天的缺陷，而作为一种通讯效力必需能保证用户的个人隐私和商业平安。另一方面，是对于运营商的，如何保证本人业务的平安性，不受欺诈。在没有平安保证的情况下，假设有人将其IP网关接入某运营商的网络，经过运营商的网守获得该运营商网关的IP地址信息，神不知鬼不觉地实现IP的“落地并非是骇人听

21、闻的故事。 H.235是人们议论颇多的平安处理方案，利用H.235能否就真能保证平安性，而相应带来的本钱、控制问题都需求仔细思索。另外，采用了严密措施的IP设备，不同厂商在互操作性方面能够又需求一个协调的过程。 3效力质量 除了地址和平安，另一个非常重要的问题是效力质量。如今的IP网在对实时业务的效力质量支持方面有先天的缺陷，要处理IP的效力质量，一定要处理IP网的质量问题。人们把很大的希望寄托在IP DiffServe、MPLS等技术上，独立资源的IPVPN方案也被以为是一种很好的处理方案。光通讯，特别是DWDM技术，使通讯网带宽的增长速率远远超越摩尔定律，有人以为利用无限的带宽可以处理IP

22、网的效力质量。但流量工程仅仅可以改善效力质量，不能彻底处理效力质量的问题，分类效力是方向。电信级的IP网应该引入新的思绪和新的概念。处理IP的效力质量，不能仅仅依赖于IP网的改善，应该同时在IP本身寻觅处理的方法。 4供电问题 传统的在馈电方面历经百年风雨曾经非常成熟，在发生市电断电的情况下，线仍能保证与外界的通讯。语音通讯作为大多数国家的根本电信业务，很大程度上扮演着生命线的角色。在企业的IP PBX中，Cisco、Avaya等公司曾经可以经过在以太网交换机上添加供电模块，经过5类线处理馈电的问题，而像Cisco最早可以实现馈电的交换机Catalyst6500系列，有多个冗余的电源来保证不延

23、续电源的供应。但是，类似的方案可以满足未来IP市话的要求，而且利用以太网线对话机和网关供电的规范还没有出来。除了少数的厂家以外，我们大多能见到的终端还做不到这一点，需求另加电源。另外，对于这些终端设备来说，功耗问题也待处理。 应该说，供电的问题在以太网接入领域是不可逃避的问题，许多放置在楼头的交换机都直接经过市电供电，出于本钱的思索，许多交换机没有冗余的电源，即使有，当市电断掉以后一切通讯也就必需终了。从通讯的角度看，我们可以实现三网交融，从供电的角度看，有人以为，还是不能把RJ11的双绞线交融掉。 其实不仅仅是供电的问题，对于新生的IP技术，设备的可靠性、稳定性也是人们关注的焦点。一些厂商在

24、网守和软交换设备进展的努力。网守和软交换的呼叫效力器，都基于通用的计算机平台。电信级产品普通都采用像Unix这样非常稳定的运算平台，多台效力器互为热备份，有的厂商在他们软交换的处理方案中还集成了Cluster、负载平衡等技术，采用各种技术防止单点的缺点对通讯的影响。在计算机行业的眼中采取的措施可谓是登峰造极。但是对于一些传统电信领域的人来说，似乎还是难以让人足够服气。 假设把这一问题扩展，在整个IP网上，网络设备的稳定性、可靠性都不能让人们称心，至少让人疑心。而可管理性、可维护性也是IP网需求处理的问题。 5网络交融 如何与现有PSTN网络互通，智能网互通，IP智能网业务的开发，无论在长途还是

25、在本地网都是需求处理的问题。如今在IP网与固定网的互通上还有很多的问题需求处理。比如IP的号码资源问题。而倘假设IP获得了号码的资源，两个网络能否呼叫得通呢？据了解，国内产业界正在加紧研讨，同时制定相关的规范来处理这样的问题。 6软交换 在传统的电路交换网中，给用户提供的各项业务都直接与交换机有关，业务和控制都由交换机来完成的。交换机需求提供的功能和交换机提供的新业务都需求在每个交换结点来完成。如要添加新业务，需求先修订规范再对交换机进展改造，每提供一项新业务都需求较长的时间周期。 而新时代的网络将是一个开放的分层次的构造。这种网络拓扑构造可以运用基于包的承载传送，是一个开放端点的拓扑构造，能同样好地传送话音和数据业务。网络的承载部分与控制部分分别，允许它们分别演进，有效地突