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1、VoIP,IP Phone,IP （Internet Protocol）电话是一种数字电话，是技术创新的一种通信服务业务。 它把语音、压缩编码、打包分组、分配路由、存储交换、解包解压等交换处理在IP网或互联网上实现语音通信。 它促进了网络资源利用，降低语音业务成本。 因此在全球范围内得到了迅速的发展，可以说是当仿世界上发展最快、普及最快的一门应用服务技术之一，也是计算机网络界关注的热点之一。,IP电话迅速发展的背景,从最初的Internet联应用到可以利普通电话实现通话，IP电话在短短的几年间得到了非常迅速的发展。IP电话为什么会在这样短的时间里引起全球电信界的关注，并且正在或将要对传统的通信

2、方式产生巨大的冲击？这除了IP电话采用语音压缩和统计复用技术节约宽带从而造成运营成本降低外，还有以下两个原因。,第一， 电话业务历来都是各国管制最为严格的业务，但对于IP电话各国大多采取宽容甚至是扶植的态度。 第二，各国国际长途电话费存在着严重的不平衡性，且国际长途电话业务在很多国家都是垄断经营的。这样，国际话费低的国家电信运营者可以利用各国对IP电话的政策优惠，通过IP电话向国际话费高的国家渗透，直接或间接进入电信市场中尚未开放国家的国际长途业务经营领域 。,IP电话在技术上大致经历这样的几个阶段,技术突破期（1995-1996）IP电话最早是作为Internet上的联机应用出现的，那时只要

3、通放双方拥有同样的客户端应用软件就可以在Internet上进行实时通话了，当然语音质量存在很多问题。 发展期（1996-1999）逐渐地，电信公司开始认识到利用Internet实现语音业务的巨大潜在市场，他们开始考虑如何将Internet和已有的PSTN结合起来，从而更加广泛的普通电话用户提供业务。,IP电话在技术上大致经历这样的几个阶段（cont.）,成熟期（2000）也许再过几年，IP电话将步入成熟期，届时IP电话将具有以下特点：1） 技术成熟。2） 统一标准。3） 全球网络实现互通。4） 语音质量良好。5） 大部份传统电信运营公司开始提供IP电话业务。 6） 向IP传输多媒体业务过渡。目

4、前，IP电话正处于发展期，各个设备制造商纷纷推出IP电话网关产品，众多电信运营公司开始经营IP电话业务，IP电话正以强大的吸引力吸引着传统和新型的电信公司。,VoIP的原理及技术,通过因特网进行语音通信是一个非常复杂的系统工程，其应用面很广，因此涉及的技术也特别多，其中最根本的技术是VoIP (Voice over IP)技术，可以说，因特网语音通信是VoIP技术的一个最典型的、也是最有前景的应用领域。因此在讨论用因特网进行语音通信之前，有必要首先分析VoIP的基本原理，以及VoIP中的相关技术问题。,1、 VoIP的基本传输过程,传统的电话网是以电路交换方式传输语音，所要求的传输宽带为64k

5、bit/s。而所谓的VoIP是以IP分组交换网络为传输平台，对模拟的语音信号进行压缩、打包等一系列的特殊处理，使之可以采用无连接的UDP协议进行传输。,为了在一个IP网络上传输语音信号，要求几个元素和功能。 VoIP设备是如何把语音信号转换为IP数据流，并把这些数据流转发到IP目的地，IP目的地又把它们转换回到语音信号。,1、1 语音-数据转换,语音信号是模拟波形，通过IP方式来传输语音，不管是实时应用业务还是非实时应用业务，都要首先要对语音信号进行模拟数据转换，也就是对模拟语音信号进行8位或6位的量化，然后送入到缓冲存储区中，缓冲器的大小可以根据延迟和编码的要求选择。,1、2 原数据到IP转

6、换,一旦语音信号进行数字编码，下一步就是对语音包以特定的帧长进行压缩编码。大部份的编码器都有特定的帧长，若一个编码器使用15ms的帧，则把从第一来的60ms的包分成4帧，并按顺序进行编码。每个帧合120个语音样点（抽样率为8kHz）。编码后，将4个压缩的帧合成一个压缩的语音包送入网络处理器。网络处理器为语音添加包头、时标和其它信息后通过网络传送到另一端点。语音网络简单地建立通信端点之间的物理连接（一条线路），并在端点之间传输编码的信号。IP网络不像电路交换网络，它不形成连接，它要求把数据放在可变长的数据报或分组中，然后给每个数据报附带寻址和控制信息，并通过网络发送，一站一站地转发到目的地。,1

7、、3 传送,在这个通道中，全部网络被看成一个从输入端接收语音包，然后在一定时间（t）内将其传送到网络输出端。t可以在某全范围内变化，反映了网络传输中的抖动。网络中的同间节点检查每个IP数据附带的寻址信息，并使用这个信息把该数据报转发到目的地路径上的下一站。网络链路可以是支持IP数据流的任何拓结构或访问方法。,1、4 IP包-数据的转换,目的地VoIP设备接收这个IP数据并开始处理。网络级提供一个可变长度的缓冲器，用来调节网络产生的抖动。该缓冲器可容纳许多语音包，用户可以选择缓冲器的大小。小的缓冲器产生延迟较小，但不能调节大的抖动。其次，解码器将经编码的语音包解压缩后产生新的语音包，这个模块也可

8、以按帧进行操作，完全和解码器的长度相同。 若帧长度为15ms，是60ms的语音包被分成4帧，然后它们被解码还原成60ms的语音数据流送入解码缓冲器。在数据报的处理过程中，去掉寻址和控制信息，保留原始的原数据，然后把这个原数据提供给解码器。,5、 数字语音转换为模拟语音,播放驱动器将缓冲器中的语音样点（480个）取出送入声卡，通过扬声器按预定的频率（例如8kHz）播出。 简而言之，语音信号在IP网络上的传送要经过从模拟信号到数字信号的转换、数字语音封装成IP分组、IP分组通过网络的传送、IP分组的解包和数字语音还原到模拟信号等过程。,推动VoIP的主要技术进展,协议和标准 软件 硬件 H.323

9、 加权公平排队法 DSP MPLS标记交换 加权随机早期检测 高级ASIC RTP, RTCP 双漏斗通用信元速率算法 DWDM RSVP 额定访问速成率 SONET Diffserv, CAR Cisco快速转发 CPU处理功率 G.729, G.729a: CS-ACELP 扩展访问表 ADSL，RADSL，SDSL FRF.11/FRF.12 令牌桶算法 Multilink PPP 帧中继数据整流形 SIP 基于优先级的CoS Packet over SONET IP和ATM QoS/CoS的集成,宽带接入技术,IP网络的用户接入已成为制约全网发展的瓶颈。从长期发展看，用户接入的终极目标

10、是光纤到户（FTTH）。光接入网从广义上讲包括光数字环路载波系统和无源光网络两类。前者主要在美国，结合开放口V5.1/V5.2，在光纤上传送其综合系统，显示了很大的生命力。后者主要在目本和德国。日本坚持不懈攻关十多年，采取一系列措施，将无源光网络成本降低至与铜缆和金属双绞线相近的水平，并大量使用。,研究IP电话的国际标准化组织,国际电信联盟电信标准部（International Telecommunications Union- Telecommunications Standardization section，1TU-T） 欧洲电信技术标准所（European Telecommunicat

11、ions Standards Institue，ETSI） 因特网工程任务组（Internet Engineer ing Task Force，IETF） 、国际多媒体电视会议联合会（IMTC）和INOW。,ITU-T,ITU-T 国际电联是世界是制定通信标准最具有权威性和影响力的组织，ITU-T第16研究组制定的H.323协议已经提到计算机业和传统电信业的广泛支持，目前，H.323 v2已经完成，并已经开始H.323 v2的研究的制定工作。第16组于1999年5月在智利会议上提出H.gcp草案，并开始研究MGCP与H.gcp的进一步融合。,ETSI,ETSI TIPHON项目研究组在业务互操

12、作、网络结构、编号和寻址、服务质量等方面研究得比较深入，其目的是结合电信和Internet技术，提出IP网上传输语音的标准，TIPHON将研究过程分为四个阶段 。并分步实施。,IMTC和IETF,IMTC和IETF 国际多媒体电视会议联合会（IMTC）是一个非盈利性组织，由大约140个成员组成。IMTC目前与ETSI TIPHON合作重点研究互通问题，以保证设备的互操作性； IETF中的IPTEL、PINT、MEGACO等研究组正在进行IP电话方面厂家，主要研究IP电话的新协议（如MGCP、SIP等）、IP电话网与PSTN和IN的互通等。,INOW,INOW是由ITXC发起的。ITXC是一个I

13、P电话业务批发商，它拥有一个覆盖全球的IP电话网，目前已经建立127个网关接入点。ITXC的网络中采用了朗讯和VocalTec两定公司的产品。 1986年6月，ITXC、朗讯和VocalTec宣布开发可以在ITXC网络上互通产品，并于1998年11月向人们公开了产品规范，目前已经公布第二版的规范书，这一举动引起了许多厂家，标准化组织的电信公司的关注。,IP电话系统建设应遵循五项基本原则,1、 延迟400毫秒的基本原则 能否将语音业务集成到数据网络中，关键就是如何保证QoS。对于IP电话而言，保证其QoS就怎样保证语音传输的最低延迟及怎样减少丢包率。据专家介绍，只有端到端延迟降低到400毫秒以下

14、，将丢包率降低到5%-8%，才能使IP电话与传统电话 相媲美，实现收费质量的语音业务，而且必须自始至终保证这两项指标。,2、 99.9999%可靠电信原则 IP网络已成发展潮流，已成为网络应用的热点。在IP有一点非常清晰：IP网络必须发展与PSTN同样的功能甚至超过PSTN，PSTN发展100年，IP网络要走的路决不是坦途，电信服务质量、通用业务、全球互通，6个9的（99.9999%）可靠性、内容丰富的服务及收费质量等，这些要求在PSTN中实现起来也许很容易，但在以包交换为基础的IP电话网络中能实现吗？专家的建议是，实现IP电话网络的电信质量，在建设电信级的IP电话业务及承载网络之外，还需采用

15、负载分担，路由备份等技术来保障网络的可靠性、可用性及服务质量，同时还必须保证IP网络的可管理性、可综合性、可扩展性。看来，唯有经过漫长、艰苦的变革，VOIP才能成为下一代电信基础设施结构的核心。,3、 多媒体应用发展原则 IP电话影响深远、引人注目，因为三网合一正式开始，用户翘首期盼的也是IP电话的更高境界-多媒体应用。IP电话的应用领域应该说是十分广阔的，它还可提供多媒体功能和呼叫管理功能，如交互式WEB商务、呼叫中心、LAN PBX、协商计算、企业传真等。最终，基于IP的业务功能将超来PSNT，可提供一体化信息处理，在高速线上提供多条虚拟线路，并提供多媒体会议、智能代理（Intelligent Agent）及信息业务等。节省费用只是IP电话众多优点中的一小部份，但在目前IP网络基础设施阶段，设备成本才基本电话功能的可用性促成了IP电话替代传统电话的最初应用。,4、 网络的开放原则 传统的卢信网络作为专用网络设计，它具有封闭式结构的协议，而IP电话网络则不同，它会在一个开放的环境中逐步成熟。开放的环境引来众多厂商大显身手，寻求商机。目前，各厂商的IP电话还不能完全互能，如不能解决这个问题，IP电话的发展必将大打折扣。有鉴于此，国际电信组织下促进各厂商使用标准协议，不仅要使IP电话产品的互通，还要使IP电话能与现有的传统电话很好