VoIP基本原理与常见设备

1、VoIP 基本原理与常见设备1995年以色列VocalTec公司所才t出的Internet Phone,不然而VoIP网络电话的开端，也掀开了电信IP 化的序幕。人们从此不但能够享受到更廉价、甚至完全免费的通话及多媒体增值服务，电信业的服务内容及面貌也为之剧变。一开始的网络电话是以软件的形式出现，同时仅限于PC to PC间的通话，换句话讲，人们只要分不在两端不同的PC 上，安装网络电话软件，即可经由 IP 网络进行对话。随着宽频普及与有关网络技术的演进，网络电话也由单纯PC to PC的通话形式，进展出IP to PSTN (公共开关电话网络)、PSTN to IP、 PSTN to PST

2、N 及 IP to IP 等各种形式，因此他们的共通点，确实是以IP 网络为传输媒介，如此一来，电信业长久以PSTN 电路交换网网络为传输媒介的惯例及独占性也逐步被打破。VoIP 的原理、架构及要求由 Voice over IP 的字面意义，能够直译为透过IP 网络传输的语音讯号或影像讯号，因此 VoIP 确实是一种能够在IP 网络上互传模拟音讯或视讯的一种技术。简单地讲，它是藉由一连串的转码、编码、压缩、打包等程序，好让该语音数据能够在IP 网络上传输到目的端，然后再经由相反的程序，还原成原先的语音讯号以供接听者接收。进一步来讲，VoIP 大致透过5 道程序来互传语音讯号，第一是将发话端的模

3、拟语音讯号进行编码的动作，目前要紧是采纳ITU-T G.711 语音编码标准来转换。第二道程序则是将语音封包加以压缩，同时并添加址及操纵信息，如此便能够在第三时期中，也确实是传输IP 封包时期，在浩渺的IP 网络中查找到传送的目的端。到了目的端，IP 封包会进行译码还原的作业，最后并转换成喇叭、听筒或耳机能播放的模拟音讯。在一个差不多的VoIP 架构之中，大致包含4个差不多元素：(1)媒体网关器( Media Gateway) ： 要紧扮演将语音讯号转换成为IP 封包的角色。(2)媒体网关操纵器(Media Gateway Controller) ：又称为Gate Keeper或Call Se

4、rver。要紧负责治理讯号传输与转换的工作。(3)语音服务器：要紧提供电话不通、占线或忙线时的语音响应服务。(4)信号网关器(Signaling Gateway) ：要紧工作是在交换过程中进行有关操纵，以决定通话建立与否，以及提供有关应用的增值服务。尽管VoIP拥有许多优点，但绝不可能在短期内完全取代已有悠久历史并进展成熟的PSTN 电路交换网，因此现时期两者势必会共存一段时刻。为了要让两者间能相互沟通，势必要建立一个互通的接口及管道，而媒体网关器与网关治理器即扮演了中介的色角，因为他们具备将媒体数据流及IP 封包转译成不同网络所支持的各类协议。其运作原理是，媒体网关器先将语音转换为IP 封包

5、，然后交由媒体网关操纵器加以操纵治理，并决定IP 封包在网络中的传送路径。至于信号网关器则负责将SS7信号格式转换为IP封包。网络电话若要走向符合企业级营运标准，必须达到以下几个差不多要求：1.服务品质(QoS)之保证：这是由PSTN过渡到VoIP、IP PBX取代 PBX的最差不多要求。所谓QoS确实是要保证达到语音传输的最低延迟率 ( 400 毫秒)及封包遗失率(5-8%) ，如此通话品质才能达到现今PSTN 的差不多要求及水准，否则VoIP 的推行将成咨询题。2.99.9999的高可用性(High Available； HA) ：尽管网络电话已成今后的必定趋势，但与进展已久的PSTN 相

6、较，其成熟度、稳固度、可用性、可治理性，乃至可扩充性等方面，仍有待加大。专门在电信级的高可用性上，VoIP必须像现今PSTN一样，达到6个9 (99.9999%)的差不多标准。 目前VoIP是以负载平稳、路由备份等技术来解决这方面的要求及咨询题， 总而言之，HA 是 VoIP 必须达到的目标之一。3 .开放性及兼容性：传统PSTN 是属封闭式架构，但IP 网络则属开放式架构，现在VoIP的最大课题之一确实是如何在开放架构下，而能达到各 家厂商 VoIP 产品或建设的互通与兼容，同时地造成各家产品在整合测试及 验证上的困难度。目前的解决方法是透过国际电信组织持续拟定及修改的标准协议，来达到不同产

7、品间的兼容性咨询题，以及IP 电话与传统电话的互通性。4 .可治理性与安全性咨询题：电信服务包罗万象，包括用户治理、异地漫游、可靠计费系统、认证授权等等，因此治理上专门复杂，VoIP 营运商必须要有良好的治理工具及设备才能因应。同时IP 网络架构技术完全不同于过去的PSTN 电路网，而且长久以来具开放性的IP 网络一直有着极其严峻的安全性咨询题，因此这也形成网络电话今后进展上的重大障碍与首要 解决的目标。5 .多媒体应用：与传统 PSTN 相比， 网络电话今后进展上的最大特色及区不，可能就在多媒体的应用上。在可预见的以后，VoIP 将可提供交互式电子商务、呼叫中心、企业传真、多媒体视讯会议、智

8、能代理等应用及服务。过去，VoIP 因为价格低廉而受到欢迎及注目，但多媒体应用才是VoIP今后蓬勃进展的最大促因，也是各家主动参与的最大动力。主宰VoIP走向的三大主流协定在浩渺的IP 网络中要如何正确的查找到要通话的对方并建立对答，同时也能按照彼此资料的处理能力来传送语音数据，这中间必须藉由国际电 信组织所拟定的标准协议才能达到。现在，市面上的网络电话大致都会遵循H.323、MGCP及SIP等3种标准协议。尽管目前产品仍以支持 H.323为 多，但 SIP 的支持将会成为今后主流。1.H.323ITU-T国际电联第16研究组第一在1996年通过H.323第一版的制定工作，同时并在1998 年

9、完成第二版协议的拟定。原则上，该协议提供了基础网络(Packet Based Networks; PBN)架构上的多媒体通讯系统标准， 并为 IP 网络上的多媒体通讯应用提供了技术基础。H.323并不依靠于网络结构，而是独立于操作系统和硬件平台之上，支持多点功能、组播和频宽治理。H.323具备相当的灵活性，可支持包含不同 功能节点之间的视讯会议和不同网络之间的视讯会议。H.323并不支持群播(Multicast)协议，只能采纳多点操纵单元(MC U)构成多点会议，因而同时只能支持有限的多点用户。H.323也不支持呼叫转移，且建立呼叫的时刻也比较长。只是H.323协议本身具有一些咨询题，例如采纳

10、 H.323协议的IP电话网络在接入端仍要通过当地的PSTN 电路交换网。而之后制定出的MGCP等协议，目的即在于将H.323网关进行功能上的分解，也确实是划分成负责媒体流处理的媒体网关（MG） ，以及掌控呼叫建立与操纵的媒体网关操纵器（MGC）两个部分。尽管现在微软的 Windows Mesenger则已改采SIP标准，且SIP标准隐 隐具有取代H.323的势头。但目前仍有许多网络电话产品仍旧支持 H.323 协定。6 .SIP（ Session Initiation Protocol）SIP是由IETF所制定，其特性几乎与 H.323相反，原则上它是一种比 较简单的会话初始化协议，也确实是

11、只提供会话或呼叫的建立与操纵功能。SIP协议可支持多媒体会议、远程教学及Internet电话等领域的应用。SIP同时支持单点播送（Unicast）及群播功能，换句话讲，使用者能够 随时加入一个已存在的视讯会议之中。 在网络OSI属性上，SIP属于应用层 协议，因此可透过UDP或TCP协议进行传输。SIP另一个重要特点确实是它属于一种基于文本的协议，采纳SIP规则资源定位语言描述（SIP Uniform Resource Locators） ，因此可方便地进行撰改或测试作业，因此比起 H.323来讲，其灵活性与扩展性的表现较好。SIP的URL甚至能够嵌入到 Web页面或其它超文本连结之中，用户只

12、 需用鼠标一点即可发出呼叫。因此与H.323相比，SIP具备了快速建立呼叫 快与支持电话号码之传送等特点。3 .MGCP原则上，MGCP协定与前两者皆不同，H.323和SIP协议是专门针对网络电话及IP 网络所提出的两套各自独立的标准，两者间并不兼容及互通。反观MGCP协议，则与IP电话网络无关，而只牵涉到网关分解上的咨询题，也因为如此，该协议可同时适用于支持 H.323或SIP协议的网络电话系统。MGCP 协议制定的要紧目的即在于将网关功能分解成负责媒体流处理的媒体网关（MG） ，以及掌控呼叫建立与操纵的媒体网关操纵器（MGC）两大部分。同时MG 在 MGC 的操纵下，实现跨网域的多媒体电信

13、业务。由于MGCP更加适应需要中央控管的通讯服务模式，因此更符合电信 营运商的需求。在大规模网络电话网中，集中控管是件专门重要的情况, 透过MGCP则可利用MGC统一处理分发不同的服务给 MG。4 .其它重要协议及技术除了上述3大协议之外，还有许多左右 VoIP通话品质及传输效率的重 要协议与技术。在语音压缩编码技术方面，要紧有 ITU-T定义的G729、G723有8询同了将原有64Kbit/s PSTN模拟语音，压缩到只年符合不失其需求的能力I4。前网络电话要紧支持RTP传输协议。RTP协议是在于:种能提供时刻标签彳fft吾实时传送的一种标准。该协议的要紧工作延邨柞i组发咽(的语藏数:网关注

14、联、'路电可鼓据同步化操纵作业,收话端能够藉由 健除此之外，在网络传输方面，尚包括了理、安全认证及计费等有关技术。RTP重TCP、UDP、VoIP各项产品及设备的类型和许多早期网络设备一样，VoIP最早是以软件的形状咨询世的，也确 实是纯粹PC to PC功能的产品。为了能贴近过去传统模拟电话的使用适应 及体会，之后才慢慢有电话形状的产品显现。关于企业而言，为了追求成 本、语音及网络的整合、多媒体增值功能、更方便的集中式治理，而连续 显现了 VoIP网关、IP PBX或其它整合型的VoIP设备等解决方案。以下就 这几种类型的VoIP产品做一简单介绍。1.VoIP软件VoIP软件不然而网

15、络电话的原始形状，更是开启免费通话新世纪到来 的开路先锋。关于熟悉运算机及网络操作的人而言，只要发收双方运算机 上安装VoIP软件，即可穿越因特网相互通话，这实在是件既奇异又方便的 事。更重要的是，透过 VoIP软件，不论是当地PC to PC的对话，抑或跨 国交谈都几乎免费，同时网上并有许多免费的VoIP软件提供下载，也因为如此，.VoIP才能紧紧锁住一样消费者乃至企业用户的目光。坎,礴暴病野嘘常麻鼠，.匿要留系统不稳固或当机的可能性，因此但关于绝大多数的使用者而言，必须克服运算机软件安装及操作的门行径:O 3受'口词廊创一Stdrt ,a Contacts，豆挑dr新多ISP并推出

16、整合VoIEEDNt1Wagaly Walk 及 PC Hom话机o甯甲薄型小巧一样电话无异的P软件及USB话机的销售方案，例如Se Online 的PChome Touch-1 J USBUSB话机，确实是为营造出一种与传透天甲C乘峰电话邓然丽件苦恼事，11且是一种与既有通话适应不符的惊奇方案。P技术，因此能够绕过服务器与防火堤 服至 涉质等方面皆有不错 的裴现。 一rype 5kype N ante or numb er w th c auritry code | v jSkype大致分成可供免费下载的C拨打至市话、手机、国际电话的 S的拦截，因此能在传输效能、话音及Skype,以及需要购

17、买点数、可用于 P kype-out,以及从市话、手机拨打电话至Skype远算机的 Skype-in-Sky内厢络电话软件.2.VoIP网络电话一样而言VoIP网络电话的又分成3、无线 VoIP网络电话，以及提影像输出的VoPC讯型设备等机上具J5忸新礴同3dVoIP网络电话1,即可透过宽频、一样人专门难辨oIP但却经常做为企业%的价格仍高，因此仍不普遍，尽管之前，拜SARS之赐,VoIP视讯会议设备的销售< skype lover统电:喧网西德用习性相同的一种解决则贸面上最热门的VoIP软件其过于Skype,该软件表示由于采纳P2业绩，但整体而言成长幅并不太大思科腐络电话行口口系列F

18、Phane.例如由合勤科技推出的Prestige 2000W,即为一款VoIP无线网络电话机，透过802.11b/g的AP即可连上IP网络并与彼端的使用者通话此外，狗软专门在 Win CE 5,中就|*VoIP功能， ge Server的整合性外,E共讯息整合及身份廿曲能 CE开发出来的VoIP电话，福晶多人共享HQ皆有 功能、. 3 .VoIP & 器除了强化与Exchan,届时藉由Wink人专属账号的除了 VoIP题&卜，VoIP网关器可讲是戢善遍常见的网络电话设备不力是家用或商用领域中，VoIP网关器可耕扮演了由传统 PSTN网络转输一一 “、一一一举.家户户的运算机旁都安装有所谓的 ， 制角卜器，而，|（料，|宽频的AP装置即为一种网关配备, 含境宽分享线圈:.了同ADSL 调,目前内入