VOIP技術現狀分析及未來發展的探討

2019-11-03 09:00:33

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供稿：網友

楊崑

　　一、前言

　　VOip技術最初只是一種互聯網上的增值應用，形式也較為簡單。隨著互聯網的普及，其在商業運營中的應用價值被人們發現，很多新興的電信運營商將VOIP技術引入到電信運營中，并在上個世紀的最后幾年內取得了爆炸式的增長。從1999年開始，國內電信運營商也展開了建設基于H.323協議的IP電話長途網絡的高潮。最初的IP電話長途網絡的接入必須通過傳統電路交換網來完成，限制了業務的發展。由此提出將原有的H.323協議中的網關功能進行分解(MGCP/H.248協議)，還有公司提出了與H.323協議并行發展的會話啟動協議(SIP協議)。這些協議的提出解決了將IP語音包直接傳送到用戶終端時存在的一些問題。

　　目前國內已有的VOIP技術雖然有各種各樣的實現方式，但都采用TCP/IP協議作為傳輸層協議，而且依據的通信協議基本是一致的，如H.323協議、H.248/MGCP協議、SIP協議等。通常把這類通過IP協議傳送語音的技術統稱為VOIP技術。

　　VOIP技術曾被認為是在未來的電信網絡中承載語音業務的基本技術。隨著基于H.323協議的IP電話長途網絡建設逐步平穩，逐漸意識到用已有的VOIP技術來代替傳統電路交換網上的電話業務還有許多問題沒有解決。從電信技術的發展歷史來看，一種新的技術只有通過和新業務的推廣緊密聯系才能得到發展，也就是說，當原有技術無法滿足開展新業務的需求時，新的技術就得到了發展的時機，并隨著新業務的普及逐步替代原有技術的地位。對VOIP技術也一樣，能否提供比電路交換技術更吸引用戶的新業務、并滿足電信運營的基本需求，才是決定其能否得到廣泛應用的關鍵。本文通過對VOIP技術現有狀況、可以支持的業務以及滿足電信運營需要解決的主要問題進行分析，探討VOIP技術未來的發展趨勢。

　　二、國內VOIP技術的現狀

　　目前國內可以支持VOIP業務開展的主要實現形式有三種，即基于H.323協議的IP電話網絡、基于會話啟動協議(SIP協議)的IP電話網絡和基于軟交換的網絡。

　　1.基于H.323協議的IP電話網絡

　　H.323協議最早是由ITU-T提出的、一種基于不保證服務質量分組網絡的會議電視標準，雖然其可以很好地滿足在互聯網上開展業務的要求，但它的設計思路更接近傳統電信網絡集中管理的原則。按照H.323協議設計的網絡可以很好地承載語音和圖像等多種業務，在IP電話業務剛剛興起時，將成熟的H.323協議移植到電信網中并取得了成功。 H.323協議的IP電話網絡由網守、網關、應用服務器和后臺管理等主要模塊組成。其中網守負責用戶呼叫的地址解析和資源管理，網關負責不同通信網絡間媒體流的轉換和呼叫通道的建立，應用服務器負責在基本的語音業務的基礎上擴展增值業務或進行呼叫策略的管理，后臺管理設備負責計費、認證、網管等功能，其基本組網結構如圖1所示。

圖1　基于H.323協議的IP電話網絡結構示意圖

　　從上個世紀九十年代開始，各大電信運營商開始建設依據H.323協議的IP電話網絡，并形成了相當的規模?；贖.323協議的IP電話網絡也是目前應用最為廣泛的VOIP實現技術，據統計，目前全國的國際長途業務的話務量相當部分是經由各運營商的H.323長途IP電話網絡傳輸的。其中，中國聯通建設的IP電話網在規模上是世界上最大的商用IP電話網絡，每年承擔著幾億分鐘的國際國內長途話務量。不僅是電信運營商，內的各大專業網絡的VOIP部分基本上也都采用了H.323的技術。經過幾年的實踐，已積累了大量的運營管理經驗。

　　基于H.323的IP電話網絡也是目前網絡結構最為完整的VOIP運營網絡。國內標準為該網絡規定了清晰的三級組網方式，并對其中的各個功能模塊的作用進行了明確的劃分。一些電信運營公司按照這一標準已經建成了覆蓋全國的三級結構的IP電話網絡。據估算，即使將全國的長途電話的話務量全部轉移到現有的IP電話網絡上，只需要擴充其接入點的網關數量，而不需要對其目前的網絡結構做改動即可滿足這一要求。

　　隨著使用日益廣泛，也發現了依據H.323協議的IP電話網絡的一些問題。首先是接入段還要經過本地的PSTN/PLMN網絡，不具備本地網資源的電信運營商在運營的主導權和業務實現的靈活性上受到了制約。這些運營商曾嘗試直接將H.323的網關設置在用戶端，但由于用戶終端智能化過高，存在著可以直接繞開運營商發起呼叫等問題，因而沒有成功。為此，國際標準化組織先后提出MGCP、HGCP、H.248等一系列協議標準。其核心思路就是將原有的H.323網關進行功能上的分解，使之成為負責呼叫建立控制的媒體網關控制器(MGC)和僅負責媒體流處理的媒體網關(MG)兩個部分。網關功能分解后，不但避免了用戶終端繞開運營商控制直接通信的問題，還將H.323網關中原先負責呼叫控制的功能獨立了出來，可以開發出處理能力非常高的媒體網關控制器，便于建設覆蓋整個本地網范圍的IP電話網絡，同時也提高了擴展增值業務時的靈活性。

　　網關分解以后的IP電話網關部分結構如圖2所示。

圖2　網關分解以后的IP電話網關部分結構示意圖

　　目前，國內依據H.323協議建設的VOIP網絡有如下幾種形式：

　　基于H.323協議的長途IP電話網絡

　　這是目前國內建設最早，也是應用最為廣泛的VOIP網絡。中國聯通、中國網通、中國移動、中國鐵通等主要電信運營商，都已經建設了基于H.323協議的長途IP電話網絡。其中網絡規模最大的達到上萬個E1，每年可以承擔幾億分鐘的話務量，而且這一網絡還在不斷發展演進中。

　　這種網絡的接入需要通過本地PSTN/PLMN網絡完成，因而限制了其業務擴展的靈活性，目前只能開放點到點的異地語音業務和一些簡單的增值業務；大量需要通過判斷用戶終端狀態才能進行的業務，以及需要靈活的路由組織能力的業務，則無法在該網絡上開展。

　　本地IP電話網絡

　　國內一些電信運營商正在試驗采用H.323框架的本地IP電話網絡。該方案最初的目的，是為繞開PSTN/PLMN網絡的制約完成用戶的接入。隨著試驗的進行，運營商逐漸意識到要使IP電話網絡有不斷發展的能力，必須將IP電話網絡的接入通道直接延伸到用戶端。

　　本地IP電話網絡利用已有的H.323協議的IP電話網絡的網守進行地址解析，在本地設置接入代理設備和用戶接入設備，共同組成一個將IP電話業務延伸到用戶終端的本地網絡。本地接入代理設備可以采用H.323的用戶網守、媒體網關控制器、SIP的代理服務器或軟交換設備；用戶端的接入設備可以采用IP電話終端、綜合接入設備、媒體網關、IPPBX等；在接入代理設備和用戶接入設備間采用的協議包括H.323協議、MGCP協議、H.248協議等。

　　本地IP電話網絡框架結構如圖3所示。

圖3　本地IP電話網絡框架結構

　　由于現有的寬帶網還不能提供足夠的安全和服務質量的保證，同時缺乏相應的號碼資源，該種組織形式還沒有得到推廣。

　　國內運營商還在嘗試通過本地設置具有密集用戶線接口和各種寬帶接口的綜合接入設備(實際上這種設備和軟交換系統中所采用的AG設備的主要功能一致，但規模很大)，利用已有的H.323協議IP電話網絡中網守進行地址解析，實現將H.323系統延伸到用戶端的目的。這是一種本地IP電話網絡的特殊形式。

　　分布式IPPBX網絡

　　一些電信運營商的地方公司根據當地用戶的需求，利用IP語音接入設備(實際是由MGC和中繼網關組成)或IPPBX，實現對寬帶小區用戶開放直接到端的VOIP業務。

　　這些設備采用分散設置的方式，均處在公司IP電話骨干網絡的邊緣，主要是為了將寬帶小區的用戶繞過電路交換網直接接入到公司自己的IP電話網絡中。它為沒有本地網資源的寬帶運營商提供了直接發展用戶的手段，也為從PSTN網絡向未來直接到端的IP電話網絡過渡提供了一種新的思路。這種IP電話實現形式只能作為骨干網的補充手段，本身并沒有大規模單獨組網的能力，其未來的發展還有待觀察。

　　IP長途公用電話

　　這是近年來沒有本地網資源的運營商，利用其已有的H.323長途IP電話網絡開展的一項IP電話業務，主要是針對一些只需要撥打長途的特定用戶開展的。其實現方式與依據H.323協議的長途IP電話網絡或本地IP電話網絡相類似，但用戶終端設置在公用電話廳中。目前中國聯通，中國網通等多家運營商，都在全國范圍內或一些地區內開展了此項業務，而且發展很迅速。

　　PC-電話的IP電話系統

　　國內運營商已經開展了PC到電話形式的商用試驗，目前試驗的業務主要是將智能網系統與長途IP電話網相結合的IP電話增值業務。真正通過互聯網實現PC到普通電話的業務還沒有大規模展開。由于該種業務目前還沒有解決計費、認證，用戶溯源、業務編號等問題，所以還沒有普遍開展。但這種業務的發展很難預測，一旦互聯網中支持語音通信的PC普及到一定程度，可能會對原有的語音業務造成很大的沖擊。

　　2.基于SIP協議的VOIP網絡

　　SIP協議最早是由IETF的Iptel工作組提出的一種VOIP實現方式，其基本思想是在互聯網環境中，組建一個平面結構的、可用于點到點對話需求的系統。

　　基于SIP協議構建的系統具有協議結構簡單、設備易于開發等特點，也能很好地承載語音和圖像等多種業務。該系統由SIP終端(客戶機)、代理服務器和重定向服務器等功能模塊組成。SIP終端負責發出呼叫、媒體流的編解碼；代理服務器負責接受終端的呼叫請求消息，并根據重定向服務器給出的地址信息將呼叫請求消息轉發給下一個代理服務器，直到送達最終的用戶終端；而重定向服務器則用于給代理服務器指出轉發消息下一次應該送達的代理服務器的地址。

　　基于SIP協議的IP電話網絡結構如圖4所示：

圖4　基于SIP協議的IP電話網絡結構示意圖

　　基于SIP協議的V0IP技術，在互聯網上應用相當廣泛。微軟公司正在大力推廣的操作系統window XP中就內置了采用SIP協議的對話軟件。由于其具有協議結構簡單、能支持多媒體業務的開展、符合互聯網網絡結構等特點，許多互聯網上的多媒體應用都傾向于采用SIP協議來實現。

　　SIP協議在電信領域還沒有大規模商用的先例，主要是受幾個問題的影響：如SIP終端的智能性過強，可能會給網絡帶來很多安全問題；用戶終端可以繞開運營商的管理直接向被叫用戶發起呼叫；其網絡結構采用平面化形式，運營商不便管理和計費；而且用SIP協議組建的商用電信網絡規模究竟能做到多大，目前還沒有一個結論。因此，采用SIP協議的VOIP系統的商用前景目前還無法作明確的判斷。

　　基于SIP協議的VOIP技術有以下幾種：

　　E-NUMBER系統

　　SIP協議在電信網絡中，目前最為可能的應用就是E—NUMBER系統。由于E-NUMBER系統本身就是跨接在互聯網和PSTN網絡之間，用于呼叫信令和地址的轉換，因此適于在互聯網上開展多媒體業務的SIP協議應該具有很大的優勢。E-NUMBER系統目前還多處于試用階段。

　　SIP電話系統

　　基于SIP協議的VOIP技術一直受到設備生產商的關注，主要是因為其協議簡單、設備開發容易。目前還沒有人提出完全基于SIP協議的、適于電信運營的VOIP系統的網絡架構，而國內已有的獨立SIP電話系統還停留在實驗室中。SIP電話系統中只有SIP終端在軟交換系統中得到了應用，這是因為軟交換系統需要開放多媒體業務，而廠家在SIP協議基礎上開發多媒體業務終端比較容易實現。

　　PC-電話的IP電話系統

　　PC-電話的業務同E-NUMBER業務一樣要跨接互聯網和電信網，因此基于SIP協議的VOIP技術在完成互聯網側用戶終端接入時具有一定的優勢，但也面臨著安全性差和不便管理的問題。

　　3.用軟交換設備實現的VOIP網絡

　　軟交換一詞最早見于綜合交換機的研究中，是NGN的核心設備。目前在VOIP系統中也有采用軟交換設備的情況。國內最早用于商用VOIP業務的軟交換設備采用的是SIP協議，其只負責地址解析而不管理呼叫狀態。隨著發展，軟交換也逐漸吸收了許多其它VOIP技術的內容，將網關分解協議中的媒體網關控制器、H.323協議中網守以及其它設備的功能逐步融合進來，形成了目前的軟交換設備。

　　軟交換系統功能模塊組成如圖5所示。

圖5　軟交換系統的功能組成示意圖

　　軟交換系統的功能主要包括：

　　1)媒體網關接入功能：可以連接各種媒體網關，如PSTN/ISDN IP中繼媒體網關、ATM媒體網關、用戶媒體網關、無線媒體網關、數據媒體網關等，完成H.248協議功能。同時還可以直接與H.323終端和SIP終端進行連接，提供相應業務。

　　2)呼叫控制功能：為完成基本呼叫的建立、維持和釋放提供控制功能，包括呼叫處理、連接控制、智能呼叫觸發檢出和資源控制等。

　　3)業務提供功能：能夠提供PSTN/ISDN交換機能提供的全部業務，包括基本業務和補充業務；還可以與現有智能網配合提供現有智能網提供的業務；同時也在考慮實現多媒體功能。

　　4)互連互通功能：軟交換可以同時支持多種協議并實現彼此之間的互連互通。

　　業界對軟交換的發展抱以很大的希望，認為：軟交換是未來電信網絡(NGN)的核心技術；實現了呼叫控制和承載的分離，方便了組網的靈活性；軟交換可以平滑的實現從PSTN網絡向全IP網絡的過渡；軟交換具有開放的業務接口，可以靈活的實現新的業務；軟交換同時支持多種協議和接入方式的接入，便于營造綜合業務網絡。

　　也有一些意見認為：軟交換自提出后始終沒有明晰究竟是設備系統概念還是網絡體系概念；NGN的發展如寄希望于單一的綜合性設備，在將來擴展新業務時，會受到很大局限；圍繞軟交換機為核心進行相互聯接的組網方式，限定了NGN只能是將軟交換機靜態配置，這種體系結構不適合規模運營。

　　國內多家電信運營商已投入了軟交換系統的測試和商用。網通公司率先在國內建設了軟交換試驗網，并已進入一定規模商用，目前發展到幾萬用戶的規模；中國電信的NGN試驗目前也已告一段落；中國聯通的軟交換試驗已進入實地調試階段；中國衛通已購買了軟交換設備進行單點的軟交換商用試驗；中國鐵通也已啟動了軟交換的試驗計劃。

　　目前國內開展的軟交換試驗還基本停留在單域、小規模的驗證上，試驗的業務主要還是語音業務，一些問題還有待研究。由于各電信運營商還沒有明確提出大規模軟交換網絡的建設計劃，其商用前景還有待觀察。

　　三、利用VOIP系統可以開展的業務

　　本文開始就提到，決定VOIP技術發展的關鍵在于能否提供比電路交換技術更吸引用戶的新業務、并滿足電信運營的基本需求。通過VOIP系統最有可能首先實現的新業務，包括視頻通信、數據和多媒體文本傳送等電路交換技術不能支持或只能部分支持的業務。

　　傳統的電路交換網絡主要是針對語音業務設計的，無法完全滿足其它通信形式的需求，這是由于數據等業務和語音業務對網絡特性的要求存在巨大的差異。過去，只能針對不同業務建設相對獨立的網絡，彼此間無法有效利用對方的網絡資源，也不可能將多種業務結合起來產生新的業務形式。隨著技術的不斷發展，人們一直在探索在單一網絡上提供語音、圖像、文本和數據等多種業務的可能性，ISDN、ATM等技術都是這種努力的結果。但這些技術由于成本過高，始終沒有在市場上得到推廣。

　　IP技術和這些技術比并沒有先進性可言，能夠得到廣泛關注是由于其既能滿足建設多業務融合網絡的要求(可以將TCP/IP協議作為統一的傳輸協議來跨越不同形式的物理網絡，同時傳輸不同的媒體流)，又具有廉價和簡便的特點。因此，近年來人們紛紛將IP技術引入到電信網絡中，產生了IP電話和IP視訊等新形式的電信業務。

　　在上一章對國內VOIP現狀的分析中可以看到，目前的VOIP系統能夠提供的主要還是語音業務。但VOIP系統實際上具有同時傳送包括語音、圖像、數據、消息等多種媒體形式的潛力，而且由于IP終端設備具有較高的智能性，除了實現基本的點到點媒體流傳送外，還可以靈活的將基本業務進行組合以提供新的業務形式，這一點是傳統的電路交換技術無法實現的。VOIP系統目前業務單一的問題，主要是由于人們對如何利用VOIP系統開展其它新業務的研究還剛開始，如果不能盡快地解決將限制VOIP系統進一步發展的可能。

　　將來的VOIP系統能提供的業務可以劃分為基本業務和增值業務兩大部分。

　　基本業務包括：

　　1)點到點或點到多點的IP語音通信，如目前的IP電話業務；

　　2)點到點或點到多點的IP傳真業務，如目前的IP傳真業務；

　　3)點到點或到有限多點的動態圖像傳送業務，如可視電話業務；

　　4)點到點或點到多點的靜態圖片的傳送業務；

　　5)多媒體短消息業務；

　　6)數據傳送業務。

　　其中一些業務在電路交換網上也可以實現，但成本高、實現方式復雜，一直沒有得到很好的推廣。

　　增值業務是指在基本業務的基礎上實現的，更為靈活的業務提供方式，包括對各種基本業務的組合。其實現方式還在不斷增加之中，目前已經提出的業務包括：

　　1)傳統電路交換網也可以實現的業務

　　主要包括呼叫轉接業務；呼叫保持業務；呼叫等待業務；縮位撥號；熱線服務；呼出/呼入限制；免打擾服務；查找惡意呼叫；鬧鐘服務；主叫號碼顯示/限制；遇忙回叫；三方通話和會議業務；記賬卡業務；被叫用戶集中付費業務；號碼可攜帶業務等。這些都是大家所熟知的業務。

　　2)傳統電路交換網可以部分實現的業務

　　通用個人通信業務(UPT)：UPT使用者使用一個唯一的個人通信號碼(PTN)，可以接入任何一個網絡并能跨越多個網絡發起和接受任意類型的語音呼叫。個人通信號碼能按使用者的要求，翻譯成相應的通信號碼并進行路由選擇，將來話接到使用者所指定的地方。呼叫不受地理位置的影響，但可能會受到終端能力和網絡能力的限制。在IP網絡中，UPT業務中包含的除了語音業務外還可以涵蓋其它的媒體形式。

　　電話投票業務：　電話投票業務是給社會上提供的一種征詢意見或民意測驗的服務。包括簡單VOT、單選VOT和多選VOT。在IP網絡中，VOT業務中用戶除了通過語音提示得到需選擇內容外，還可以通過其它的媒體形式得到相關內容。

　　短信業務：PSTN電話網目前可以支持文本短信的發送。在VOIP系統中可以進一步支持多媒體統一消息業務，使用戶無論何時何地都能通過一個友好界面接收來自任何通信設備的各種媒體類型的消息，比如電子郵件、語音郵件、可視郵件，圖片，傳真等。

　　3)傳統電路交換網無法實現的業務

　　終端移動性(TP)：終端可攜帶性業務允許在呼叫運行狀態時，用戶終端可以方便的從一個網絡接入點移動到另一接入點。它同樣允許在呼叫運行狀態時，在一個給定的接入點內將一個呼叫從一個終端移動到另一個終端。

　　Internet呼叫中心業務：　可以為企業用戶提供一個統一的WEB形式的客戶服務平臺，為客戶提供信息咨詢、訂購貨物等即時服務。

　　IP VPN業務：是針對大量的語音交互信息發生在企業內部的情況，利用已有的電信網絡設備，將企業分布于各地的分支機構，通過VPN組成一個虛擬的企業專網進行通信的業務。它的出現是為了方便企業內部的信息交流、便于統一管理以及降低通信費用。在寬帶接入IP電話及多媒體網上開展VPN業務，可以提供更豐富的業務，更方便的操作和更低廉的價格。

　　即時通信業務(Instant Message：IM)：是指在一系列的參與者間實時的交換內容信息。通常這些內容信息是文本方式，這些信息不需要存儲。IM不同于一般的E-Mail，它增加了文字消息的實時傳輸特點，IM用戶間的通信仍然是基于文字消息的。即時通信可以結合移動消息、Internet消息和固定消息，使移動用戶、網上用戶和固定終端用戶通過多媒體進行聊天。

　　統一界面業務：統一界面業務與UPT業務近似，是將多種業務進行組合，為用戶提供統一的服務界面。當用戶選用某一業務時，由運營商提供的統一界面來受理用戶的申請，并鏈接到相應的業務系統。

　　CTD業務：該業務是指用戶在瀏覽WEB頁面時，通過點擊網頁連接，在預先確定的兩個用戶問通過IP網絡建立語音通信。

　　CTF業務：是指用戶在瀏覽WEB頁面時，可以通過點擊網頁連接，將用戶確定的傳真信息通過VOIP網發送給被叫傳真用戶。

　　目前可以在VOIP系統中實現的新業務還在不斷被提出，從已經提出的業務中可以看出，通過改進，VOIP網絡可以實現同時支持語音、視頻、數據和多媒體消息等多種基本業務和增值業務的目標，此時該網絡應稱為IP多媒體電話的網絡(MVOIP)。四、適合電信運營的MVOIP系統應滿足的基本要求

　　MVOIP系統除了要同時支持多種業務的開展外，還要能滿足電信網運營的需要。適合電信業務開展的網絡有著自身的特點，對安全、服務質量、可維護、可管理性等幾個方面有著嚴格的要求，而在互聯網應用中卻無需過多考慮這些因素，因為互聯網對數據傳送采用的是“盡力而為”的原則，即使數據丟失也不會有大的影響。目前的VOIP技術是從互聯網的聯機應用直接借鑒過來的，并沒有完全按照電信網運營的要求進行徹底改造，因此在建設成本、成熟性、可靠度、運營管理、安全等多方面部存在許多不足。MVOIP網絡要真正成為未來電信網的基礎之一，就必須滿足如下幾個基本條件。

　　l.采用可以同時滿足多業務開展需求的網絡架構

　　前面已經講過，未來的MVOIP網絡無論采取何種方式，必須是能同時支持多種業務開展的網絡。它除了提供現有PSTN電話網能提供的各種業務外，還支持數據、視頻等多媒體新業務，以及多樣化的第三方業務。

　　MVOIP網絡能同時支持多業務有兩重含義：

　　√幾種基本業務原先具有各自不同的網絡結構，為實現彼此的融合并減少融合的難度，首先要將幾種網絡結構在骨干網側統一起來，再逐步做到用戶終端也能同時支持幾種基本業務的開展。在融合的初期無法同時兼顧全部業務的需求，因此首先要做到的是多種基本業務網絡結構的融合而不是先搭建一個能滿足全部業務開展需要的網絡，至少在相當長的時期內不可能建成一個能同時承載全部電信業務的網絡。

　　√多業務并不僅指多個單一業務，還包括將幾種單一業務組合在一起形成的新的業務模式；比如一些運營商提出的統一界面業務，其提供單一業務界面給用戶，用戶可以隨意選擇最適于自己需要的業務組合模式，系統就可以動態的實現幾種業務的鏈接或業務組合的切換。

　　目前初步具有這種能力的就是中國聯通的H.323的IP電信網絡。由于聯通開放的IP視訊業務和IP電話業務都是依據H.323協議建設的網絡，雖然聯通的IP電話網絡和視訊網絡暫時是分開運行的，但兩個網絡的結構完全一致，可以在將來實現無縫融合。其它幾種VOIP技術的實現形式也都實現了對語音業務的支持，對視訊業務的支持能力目前還處于開發和試驗階段，還沒有實際的商業應用。

　　2.業務層和承載層應是可控的分離

　　現有VOIP系統中的承載層和業務層的聯系并不緊密，這是由于IP網絡本身是不面向連接的。業務層和承載層的分離使得業務可以在不受承載網約束的情況下開展，雖然增加了業務實現的靈活性，但同時也削弱了電信運營商對業務的控制能力，并缺乏明確的盈利模式。

　　對電信運營商而言，如果承載層和業務層完全分離，而MVOIP業務系統本身又不能很好地掌握并控制用戶終端的通信狀態，用戶完全可以擺脫運營商的控制自行建立通信，運營商僅能收取到最低的網絡接入費用。目前很多VOIP系統采用的通信協議都存在著這個問題。

　　電信運營網絡根據用戶占用的網絡帶寬資源、業務的復雜程度來收取費用是最合理的，這就要求在未來的MVOIP系統的業務層和承載層之間建立一條聯系的通道。業務層可以根據用戶申請的業務以及服務質量等級向承載層索取所需的帶寬資源，承載層限制需要服務質量保證的業務必須在電信運營商網絡的控制下才能進行通信。

　　當然在確保業務可控的前提下，業務層和承載層的運行依然可以是相對獨立進行的。

　　3.系統必須具備靈活的業務擴展能力

　　雖然VOIP網絡有用單一的傳輸協議來同時傳輸豐富業務的潛力，但已經商用的VOIP網絡還只能支持語音業務的開展，甚至一些傳統電路交換網可以提供的業務在目前已經商用的VOIP系統中還不能全部實現，這使得VOIP業務除了資費低廉外，沒有別的手段來吸引用戶，更談不上替代采用電路交換技術的PSTN網和PLMN網。這主要是由于這些VOIP網絡在設計的初期沒有考慮好如何用一個系統開展多種業務的需求，因而在需要擴展新的媒體形式業務時，需要對網絡架構作較大的改動，同時限制了新業務的開展。在MVOIP系統中必須考慮將網絡結構設計成同時滿足多業務開展的形式，同時還要具有擴展新業務的接口，便于電信運營商今后添加新的業務。

　　另外，過去電信網絡的網絡資源和業務提供僅僅是由電信運營商一家完成的，業務形式和更新速度都很慢。而在互聯網中，由于其具有開放的結構，網絡資源可以由社會的各個方面來提供，因此互聯網的應用層出不窮。這為今后的MVOIP網絡的發展提供了新的思路。今后的MVOIP網絡的承載網和基本業務系統仍有電信運營商一家來完成，但應同時為其它部門提供一個公共的接口，將其它專用系統和電信運營商的網絡連接成一個整體。這樣就可以充分利用各方面的力量來增強MVOIP網絡的業務擴展能力。

　　在實際應用中可能會包含兩種情況，一是電信運營商將網絡或業務系統資源劃分為多個獨立的邏輯子系統，并出租給虛擬運營商，由這些虛擬運營商通過業務接口對電信運營商提供的基本業務進行擴充并直接為用戶提供最終的業務；二是在基本的業務系統外提供一個開放的業務接口，和原先只是使用電信網的交通、衛生、教育、貿易等單位合作，由他們通過該接口將自己的需求添加入電信運營商的運營網絡中，并成為整個電信運營網的一部分。

　　4.承載網必須保證端到端的業務服務質量

　　電信業務的基本要求就是必須為用戶提供一定的服務質量保證，已有的VOIP系統本身雖能提供一定的QOS保證能力，但很有限，這些措施包括：

　　√收端媒體處理設備能根據網絡的負載情況動態調整輸入緩沖，以保證網絡的端到端時延在網絡的當前條件下是最小的；

　　√媒體處理設備向控制設備報告媒體通道的狀態信息，并根據控制設備發出的命令或事先定義好的統計方式，對媒體流相關信息進行統計并上報；控制設備可以根據資源報告控制建立新的媒體通道或增加帶寬；

　　√ 媒體處理設備利用RTCP的收、發報文監控統計包丟失率、網絡時延、抖動等網絡性能參數；

　　√當媒體處理設備發現現有的帶寬不足或現有的帶寬資源過多時向控制設備發出請求改變帶寬；

　　√當網絡出現擁塞時，媒體處理設備可以采取動態編碼轉換、控制接通的媒體通道數量或改變通信速率等措施，來保證己接通媒體通道的服務質量。

　　通過近年來VOIP網絡運營的實踐證明，影響業務端到端服務質量的決定因素還是承載網。目前的承載網絡缺乏有效的業務區分和服務質量保證機制。尤其在接入段需要同時接入用戶的VOIP、互聯網上網等多種數據流，而且無法將不同的數據流按其業務需求進行區分的情況下，彼此間不可避免的產生干擾；這種干擾使得VOIP系統無法依靠本身的QOS機制保證穩定的服務質量。目前也有一些解決思路，包括在網絡上設置VPN或設置TOS字段來區分不同的業務；當業務較少時這種措施還可以應付，但當業務種類增加到一定數量時，這種方法無疑是不現實的；還有人提出通過RSVP或DISSFER來解決服務質量問題，但這需要對端到端經過的全部IP網絡進行改造，目前只能是一種設想。

　　解決未來MVOIP系統的服務質量的根本方法，是在利用業務系統本身的QOS保證機制的同時，建立一條端到端的可控承載通道。目前已出現較好的解決思路。

　　5.必須對MVOIP系統開展的業務和互聯網業務進行有機的隔離

　　未來MVOIP系統開展的業務和互聯網開展的業務會在統一物理網絡上并存，但兩類業務的不同需求要求網絡提供不同的支持能力，因此未來的MVOIP系統和互聯網又需要設置在兩個相對獨立的邏輯網絡中，而且還要提供有效的手段保證MVOIP系統不受來自互聯網的安全攻擊，互聯網的流量不會對MVOIP系統的服務質量造成影響。

　　當然這種系統的隔離不是絕對的，一方面兩類系統開展的業務會在同一個物理網絡上存在，而且一些業務需要同時跨越互聯網和MVOIP網絡才能完成；這就要求兩個系統間要設置一種有機的隔離手段，即能建立彼此間的實時聯系，也可以保MVOIP系統中的業務不受到來自互聯網的沖擊。這種保證手段更多的是由承載網絡來提供的，本文不作進一步的論述。五、對未來MVOIP系統功能構成的設想

　　由于IP網絡的業務層是相對獨立的，未來的MVOIP系統可能不須按照傳統電路交換網的模式構建一個絕對集中管理的網絡結構也能開展業務。因此MVOIP系統在實際運營中可能出現兩種主要形式，一種是在運營商的集中管理下運營的系統；一種是終端之間的通信建立無需通過運營商的控制的系統，此時電信運營商需要通過承載網，建立一條可控的通道來控制業務的進行并提供相應的服務質量保證。從業務擴展的靈活能力和業務開展的成本來看，第一種方式可能更具有優勢；而從發展個性化通信的角度看，第二種方式可能更合適一些。因此，未來的MVOIP系統不會采用固定的組網結構和設備，更多是根據業務開展的實際需要，確定網絡中的功能模塊和采用的設備類型。但無論何種方式，系統中應具備的基本功能模塊應該是一致的。

　　MVOIP系統的功能模塊組成設想如圖6所示。

圖6：MVOIP系統的功能模塊組成設想

　　連接管理：負責在兩個通信端點之間建立或釋放相應媒體通道，而其后對該媒體通道的管理由其它功能模塊實現，在兩個用戶終端直接建立點到點的連接時，該功能模塊不是必須的；

　　尋址：負責在用戶發起呼叫時，接收主叫用戶上報的被叫地址信息(可以是E.164地址、IP地址或別名地址)，根據相應的選路原則分析后給出需連接的端點地址信息，該模塊是所有MVOIP系統的必備模塊，其對應的實際物理設備在網絡規模很大時需考慮采用分級結構；

　　接入設備狀態控制：在電信運營商需要對用戶終端進行維護管理的情況下，需要設置接入設備狀態控制模塊，收集接入設備上報的各種狀態信息，并控制接入設備進行狀態調整或系統升級?？刂葡⒖梢允菐獾囊部梢允菐葌鬏?。在運營商無需維護終端時并不是必要的功能模塊；

　　呼叫狀態控制：負責對已經建立的呼叫進行監視，根據網絡資源狀況或業務觸發點的設置對呼叫狀態或媒體通道的參數進行變更；包括對點到點或多點之間通信狀態的控制；還能控制各種媒體資源，為接入設備/終端提供到媒體集中處理模塊或其它媒體資源的連接；在兩個用戶終端直接建立點到點的連接時，該功能模塊不是必須的；

　　協議翻譯：在MVOIP系統中，采用的通信協議除了已經提出的H.323協議簇、H.248協議、MGCP協議、SIP協議外，還會有新的協議不斷出現。而這些協議可能會在一個MVOIP系統中同時存在，尤其是在接入段更為明顯。在用戶接入設備和與呼叫管理有關的設備之問以及不同的呼叫管理設備之間需要有協議翻譯的模塊，將不同的通信協議翻譯為呼叫管理設備支持的協議，但這并不是所有實際系統都需要的；

　　用戶接入/終端：在MVOIP系統中，用戶接入設備和終端設備負責媒體流的產生和終止；用戶信號的上報，提示信號的下發等；用戶接入設備/終端將逐漸從目前支持單一語音的終端向同時支持多種媒體形式的終端發展過渡；

　　呼叫策略分析：為整個系統的呼叫路由分配和流量的均衡等提供實現的具體規則；

　　業務策略提供：將增值業務的實現策略轉化為具體的通信流程，并將相關信息反饋到基本的呼叫管理功能模塊，以實現相應的業務；業務策略提供模塊應具有開放的業務接口；

　　媒體集中處理：主要用于業務中需要媒體流混合的情況，將終端之間需要交換的媒體流進行分解，再根據需要重新合成后分送到相應的終端,同時可以根據網絡情況進行語音編碼的調整、視頻算法和格式的變換；還可以提供播放多媒體提示信號等功能；

　　移動定位：用于支持系統中用戶在聯網情況下的準確物理位置或相對網絡位置的確定，除了定位服務外還可以為其它業務提供相關信息,如與位置有關的信息檢索；

　　資源分配：MVOIP應提供資源管理功能，對系統中的各種資源進行集中管理，如資源分配、釋放和控制，資源狀態檢測，資源使用情況統計,設置資源使用門限等；

　　與傳統電信網的接口：MVOIP系統應實現與現有電路交換網的互通,這包括信令的轉接和媒體流格式的轉換；

　　與承載網的接口：業務層可以根據用戶申請的業務以及服務質量等級,通過接口向承載網索取所需的帶寬資源，承載網通過接口限制需要服務質量保證的業務必須在電信運營商網絡的控制下才能進行通信；

　　與其它業務網的接口：目前包括與統一消息平臺、即時通信服務平臺,信息檢索系統和電子郵件系統的接口。通過該接口傳輸終端與服務器、終端與終端間的所有信息和命令，包括文本、語音、圖像和控制命令等。該功能模塊主要適用于系統中存在支持綜合業務的終端的情況。

　　本文提的MVOIP系統的功能模塊組成，是近年來對VOIP技術和視訊技術的研究過程中總結出來的。無論將來的系統采用什么樣的組織方式，都必須滿足能同時承載豐富的多媒體業務，滿足電信運營的需求兩個基本條件。只有滿足了這兩個基本條件，未來的系統才真正具備和電路交換網進行競爭并最終替代電路交換網的可能。

摘自　泰爾網

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