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透視IP電話

2019-11-03 09:07:17
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來源：轉載
供稿：網友
信息產業部電信科學技術研究院通信中心 龐楊

信息產業部數據通信科學技術研究所　　 趙強


　　ip網絡電話通常被稱作Internet（因特網）電話或網絡電話，顧名思義，就是通過Internet打電話。它采用壓縮編碼及統計復用等技術，節省了網絡的帶寬，降低了通信成本，所以IP網絡電話可以為用戶提供更經濟的電話服務。尤其是更為經濟的國際長途電話業務。從廣義上說，它應被稱為Internet電信（Internet Telephony），因為它還包括語音、傳真、視頻傳輸等多種電信業務。

一、ＩＰ電話原理

　　IP網絡電話的話音是利用基于路由器/分組交換的IP（Internet/Intranet）數據網進行傳輸，由于Internet中采用“存儲—轉發”的方式傳遞數據包，并不獨占電路，并且對語音信號進行了很大的壓縮處理，因此IP網絡電話占用帶寬僅為8kbit/s~10kbit/s，再加上分組交換的計費方式與距離的遠近無關，自然大大節省了長途通信費用。

　　Internet是由眾多各種不同的計算機網絡互聯組成的，遍布世界各地，Internet的出現和普及巨大地改變了人們的交流和通訊方式。Internet使用標準的TCP/IP協議來實現各計算機之間的相互通信和數據交換。TCP/IP協議則負責將要傳輸的IP數據包分組排隊發送到網絡上。TCP/IP協議將要傳輸的計算機數據分組排隊發送，每個組均包含地址及數據重組信息，以確保數據安全和數據包交換正確無誤。IP Telephony就是通過Internet作為主要傳輸介質進行語音傳送的。首先，語音信號通過公用電話網絡被傳輸到IP Telephony網關,然后網關再將語音信號轉換壓縮成數字信號傳遞進入Internet,而這些數字信號通過遍及全球而成本低廉的網絡將信號傳遞到對方所在地的網關，再由這個網關將數字信號還原成為模擬信號，輸入當地的公共電話網絡，最終將語音信號傳給收話人。

二、ＩＰ電話的標準

　　目前參與IP電話技術標準開發和推廣的組織超過20家，其中最有影響力的IP電話的國際標準化組織主要有四家：國際電信聯盟標準化部門（ITU-T）、歐洲電信標準化協會（ETSI）、Internet工程任務組（IETF）和多媒體遠程會議集團（IMTC）。ITU-T側重于電信標準、ETSI側重商業實現、IETF側重IP標準、IMTC側重互操作性。由于IP電話技術標準的開發涉及多個領域，這幾家開發組織相互之間建立了比較良好的協作關系，而其他機構主要是發展、充實、實現和推廣這些標準。

　　但是由于存在不同國際組織學術上的爭議和不同設備制造商利益上的問題，導致了在IP電話的標準問題上莫衷一是，眾說紛紜。下面主要介紹了其中兩個極具代表性的IP電話標準：H.323協議和SIP（會話初始化協議）。

　　１． Ｈ．３２３協議

　　H.323協議是ITU-T第16研究組（SG-16）為多媒體會議系統提出的一個建議書，并不是為IP電話專門提出的，因而它涉及的范圍遠比IP電話寬。只是IP電話，特別是電話到電話經由網關的這種IP電話工作方式，可以采用H.323協議來完成它所要求的工作，因而H.323協議被借過來作為IP電話的標準，由于目前IP電話發展很快，而IP網的多媒體會議系統發展的相對比較慢，因此為了適應IP電話的應用，H.323也的確專為IP電話增加了一些新的內容（如呼叫的快速建立過程）。對IP電話來說，它不只用H.323協議，而且用了一系列建議，其中有H.323、H.225、H.245、H.235、H.450和H.341等。只是H.323協議是總的技術要求，因而通常把這種方式的IP電話稱為H.323 IP電話。

　　２． ＳＩＰ協議

　　SIP協議是由IETF推出的會話初始協議，是一種基于文本的協議，采用SIP規則資源定位語言描述。

　　SIP協議提出了另外一套IP電話的體系結構，是一個與H.323并列的協議。一個SIP系統主要有兩個部分組成：用戶代理和網絡服務器。網絡服務器也分兩類，代理服務器（
三、ＩＰ電話中的關鍵技術

　　IP電話自身的優越性，決定了其所具有的無比巨大的市場潛力。在市場的驅動之下，各研究機構、國際標準化組織、產品制造商等紛紛投入到IP電話相關技術的開發中，使之很快就達到了商用化的程度。IP電話是一個復雜的系統工程，設計到的技術也很復雜，其中又以以下幾種技術的發展最為關鍵，包括分組語音技術、語音編碼和壓縮技術、QoS技術、IVR技術等。

　　１． 分組語音技術

　　分組語音技術是將語音信號轉化為一定長度的數字化語音包，采用存儲轉發的方法，以包的形式進行交換和傳輸的技術。分組語音占用的傳輸帶寬低于傳統語音，所以在給定連接線路中可以傳輸更多的信息。電話技術通常需要64kbit/s以上的帶寬，而分組語音需要的帶寬不到10kbit/s。

　　在分組語音傳輸系統中需要解決以下幾個問題才能使分組語音服務滿足質量上的需要。

　　（1）語音編碼。即如何將語音信息轉換為分組信息以及如何將分組信息重新轉換為語音。其中包括優化編碼方案、尋找最佳算法、對語音進行高效、優質的編解碼以及語音恢復等等。

　?。?）信令。用于鑒別呼叫方所需要呼叫的對象以及呼叫方在網絡中的位置。

　?。?）語音壓縮算法。語音壓縮是分組語音系統中的重要組成部分。

　?。?）音頻回波消除技術。在IP電話的應用中，人們若使用揚聲器和麥克風就可能出現回聲現象。

　?。玻?語音的編碼及壓縮技術

　　模擬語音信號必須經過處理，轉換成適合在IP網絡上傳輸的IP數據包。這個過程需要先進行數字編碼，轉換為PCM碼，然后經過專門的DSP芯片進行數據壓縮，最后再打上IP包的標記，形成IP數據包的形式，以適合IP網絡上的傳輸帶寬。這其中，涉及到了PCM、DSP、編碼、壓縮等內容。

　?。常?ＩＶＲ技術

　　IVR即交互式語音應答，可以提高呼叫服務的質量并節省費用。隨著技術的進步，IVR也有了一定的發展，可以根據用戶輸入的內容播放有關的信息，可以是操作提示也可以是具體的信息內容。在IP電話中使用的IVR經歷了從集中到分布的過程，分布式IVR采用加入智能網關的功能，使得原本遠程發送的語音提示信息現在只需要在本地發送，從而既減少了開銷又提高了服務質量。

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　　QoS即服務質量，是指為保證所提供業務的質量達到相應標準而采取的一系列措施的技術總稱。目前，眾多國際組織、網絡設備制造商和業務提供者紛紛致力于QoS的研究開發和應用，各種協議、標準、產品和解決方案相繼出臺。IP電話和QoS的聯系尤為密切，因為在用戶打電話過程中，最關心的就是通話的時延和語音的質量問題，高的時延和失真的語音都會令用戶無法忍受。因此，如何確保IP電話的QoS，是IP電話成功與否的關鍵技術之一。

四、ＩＰ電話的業務分析

　　IP電話自面市以來受到廣大用戶的歡迎和青睞，其低資費的吸引力遠遠抵消了其話音質量存在的缺陷。隨著IP電話的發展，世界主要電信公司的國際電話業務收入的損失不斷增加。

　　目前越來越多的電信公司加入到IP電話市場中來，這一方面是為了彌補IP電話帶來的損失，另一方面也是為了加強自身在電話市場中的競爭地位。下面是一些電信公司開展IP電話業務的策略。

　?。保?ＡＴ＆Ｔ　　AT&&T在IP電話發展策略上有三個大的步驟。

　　第一， 建立AT&&T全球清算中心。AT&&T通過建立自己的清算中心將網絡擴展到其他ISP，利用其全球Internet骨干網和Internet交換設備，AT&&T聯合其清算中心成員及新的ISP/PTT合作伙伴，一起成為全球網絡的一部分。

　　第二， 簡化結算手續。目前眾多的ITSP在經營網絡電話，但都面臨多邊結算問題，AT&&T的國際清算中心不僅使ITSP只對AT&&T進行單一結算，免去繁瑣的手續，而且能夠監控支付，保證了結算安全性。AT&&T清算中心目前已有20個合作伙伴，在全球180個城市建立了落地點。

　　第三， 進行IP Phone運營。AT&&T計劃在自己的骨干網上開展電話到電話業務，并限制用戶數量，從而提高業務質量。AT&&T在IP電話上的一個重要舉措就是積極開辟國外IP市場，在日本，AT&&T早已開始了IP電話的商業服務。1998年6月在舊金山開通試驗系統，標志著AT&&T公司在IP電話嘗試上又邁上了一個新的臺階。

　　２． 美國Ｓｐｒｉｎｔ公司

　　Sprint公司已在美國5個城市開始了IP電話試驗，雖然目前它表面上只是提供便宜的長話服務，但其最終目的是將傳統的電話變成可同時處理語音和Internet應用的智能終端。

　?。常?德國電信

　　德國電信是較早關注IP電話的電信運營商，從1995年底開始追蹤技術，到1997年7月即開始測試和試驗。德國電信重視IP電話的原因不在于其便宜的價格和低廉的網絡成本，而是看重了未來電話智能化后帶來的多媒體的豐富應用，以及應用所帶來的增值服務。

　?。矗?加拿大

　　對IP Phone不限制，但要求IP電話運營商對本地網做貢獻，收取接續費。

　?。担?歐盟各國

　　歐洲委員會認為，如果IP Phone發展到能夠提供實時呼叫，并且電話到電話方式的IP Phone業務成為IP業務提供者的主要業務并得到廣泛應用，IP Phone在歐洲大規模發展時，歐洲委員會會對IP Phone采取管制措施，從而保障傳統電話公司的利益。

五、ＩＰ電話在中國

　　IP網絡電話市場的機遇，在很大程度上是來自傳統電話業務的收費機制。近幾年我國的電話收費進行了幾次調整，但社會上反映電話收費仍然偏高，長途電話收費太高，尤其是國際長途電話費太高的問題一直沒有得到解決。我國的電話現狀是普及率高，而使用率低。而IP網絡電話的最大優勢就是價廉。據專家介紹，通過因特網打長途電話的成本僅相當于傳統電話的十分之一甚至二十分之一的資費。特別在目前大多采用的以連接時間來度量時，每小時的費用只需十幾元甚至幾元人民幣。這樣低的資費，無疑對客戶具有很大吸引力。更重要的是通過因特網打電話，沒有長途概念，可以大大降低長途花費，這樣將會對電信經營者的長途話費收入造成極大影響。

　　近一兩年來，IP網絡電話在包括我國在內的世界各國初露頭角。我國有關政府部門對IP網絡電話，采取了同引進其它新技術、新業務一樣的態度，始終積極跟蹤、認真研究。并于1999年4月27日，信息產業部正式批準中國電信、中國聯通、中國吉通三家公司進行IP網絡電話業務運營試驗。試驗期為6個月，試驗期結束后，信息產業部將根據試驗效果，向合乎條件的企業在更大范圍發放正式經營許可證。試驗期間資費標準暫定為：國際長途電話每分鐘4.8元；國內長途電話每分鐘0.3元；內地（深圳除外）至香港，內地（中山、珠海除外）至澳門，內地至臺灣每分鐘2.5元；深圳至香港，中山、珠海至澳門每分鐘1.5元。

六、ＩＰ電話的發展前景

　　為什么IP電話在幾年間能夠脫穎而出，并且得到了飛速的發展呢？主要原因是：IP電話得益于接入方便、覆蓋面廣和設備需求簡單（普通終端即可），這是其它類似技術所不具備的。IP電話選擇了因特網作為承載平臺，為其快速發展奠定了技術基礎，一個有力的證明就是IP電話的發展與因特網的發展幾乎是同步的。

　　傳統的國內國際長途話費居高不下，同時全球通信業務在不斷增長，使用IP電話只需支付市內電話以及相應的服務費就可撥打國際或國內長途。對電信服務提供商來說，投資同樣容量的電話公司，網絡電話投資遠比傳統電話便宜。由于網絡電話公司的語音信號是通過壓縮處理，因此網絡電話的帶寬利用率要比傳統的電話提高數倍，同時由于硬件設備要求簡單，這樣為提供廉價的電信服務創造了良好的條件。IP電話以其低廉的價格為用戶帶來了巨大的經濟實惠，從而為IP電話的發展帶來了機遇。這一點是IP電話發展最核心的動力，也為IP電話的應用提供了廣泛的社會基礎。

　　當前信源編碼技術、傳輸技術及交換技術的發展，為實現新一代高速寬帶網絡提供了技術保障。用戶和運營商對業務需求的本質有了深入理解，他們明確提出多業務網的需求，即：業務的運作方式由原先運營商提供，用戶只能在有限的范圍內選擇，轉變為由用戶決定產生何種業務，運營商負責服務和維護。這樣，未來的各種新業務就必將如雨后春筍。以業務開發帶動技術換代。IP電信業能夠提供多樣化的通信服務，如：電話到電話、電腦到電話、傳真到傳真、傳真到傳真信箱、傳真信箱到傳真機、傳真信箱到網頁，PC文件（Excel、Word、E-mail）或圖象到傳真機、多點視頻會議系統、網頁電話等等。人們只要擁有一個帳號，便可得到各種類型的通信服務。IP電話將為多業務網初試啼聲。

　　電話網、廣播電視網、數據網三網合一是二十一世紀通信領域發展的必然趨勢。通過多媒體網關的接入，各種通信方式可以統一到以IP為基礎的數據網絡上，由此大大提高了網絡的統一性及運作效率。IP電話系統符合多媒體整合技術發展方向，也符合時代的潮流。

七、結束語

　　IP電話以其低廉的長途電話費受到人們的歡迎，得到了快速發展，根據IDC預測，IP電話的用戶將從1995年的40萬激增到1999年的1600萬。到2001年，全世界IP電話的業務總量將占到電話業務總量的近1%。

　　自去年起，一些西方國家紛紛放開了IP電話業務，我國也在1999年開始了IP電話試驗網的工作。去年5月中旬才開始銷售的IP電話卡一上市即受到消費者的歡迎。相信，無論是在國外還是在國內，作為給用戶提供的一種選擇，IP電話業務發展前景是廣闊的！而且VoIP網絡在提供增值業務方面具有更大的誘惑性和更低的成本。因此當前的IP電話運營商已紛紛開始或正在計劃開始不斷開發新的增值業務，IP電話除提供傳統電話網提供的增值服務外，它所提供的一些新型增值業務是傳統電話網所不能提供的。專家們預言，統一未來通信的將是Internet，而IP電話技術的出現和商業應用，則開始把話音和Internet網結合起來。也許在將來的10～15年內，IP電話將與現有的電信話音網綜合，形成綜合的語音/數據/視頻網絡。


----《通信世界》

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