VoIP基本原理与常见设备

VoIP基本原理与常见设备

1995年以色列V ocalTec公司所推出的Internet Phone，不然而V oIP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 PSTN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。

V oIP的原理、架构及要求

由V oice 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V oIP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，V oIP大致透过5道程序来互传语音讯号，第一是将发话端的模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V oIP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 Server。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V oIP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I P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，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V oIP、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V oIP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，V oIP必须像现今PSTN一样，达到6个9（99.9999%）的差不多标准。目前V oIP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V oIP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V oIP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V oIP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，V oIP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，V oIP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、智能代理等应用及服务。过去，V oIP因为价格低廉而受到欢迎及注目，但多媒体应用才是V oIP 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V oIP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.323

ITU-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。