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VoIP技术

来源:六九路网
维普资讯 http://www.cqvip.com 翟禽 V o l p技木 文。李春明姜述峰(辽宁省无线电监测中心)赵颖(沈阳市65042部队)  摘要:随着l nte r net的飞速发展与普及应 供相关应用的增值服务。用,网络的宽带化,l P化成为电信网发展的 (三)标准协议 在浩瀚的I P网络中正确找到对方建立 必然趋势,发展和完善V 0 l P技术全面取代 PsTN已成为当前的一个研究热点。本文主要 对答并传送数据,这中间必须通过国际电  介绍了V 0l P技术的定义,基本原理和应用。 信组织所拟定的标准协议才能达到。关键词:VolP技术;VolP标准协议 1,H.323协议 该协议提供了基础网络架构上的多媒 V0l P技术的定义 VoIP(Voice over Intemet Protoco1)技术 体通信系统标准,并为I P网络上的多媒体 3并不依赖 主要指通过Internet实时传送声音信号,即 通信应用提供了技术基础。H.32 IP电话。从广义上讲,它指的是通过IP网 于网络结构,而是独立于操作系统和硬件 一、或建设的互通与兼容。 4,可管理性与安全性问题 电信服务包罗万象,包括用户管理、异 地漫游,计费系统、认证授权等,所以管理 上非常复杂,V 0 I P营运商必须要有良好的 管理工具和设备才能应对,同时I P网络架 构技术完全不同于PSTN电路网,开放性的 IP网络一直有着极其严重的安全性问题,所以这也 是VoIP今后发展首要解决的目标。 (五)多媒体应用 络实时传送多媒体信息。V0IP可以在IP网 络上便宜的传送语音、传真、视频和数据等 业务,如电视会议,电子商务和各种信息的 存储转发等,其最大的优势是利用Internet 和全球IP网络(采用IP协议的网络,如IPLC (国际专线)、无线网络等)互连的环境,提 供比传统业务更多、更好的服务。 二 V0l P技术的原理 (一)传输过程 语音信号在I P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。 1,语音一数据转换 语音信号是模拟波形,首先要对语音 信号进行模拟/数据转换,可以使用各种语 音编码方案来实现,目前采用的语音编码 标准主要有ITU T G.7l1。源和目的地的 语音编码器必须实现相同的算法,这样目 的地的语音设备才可以还原模拟语音信号。 2、数据到IP转换 语音信号进行数字编码后以特定的帧 长进行压缩编码,然后送入网络处理器为 其添加包头、时标和其它信息形成I P数据 包,然后通过网络传送到目的地。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。 3、传送 在这个通道中,全部网络被看成一个 从输入端接收数据包,然后在一定时间内 将其传送到网络输出端。网络中的节点检 查每个I P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。 4、IP包数据的转换 目的地V0IP设备接收这个IP数据并开 始处理,去掉寻址和控制信息,保留原始的 数据,然后提供给解码器,解码器将此数据 解码还原成语音数据流送入解码缓冲器。 5、数字语音转换为模拟语音 播放器将解码缓冲器中的语音样点取 出送入声卡,通过扬声器按预定的频率播出。 (二)基本架构 在一个基本的V0IP架构之中,大致包 含4个基本元素: 媒体网关器:主要扮演将语音信号转 换成为IP封包的角色。 媒体网关控制器:主要负责管理信号 传输与转换的工作。 语音服务器:主要提供电话不通、占线 或忙线时的语音响应服务。 信号网关器:主要是在交换过程中进 行相关控制,以决定通话建立与否,以及提 194 平台之上,支持多点功能、组播和频宽管 理,具备相当的灵活性,可支持包含不同功能节点 之间的视频会议和不同网络之间的视频会议。 2、SIP协议 SIP协议是由IETF'制定,其特性几乎与 H.32 3相反,原则上它是一种比较简单的会 话初始化协议,只提供会话或呼叫的建立 与控制功能,并可支持多媒体会议、远程教 学及Internet电话等。在网络OSI属l生上,SIP 属于应用层协议,所以可通过UDP或TCP 协议进行传输。 s I P另一个重要特点就是它属于一种基 于文本的协议,采用S I P规则资源定位语言 描述,可以方便地进行撰改或测试作业, SIP的URL甚至可以嵌入到Web页面或其 它超文本连结之中,用户只需用鼠标一点 即可发出呼叫,具备了建立呼叫快与支持 电话号码传送等特点,所以与H.3 2 3协议 相比,其灵活性与扩展性都比较好。 3、MGCP协议 原则上,MGCP协议与前两者皆不同, H.323协议和sIP协议是专门针对网络电话 及I P网络所提出的两套各自独立的标准, 两者间并不兼容和互通,而MG C P协议与 I P电话网络无关,只牵涉到网关分解上的 问题,所以该协议可同时适用于支持H.32 3 或S I P协议的网络电话系统。 M G C P协议是将网关功能分解成媒体 网关和媒体网关控制器两部分,并在它们 共同的控制下,实现跨网域的多媒体电信业务。 4、其它重要协议及技术 除了上述3大协议之外,还有许多决定 V 0 I P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,主要有 ITU—T定义的G.729、G.723等技术。 (四)技术要求 V0IP技术要达到广泛应用,必须达到 以下几个技术要求: 1、服务品质(Q0S) 这是由PSTN过渡到VoIP、IPPBX取代 PBX的最基本要求。QoS要保证达到语音传 输的最低延迟率(4 0 0毫秒)及封包遗失率 (5—8%),才能达到现在PSTN的基本要求 及水准,否则V0IP的推行将成问题 2、可用性 虽然网络电话是今后的必然趋势,但 与发展已久PSTN相较,在成熟度、稳定度、 可用性、可管理性和可扩充性等方面,仍有 待加强。尤其在电信级的高可用性上,V0IP 必须像现今PSTN一样,达到6个9(99.9999%) 的基本标准,这是VoIP必须达到的目标之一。 3、开放性及兼容性 传统PSTN是封闭式架构,但IP网络 则是开放式架构,如今V0IP的最大课题之 一就是如何在开放架构下,达到V0IP产品 与传统PSTN相比,网络电话今后发展 上的最大特色就在于多媒体的应用上。 V 0 I P需为用户提供交互式电子商务、呼叫 中心、企业传真、多媒体视频会议、智能代 理等应用和服务 三 V0l P技术的应用 (一)应用类型 V0 IP技术通常有三种业务应用类型: 第一种是通过I P电话卡来进行,一般 用于长途语音通信,即我们日常所说的I P 电话业务。 第二种是PC至电话(或PC至PC)通话, 就是利用P C上执行的软件电话来进行。通 话者对着与P C相连的麦克风,手机或无线 电话讲话。这种类型仅限于熟悉计算机的用户。 第三种是设备至电话业务,将标准电 话插入模拟电话配接器(ATA)/语音路由器 中,或采用实际I P电话,用户借助宽频连 接通话,无需用P C来实现通话。这种类似 于常规电话业务,因而是迄今V0IP技术应 用最广阔的市场。 (二)V 0IP产品 1、VoIP软件 V0IP软件是网络电话的原始形态,只 要双方计算机上安装V0 IP软件、耳机及麦 克风,即可通过因特网相互通话,从早期的 视频会议软件,到实时通信软件,再到今Et 流行的SkYPe都是明显的例子。 2、VoIP网络电话 一般而言V 0 I P网络电话的又分成有 线、无线和提供影像输出的视频会议设备 等不同类型产品,这些设备都具备R J 4 5网 络接口,不需借助计算机主机即可通过宽 频连结I P网络进行通话,在使用习惯上与 传统电话一样,~般人很难分辨出其中的 差异。VoIP网络电话较少用于个人家庭,经 常作为企业V 0 I P网络建设中的终端设备, 但由于目前V0IP网络电话的价格较高,所 以仍不普遍。 3、VolP网关器 除了VoIP软件之外,VoIP网关器是最 普遍的网络电话设备。无论是家用或商用 领域中,VoIP网关器都扮演了传统PSTN网 络到IP网络的接口。 4 VoIP PBX 传统的P B X利用电路交换的原理来实 现集团电话的功能,而VoIP PBX则使用了 TCP/IP协议,利用包交换的原理,在以 太网上实现了相同的功能。VoIP PBX网络 系统内各电话终端采用I P方式进行数据通 信,不仅能进行通话,还能实现文本、数据、 图像的传输,将电话网和计算机网统一成 一个整体,实现局域网内的电子办公。不同 地区的VoIP PBX借助Internet网,可实现 远距离通信、电子办公和电子商务。 

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