CDMA在衛(wèi)星移動通信中的應(yīng)用

1、 摘 要IP電話以其經(jīng)濟(jì)、高效率和超時代的技術(shù)發(fā)展等特點(diǎn)，自1995年以來得到了迅猛發(fā)展，目前已成為數(shù)據(jù)語音通信中最有競爭力的技術(shù)之一。全球許多國家開通了IP電話的運(yùn)營業(yè)務(wù)，我國的IP電話試運(yùn)營工作也已經(jīng)半年有余，IP技術(shù)正呈現(xiàn)出蓬勃的生命力，必定推動信息產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，IP電話的發(fā)展，歷經(jīng)了兩個初級階段，目前正在高速地向第三個階段演進(jìn)統(tǒng)一融合。IP電話在推出后短短十年的時間以其低價、高效、靈活的特點(diǎn)迅速發(fā)展起來。本文介紹了IP電話的基本結(jié)構(gòu),比較了IP電話與普通電話的優(yōu)缺點(diǎn),討論了IP電話的相關(guān)協(xié)議及關(guān)鍵技術(shù),在這些基礎(chǔ)上進(jìn)一步指出IP電話的發(fā)展趨勢,相信IP將成為未來信息通信的主導(dǎo)技術(shù)。

2、關(guān)鍵詞: IP電話 語音信號 關(guān)鍵技術(shù)ABSTRACTIP Telephony with its characterize of economic, efficient and ultra-era has been rapidly developed since 1995, and has become one of the most competitive technology in Data Speech Communication now。Many countries in the world launch operation of the IP telephony business,

3、our test operation of IP telephony has been working for over half a year. IP technology is creating a vibrant vitality, and will promote the further development of the IP telephony development .The development of IP telephony which undergo two initial stage, make evolved with a high speed to the thi

4、rd stage - unified integration. IP phones with its characterize of low, efficient, flexible developed rapidly in just 10 years after its detrusion. This paper introduces the IP phone's basic structure, the excellence and shortcoming between IP telephony and ordinary telephone, discusses the rele

5、vant agreements of IP Telephony and key technology, further, gives the trends of IP telephony on the above. We believe that IP telephony will become the dominant technology in communication.Keywords: IP phone Speech signal Key technologies 目 錄第一章 緒論11.1 引言11.2 論文研究的目的及意義2第二章 IP電話概述52.1 IP電話的由來52.2 I

6、P電話的發(fā)展情況62.3 IP電話與傳統(tǒng)電話的比較82.4 IP電話存在的問題92.5 IP電話的發(fā)展前景10第三章 IP電話的工作原理及系統(tǒng)組成133.1 基本工作原理133.2 IP電話實現(xiàn)的技術(shù)方案163.3 系統(tǒng)組成19第四章 IP電話的關(guān)鍵技術(shù)224.1 分組語音處理技術(shù)224.2 IVR技術(shù)264.3 安全技術(shù)274.4 網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)284.5 實時傳輸技術(shù)和Qos保障技術(shù)30結(jié) 論31參考文獻(xiàn)32致 謝34第一章 緒 論1.1引言在1995年以前，世界上并沒有真正的IP電話系統(tǒng)。逐漸地，研究人員和電腦愛好者開始使用特定的軟件，在兩臺同時上網(wǎng)的電腦之間傳輸語音信號。這種簡單的使用通

7、常效果不佳且需要雙方均在網(wǎng)上并擁有必需的硬件配置?；旧希麄儾⒉簧婕艾F(xiàn)存的普通電話網(wǎng)絡(luò)，只是一種直接通過PCInternetPC的傳輸模式，因此它對電信傳輸業(yè)并沒有真正的實用價值。但此后，隨著Internet傳輸速度和帶寬的快速提高，以及各種壓縮算法和數(shù)據(jù)處理平臺的出現(xiàn)，人們開始通過在不同地點(diǎn)架設(shè)傳輸轉(zhuǎn)接系統(tǒng)，以使語音通信能通過Internet接到一般的普通電話上。因為這種傳輸方式成本極為低廉，配置極其簡單，隨著其通話質(zhì)量的不斷提高，它獲得了越來越多的注意力，出現(xiàn)了眾多的技術(shù)方案及相關(guān)的IP電話公司?，F(xiàn)在，IP電話已經(jīng)覆蓋了整個美洲、歐盟，韓國、日本已經(jīng)全面開放，臺灣地區(qū)正在推廣。隨著IP電

8、話的發(fā)展，國際電信聯(lián)盟已經(jīng)在制定IP電話的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。IP電話不僅僅是為用戶節(jié)省了金錢，同時為語音、數(shù)據(jù)和圖像信息集成開辟了道路。在20世紀(jì)末網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域最重大的事件，無疑是所有的網(wǎng)絡(luò)都將有一個共同的語言IP。對IP趨勢的共識立刻引起了上下2個方面的重要變革傾向。一方面，由于IP即將無所不在，網(wǎng)絡(luò)之上的信息和應(yīng)用都將設(shè)法基于IP進(jìn)行傳送，VOIP首當(dāng)其沖。從發(fā)燒友們嘗試的PC到PC的Internet電話，到1998年IP電話網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品迅速成熟，幾乎所有運(yùn)營商都開始為在核心程控交換機(jī)上實現(xiàn)大規(guī)模的IP電話認(rèn)真準(zhǔn)備，IP電話成為21世紀(jì)最熱門的話題之一。近幾年來，電信新技術(shù)的發(fā)展日新月異，其中以因特網(wǎng)技術(shù)

9、為依托的電信網(wǎng)絡(luò)IP化的進(jìn)程尤其引人注目。IP電話作為其中的代表，在國內(nèi)取得了迅速增長，在短短幾年內(nèi)已覆蓋了全國大部分地區(qū)，并且對傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)形成很大的沖擊。目前國內(nèi)一些新興電信運(yùn)營商的IP電話網(wǎng)絡(luò)規(guī)模已具有與傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)全面展開競爭的潛力。IP電話業(yè)務(wù)雖然在國內(nèi)已經(jīng)取得了長足的進(jìn)展，但尚存在許多問題：其服務(wù)質(zhì)量目前還無法達(dá)到傳統(tǒng)電信網(wǎng)的水平；實際成本如何評估還存在爭議；由于IP網(wǎng)絡(luò)本身的特點(diǎn)，安全始終是IP電話網(wǎng)絡(luò)的一個隱患；國內(nèi)外廠家的設(shè)備尚不能完全實現(xiàn)互連互通，等等。如果不能很好地解決這些問題，將會影響到IP電話業(yè)務(wù)下一步的發(fā)展。本文介紹了IP電話技術(shù)的演進(jìn)過程和發(fā)展現(xiàn)狀；國內(nèi)和國際上采

10、用的IP電話和傳真的業(yè)務(wù)流程、實際方式和所涉及到的關(guān)鍵技術(shù)及其差異；國內(nèi)剛剛興起的IP電話增值業(yè)務(wù)的技術(shù)和實現(xiàn)方法。本文的作后對未來IP電話技術(shù)中幾個很有希望的發(fā)展方向進(jìn)行了描述。目前專家普遍認(rèn)為VOIP將代表電話技術(shù)未來的方向，與傳統(tǒng)電話相比IP電話可大大降低通信成本，發(fā)展前景非常廣闊。許多人相信IP電話時代即將到來，市場研究機(jī)構(gòu)IDC最新發(fā)布的研究報告表明：2004年，中國運(yùn)營商級IP語言市場以45億美元成為亞太地區(qū)最大的IP語言市場IDC預(yù)計到2009年，中國運(yùn)營商級IP語言市場達(dá)到126億美元，而Frost & Sullivan 調(diào)研公司在報告中預(yù)計，到2007年VOIP的通話

11、量將占全球通話量的75%。近年來，隨著電信技術(shù)的飛速發(fā)展和管理條例的不斷放寬，電信行業(yè)發(fā)生了巨大變化，然而電信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)技術(shù)和結(jié)構(gòu)卻始終沒有改變，電信網(wǎng)絡(luò)仍然由專用電路交換器構(gòu)成。通信技術(shù)綜合化、數(shù)字化、智能化、個人化的發(fā)展，人們在單一網(wǎng)絡(luò)平臺上實現(xiàn)語言、數(shù)據(jù)、圖像等多種綜合業(yè)務(wù)已經(jīng)成為電信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的目標(biāo)和必然趨勢。而Internet中IP電話的出現(xiàn)，使語言業(yè)務(wù)在數(shù)據(jù)網(wǎng)上高效傳送成為可能，這種強(qiáng)大、經(jīng)濟(jì)、有效且嶄新的通信手段，使得傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)網(wǎng)正在逐漸融為一體4。 1.2 論文研究的目的及意義近年來，1P電話迅速從實驗室進(jìn)人實用，并以其價廉及尚可接受的質(zhì)量擠占了一部長途電信市場。根據(jù)測算

12、，IP電話的用戶已從1995年的4O萬激增到1999年的1600萬。近年來，一些西方國家紛紛放開了1P電話業(yè)務(wù)，我國有關(guān)部門對IP網(wǎng)絡(luò)電話采取了同引進(jìn)其它新技術(shù)、新業(yè)務(wù)一樣的態(tài)度，始終積極跟蹤、認(rèn)真研究。1999年我國進(jìn)行了IP電話試驗，現(xiàn)已有多家電信運(yùn)營公司正式提供IP電話業(yè)務(wù)，用戶反應(yīng)良好。隨著人們對1P電話服務(wù)質(zhì)量要求的不斷提高，通信專家和運(yùn)營商正在加緊研究和解決與IP電話相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。隨著與IP電話相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)的相繼被解決和正在被突破，1P電話的服務(wù)質(zhì)量將不斷提高，1P電話將會得到越來越廣泛的應(yīng)用。專家們預(yù)言，統(tǒng)一未來通信的將是Internet，而IP電話技術(shù)的出現(xiàn)和商業(yè)應(yīng)用，則開

13、始把話音和Interne網(wǎng)結(jié)合起來。我國電信網(wǎng)裝備能力已是世界通信的第二大國。據(jù)1998年統(tǒng)計公布：電話交換機(jī)容量達(dá)到1.34億門（全部數(shù)字程控化），容量實占率64.75（如同工業(yè)的產(chǎn)銷率）。傳輸網(wǎng)建成8橫8縱光纜17.3萬公里，長途自動交換機(jī)容量達(dá)到483萬路端。分組交換DDN、幀中繼、計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)等數(shù)據(jù)通信端口數(shù)達(dá)到61.8萬個，數(shù)據(jù)用戶數(shù)約為210萬，普及率達(dá)到10.64（含移動2.0），通信能力富余量較大。而且現(xiàn)有裝備的硬件和軟件，一般是能支持TCPIP協(xié)議的。只要在相關(guān)地區(qū)的網(wǎng)段調(diào)配或增新一些網(wǎng)關(guān)和路由器就可以開通IP電話?？傊覈娦啪W(wǎng)的結(jié)構(gòu)和裝備已具備開通IP電話的能力，而且兼

14、備支持?jǐn)U展與發(fā)展IP電話市場巨大的潛在能力。由于目前IP電話尚無一個完全統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所以現(xiàn)在通話雙方的系統(tǒng)要使用同一公司的相關(guān)產(chǎn)品。就IP電話制定的協(xié)議而言，目前基本上有二大類，即H.323和SIP協(xié)議，這二個協(xié)議在呼叫建立與控制方面有著不同的方案。H.323已有多年的發(fā)展，所以一般多數(shù)廠方采用H.323協(xié)議。隨著IP電話業(yè)務(wù)的興起，國際上應(yīng)運(yùn)而生一種新型的國際業(yè)務(wù)運(yùn)行組織-IP國際電話聯(lián)盟組織。在目前IP電話尚無一個完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的情況下，他們負(fù)責(zé)國際間IP電話的網(wǎng)絡(luò)互通及業(yè)務(wù)互通，同時完成國際IP電話的路由選擇、計費(fèi)、結(jié)算、拆帳等工作。鑒于國際上許多國家已開放IP電話，尤其歐洲市場已有許多國

15、家與地區(qū)完全開放此類業(yè)務(wù)，所以中國電信除必須在國內(nèi)抓緊建設(shè)國內(nèi)IP電話網(wǎng)絡(luò)外，同時應(yīng)當(dāng)積極成為國際級的IP電話網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者或IP電話承載組織。同時，在購買網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時的選擇顯得尤為重要。IP網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)的發(fā)展使整個社會實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化成為可能，形成社會網(wǎng)絡(luò)化，網(wǎng)絡(luò)社會化的局面而IP電話開始出現(xiàn)之時，人們就認(rèn)為它將是傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)的強(qiáng)勁競爭對手，IP是英文Internet Protocol的縮寫形式。IP電話是利用Internet Protocol網(wǎng)際協(xié)議，在因特網(wǎng)上采用數(shù)字壓縮和包交換技術(shù)傳輸話音。它充分利用帶寬，提高線路利用率，降低了成本，為用戶提供更加方便、經(jīng)濟(jì)的電話服務(wù)。第二章 IP電話概述 199

16、5年，全球第一個可以通過Internet打長途電話的軟件產(chǎn)品“Internet Phone”問世，在多媒體電腦上安裝該軟件，就可以通過Internet和世界上任何地方安裝同樣軟件的電腦進(jìn)行通話。IP是國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（Internet Protocol）的簡稱，IP電話是按國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)內(nèi)容開通的電話業(yè)務(wù)，中文翻譯為網(wǎng)絡(luò)電話或互聯(lián)網(wǎng)電話，它是利用國際互聯(lián)網(wǎng)Internet為語音傳輸?shù)拿浇?，從而實現(xiàn)語音通信的一種全新的通信技術(shù)。由于其通信費(fèi)用的低廉 （ 每分鐘互聯(lián)網(wǎng)通信費(fèi)用人民幣6分6厘，而普通電話的國際通信費(fèi)，每分鐘需十幾元人民幣），所以也有人稱之為廉價電話。網(wǎng)絡(luò)電話、互聯(lián)網(wǎng)電話、

17、經(jīng)濟(jì)電話或者廉價電話，這些都是人們對IP電話的不同稱謂，其實質(zhì)基本都是一個意思?，F(xiàn)在用得最廣泛，也是比較科學(xué)的叫法即“IP電話”1。2.1 IP電話的由來 1、 最初的IP電話是個人計算機(jī)與個人計算機(jī)之間的通話。    通話雙方利用雙方的電腦與調(diào)制解調(diào)器，再安裝好聲卡及相關(guān)軟件，加上送話器和揚(yáng)聲器，通話雙方必須同時用在線PC上相同的軟件和語音壓縮聲卡進(jìn)行通話；然后進(jìn)行通話。 在這一階段，只能完成雙方都知道對方網(wǎng)絡(luò)地址及必須約定時間同時上網(wǎng)的點(diǎn)對點(diǎn)的通話，在普通的商務(wù)領(lǐng)域中就顯得相當(dāng)麻煩，因而，不能商用化或進(jìn)入公眾通信領(lǐng)域。2、 隨著IP電話的優(yōu)點(diǎn)逐步被人們認(rèn)識，許

18、多電信公司在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了開發(fā)，從而實現(xiàn)了計算機(jī)與普通電話之間的通話。計算機(jī)一方，一般需要能上國際互聯(lián)網(wǎng)（Internet）的普通計算機(jī)（PC），一臺調(diào)制解調(diào)器（modem），計算機(jī)上同樣應(yīng)該裝有聲卡和送話器及揚(yáng)聲器，并且要安裝IP電話的軟件。 電話機(jī)用戶方，應(yīng)當(dāng)具備撥號上本地網(wǎng)IP電話的網(wǎng)關(guān)（gateway）的功能。計算機(jī)（PC）方呼叫遠(yuǎn)端電話： 先通過Internet登陸到網(wǎng)關(guān)，進(jìn)行賬號確認(rèn)，提交被叫號碼，然后由網(wǎng)關(guān)完成呼叫。電話呼叫遠(yuǎn)端計算機(jī)（PC）：計算機(jī)（PC）應(yīng)當(dāng)向Internet提供一個固定的地址，并且在電話所在網(wǎng)關(guān)上進(jìn)行登記，電話向網(wǎng)關(guān)呼叫，通過網(wǎng)關(guān)自動呼叫被叫計算機(jī)（計算機(jī)平

19、時不能關(guān)機(jī)）。 這一類IP電話，擁有電話機(jī)的一方，可以不必安裝計算機(jī)及相關(guān)軟件與設(shè)備。目前，國內(nèi)有些計算機(jī)客戶與國外進(jìn)行IP電話的通話已可以采用這種方式。但是，這種方式仍舊十分不方便，無法滿足公眾隨時需要的通話方式。3、 在以上方式的基礎(chǔ)上，國際上許多大的電信公司又推出了普通電話與普通電話之間的通話。普通電話客戶通過本地電話撥號上本地的互聯(lián)網(wǎng)電話的網(wǎng)關(guān)（Gateway），輸入賬號、密碼，確認(rèn)后鍵入被叫號碼，這樣本地與遠(yuǎn)端的網(wǎng)絡(luò)電話通過網(wǎng)關(guān)透過Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，遠(yuǎn)端的Internet網(wǎng)關(guān)通過當(dāng)?shù)氐碾娫捑W(wǎng)呼叫被叫用戶，從而完成普通電話客戶之間的電話通信。作為網(wǎng)絡(luò)電話的網(wǎng)關(guān)，一定要有專線

20、與Internet網(wǎng)絡(luò)相連， 即是Internet網(wǎng)上的一臺主機(jī)，目前雙方的網(wǎng)關(guān)必須用相同一家公司的產(chǎn)品。這種通過Internet網(wǎng)從普通電話-普通電話的通話方式就是人們通常講的IP電話，也是目前發(fā)展得最快而且最有商用化前途的電話。2.2 IP電話的發(fā)展情況  自2000年4月正式開通以來，我國IP電話發(fā)展保持較高的發(fā)展速度。根據(jù)統(tǒng)計，今年上半年我國IP電話業(yè)務(wù)總量超過了80億分鐘，是2000年全年業(yè)務(wù)量的2倍多。     電信資費(fèi)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)性調(diào)整后，IP電話也相應(yīng)地進(jìn)行了價格調(diào)整，雖然減少了與普通固定電話的價格優(yōu)勢，但其價格優(yōu)勢仍然較為明顯。

21、今年上半年以來，我國IP電話仍然保持了較為快速的增長勢頭。     但受電信資費(fèi)結(jié)構(gòu)性調(diào)整的影響，我國IP電話業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)發(fā)生相應(yīng)的變化，各種業(yè)務(wù)包括國內(nèi)長途、國際長途和港澳臺IP電話所占份額不同。電信資費(fèi)下調(diào)后，國際長途比例下降較大，這是因為IP電話國際長途和普通國際長途的價格差距縮小很多，同時人們開始習(xí)慣使用IP電話方式進(jìn)行溝通，另一個重要原因就是在電信業(yè)務(wù)中，國內(nèi)長途仍然是最主要的業(yè)務(wù)。 IP電話對長途電話的分流與沖擊，使在我國長途電話業(yè)務(wù)市場形成了實際上的多元化競爭格局。雖然各運(yùn)營商的業(yè)務(wù)體系不盡相同，但在IP電話業(yè)務(wù)方面，各自都推出相近的整體方案。

22、事實上，IP電話業(yè)務(wù)的引入，使我國傳統(tǒng)話音業(yè)務(wù)市場出現(xiàn)了激烈的競爭，打破了電信話音業(yè)務(wù)市場由中國電信壟斷的局面4。驅(qū)使Internet話音業(yè)務(wù)飛速發(fā)展的因素是什么呢？主要因素是價格。相同通話時間，通過Internet話音服務(wù)花費(fèi)的費(fèi)用僅僅為通過傳統(tǒng)話音服務(wù)花費(fèi)的費(fèi)用的幾分之一，甚至幾十分之一，其價格差異如此的懸殊，Internet電話的發(fā)展速度也就可想而知了。另一個因素是技術(shù)的發(fā)展。以往，Internet電話留給人的印象是話音質(zhì)量低劣、延遲長、經(jīng)常斷。但隨著技術(shù)的發(fā)展，這些現(xiàn)象將不復(fù)存在。一方面，隨著ITU H.323一系列協(xié)議的推出，使得Internet電話的規(guī)范逐步完善，各廠商的設(shè)備可以互

23、通；另一方面，Internet網(wǎng)絡(luò)的大力興建及硬件設(shè)備性能的提高為Internet電話的順暢提供了保障；最后，話音壓縮技術(shù)的發(fā)展也為Internet電話的發(fā)展鋪平了道路。IP電話的發(fā)展非常迅速，是在近一兩年來如火如荼，隨著它的普及，給電信行業(yè)帶來的沖擊和影響越來越大，引發(fā)了有關(guān)業(yè)務(wù)劃分、承擔(dān)社會責(zé)任等許多問題，引起全球各國電信管制者和相關(guān)部門的普遍關(guān)注。中國的IP發(fā)展同樣非常迅速，引起業(yè)界各方的關(guān)注。IP電話表現(xiàn)形式多種多樣，從終端形式上說，VOIP可以是從PC-PC的呼叫，或PC-電話的呼叫，也可以是交互型網(wǎng)絡(luò)游戲者“控制器”之間的對話，從通話傳輸網(wǎng)絡(luò)看，可以是全部在IP網(wǎng)上傳送基于公眾互聯(lián)

24、網(wǎng)或?qū)Ｓ没ヂ?lián)網(wǎng)，可以是部分在IP網(wǎng)上傳送、部分在PSTN上傳送，在呼叫者號碼識別方面，可使用傳統(tǒng)電話的號碼，也可使用自己的特殊編號，從提供商不同又可分為傳統(tǒng)電信運(yùn)營商、獨(dú)立IP電話提供商、公司內(nèi)部使用和個人用戶自助式IP電話等多種服務(wù)形式。IP業(yè)務(wù)分類的多樣性，給中國按照業(yè)務(wù)類型進(jìn)行監(jiān)管的方式帶來挑戰(zhàn)。2.3 IP電話與傳統(tǒng)電話的比較 IP電話與傳統(tǒng)電話相比較，有許多不相同的地方。語音傳輸?shù)拿浇槭峭耆煌模琁P電話的傳輸媒介為Internet網(wǎng)絡(luò)，而傳統(tǒng)電話為公眾電話交換網(wǎng)。它們的交換方式也是完全不同的，IP電話運(yùn)用的是分組交換技術(shù)，信息根據(jù)IP協(xié)議分成一個一個分組進(jìn)行傳輸，每個分組上都有目

25、的地址與分組序號，到目的地后再還原成原來的信號，而且分組可以沿不同的途徑到達(dá)目的地，而傳統(tǒng)電話用的是電路交換的方式，它沒有IP電話交換的這些功能。從占用信道或帶寬上講，IP電話有信息才傳送，反之不傳送，這樣，其語音信息不占用固定信道，使用壓縮技術(shù)后，其話音信息可以壓縮到8kbit/s，而傳統(tǒng)電話一般要占用64kbit/s的固定信道，而且只要不掛機(jī)，傳統(tǒng)電話始終占用這一信道，所以IP電話的帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)電話。從費(fèi)用上講，IP電話的費(fèi)用組成是：Internet通信資費(fèi)市內(nèi)電話通話資費(fèi)IP電話相關(guān)設(shè)備費(fèi)用，由于Internet資費(fèi)我國僅每分鐘6分6厘，市話費(fèi)也相當(dāng)便宜，加上IP電話所占帶寬比較低的

26、原因，所以與傳統(tǒng)的國際長途電話費(fèi)的成本比較相對較低，也有一些國家或地區(qū)對傳統(tǒng)的國際長話要加收一定的稅金，所以，國際長話費(fèi)相對較高6。 從話音質(zhì)量上講，IP電話相對傳統(tǒng)電話的語音質(zhì)量較差，其中有帶寬、延遲等因素，尤其在網(wǎng)絡(luò)擁塞時，通話質(zhì)量可能難以保證。從話音質(zhì)量上講，IP電話相對傳統(tǒng)電話的語音質(zhì)量較差，其中有帶寬、延遲等因素，尤其在網(wǎng)絡(luò)擁塞時，通話質(zhì)量可能難以保證。IP電話與傳統(tǒng)電話的比較如下表：3表2-1 IP電話與傳統(tǒng)電話的比較 性能 品種IP電話傳統(tǒng)電話 傳輸媒體 互聯(lián)網(wǎng)（Internet）公眾電話網(wǎng)（PSTN） 交換方式分組交換電路交換 帶寬利用率高（不獨(dú)占路由，每個話務(wù)占帶寬為8K/b

27、ps）低（每次通信獨(dú)占一條64K/bps路由） 使用費(fèi)低高 話音質(zhì)量低高 提供的功能 多 少2.4 IP電話存在的問題IP電話以低廉的價格頗得用戶好感的同時，由于技術(shù)方面的原因。通話效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如傳統(tǒng)的國際國內(nèi)長途，因此又影響著它的進(jìn)一步推廣。事實上IP電話的優(yōu)勢與劣勢是相統(tǒng)一的。由于IP電話采用數(shù)字壓縮和IP包交換傳輸技術(shù)，與傳統(tǒng)的電路交換方式相比，節(jié)約了傳輸帶寬，提高了線路利用率，大大降低了成本。但由于上網(wǎng)的人多，便很容易造成擁塞，有時輸入卡號、密碼后，確認(rèn)時間較慢，出現(xiàn)話音延遲等情況。通話質(zhì)量比傳統(tǒng)的國際、國內(nèi)長途電話要稍微差些，這也是IP電話目前在許多發(fā)達(dá)國家也尚不能廣泛應(yīng)用的主要制約因

28、素。目前IP電話主要存在的問題有： 互通問題由于國際標(biāo)準(zhǔn)化工作尚未最終完成，不同協(xié)議間無法實現(xiàn)互通。由于認(rèn)證、授權(quán)等定義存在模糊性，沒有定義統(tǒng)一的網(wǎng)管、計費(fèi)接口，各廠家往往針對自己的技術(shù)特點(diǎn)使用內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)制造IP電話產(chǎn)品，不同廠商生產(chǎn)的網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)守間很難實現(xiàn)互聯(lián)互通。IP電話運(yùn)營商之間的業(yè)務(wù)互通和結(jié)算也是亟待解決的問題。隨著H323v3的制訂和中國IP電話技術(shù)體制的頒布，國內(nèi)外各IP電話設(shè)備廠家產(chǎn)品的互通性將得到較大的改善。OSP是一個致力解決IP電話運(yùn)營商間的通用結(jié)算的協(xié)議。它通過一套基于最少花銷、最佳路由和最好質(zhì)量的路由算法，選擇最佳的呼叫路由，動態(tài)平衡話音業(yè)務(wù)，提供不同運(yùn)營商間的路由策略和計

29、費(fèi)分賬。同時，iN0w（一個由多家IP電話設(shè)備制造商組成的解決互聯(lián)互通的組織）現(xiàn)在也致力于解決不同廠商的IP電話產(chǎn)品互聯(lián)互通及用戶認(rèn)證、計費(fèi)、結(jié)算等問題7。 服務(wù)質(zhì)量問題影響IP電話服務(wù)質(zhì)量最主要的原因是時延抖動引起話音質(zhì)量下降。傳輸時延可分為固定時延和可變時延。網(wǎng)關(guān)設(shè)備將帶來一定的固定時延（編解碼、壓縮、分組都需要時間），固定時延可控制在50到150ms?？勺儠r延則與路由及網(wǎng)絡(luò)擁塞情況有關(guān)。語音與數(shù)據(jù)混合傳輸，在網(wǎng)絡(luò)比較繁忙、負(fù)載較重的情況下，時延較大。一般要求時延在250ms以內(nèi)才能達(dá)到類似PSTN 的質(zhì)量或好的無線條件下移動電話的質(zhì)量。時延問題可以通過三種途徑來解決，一是增加網(wǎng)絡(luò)的帶寬：

30、二是選擇合適的路由，繞過那些負(fù)載過重的路由器，直接連到主干網(wǎng)進(jìn)行中繼傳輸；三是在網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)Qos的資源預(yù)留協(xié)議（RSVP）、區(qū)分服務(wù)（DiffServ）、數(shù)據(jù)包保護(hù)等技術(shù)。 實時傳輸問題實時傳輸是網(wǎng)絡(luò)電話普及的一個瓶頸技術(shù)，一方面，通話質(zhì)量對于延時和丟幀相當(dāng)敏感，當(dāng)語音的延時超過300ms 時，通話雙方會有感覺，而超過1s時，便不能正常通話了。這對于現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和狀況都是一個考驗。由于過去的網(wǎng)絡(luò)對實時傳輸協(xié)議支持甚少，而且很多地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)狀況不容樂觀，形成制約網(wǎng)絡(luò)電話發(fā)展的又一障礙3。2.5 IP電話的發(fā)展前景 1） IP電話向多媒體化發(fā)展。隨著第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋和寬帶網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量的

31、不斷擴(kuò)大，IP將會提供語音、數(shù)據(jù)、視頻等多項內(nèi)容的融合。 2） IP電話市場重點(diǎn)將由行業(yè)用戶轉(zhuǎn)向重點(diǎn)用戶群體。目前，IP低廉乃至免費(fèi)的價格引起企業(yè)的廣泛興趣，建一個全局性的語音IP電話，全局范圍內(nèi)使用會減少大量的語音話費(fèi)，是普通電話所無法比擬的。 3） IP電話的種類將從單一到多種。IP電話的大部分業(yè)務(wù)是電話到電話的業(yè)務(wù)，目前其他業(yè)務(wù)模式如電話到PC，PC到電話，IP到PC等也在快速發(fā)展。這四種方式的綜合運(yùn)用將給予IP產(chǎn)品供應(yīng)商和市場運(yùn)營商更大的空間。 4） IP電話與寬帶和無線的結(jié)合。這也是一個綜合的技術(shù)和業(yè)務(wù)趨勢，INMAX、Wi2Fi等無線技術(shù)正在從數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)領(lǐng)域侵入到語音業(yè)務(wù)領(lǐng)域，將產(chǎn)生

32、一系列嶄新的技術(shù)與應(yīng)用模式，而對第三代移動通信市場的發(fā)展帶來嚴(yán)重的沖擊。 隨著IP技術(shù)的發(fā)展，其市場逐漸擴(kuò)大，巨大的潛在需求吸引了眾多的運(yùn)營商和設(shè)備制造商加入這一領(lǐng)域的經(jīng)營與競爭。當(dāng)前在全球已經(jīng)形成了IP電話經(jīng)營商和新業(yè)務(wù)提供商，并已為用戶提供IP業(yè)務(wù)。專家分析，這些IP電話經(jīng)營商和新業(yè)務(wù)提供商主要來自ISP、電信公司、新的專業(yè)IP電話公司，另外還有有限電視公司，他們正在或?qū)⒁獜膫鹘y(tǒng)的電信經(jīng)營商手中爭得越來越多的利潤和市場份額，擴(kuò)大他們的經(jīng)營范圍。一些小公司在亞洲各國尚未對IP業(yè)務(wù)進(jìn)行管制或法規(guī)還不夠完善時，也在積極開辦IP業(yè)務(wù)，乘機(jī)獲得市場利潤與份額。 隨著市場競爭的日趨激烈，IP電話經(jīng)營商

33、除了提供有競爭力的價格之外，還必須引導(dǎo)用戶的潛在需求，提供多種增值服務(wù)，例如統(tǒng)一傳信、IP電視電話等服務(wù)。統(tǒng)一傳信是讓用戶通過一部電話或PC接入Email、傳真和尋呼消息。這種一體化的消息接入服務(wù)現(xiàn)在盡管還不普遍，但是經(jīng)營IP電話網(wǎng)絡(luò)的業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，在今后幾年內(nèi)它將會成為重要的服務(wù)方式。一些IP電話廠商目前正在開發(fā)能提供一體化消息的產(chǎn)品。IP電話最突出的特點(diǎn)是顯著降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營成本。目前，許多企業(yè)并行兩到三條網(wǎng)絡(luò)一條用作語音傳送，一條用作視頻會議，另一條用于數(shù)據(jù)傳輸，這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)直接帶來網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的高成本?；跀?shù)據(jù)網(wǎng)，IP電話系統(tǒng)可以有效地把這些網(wǎng)絡(luò)整合，減少了企業(yè)在話路設(shè)備、電話系統(tǒng)安裝和維護(hù)上

34、的投資。同時，因為企業(yè)內(nèi)部的通話是在數(shù)據(jù)網(wǎng)上進(jìn)行，不占用電信服務(wù)商的資源，因而降低了話費(fèi)支出，特別是對于那些分支多，地域分散的大型企業(yè)，長途話費(fèi)的節(jié)省就更加顯著。IP電話另一特點(diǎn)是靈活方便。由于IP電話技術(shù)將語音與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)融為一體，減少了布線，安裝時只要將IP電話機(jī)與數(shù)據(jù)線連接即可，無需識別哪個是語音線。此外，當(dāng)座位發(fā)生變動時，只要把IP電話機(jī)與新地點(diǎn)的數(shù)據(jù)線連上，就可以和先前一樣辦公。而在傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡(luò)中，移機(jī)則需要通過專業(yè)工程師的“跳線”來調(diào)整。更方便的是，這種移動在部署IP電話的分支機(jī)構(gòu)間可以暢通無阻。這對于那些實行彈性工作時間、人員移動性大、或是座位變換頻繁的企業(yè)而言，受益會更顯著。 I

35、P電話系統(tǒng)的日益成熟，讓越來越多的企業(yè)和電信服務(wù)商不再局限于使用傳統(tǒng)電話網(wǎng)，而是更多的采用IP電話應(yīng)用和服務(wù)。IP電話正在成為企業(yè)重要的信息傳輸和溝通載體，盡管要讓傳統(tǒng)電話網(wǎng)上的所有語音流量都通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸還需要時間，但I(xiàn)P電話折射出的生命力預(yù)示這一領(lǐng)域會是企業(yè)應(yīng)用的發(fā)展方向。IP電話的使用時代已提前到來，所以企業(yè)已經(jīng)開始著手升級他們的系統(tǒng)，不愿因為固化于傳統(tǒng)設(shè)備而落后于時代發(fā)展。第三章 IP電話的工作原理及系統(tǒng)組成3.1 基本工作原理IP電話（ Internet Protocol Phone）也稱作VOIP （Voiceover IP，于IP協(xié)議的語音通信），利用IP網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)語音通信的

36、一種先進(jìn)通信手段，一種完全基于IP網(wǎng)絡(luò)的語音傳輸技術(shù)。其基本傳輸方法是：利用語音網(wǎng)關(guān)，交換平臺，守等設(shè)備將模擬信號數(shù)字化，過語音壓縮算法對語音數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼處理，后按IP等相關(guān)協(xié)議進(jìn)行打包，過IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)侥康牡?，的地接收到?shù)據(jù)包后，數(shù)據(jù)重組，壓縮后再還原成模擬信號。這樣就通過IP網(wǎng)絡(luò)傳送了語音信號。傳統(tǒng)電話以電路交換方式傳輸語音，IP電話則以分組交換方式傳輸語音，實現(xiàn)原理如圖3.1所示。首先發(fā)送端的語音信號接收器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器對模擬語音信號進(jìn)行8位或16位的量化，成PCM（Pulse Code Modulation）數(shù)字語音數(shù)據(jù)，縮編碼器將PCM語音數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為某種格式的語音數(shù)據(jù)，減少語音信號

37、的冗余度，低IP電話對傳輸信道的帶寬要求，碼后的語音數(shù)據(jù)按照一定的協(xié)議進(jìn)行處理，后封裝成IP語音包發(fā)送至IP網(wǎng)絡(luò)；接收端從IP網(wǎng)絡(luò)接收IP語音包后，行解包、解碼、數(shù)模轉(zhuǎn)換等處理，構(gòu)模擬語音信號，通過播放器重現(xiàn)發(fā)送端語音。IP網(wǎng)絡(luò)封裝成IP包壓縮編碼器模數(shù)轉(zhuǎn)換器接收器解析IP包壓縮解碼器數(shù)模轉(zhuǎn)換器播放器 發(fā)送端 接收端圖3.1 IP 電話實現(xiàn)原理圖IP電話使用VOIP技術(shù)在寬帶網(wǎng)連接上提供語音通信。這種語音通信可以轉(zhuǎn)接到公共互聯(lián)網(wǎng)上，也可以轉(zhuǎn)接到專用的IP干線網(wǎng)絡(luò)。由專門設(shè)備或軟件將呼叫方的話音傳真信號采樣并數(shù)字化，壓縮，打包，經(jīng)過IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綄Ψ剑瑢Ψ降膶ｉT設(shè)備或軟件接收到話音包后，解壓縮，

38、還原成模擬信號送給電話聽筒或傳真機(jī)。經(jīng)過IP電話系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換及壓縮處理，每個普通電話傳輸速率約占用8到1lkbits帶寬，因此在與普通電信網(wǎng)同樣使用傳輸速率為64kbits的帶寬時，IP電話數(shù)是原來的5至8倍。在企業(yè)網(wǎng)中。一般都使用IP電話網(wǎng)關(guān)（VOIP PhoneFax IP Gateway）。網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)普通電話網(wǎng)絡(luò)與IP網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換，各IP電話網(wǎng)關(guān)由統(tǒng)一的規(guī)則進(jìn)行管理。IP電話網(wǎng)關(guān)具有路由管理功能，它把各地區(qū)電話區(qū)號映射為相應(yīng)的地區(qū)網(wǎng)關(guān)IP地址。這些信息存放在一個數(shù)據(jù)庫中。在用戶撥打IP電話時，IP電話網(wǎng)關(guān)根據(jù)電話區(qū)號數(shù)據(jù)庫資料，確定相應(yīng)網(wǎng)關(guān)的IP地址，并將此IP地址加入IP數(shù)據(jù)包中。同時選擇最

39、佳路由，把IP數(shù)據(jù)包經(jīng)因特網(wǎng)送達(dá)目的IP電話網(wǎng)關(guān)。對于因特網(wǎng)未延伸到或暫時未設(shè)立網(wǎng)關(guān)的地區(qū)，可設(shè)置路由，由最近的網(wǎng)關(guān)通過長途電話網(wǎng)轉(zhuǎn)接，實現(xiàn)通信業(yè)務(wù)。普通電話通過信令來控制用戶的呼叫建立、連接、通話、釋放連接等過程。與此類似，IP電話也必須通過電話信令來控制這些過程，即IP電話要傳送2類數(shù)據(jù)：信令數(shù)據(jù)和語音數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的PSTN電話所不同的是，IP電話是通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸?shù)?。它通過分組交換的方式來實現(xiàn)，因此TCP/IP協(xié)議是其所應(yīng)遵守的基本協(xié)議。但是TCP/IP協(xié)議是一個龐大而復(fù)雜的體系結(jié)構(gòu)，幾乎涵蓋了網(wǎng)絡(luò)上所有的應(yīng)用，對于IP電話這一特定的應(yīng)用，實現(xiàn)整個TCP/IP協(xié)議是完全沒有必要的。所以在

40、實現(xiàn)的過程中，可以針對電話這一特定的要求簡化TCP/IP協(xié)議。圖3.2是一個簡化了的TCP/IP協(xié)議的分層結(jié)構(gòu)示意圖。語音數(shù)據(jù)UDPICMPTCPIPPPPSLIPARPModemRS232Ethernet 圖3.2 IP電話實現(xiàn)原理框圖圖3.2在遵循OSI的7層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對TCP/IP協(xié)議機(jī)制進(jìn)行了適當(dāng)?shù)暮喕Ｔ诰W(wǎng)絡(luò)接口層，基于帶寬及接口復(fù)雜程度的考慮，我們選擇Ethernet網(wǎng)卡作為接入網(wǎng)絡(luò)的接口，并采用ARP的方式對電話進(jìn)行尋址。網(wǎng)絡(luò)層仍然用IP數(shù)據(jù)報的方式封裝從上層傳來的數(shù)據(jù)包，它包括傳輸層的UDP及ICMP兩種數(shù)據(jù)包，這兩種數(shù)據(jù)包分別傳送信令數(shù)據(jù)和語音數(shù)據(jù)。與TCP的傳輸方式相比

41、，UDP的傳輸方式在網(wǎng)絡(luò)壓力不太大的情況下傳輸效率會更高。LCD鍵盤編、解碼MCU以太網(wǎng)卡EPROMRAMEthernet圖3.3 IP電話的實現(xiàn)框圖圖3.3是IP電話的實現(xiàn)框圖：以單片機(jī)為核心，包括存儲、輸入輸出、與網(wǎng)絡(luò)的接口及語音的編解碼部分。3.2 IP電話實現(xiàn)的技術(shù)方案3.2.1 基于軟件利用軟件在PC機(jī)上實現(xiàn)IP電話是早期的一種方法，也是目前最易實現(xiàn)的一種方式。它相當(dāng)于一種聯(lián)機(jī)應(yīng)用，用戶使用專用的客戶端IP電話軟件，在配備麥克風(fēng)、音箱、聲卡等設(shè)備就可通過IP網(wǎng)實現(xiàn)這種應(yīng)用。其通話原理是：利用Internet 電話軟件把送入話筒的語音進(jìn)行編碼壓縮、分組，變成IP 數(shù)據(jù)報，經(jīng)Intern

42、et 網(wǎng)絡(luò)傳送，接受端利用軟件進(jìn)行解碼還原成原來的信號后送到揚(yáng)聲器中。其中話音編碼、回波消除和呼叫處理由主機(jī)CPU 完成。這種純軟件電話方案的顯著優(yōu)點(diǎn)是可以支持多媒體通信，主要適用于計算機(jī)用戶。能方便的實現(xiàn)電視會議、白板、數(shù)據(jù)通信等功能，也可以實現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)或點(diǎn)對多點(diǎn)的會議通信。然而，這種方案有很大的局限性：第一，由于話音壓縮編碼和回波消除算法在主機(jī)上運(yùn)行，要求主機(jī)的性能很高；第二，由于主機(jī)處理得非實時性，通常會導(dǎo)致時延太長；第三，呼叫雙方必須使用同一種軟件；第四，由于屬于聯(lián)機(jī)應(yīng)用，在呼叫前雙方必須預(yù)先約好；第五，只限于PC 機(jī)用戶，不利于IP電話作為一項業(yè)務(wù)開展；第六，話音質(zhì)量差。3.2.2 基

43、于DSP的計算機(jī)插卡DSP（數(shù)字信號處理器） 方案可將話音編碼、回波消除、話音壓縮等算法放在DSP卡上進(jìn)行，減輕了主機(jī)CPU的負(fù)擔(dān)，從而比純軟件方案顯著的改善了話音質(zhì)量。 另外，主機(jī)可以插入多塊DSP卡提供多路話音通道，同時由于DSP可以處理全雙工話音信號，減少了話音時延。通信中較典型的有：Quicknet Technologies的PhoneJACK，Micom的多端口DSP 卡。這類卡一般都支持電話機(jī)的摘機(jī)檢測，DTMF 信號檢測，呼叫進(jìn)程信號音產(chǎn)生（如撥號音、忙音、回鈴音等） 以及振鈴信號發(fā)生等功能，來模擬PBX（用戶交換機(jī)） 一側(cè)用戶電路功能。此外，還支持實時語音編/ 解碼。作為Int

44、ernet 的終端用戶，這是一種比較好的解決方案。但如作為Internet與PSTN 的網(wǎng)關(guān)，卻有一些力不從心。這主要是因為容量太小，無法形成一種業(yè)務(wù)。3.2.3 基于Internet 電話網(wǎng)關(guān)為了克服只能在PC機(jī)上打IP的缺點(diǎn)，IP電話公司開始開發(fā)一種稱作Internet電話網(wǎng)關(guān)ITG（ Internet Telephong Gateway）的產(chǎn)品。采用網(wǎng)關(guān)，可以把PSIN與Internet連在一起，使得普通電話具有Internet電話的優(yōu)越功能。ITG是解決普通PSTN電話用戶通過Internet打長途電話的最佳方案。由于ITG對于呼叫方和被叫方都是本地電話，因而ITG可以把Interne

45、t電話費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)擴(kuò)展到普通的PSTN用戶。具體而言，基于ITG的IP電話通信過程有三個階段。3.2.4 呼叫建立首先，主叫通過特服號撥入本地ITG，本地ITG的PSTN中繼接口收到呼叫信息后，選擇空閑通道建立連接，然后，本地ITG要求主叫輸入其賬號（用戶名、密碼等），以便交給認(rèn)證中心完成對用戶身份的認(rèn)證。若認(rèn)證失敗，則中止會話請求，否則，本地ITG將主叫的電話號碼傳遞給認(rèn)證中心，完成電話號碼到IP地址的翻譯，并將此IP地址反送給本地IPG，然后，本地ITG就可通過此IP地址與遠(yuǎn)方ITG（被本地ITG）建立連接，并將電話號碼、口令等信息傳送給遠(yuǎn)方ITG。遠(yuǎn)方ITG將驗證源ITG身份，檢查可用的

46、線路資源。然后根據(jù)獲得的信令幀形成信令信號，傳送給被叫方電話局的交換機(jī)，由交換機(jī)傳送振鈴信息給被叫。這樣，主被叫間就建立了話音通信。3.2.5 語音傳輸連接建立后，PSTN 首先將獲取的說話方的語音數(shù)字化，然后采用雙方本地ITG協(xié)商的語音參數(shù)的壓縮編碼算法進(jìn)行壓縮，添入時間標(biāo)記，形成IP 分組以便在Internet上傳輸。在受話方，從網(wǎng)卡上來的語音經(jīng)排序、解壓縮后形成語音信息，傳送給受話方。這樣，雙方就實現(xiàn)了語音通信。3.2.6 呼叫終止當(dāng)通信的一方傳送呼叫終止信號（如掛機(jī)），相應(yīng)的Internet電話網(wǎng)關(guān)將被釋放所占用的干線通道，并向通信的另一網(wǎng)關(guān)發(fā)送終止信號。接受方網(wǎng)關(guān)收到信號后也釋放所占

47、用的干線通道。此后，就可斷開兩個網(wǎng)關(guān)間的TCP 連接，整個會話過程結(jié)束13。3.3 系統(tǒng)組成IP電話系統(tǒng)由終端設(shè)備（TE）、網(wǎng)關(guān)（Gateway）、多點(diǎn)控制單元（MCU ）和網(wǎng)閘（Gatekeeper）4個基本組件組成如圖3.4所示。 終端設(shè)備是指IP電話的客戶終端，可以是軟件（如Microsoft的Netmeeting）或硬件（如電話機(jī)），它們直接連接在IP網(wǎng)上進(jìn)行實時語音和多媒體通信。 網(wǎng)關(guān)是通過IP網(wǎng)絡(luò)提供電話到電話、PC到電話的話音通信關(guān)鍵設(shè)備，是IP網(wǎng)絡(luò)與PSTNISDNPBX網(wǎng)絡(luò)之間的接口設(shè)備。它完成實時語音壓縮，將64kb/s的語音信號壓縮成低碼率語音信號；完成尋址和呼叫控制。

48、多點(diǎn)控制單元使IP電話在IP網(wǎng)絡(luò)上可實現(xiàn)多點(diǎn)通信，支持諸如網(wǎng)絡(luò)會議之類的多點(diǎn)應(yīng)用。 網(wǎng)閘又稱網(wǎng)絡(luò)管理者或關(guān)守，負(fù)責(zé)用戶的注冊和管理。完成的功能有：地址映射，將電話網(wǎng)的E.164地址映射成相應(yīng)網(wǎng)關(guān)的IP地址；呼叫驗證和管理，對接入用戶的身份進(jìn)行認(rèn)證，防止非法用戶接入；呼叫記錄，使運(yùn)營商有詳細(xì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收費(fèi)；區(qū)域管理，多個網(wǎng)關(guān)可由一個網(wǎng)閘來管理4-5。網(wǎng)守終端設(shè)備IP語音網(wǎng)關(guān)IP網(wǎng)絡(luò)IP語音網(wǎng)關(guān)終端設(shè)備電路交換網(wǎng)電路交換網(wǎng) 圖3.4 IP電話系統(tǒng)組成IP電話的基本結(jié)構(gòu)由網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)守和支持系統(tǒng)三部分構(gòu)成。網(wǎng)關(guān)的主要功能是信令處理、H.323協(xié)議處理、語音編解碼和路由協(xié)議處理等，對外分別提供與PSTN

49、網(wǎng)連接的中繼接口以及與IP網(wǎng)絡(luò)連接的接口。網(wǎng)守的主要功能是用戶認(rèn)證、地址解析、帶寬管理、路由管理、安全管理和區(qū)域管理。支持系統(tǒng)主要包括認(rèn)證中心、計費(fèi)中心、網(wǎng)絡(luò)管理中心及業(yè)務(wù)管理中心。一個典型的呼叫過程是：主叫方撥出IP電話號碼，呼叫由PSTN 語音交換機(jī)發(fā)起，通過中繼接口接入到網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)獲得用戶希望呼叫的被叫號碼后，向網(wǎng)守發(fā)出查詢信息網(wǎng)守查找被叫網(wǎng)關(guān)的IP地址，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源情況來判斷是否能建立連接。如果可以建立連接，則將被叫網(wǎng)關(guān)的IP地址通知給主叫網(wǎng)關(guān)，主叫網(wǎng)關(guān)在得到被叫網(wǎng)關(guān)的IP地址后，通過IP網(wǎng)絡(luò)與對方網(wǎng)關(guān)建立起呼叫連接，被叫側(cè)網(wǎng)關(guān)向PSTN網(wǎng)絡(luò)發(fā)起呼叫并由語音交換機(jī)向被叫用戶振鈴，被叫

50、摘機(jī)后，被叫側(cè)網(wǎng)關(guān)和語音交換機(jī)之間的話音通道被連通，網(wǎng)關(guān)之間則開始利用H.245協(xié)議進(jìn)行能力交換，確定通話使用的編解碼，在能力交換完成后，主被叫方即可開始通話。 在整個IP電話系統(tǒng)中，網(wǎng)關(guān)設(shè)立在世界上各個地區(qū)，完成當(dāng)?shù)仉娫捑W(wǎng)與Internet的接入與轉(zhuǎn)換處理等功能。網(wǎng)關(guān)接收到了標(biāo)準(zhǔn)電話信號以后，經(jīng)數(shù)字化、編碼、壓縮處理，按IP協(xié)議打包到Internet上，根據(jù)傳輸路由，通過Internet發(fā)送到對端網(wǎng)關(guān)；反之，網(wǎng)關(guān)接收到Internet傳來的IP包，經(jīng)解壓處理后還原成模擬語音信號再轉(zhuǎn)到電話網(wǎng)系統(tǒng)。網(wǎng)關(guān)可同時接入和轉(zhuǎn)出電話語音信號，實現(xiàn)全雙工通信。 網(wǎng)關(guān)因其生產(chǎn)廠商不同而有所不同，但基本的組成模

51、塊是一樣的，包括數(shù)據(jù)處理主機(jī)、語音模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)接續(xù)模塊和管理軟件模塊等。網(wǎng)關(guān)具有路由管理功能，它把各地區(qū)電話區(qū)號映射為相應(yīng)地區(qū)網(wǎng)關(guān)的IP地址，這些信息存放在一個數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)接續(xù)處理軟件將完成呼叫處理、數(shù)字語音打包、路由管理等功能。在用戶撥打長途電話時，網(wǎng)關(guān)根據(jù)電話區(qū)號數(shù)據(jù)庫資料，確定相應(yīng)網(wǎng)關(guān)的IP地址，并將此IP地址加入IP數(shù)據(jù)包中，同時選擇最佳路由，以減少傳輸時延，IP數(shù)據(jù)包經(jīng)Internet到達(dá)目的地的網(wǎng)關(guān)。在一些Internet尚未延伸到或未設(shè)立網(wǎng)關(guān)的地區(qū)，可設(shè)置路由，由距離最近的網(wǎng)關(guān)通過長途電話網(wǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)接。網(wǎng)守又稱為網(wǎng)閘，是IP電話網(wǎng)的管理設(shè)備。IP電話網(wǎng)中的網(wǎng)守位于IP

52、網(wǎng)內(nèi)。IP電話網(wǎng)可以采用兩級體系結(jié)構(gòu)，即頂級網(wǎng)守和一級網(wǎng)守，業(yè)務(wù)量大的地區(qū)可根據(jù)需要再增加第三級結(jié)構(gòu)，二級網(wǎng)守。其中頂級網(wǎng)守云可以包含多個頂級網(wǎng)守，當(dāng)IP電話運(yùn)營者的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不是很大時，頂級守網(wǎng)的功能可由其中一個一級網(wǎng)守完成。頂級網(wǎng)守的主要職責(zé)是管理屬于該運(yùn)營者的所有一級網(wǎng)守，一級網(wǎng)守之間的地址解析和認(rèn)證，不同運(yùn)營者IP電話網(wǎng)之間的互通，地址交換，國際呼叫的建立與拆除。二級網(wǎng)守主要負(fù)責(zé)所屬區(qū)域內(nèi)用戶的地址解析和認(rèn)證，防止非法用戶的接入和非法網(wǎng)關(guān)的登記，負(fù)責(zé)向所屬網(wǎng)關(guān)提供路由信息，包括被叫網(wǎng)關(guān)的端口信息等，負(fù)責(zé)完成PC到電話業(yè)務(wù)的呼叫建立，釋放和計費(fèi)信息的采費(fèi)。一級網(wǎng)守主要負(fù)責(zé)管理該一級網(wǎng)守所管

53、轄的全部二級網(wǎng)守音質(zhì)地址解析工作。第四章 IP電話的關(guān)鍵技術(shù) 4.1 分組語音處理技術(shù)4.1.1分組語音技術(shù) 傳統(tǒng)的電話網(wǎng)是以電路交換的方式傳輸語音，它需要的基本帶寬為64kbits。而要在基于IP 的分組網(wǎng)絡(luò)上傳輸語音，就必須對模擬的語音信號進(jìn)行特殊的處理，使處理后的信號可以適合在面向無連接的分組網(wǎng)絡(luò)上傳輸，這項技術(shù)稱為分組語音技術(shù)。 1、分組語音技術(shù)簡述 分組語音技術(shù)是指將語音信號轉(zhuǎn)換為一定長度的數(shù)字化語音包，采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方法，以包的形式進(jìn)行交換和傳輸?shù)募夹g(shù)。電話技術(shù)通常需要64kbs以上的帶寬，而分組語音需要的帶寬不到10kbs。所有分組語音系統(tǒng)都遵循一個共同的模式。在這個網(wǎng)絡(luò)的周邊是

54、被稱為“語音代理”的設(shè)備或部件。這些設(shè)備或部件的任務(wù)是將語音信息從傳統(tǒng)的電話格式轉(zhuǎn)換為適用于分組傳輸?shù)母袷?。然后通過網(wǎng)絡(luò)將分組數(shù)據(jù)發(fā)送到目標(biāo)的語音代理。 2、處理流程 無論對于實時的應(yīng)用（如IP電話）還是非實時的應(yīng)用（如語音郵件），發(fā)送端語音都要經(jīng)過模擬信號數(shù)字信號語音包的處理過程，并在接收端對語音包進(jìn)行相反的處理，從而得到與輸入端相同的語音信號。我們可以把處理流程分為發(fā)送端的處理流程和接收端的處理流程兩部分來介紹。 （1）發(fā)送端的處理流程 首先，把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并對其進(jìn)行進(jìn)入緩沖器前的量化數(shù)據(jù)處理。聲卡和音頻設(shè)備先對模擬語音信號進(jìn)行8位或16位量化，然后再送入緩沖器。許多低比特率的

55、編碼器對語音塊（也被稱為幀）進(jìn)行編碼，典型幀為1030ms，考慮到傳輸過程中的代價，語音包通常由60、120 或240ms長的語音數(shù)據(jù)組成。 其次，把語音包按照特定的幀長進(jìn)行編碼。大部分的編碼器都有特定的幀尺寸，若一個編碼器使用15ms的幀，則把從第一級來的120ms的包分成8幀，并按順序進(jìn)行編碼。每個幀合120個語音樣點(diǎn)（抽樣頻率為8kHz）。編碼后，將8個壓縮的幀合成一個壓縮的語音包送入網(wǎng)絡(luò)處理器。 網(wǎng)絡(luò)處理器為語音包添加包頭、時標(biāo)和其他信息后通過網(wǎng)絡(luò)傳送到另一端點(diǎn)。 （2）接收端的處理流程 首先，網(wǎng)絡(luò)提供一個可變長度的緩沖器，用來調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的抖動。緩沖器可容納許多語音包，用戶可選擇緩沖

56、器的大小，大的緩沖器能調(diào)節(jié)大的抖動，但產(chǎn)生延遲較大，小的緩沖器產(chǎn)生延遲較小，但不能調(diào)節(jié)大的抖動。其次，解碼器將經(jīng)過編碼的語音包解壓縮后產(chǎn)生新的語音包。這里也可按幀進(jìn)行操作，完全和編碼器的長度相同。若幀長度為15ms，則120ms的語音包被分成8幀，然后被解碼還原成120ms的語音數(shù)據(jù)流送入解碼緩沖器。 最后，緩沖器中語音樣點(diǎn)被播放驅(qū)動器取出送入聲卡，通過揚(yáng)聲器按預(yù)定的頻率（例如 8kHz）播出。 以上兩部分處理流程，再經(jīng)過中間的傳輸過程就完成了語音分組通信的一個全過程。在這個過程中，全部網(wǎng)絡(luò)被看成一個整體，從輸入端接收語音包，然后將其傳送到網(wǎng)絡(luò)輸出端。由于可以在某個范圍內(nèi)變化，就可能出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳

57、輸中的抖動現(xiàn)象。 、語音的編碼及壓縮技術(shù) 模擬語音信號必須經(jīng)過處理，轉(zhuǎn)換成適合在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)腎P數(shù)據(jù)包。這個過程需要先進(jìn)行數(shù)字編碼，轉(zhuǎn)換為PCM碼，然后經(jīng)過專門的DSP芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，最后再打上IP包的標(biāo)記，形成 IP數(shù)據(jù)包的形式，以適合IP網(wǎng)絡(luò)上的傳輸帶寬，其中涉及到了PCM、DSP、編碼、壓縮等內(nèi)容。 1、PCM技術(shù)介紹 脈沖編碼調(diào)制（Pulse Code Modulation簡寫為PCM），是指把模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的過程，為目前世界各國主要采用的方式。PCM包括抽樣、量化和編碼三個過程。 （1）抽樣 抽樣是指用脈沖對要處理的模擬信號進(jìn)行調(diào)制的過程，即對模擬信號進(jìn)行脈沖調(diào)制。 （2）量化 量化是指把抽樣信號的幅度離散化的過程。根據(jù)量化過程中量化器的輸入輸出的關(guān)系，可以有均勻量化和非均勻量化兩種方式。 （3）編碼 模擬信號經(jīng)過抽樣和量化后，還要進(jìn)行編碼處理，才能使離散樣值成為更適宜傳輸?shù)臄?shù)字信號形式。編碼形式有多種，如：低速編碼和高速編碼；線性編碼和非線性編碼；逐次反饋型、級聯(lián)型和混合型等等。 2、DSP介紹 （1）簡述 DSP是數(shù)字信號處理器（Digital Signal Proc