稿第五章電話技術(shù)

1、第五章 VoIP 技術(shù)及應(yīng)用第五章 VoIP 技術(shù)及應(yīng)用VoIP 技術(shù)簡(jiǎn)介5.1VoIP（Voice over IP）又稱 IP（IPphone），是在 IP 上提供語(yǔ)音服務(wù)的技術(shù)。它對(duì)于廣大用戶來(lái)說(shuō)最吸引人的地方在于價(jià)格的低廉。本章將從 VoIP 技術(shù)的發(fā)展背景、原理及關(guān)鍵技術(shù)、實(shí)現(xiàn)方案及比較三個(gè)方面來(lái)介紹該技術(shù)。5.1.1 VoIP 技術(shù)的發(fā)展背景 語(yǔ)音技術(shù)和 IP 技術(shù)的發(fā)展Voice over IP 技術(shù)，離不開(kāi)語(yǔ)音技術(shù)和 IP 技術(shù)。IP 技術(shù)的發(fā)展在此勿需多費(fèi)筆墨，在本書(shū)的其他章節(jié)讀者可以看到更為詳細(xì)的資料。這里需要著重提出的是語(yǔ)音技術(shù)。聲音作為一種可聽(tīng)波，是屬于模擬

2、信息，它的幅度在最大值和最小值之間連續(xù)變化。在量化技術(shù)上把聲音分成大振幅的濁音、小振幅的清音。人類聲音的頻率范圍從 10Hz 到10000Hz，且?guī)缀?80%的能量集中在 300Hz33000Hz 的范圍之內(nèi)。在 1875 年貝爾發(fā)明以前，人類的語(yǔ)音交流一直只能發(fā)生在比較近的距離下。把聲波的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成為電波的模擬信號(hào)，但是卻可以傳幾公里遠(yuǎn)。到 1962 年左右，差不多每個(gè)人都能十分方便地用到模擬、模擬鏈路和模擬交換機(jī)組成的 PSTN。在六十年代后期，一種數(shù)字設(shè)備連到 PSTN 中，那就是計(jì)算機(jī)。數(shù)字計(jì)算機(jī)和模擬網(wǎng)絡(luò)之間的接口設(shè)備是調(diào)制解調(diào)器，由貝爾公司發(fā)明，它能把計(jì)算機(jī)的數(shù)字信號(hào)調(diào)制成準(zhǔn)模

3、擬信號(hào)以便在模擬線路上傳輸，同時(shí)能把到達(dá)目的地準(zhǔn)模擬信號(hào)解調(diào)成數(shù)字信號(hào)供計(jì)算機(jī)使用。在六十年代出現(xiàn)了模擬語(yǔ)音數(shù)字化技術(shù)，語(yǔ)音數(shù)字化有諸多好處。比如復(fù)用方便、信令容易實(shí)現(xiàn)、可以使用計(jì)算機(jī)作為終端、交換可以由計(jì)算機(jī)完成，線路數(shù)字化、線路噪聲低、且可以更嚴(yán)密地監(jiān)測(cè)線路質(zhì)量、便于提供新業(yè)務(wù)、線路對(duì)噪聲的容限大且加密成為可能等。DSP（Digital Signal Processing）的出現(xiàn)使得語(yǔ)音數(shù)字化成為可能。110第五章 VoIP 技術(shù)及應(yīng)用采用 DSP 對(duì)語(yǔ)音數(shù)字化有 3 步：抽樣、量化、編碼。64kbit/s 的 PCM 信號(hào)就是這樣產(chǎn)生的。但 64kbit/s 的速率在多路語(yǔ)音復(fù)用時(shí)顯得如

4、此龐大。因此產(chǎn)生了 ADPCM（自適應(yīng)差分 PCM）和 ADM（自適應(yīng)增量調(diào)制）技術(shù)，它們能夠?qū)⒄Z(yǔ)音的工作速率降低到 32kbit/s 甚至 16kbit/s。但更低的工作速率下的語(yǔ)音則需要源編碼技術(shù)，或者結(jié)合波形編碼和源編碼技術(shù)的混合編碼技術(shù)，可以達(dá)到 1kbit/s 的工作速率 ，當(dāng)然同時(shí)提供可以接受的語(yǔ)音質(zhì)量。分組語(yǔ)音技術(shù)的出現(xiàn)解決了 VoIP 的另一技術(shù)難題傳輸問(wèn)題。在本章后面將有進(jìn)一步的描述。經(jīng)過(guò)幾年的技術(shù)積累，將語(yǔ)音轉(zhuǎn)化成 IP 包的技術(shù)變得更為實(shí)用和便宜；此外，集成電路（IC）技術(shù)的高速發(fā)展，使得 IP的元件數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的價(jià)格也大幅度下降。這些無(wú)疑為 VoIP 的實(shí)用

5、化準(zhǔn)備了技術(shù)條件。IP從 90 年代初發(fā)展至今，已由初期的IP軟件時(shí)期進(jìn)入到 IP網(wǎng)關(guān)時(shí)期，而目前的 VoIP 技術(shù)也已從具有語(yǔ)音服務(wù)的 PC 初級(jí)和僅限定在 IP 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部范圍發(fā)展到具有多業(yè)務(wù)、高可靠性以及較好服務(wù)質(zhì)量的含話音、傳真、數(shù)據(jù)傳送功能的電信業(yè)務(wù)。目前，通過(guò) IP網(wǎng)關(guān)（Gateway）來(lái)實(shí)現(xiàn) PSTN 和 Internet互通，從而實(shí)現(xiàn) PC 到、到 PC 和到之間的呼叫的技術(shù)已經(jīng)成熟，并且話音通信的質(zhì)量也大大得到，完全能夠滿足的要求。的需求以及設(shè)備生產(chǎn)商的支持市場(chǎng)利益的驅(qū)動(dòng)也是 IP迅速發(fā)展的重要。通過(guò)網(wǎng)關(guān)等設(shè)備組建的 VoIP 網(wǎng)絡(luò)，以 PSTN 作地用戶的接入，

6、用 IP 網(wǎng)絡(luò)代替了昂貴的長(zhǎng)途傳輸網(wǎng)絡(luò)，可以大大節(jié)省通信線路的成本。而成本的降低就意味著通話價(jià)格的下降，用戶可以直接受益。所以，未來(lái) IP的市場(chǎng)潛力是巨大的。由于巨大的潛在市場(chǎng)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通信設(shè)備廠商競(jìng)相希望在這個(gè)市場(chǎng)中取得立足之地，將 VoIP 功能盡可能地內(nèi)置到的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中。所以，制造商的各種不同的 VoIP紛紛111第五章 VoIP 技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)入市場(chǎng)，各家運(yùn)營(yíng)商亦紛紛開(kāi)展這方面的業(yè)務(wù)。目前提供 IP服務(wù)的運(yùn)營(yíng)商主要來(lái)自大的 ISP 以及電信公司，它們提供的服務(wù)包括 IP話音和傳真業(yè)務(wù)。Forrester 研究公司估計(jì) 1998 年長(zhǎng)途 IP業(yè)務(wù)已達(dá)到 3 千萬(wàn)，到2001 年將達(dá)到 1

7、0 億。IDCIP呼叫量將會(huì)以每年 220的速度增長(zhǎng)。ATT 公司 1997 年 11 月在 Intranet 上進(jìn)行了 IP實(shí)驗(yàn)。1998 年 5 月，在亞特蘭大、波士頓和舊金山三個(gè)城市推出 IP服務(wù)，現(xiàn)已大面積開(kāi)展 IP業(yè)務(wù)。Bell Atlantic 和 GTE 兩家公司合并后資產(chǎn)高達(dá) 530 億，超過(guò) ATT 成為美國(guó)最大的通信公司。GTE 的 IP實(shí)驗(yàn)還僅限于公司內(nèi)部，但已于 1998 年第 4 季度提供的 IP傳真業(yè)務(wù)。VocalTec 公司宣布了“Next Gen”計(jì)劃，和幾個(gè) ITSP 達(dá)成了市場(chǎng)合作協(xié)議。該計(jì)劃PC 用戶撥號(hào)到這些 ITSP，并利用其網(wǎng)關(guān)連接到一臺(tái)普通機(jī)。這一

8、業(yè)務(wù)已在全世界很多地方提供，包括、莫斯科、巴黎、倫敦、東京、北京和美國(guó)的一些主要城市。Global Exchange Carrier 公司和 11 個(gè) ISP 宣布要建立一個(gè)全球的網(wǎng)絡(luò)，提供 IP服務(wù)，覆蓋包括美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、澳大利亞、新西蘭、韓國(guó)和以色列。目前除了直接提供 IP業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)商之外，也出現(xiàn)了一些進(jìn)行 IP業(yè)務(wù)批售、交換和結(jié)算的運(yùn)營(yíng)者。前者在各地安裝的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，后者一般具有的可以通達(dá)全球的骨干網(wǎng)絡(luò)和結(jié)算中心，它類似一種會(huì)員組織，負(fù)責(zé)為加入到其中的會(huì)員提供全球的 IP的漫游和結(jié)算。提供這種服務(wù)的公司有 ITXC、GRIC、VIP Calling 等，通過(guò)加入這些組織便可以獲得通達(dá)全

9、球的 IP服務(wù)。國(guó)內(nèi) IP業(yè)務(wù)的需求很大，開(kāi)放 IP業(yè)務(wù)的呼聲很高。1999 年，在中國(guó)全面開(kāi)始了 IP網(wǎng)的試驗(yàn)建設(shè)。4 月 16 日，上海電信部門(mén)宣布，本市用戶只要使用專門(mén)的 IP卡，就能在市內(nèi)任何一部普通機(jī)上撥打 IP。4 月 27 日，信息正式批準(zhǔn)中112第五章 VoIP 技術(shù)及應(yīng)用國(guó)電信、中國(guó)、吉通三家公司進(jìn)行 IP業(yè)務(wù)的試驗(yàn)，試驗(yàn)期為半年，各公司在 6 月底前開(kāi)通試驗(yàn)，12 月底結(jié)束試驗(yàn)。4 月 28 日，中國(guó)電信率先開(kāi)通 IP業(yè)務(wù)，共有包括北京在內(nèi)的 14 個(gè)內(nèi)地城市、地區(qū)和美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)等 16 個(gè)已首批接通，其余內(nèi)地試驗(yàn)城市于 5 月上旬接通。IP業(yè)務(wù)在 6 月中旬宣布正式開(kāi)

10、通，吉通也在 5 月 17 日開(kāi)通試驗(yàn)網(wǎng)。自 2000 年 4 月正式開(kāi)通以來(lái)，我國(guó) IP發(fā)展保持較高的發(fā)展速度。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2001年上半年我國(guó) IP業(yè)務(wù)總量超過(guò)了 80 億分鐘，是 2000 年全年業(yè)務(wù)量的 2 倍多。巨大的市場(chǎng)推動(dòng)著 IP的發(fā)展。5.1.2 VoIP 的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) VoIP 的標(biāo)準(zhǔn)化組織目前參與 IP標(biāo)準(zhǔn)制定和推廣工作的組織超過(guò) 20 家，其中最有影響力的是 ITUT、IETF、IMTC 和 ETSI。ITUT 側(cè)重于電信標(biāo)準(zhǔn)，IETF 側(cè)重于 IP 標(biāo)準(zhǔn)，IMTC 側(cè)重于互操作性，ETSI 側(cè)重于商業(yè)實(shí)現(xiàn)。由于 IP技術(shù)涉及多個(gè)領(lǐng)域，這幾家組織其實(shí)是相互協(xié)作、

11、共同對(duì)IP技術(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化工作的。1、ITU（國(guó)際電信）：ITU 前身是 CCITT（國(guó)際電報(bào)咨詢委員會(huì)），是的一個(gè)分支機(jī)立于 1865年。ITU 下屬的組織包括電信標(biāo)準(zhǔn)部、電信開(kāi)發(fā)部和無(wú)線通信部。其標(biāo)準(zhǔn)部（ITU-T）負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)通信方面標(biāo)準(zhǔn)的制定，主要側(cè)重在公共網(wǎng)絡(luò)方面。ITUT 對(duì) IP的標(biāo)準(zhǔn)化工作是由 16 研究組來(lái)完成的，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要是 H.323 協(xié)議族。1996 年通過(guò)了 H.323V1，標(biāo)題是基于局域網(wǎng)的會(huì)議系統(tǒng)；1998 年 2 月完成了 H.323V2，標(biāo)題也變成了基于包交換網(wǎng)絡(luò)的多通信系統(tǒng)。今年 5 月份通過(guò)了 H.323V3，主要對(duì) H.323的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了部分修訂，使其更

12、適合開(kāi)展 IP業(yè)務(wù)，但這一版本仍有許多善的地113第五章 VoIP 技術(shù)及應(yīng)用方，需要進(jìn)一步進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。H.323 協(xié)議族是基于包交換的多通信系統(tǒng)的，將其中的語(yǔ)音部分拿出，并且承載網(wǎng)絡(luò)選擇 IP 網(wǎng)絡(luò)，即 IP系統(tǒng)。2、 IETF（Internet 工程任務(wù)組）：IETF 負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)化 Internet 的協(xié)議，成立于。IETF 中有幾個(gè)小組開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)都直接或間接地涉及到 IP技術(shù)，如 AVTRTP、IPTEL、MMUSIC、PINT 等小組。其中 AVTRTP 小組的RTPRTCP 標(biāo)準(zhǔn)已成為 H.323 協(xié)議堆棧中很重要的部分；MMUSIC 小組的 SIP協(xié)議也越來(lái)越被廠商重視。SIP 是一

13、種用于建立、維持與終止多呼叫的應(yīng)用層協(xié)議。3、 IMTC（國(guó)際多通信）：IMTC 是一個(gè)由來(lái)自、歐洲、亞洲和太平洋地區(qū)的 140 多個(gè)成員組成的。它的目標(biāo)是提高和鼓勵(lì)具有互操作能力的多會(huì)議解決方案的開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)。IMTC 就 IP技術(shù)成立了一個(gè) VoIP，主要負(fù)責(zé)定義和建立一系列在 IP 網(wǎng)上進(jìn)行通信的設(shè)備實(shí)現(xiàn)的開(kāi)放性和互操作性。IMTC 在 1997 年提出了 IA1.0，它主要以 H.323為基礎(chǔ)，以 G.711 和 G.723.1 作為互操作應(yīng)該支持的基本語(yǔ)音編碼算定舒適噪聲的生成、DTMF 信號(hào)的傳輸、動(dòng)態(tài)地址和網(wǎng)關(guān)的互操作要求。目前該組織正在制定 IA2.0它將解決安全框架、計(jì)費(fèi)結(jié)算、

14、語(yǔ)音流復(fù)用、漫游用戶標(biāo)志和呼叫報(bào)告技術(shù)。4、ETSI（歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)）：ETSI 的主要目標(biāo)是決定和產(chǎn)生電信標(biāo)準(zhǔn)。是一個(gè)擁有 34 個(gè)的 490 個(gè)成員的開(kāi)放論壇，這些成員包括管理者、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者、廠家、服務(wù)提供商和用戶。它現(xiàn)在有一個(gè)稱為 T的工程，專門(mén)IP的商業(yè)化做相關(guān)的研究和試驗(yàn)，它保證連接到 IP 網(wǎng)絡(luò)的用戶可以與SCN 網(wǎng)絡(luò)（如 PSTN、ISDN、）用戶相互通信。T工程組希望向各類網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者都提供面向業(yè)務(wù)的解決方案，其工作主要基于 H.323 系列建議和現(xiàn)有的電路交換網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。除了以上標(biāo)準(zhǔn)化組織，現(xiàn)在還有一些由廠商或運(yùn)營(yíng)商發(fā)起的組織或在進(jìn)行 IP相114第五章 VoIP 技術(shù)及應(yīng)用關(guān)技術(shù)或

15、互操作性的研究和試驗(yàn)，如由 Lucent、Vocaltec 等公司發(fā)起的 iNOW，AT&T 的全球 IP Telephony 互連性等。 VoIP 的相關(guān)協(xié)議由于 Internet 的飛速發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音業(yè)務(wù)的巨大前景，在各廠商的積極推動(dòng)下，上述組織積極推進(jìn)了 IP協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。目前主要涉及 IP的協(xié)議如圖 5.1 所示：RISPRSVP圖 5.1 IP的協(xié)議棧根據(jù)制定的協(xié)議情況和各標(biāo)準(zhǔn)組織的工作重點(diǎn)，與 IP相關(guān)的協(xié)議主要可分為兩大類：H.323 協(xié)議和 SIP 協(xié)議。目前各組織對(duì)在 IP 網(wǎng)絡(luò)商承載實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)（語(yǔ)音、等）的方式大體相同，均是利用了源自 IETF 的

16、 RTP 協(xié)議，但是在呼叫建立和方面則有不同的方案，其代表有 H.323 和 SIP。5.1.3H.323 標(biāo)準(zhǔn)H.323 是 ITU 的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議族。它制定了無(wú)服務(wù)質(zhì)量（QoS）保證的分組網(wǎng)絡(luò) PBN（Packet Based Network）上的多通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。這些分組網(wǎng)絡(luò)主宰了的桌面網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括基于 TCP/IP、IPX 分組交換的以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、令牌網(wǎng)、FDDI 網(wǎng)。因此 H.323標(biāo)準(zhǔn)為 LAN、WAN、Intranet、Internet 上的多通信應(yīng)用提供了技術(shù)基礎(chǔ)和保障。115V.34EthernetATMSonetIPv4,IPv6PPPAAL5AAL3/4PPPUDP

17、TCPRTPRTCPSIPH.323H.251,MPEG第五章 VoIP 技術(shù)及應(yīng)用 H.323 通信協(xié)議棧H.323 屬于 ITU 多通信協(xié)議系列 H.32X 的一種，提供基于分組網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和等協(xié)議。H.323 支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信及在 MCU 支持下的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信，H.323 作為一個(gè)協(xié)議框架，提供了系統(tǒng)及組成部分描述、呼叫方式描述以及呼叫信令程序。H.323 相關(guān)的協(xié)議包括 H.263、H.261編碼標(biāo)準(zhǔn)、G.711、G.723、G.722、G.728 音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)、T.120多點(diǎn)數(shù)據(jù)會(huì)議系列標(biāo)準(zhǔn)、H.225.0 分組和同步標(biāo)準(zhǔn)、H.245 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)等。H.323 系統(tǒng)中的

18、通信可以看成是、音頻、信息的混合，其協(xié)議棧如圖 5.2 所示：會(huì)議和數(shù)據(jù)音頻呼叫信令圖 5.2 H.323 的協(xié)議棧H.323 協(xié)議?？勺魅缦路诸悾? 、系統(tǒng)：系統(tǒng)是 H.323 終端的，它提供了H.323 終端進(jìn)行正確操作的信令。這些功能包括呼叫（建立與拆除）、能力切換、命令和指示信令以及用于開(kāi)放和描述邏輯信道內(nèi)容的報(bào)文等。整個(gè)系統(tǒng)由 H.245信道、H.225.0呼叫信令信道以及 RAS 信道提供。2 、分組與同步：H.225.0 標(biāo)準(zhǔn)描述了在無(wú) QoS 保證的 LAN 上流的打包分組與同116T.126T.127H.245*G.711* G.722 G.728 G.723.1 G.729

19、.AH.261 H.263T.324H.225.0* RAS*T.124,T.125T.123RTP*,RTCP*TCPUDP網(wǎng)絡(luò)層IP鏈路層物理層第五章 VoIP 技術(shù)及應(yīng)用步傳輸機(jī)制。H.225.0 對(duì)傳輸?shù)?、音頻、數(shù)據(jù)與流進(jìn)行格式化，以便輸出到網(wǎng)絡(luò)接口，同時(shí)從網(wǎng)絡(luò)接口輸入報(bào)文中補(bǔ)償接收到的、音頻、數(shù)據(jù)與流。另外它還完成邏輯幀、順序編號(hào)、糾錯(cuò)與檢錯(cuò)功能。3、音頻編器標(biāo)準(zhǔn)：音頻編器對(duì)從麥克風(fēng)輸入的音頻信息進(jìn)行編碼傳輸，在接收端進(jìn)行以便輸出到揚(yáng)聲器。音頻信號(hào)包含了數(shù)字化且壓縮的語(yǔ)音。H.323 支持的壓縮算法符合 ITU 標(biāo)準(zhǔn)。為進(jìn)行語(yǔ)音壓縮，H.323 終端必須支持 G.711 語(yǔ)音標(biāo)準(zhǔn)，傳

20、送和接收按照A 律和 律。其他音頻編器標(biāo)準(zhǔn)如G.722、G.723.1、G.729.A、MPEG-1 則可選擇支持。編碼器使用的音頻算法必須由 H.245 來(lái)確定。H.323 終端應(yīng)能對(duì)本身所具有的音頻編能力進(jìn)行非對(duì)成操作，如以 G.711，以 G.728接收。4、編標(biāo)準(zhǔn)：編器在源處將信息進(jìn)行編碼傳輸，在接收端進(jìn)行顯示。雖然功能可選，但任何具有功能的 H.323 終端必須支持 H.261QCIF 格式；支持 H.261 的其他格式以及可選擇支持 H.263 標(biāo)準(zhǔn)。在分組網(wǎng)絡(luò)上，使用 H.261、H.263 編器無(wú)需 BCH 糾錯(cuò)和糾錯(cuò)幀。5、數(shù)據(jù)會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)：數(shù)據(jù)會(huì)議標(biāo)準(zhǔn) T.120 是可選功能。

21、當(dāng)支持?jǐn)?shù)據(jù)會(huì)議時(shí)，數(shù)據(jù)會(huì)議可實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。如白板、應(yīng)用共享、文件傳輸、靜態(tài)圖像傳輸、數(shù)據(jù)庫(kù)、音頻圖像會(huì)議等。通過(guò) H.245 處理后也可使用其他的數(shù)據(jù)應(yīng)用協(xié)議。6、IP 網(wǎng)絡(luò)中的多通信協(xié)議：在 H.323 多通信系統(tǒng)中，信令和數(shù)據(jù)流的傳送利用了面向連接的傳輸機(jī)制。在 IP 協(xié)議棧中，IP 與 TCP 協(xié)作，共同完成面向連接的傳輸。可靠的傳輸保證了數(shù)據(jù)包傳輸時(shí)的流量、連續(xù)性以及正確性，但也可能引起傳輸時(shí)延以及占用網(wǎng)絡(luò)帶寬。H.323 將可靠的 TCP 用于 H.245信道、T.120 數(shù)據(jù)信道、呼叫信令信道、而信息采用不可靠的、面向非連接的傳輸方式，117第五章 VoIP 技術(shù)及應(yīng)用即利用 UD

22、P。UDP 無(wú)法提供很好的 QoS，只提供最少的信息，因此傳輸時(shí)延較 TCP 小。實(shí)時(shí)協(xié)議 RTCP 用于 RTP 的。RTCP 監(jiān)視服務(wù)質(zhì)量以及網(wǎng)絡(luò)傳送的信息，并定期將包含服務(wù)質(zhì)量信息的信息包分發(fā)給所有通信節(jié)點(diǎn)。在大型數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)如 Internet 中，為一個(gè)多呼叫保留足夠的帶寬是很重要的，也是很的。另一個(gè) IETF 協(xié)議RSVP接收端為某一特殊的數(shù)據(jù)流申請(qǐng)一定數(shù)量的帶寬，并得到一個(gè)答復(fù)，確認(rèn)申請(qǐng)是否被。雖然 RSVP 不是 H.323 標(biāo)準(zhǔn)的正式組成部分，但大多數(shù) H.323都支持它，因?yàn)閹挼念A(yù)留對(duì) IP 網(wǎng)絡(luò)上多通信的。RSVP需要得到終端、網(wǎng)關(guān)、裝有多點(diǎn)處理器的 MCU 以及中間路由

23、器或交換機(jī)的支持。 H.323 協(xié)議的發(fā)展H.323 協(xié)議經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，功能不斷增強(qiáng)，受到廣大廠商的支持。IMTC 下的 VoIP已決定采用 H.323 作為 Internet技術(shù)的基礎(chǔ)。H.323 協(xié)議一直處在發(fā)展變化和改進(jìn)完善之中，諸如 Fast Connect 方式的推出、GK 與GK 之間通信協(xié)議的爭(zhēng)論等。H.323 標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容不斷豐富。如下：H.323 Annex D(Real Time Internet Fax)H.323 Annex E(Call Connection over UDP)H.323 Annex F (Signal Use Terminal)H.323

24、 Annex G(Communication between Administrative Domains)H.450.1(Supplementary Services)H.450.2(Call Transfer)H.450.3(Call Diversion)118第五章 VoIP 技術(shù)及應(yīng)用H.450.4(Call Hold)H.450.5(Call Park/Pickup)H.450.6(Call Waiting)H.450.7(Message Waiting)等。ITU-T 于 1996 年 11 月公布了第一版 H.323V1，即“不保證服務(wù)質(zhì)量的局域網(wǎng)上的可視系統(tǒng)與設(shè)備”標(biāo)準(zhǔn)。它當(dāng)初

25、的目的是定義一種在局域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進(jìn)行多通信應(yīng)該遵循的標(biāo)準(zhǔn)，這也是適應(yīng)了當(dāng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)際情況。當(dāng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)還沒(méi)有現(xiàn)在這么高的速度，也沒(méi)有支持一定服務(wù)質(zhì)量（QoS）的技術(shù)。隨后出現(xiàn)了許多采用 V1 標(biāo)準(zhǔn)的多通信系統(tǒng)，如微軟的 NetMeeting,VCON 的會(huì)議電視系統(tǒng)，同時(shí)也出現(xiàn)了許多通過(guò) IP 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向語(yǔ)言通信的軟件 InternetPhone，后來(lái)又出現(xiàn)了和 PSTN 網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的 IP網(wǎng)關(guān)。這些地應(yīng)用于用于局域網(wǎng)，專有的 IP 網(wǎng)，Internet 網(wǎng)。其實(shí)專門(mén)為局域網(wǎng)制定的 H.323 協(xié)議應(yīng)用范圍不止局限在局域網(wǎng)內(nèi)。隨著技術(shù)的進(jìn)步和對(duì) V1 擴(kuò)展新功能的需求，1998 年 1 月IT

26、U-T 推出了第二版 H.323V2，此時(shí)名稱變成“基于包的多通信系統(tǒng)”，V2 提出了在終端（或網(wǎng)關(guān)）和路由器中采用 RSVP協(xié)議實(shí)現(xiàn)一定的 QoS。V2 增加了安全、性能、補(bǔ)充呼叫業(yè)務(wù)，可擴(kuò)展性方面的內(nèi)容?？梢钥闯?，H.323 從第 2 版開(kāi)始增加了構(gòu)筑電信級(jí) IP網(wǎng)的特性。1999 年 9 月，ITU-T 通過(guò)了第三版 H.323V3，V3 在 V2 基礎(chǔ)上又進(jìn)了一大步。V3 增加了 H.323 和 H.225.0 的幾個(gè)附錄，這樣加強(qiáng)了 H.323 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以更好地適應(yīng)和 PSTN 的綜合。這樣從第三版開(kāi)始 H.323 具備做電信級(jí)大網(wǎng)的特征。由于 VOIP 技術(shù)的大量使用，ITU-T

27、 于 2000 年 11 月通過(guò)了第 4 版 H.323V4。V4 比 V3在很多重要的領(lǐng)域都有增強(qiáng)，比如：可靠性，可擴(kuò)展性，適應(yīng)性。這些新的特點(diǎn)使得網(wǎng)關(guān)以后的升級(jí)更容易以滿足日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)要求。119第五章 VoIP 技術(shù)及應(yīng)用 H.323 系統(tǒng)的從協(xié)議的觀點(diǎn)看，H.323 為基于 IP 網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)定義了四個(gè)主要的組件：終端、網(wǎng)關(guān)、關(guān)守和多點(diǎn)單元。如圖 5.3 所示：Scope of H.323H.323終端H.323終端H.323終端H.323終端H.323終端H.323終端Guaranteed QoS LANPSTNN-ISDNB-ISDN圖 5.3基于 IP 網(wǎng)絡(luò)的

28、H.323 的系統(tǒng)終端是 PBN 中能提供實(shí)時(shí)、雙向通信的節(jié)點(diǎn)設(shè)備。下一小節(jié)將作進(jìn)一步介紹。網(wǎng)關(guān)是 H.323 會(huì)議系統(tǒng)的一個(gè)可選組件。網(wǎng)關(guān)能提供很多服務(wù)，其中包含 H.323 會(huì)議節(jié)點(diǎn)設(shè)備與其他 ITU 標(biāo)準(zhǔn)相兼容的終端之間的轉(zhuǎn)換功能。這種功能包括傳輸格式的轉(zhuǎn)換（如H.225.0 到 H.221）和通信規(guī)程的轉(zhuǎn)換（如 H.245 到 H.242）。另外，在 PBN 端和電路交換網(wǎng)絡(luò) SCN 端之間，網(wǎng)關(guān)還執(zhí)行語(yǔ)音和圖像編轉(zhuǎn)換工作，以及呼叫建立和拆除工作。終端使用 H.245 和 H.225.0 協(xié)議與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信。采用適當(dāng)?shù)钠?，H.323 網(wǎng)關(guān)可支持符合H.310、H.321、H.322 以

29、及 V.70 標(biāo)準(zhǔn)的終端。關(guān)守也是 H.323 系統(tǒng)的一個(gè)可選組件，其功能是向 H.323 節(jié)點(diǎn)提供呼叫服務(wù)。當(dāng)系統(tǒng)中存在 H.323 關(guān)守時(shí)，它必須提供以下四種服務(wù)：地址、帶寬、及區(qū)管理功能。帶寬管理、呼叫鑒權(quán)、呼叫和呼叫管理等為關(guān)守的可選功能。雖然從邏輯上，120H.321終端H.320終端語(yǔ)音終端H.323終端語(yǔ)音終端H.323終端V.70終端H.321終端第五章 VoIP 技術(shù)及應(yīng)用關(guān)守和 H.323 節(jié)點(diǎn)設(shè)備是分離的，但是生產(chǎn)商可以將關(guān)守的功能融入 H.323 終端、網(wǎng)關(guān)和多點(diǎn)單元等物理設(shè)備中。由單一關(guān)守管理的所有終端、網(wǎng)關(guān)和多點(diǎn)單元的集合，被稱為 H.323 區(qū)。多點(diǎn)單元（MCU）

30、支持三個(gè)以上節(jié)點(diǎn)設(shè)備的會(huì)議。在 H.323 系統(tǒng)中，一個(gè)多點(diǎn)單元由一個(gè)多點(diǎn)器 MC 和幾個(gè)多點(diǎn)處理器 MP 組成，但也可以不包含 MP。MC 處理終端間的 H.245信息，從而決定它對(duì)和音頻的通常處理能力。在必要的情況下，MC還可以通過(guò)哪些流和音頻流需要多點(diǎn)廣播來(lái)會(huì)議。MCU 并不直接處理任何信息流，而將它留給 MP 來(lái)處理。MP 對(duì)音頻、或數(shù)據(jù)信息進(jìn)行混合、切換和處理。MC 和 MP 可能存在于一臺(tái)設(shè)備或作為其他的 H.323 組件的一部分。 H.323 終端的終端是分組網(wǎng)絡(luò)中能提供實(shí)時(shí)、雙向通信的節(jié)點(diǎn)設(shè)備，也是一種終端用戶設(shè)備，可以和網(wǎng)關(guān)、多點(diǎn)接入單元通信。所有終端都必須支持

31、語(yǔ)音通信，和數(shù)據(jù)通信可選。H.323規(guī)定了不同的音頻、或數(shù)據(jù)終端協(xié)同工作所需的操作模式。它將是下一代因特網(wǎng)、音頻會(huì)議終端和會(huì)議技術(shù)的主要標(biāo)準(zhǔn)。圖 5.4 所示為 H.323 終端的組成框圖：話音編G.711 G.723 G.729.A音頻I/O設(shè)備接受路徑時(shí)延(RTP圖像編器RTCP）I/O設(shè)備H.261 H.263數(shù)據(jù)設(shè)備數(shù)據(jù)接口T.120H.225.0LAN系統(tǒng)層接口系統(tǒng)控制用戶呼叫H.225.0接口RASH.225.0121H.245系統(tǒng)第五章 VoIP 技術(shù)及應(yīng)用圖 5.4H.323 終端組成在發(fā)端，從輸入設(shè)備獲取的和音頻信號(hào)，經(jīng)編碼器壓縮后，按照一定格式打包，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)出去，在收端，來(lái)

32、自網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包首先被解包，獲得的、音頻壓縮數(shù)據(jù)經(jīng)解碼后送入輸出設(shè)備，用戶數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)也得到了相應(yīng)的處理。它所包含的各個(gè)功能單元及其標(biāo)準(zhǔn)備或協(xié)議分別是：編（H.263/ H.261）：完成對(duì)碼流的冗余壓縮編碼。音頻編（H.723.1 等）：完成語(yǔ)音信號(hào)的編，并在接收端可選擇地加入緩沖延遲以保證語(yǔ)音的連續(xù)性。所采用的標(biāo)準(zhǔn)為 ITU-T 的 H.723.1，它提供 5.3kbit/s 和 5.3kbit/s 兩種碼率，采用線性綜合分析編碼方法，分別使用代數(shù)碼本激勵(lì)線性和多脈沖最大似然量化，從而各自獲得編碼復(fù)雜度和質(zhì)量的優(yōu)化。各種數(shù)據(jù)應(yīng)用：包括電子白板、靜止圖像傳輸、文件交換、數(shù)據(jù)庫(kù)共存、數(shù)據(jù)會(huì)議、運(yùn)程

33、設(shè)備等，可用的標(biāo)準(zhǔn)為 T.120、T.84、T.434 等。單元（H.245）：提供端到端信令，以保證 H.323 終端的正常通信。所采用的協(xié)議為H.245（多通信協(xié)議），它定義了請(qǐng)求、應(yīng)答、信令和指示四種信息，通過(guò)各種終端間進(jìn)行通信能力協(xié)商，打開(kāi)/關(guān)閉邏輯信道，命令或指示等操作，完成對(duì)通信的。H.225 層：將、音頻、等數(shù)據(jù)格式化并，同時(shí)從網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)。另外，還負(fù)責(zé)處理一些諸如邏輯分幀、加序列號(hào)、錯(cuò)誤檢測(cè)等功能。5.1.4SIP 標(biāo)準(zhǔn)SIP(Session Initiation Protocal)稱為會(huì)話發(fā)起協(xié)議，是由 IETF（Internet EngineeringTask Force）

34、組織于 1999 年提出的一個(gè)在基于 IP 網(wǎng)絡(luò)中，特別是在 Internet 的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通訊應(yīng)用的一種信令協(xié)議。而所謂的會(huì)話（Session），就是指用戶之間的。在基于 SIP 協(xié)議的應(yīng)用中，每一個(gè)會(huì)話可以是各種不同的數(shù)據(jù)，可以是普通的文本數(shù)據(jù)，也122第五章 VoIP 技術(shù)及應(yīng)用可以是經(jīng)過(guò)數(shù)字化處理的音頻、數(shù)據(jù)，還可以是諸如等應(yīng)用的數(shù)據(jù)，應(yīng)用具有巨大的靈活性。作為一個(gè) IETF 提出的標(biāo)準(zhǔn)，SIP 協(xié)議在很大程度上借鑒了其他各種廣泛存在的 Internet協(xié)議， 如 HTTP（超文本傳輸協(xié)議）、SMTP（簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議）等，和這些協(xié)議一樣 SIP也采用的基于文本的編碼方式，這

35、也是 SIP 協(xié)議同通訊領(lǐng)域其他現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)相比最大的特點(diǎn)之一。 SIP 通信協(xié)議棧SIP 是一個(gè)分層結(jié)構(gòu)的協(xié)議，這意味著它的行為根據(jù)一組平等的處理階段來(lái)描述，每一階段之間只是松耦合。協(xié)議分層描述是為了表達(dá)，從而功能的描述可在一個(gè)部分幾個(gè)元素。它不指定任何方式的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)我們說(shuō)某元素包含某層，我們是指它順從該層定義的規(guī)則集。不是協(xié)議規(guī)定的每個(gè)元素都包含各層。而且，由 SIP 規(guī)定的元素是邏輯元素，不是物理元素。一個(gè)物理實(shí)現(xiàn)可以選擇作為不同的邏輯元素，甚至可能在一個(gè)個(gè)事務(wù)的基礎(chǔ)上。SIP 的最底層是語(yǔ)法和編碼。它的編碼使用增強(qiáng) Backus-Nayr 形式語(yǔ)法（BNF）來(lái)規(guī)定。第二層是傳

36、輸層。它定義了網(wǎng)絡(luò)上一個(gè)客戶機(jī)如何請(qǐng)求和接收響應(yīng)以及一個(gè)服務(wù)器如何接收請(qǐng)求和響應(yīng)。所有的 SIP 元素包含傳輸層。第三層是事務(wù)層。事務(wù)是 SIP 的基本元素。一個(gè)事務(wù)是由客戶機(jī)事務(wù)給服務(wù)器事務(wù)的請(qǐng)求（使用傳輸層），以及對(duì)應(yīng)該請(qǐng)求的從服務(wù)器事務(wù)回客戶機(jī)的所有響應(yīng)組成。事務(wù)層處理應(yīng)用層重傳，匹配響應(yīng)到請(qǐng)求，以及應(yīng)用層超時(shí)。任何用戶客戶機(jī)（UAC）完成的任務(wù)使用一組事務(wù)產(chǎn)生。用戶包含一個(gè)事務(wù)層，有狀態(tài)的也有。無(wú)狀態(tài)的不包含事務(wù)層。事務(wù)層具有客戶機(jī)組成部分（稱為客戶機(jī)事務(wù)）123第五章 VoIP 技術(shù)及應(yīng)用和服務(wù)器組成部分（稱為服務(wù)器事務(wù)），每個(gè)代表有限的狀態(tài)機(jī)，它被構(gòu)造來(lái)處理特定的請(qǐng)求。事務(wù)層之上的

37、層稱為事務(wù)用戶（TU）。每個(gè) SIP 實(shí)體，除了無(wú)狀態(tài)，都是事務(wù)用戶。當(dāng)一個(gè) TU 希望請(qǐng)求，它生成一個(gè)客戶機(jī)事務(wù)實(shí)例并且向它傳遞請(qǐng)求和 IP 地址，端口，和用來(lái)請(qǐng)求的傳輸機(jī)制。一個(gè) TU 生成客戶機(jī)事務(wù)也能夠刪除它。當(dāng)客戶機(jī)取消一個(gè)事務(wù)時(shí)，它請(qǐng)求服務(wù)器停止進(jìn)一步的處理，將狀態(tài)恢復(fù)到事務(wù)初始化之前，并且生成特定的錯(cuò)誤響應(yīng)到該事務(wù)。這由 CANCEL 請(qǐng)求完成，它的事務(wù)，但涉及要取消的事務(wù)。SIP通過(guò)形式的地址來(lái)標(biāo)明用戶地址。每一用戶通過(guò)一等級(jí)化的 URL 來(lái)標(biāo)識(shí)，它通過(guò)諸如用戶號(hào)碼或主機(jī)名等元素來(lái)構(gòu)造（例如：SIP:user）。因?yàn)樗c地址的相似性，SIP URLs 容易于用戶的地址關(guān)聯(lián)。SI

38、P提供它的可靠性機(jī)制從而于分組層，并且只需不可靠的數(shù)據(jù)包服務(wù)即可。SIP可典型地用于 UDP 或 TCP 之上。SIP 提供必要的協(xié)議機(jī)制以保證終端系統(tǒng)和服務(wù)器提供以下業(yè)務(wù)：用戶、用戶能力、用戶可用性、呼叫建立、呼叫處理、呼叫前轉(zhuǎn)（包括：等效800 類型的呼叫；無(wú)應(yīng)答呼叫前轉(zhuǎn)；遇忙呼叫前轉(zhuǎn)；無(wú)條件呼叫前轉(zhuǎn)）、呼叫號(hào)碼傳遞（該號(hào)碼可以是任何命名機(jī)制）、個(gè)人移動(dòng)性（例如通過(guò)一個(gè)單一的、位置無(wú)關(guān)的地址來(lái)到達(dá)被呼叫方，即使被呼叫方改變了終端）、終端類型的協(xié)商和選擇（呼叫者可以給出選擇如何到達(dá)對(duì)方，例如通過(guò)因特網(wǎng)，移動(dòng)或應(yīng)答業(yè)務(wù)等）、終端能力協(xié)商、呼叫者和被呼叫者鑒權(quán)、不知情和指導(dǎo)式的呼叫轉(zhuǎn)移、多播會(huì)議

39、的邀請(qǐng)等。當(dāng)一用戶希望呼叫另一用戶，呼叫者用 INVITE 請(qǐng)求初始呼叫，請(qǐng)求包含足夠的信息用以124第五章 VoIP 技術(shù)及應(yīng)用被呼叫方參與會(huì)話。如果客戶機(jī)知道另一方的位置它能夠直接將請(qǐng)求到另一方的 IP 地址。如果不知道，客戶機(jī)將請(qǐng)求到本地配置的 SIP 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。如果服務(wù)器是服務(wù)器它將被呼叫用戶的位置并且將請(qǐng)求給它們。有很多方法完成上步，例如搜索 DNS 或訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)。服務(wù)器也可以是重定向服務(wù)器，它可以返回被呼叫用戶的位置到呼叫客戶機(jī)用以它直接與用戶。在用戶的過(guò)程中，SIP 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器當(dāng)然能夠或重定向呼叫到其它的服務(wù)器，直到到達(dá)一個(gè)明確地知道被呼叫用戶 IP 地址的服務(wù)器。一旦發(fā)現(xiàn)用戶

40、地址，請(qǐng)求就給該用戶，此時(shí)將產(chǎn)生幾種選擇。在最簡(jiǎn)單的情況，用戶客戶機(jī)接收請(qǐng)求也就是，用戶的振鈴。如果用戶接受呼叫，客戶機(jī)用客戶機(jī)軟件的指定能力響應(yīng)請(qǐng)求并且建立連接。如果用戶拒絕呼叫，會(huì)話將被重定向到語(yǔ)音郵箱服務(wù)器或另一用戶?！爸付芰Α眳⒄沼脩粝雴⒂玫墓δ堋＠?，客戶機(jī)軟件可以支持會(huì)議，但用戶只想使用音頻會(huì)議，那則只會(huì)啟用音頻功能。SIP 還具有另外兩個(gè)有重要意義的特征。第一個(gè)是有狀態(tài) SIP服務(wù)器具有分割入呼叫或入呼叫的能力，從而可以同時(shí)運(yùn)行幾個(gè)擴(kuò)展分支。第一個(gè)應(yīng)答的分支接受呼叫。該特征在用戶工作在兩位置之間（例如和辦公室）或者同時(shí)對(duì)經(jīng)理和其振鈴時(shí)是非常便利的。第二個(gè)特征是 SIP 獨(dú)特的返

41、回不同類型的能力。舉個(gè)用戶公司的例子。當(dāng)SIP 服務(wù)器接收到客戶機(jī)的連接請(qǐng)求，它能夠通過(guò) WEB 交互式語(yǔ)音響應(yīng)頁(yè)面來(lái)返回到顧客的客戶機(jī)，該頁(yè)面具有可獲得的部門(mén)分支或提供在列表上的用戶。點(diǎn)擊適當(dāng)?shù)暮髮⒁徽?qǐng)求到所點(diǎn)擊選擇的用戶從而建立起呼叫。 SIP 協(xié)議的發(fā)展SIP 協(xié)議的提出和發(fā)展，是伴隨著 Internet 的發(fā)展而發(fā)展的，到目前為止它走過(guò)了以下幾個(gè)階段：125第五章 VoIP 技術(shù)及應(yīng)用1996 年首先出現(xiàn)了 SIP 的概念，這時(shí) SIP 的主要應(yīng)用是Internet 上的各種文本應(yīng)用，如電子郵件、文字聊天等；1999 年 3 月，ITEF 的多方多會(huì)晤（MMUSIC）工作

42、組提出了 RFC2543 建議，供各廠商和機(jī)構(gòu)討論；1999 年 9 月，SIP 工作組從 MMUSIC 中分離并出來(lái)，成立了 SIP 工作組，并與 2000年 7 月了 SIP 的草案；2002 年 6 月，ITEF 的 SIP 工作組又了 RFC3261 建議，以取代 RFC2543。由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境以及相關(guān)多技術(shù)的不足，在 SIP 協(xié)議首次提出的時(shí)候，僅僅各種文本應(yīng)用，隨著技術(shù)的發(fā)展，并通過(guò)和 IETF 中 IP工作組（IPTEL）、IP 網(wǎng)中選路（TRIP）工作組等兄弟工作組配合工作，在 SIP 協(xié)議中大大加強(qiáng)了對(duì)多通訊的支持。由于 Internet 的飛速發(fā)展，在最近的兩年時(shí)間內(nèi)， SI

43、P 已經(jīng)開(kāi)始被 ITU-T SG16、ETSITIPON（歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織），IMTE 等各種標(biāo)準(zhǔn)化組織所接受，并在這些組織中成立了與 SIP相關(guān)的工作組。特別是作為 ITU-T SG16 主要成員的 RADVISION 公司，在多年發(fā)展 H323應(yīng)用的基礎(chǔ)上，SIP 應(yīng)用在領(lǐng)域的特點(diǎn)，提出了 SIP 的應(yīng)用指導(dǎo)，并推出了相應(yīng)的SIP 協(xié)議棧，使得 ITU 的成員實(shí)現(xiàn)了這兩種協(xié)議之間的互通性。并且在該技術(shù)的指導(dǎo)下，RADVISION 公司的 ViaIP極大地豐富了基于 SIP 協(xié)議在通訊領(lǐng)域地應(yīng)用，不但解決了 SIP終端無(wú)法實(shí)現(xiàn)多方會(huì)議的缺陷，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了在同一個(gè)會(huì)議中，SIP 終端和 H323終

44、端互通這一性的應(yīng)用，從而極大地?cái)U(kuò)展了 SIP 協(xié)議在通訊領(lǐng)域的生命力。 SIP 系統(tǒng)的按邏輯功能區(qū)分，SIP 系統(tǒng)由 4 種元素組成：SIP 用戶，SIP服務(wù)器，重定向服務(wù)器以及 SIP服務(wù)器。SIP 用戶：又稱為 SIP 終端，是 SIP 系統(tǒng)中的端用戶，在 RFC3261 中將它們定義為126第五章 VoIP 技術(shù)及應(yīng)用一個(gè)應(yīng)用。根據(jù)它們?cè)跁?huì)話中扮演的的不同，又可分為用戶客戶機(jī)（UAC） 和用戶服務(wù)器（UAS）2 種。其中前者用于發(fā)起呼叫請(qǐng)求，后者用于響應(yīng)呼叫請(qǐng)求。SIP服務(wù)器（SIP Proxy Server）：是一個(gè)中間元素，它既是一個(gè)客戶機(jī)又是一個(gè)服務(wù)器，具有名字的能力

45、，能夠前面的用戶向下一跳服務(wù)器發(fā)出呼叫請(qǐng)求。然后服務(wù)器決定下一跳的地址。重定向服務(wù)器 （Redirect Server）：是一個(gè)SIP 呼叫路徑的服務(wù)器，在獲得了下一跳的地址后，立刻告訴前面的用戶，讓該用戶直接向下一跳地址發(fā)出請(qǐng)求而則對(duì)這個(gè)呼叫的。SIP服務(wù)器 （SIP Register Server）：用來(lái)完成對(duì) UAS 的登錄，在 SIP 系統(tǒng)的網(wǎng)元中，所有 UAS 都要在某個(gè)登錄服務(wù)器中登錄，以便 UAC 通過(guò)服務(wù)器能找到它們。SIP 在設(shè)計(jì)上充分考慮了對(duì)其它協(xié)議的擴(kuò)展適應(yīng)性。它支持許多種地址描述和尋址，包括用戶名主機(jī)地址：被叫號(hào)碼PSTN 網(wǎng)關(guān)地址：Tel:普通的描述等。這樣，SIP

46、主叫按照 被叫地址就可以識(shí)別出被叫在傳統(tǒng)網(wǎng)上的位置，然后通過(guò)一個(gè)與傳統(tǒng)網(wǎng)相連的網(wǎng)關(guān)發(fā)起并建立呼叫。SIP 最強(qiáng)大之處就是用戶功能。SIP 本身含有向服務(wù)器的功能，也可以利用 其它服務(wù)器 DNS、LDAP 等提供的服務(wù)來(lái)增強(qiáng)其定位功能。SIP 共規(guī)定了六種信令：INVITE、ACK、CANCEL、OPTIONS、BYE、REGISTER。其中 INVITE 和 ACK 用于建立呼叫，完成三次握手，或者用于建立以后改變會(huì)話屬性；BYE 用以結(jié)束會(huì)話；TIONS 用 于服務(wù)器能力；CANCEL 用于取消已經(jīng)發(fā)出但未最終結(jié)束的請(qǐng)求；REGISTER 用于客戶出向服 務(wù)器用戶位置等消息。SIP 協(xié)議支持

47、三種呼叫方式：127第五章 VoIP 技術(shù)及應(yīng)用1、由用戶服務(wù)機(jī)（UAC）向用戶服務(wù)器（UAS）直接呼叫；2、由 UAC 在重定向服務(wù)器的輔助下進(jìn)行重定向呼叫；3、由服務(wù)器代表 UAC 向被叫發(fā)起呼叫。圖 5.5 所示為一個(gè) SIP 呼叫建立過(guò)程的示意圖，一個(gè) SIP 終端發(fā)起呼叫后，通過(guò)SIP服務(wù)器以及重定向服務(wù)器，找到目標(biāo)終端，并實(shí)現(xiàn)連接。圖 5.5 SIP 的呼叫建立過(guò)程5.2VoIP 原理及5.2.1IP通信原理及體系結(jié)構(gòu) Internet 語(yǔ)音通信概述Internet 是由眾多不同的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)組成的，遍布世界各地，使用標(biāo)準(zhǔn)的 TCP/IP 協(xié)議相互通信和交換數(shù)據(jù)。T

48、CP/IP 協(xié)議將要傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分組排隊(duì)，每個(gè)組均包含地址及數(shù)據(jù)重組信息，確保數(shù)據(jù)安全和數(shù)據(jù)包交換正確無(wú)誤。Internet 語(yǔ)音通信基本過(guò)程可以作如下描述：首先，雙方用戶都通過(guò)計(jì)算機(jī)向 ISP 發(fā)出業(yè)務(wù)請(qǐng)求，ISP 經(jīng)過(guò)認(rèn)證后，與計(jì)算機(jī)建立連接，并為計(jì)算機(jī)提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)呼叫開(kāi)始后，端通過(guò)語(yǔ)音輸入設(shè)備（麥克風(fēng)等）將語(yǔ)音信號(hào)傳送到計(jì)算機(jī)內(nèi)，計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)處理形128第五章 VoIP 技術(shù)及應(yīng)用成 IP 包，然后通過(guò) ISP到 Internet 上。IP 包內(nèi)含目的地地址信息，供 Internet 選路用。數(shù)據(jù)到達(dá)接收端后，由接收方 ISP 轉(zhuǎn)接到被叫終端。然后，被叫端將 IP 數(shù)據(jù)包還原成語(yǔ)音

49、信息，經(jīng)由語(yǔ)音輸出設(shè)備（音箱等）發(fā)出。如此這樣，就完成了一個(gè) Internet 的語(yǔ)音通信過(guò)程。與電路交換的語(yǔ)音通信不同，Internet 語(yǔ)音通信是面向無(wú)連接的，它具有如下特點(diǎn)：(1) 通信雙方不需要進(jìn)行鏈路建立的初始化過(guò)程，可以隨時(shí)數(shù)據(jù)。(2) Internet 內(nèi)所有路由都是共享的，聯(lián)入 Internet 網(wǎng)的計(jì)算機(jī)均不獨(dú)占路由。(3) 由于數(shù)據(jù)包需要排隊(duì)傳輸，會(huì)產(chǎn)生時(shí)延。(4) 用戶計(jì)算機(jī)至 ISP 的通信通過(guò)公眾網(wǎng)（PSTN），所以仍然會(huì)獨(dú)占該段通信路由。由于 IP是基于 Internet 傳輸?shù)?，所?IP的通信原理與 Internet 數(shù)據(jù)通信原理很類似，區(qū)別在于要考慮和 PST

50、N 的連接，所以也存在鏈路建立和方面的問(wèn)題。 分組交換的特點(diǎn)IP網(wǎng)絡(luò)是基于分組交換的體系結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，而分組交換既解決了電路交換不利于實(shí)現(xiàn)不同類型的數(shù)據(jù)終端設(shè)備之間的相互通信的，又克服了報(bào)文交換信息傳輸時(shí)延太長(zhǎng)、不滿足許多數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求的缺點(diǎn)。分組交換仍舊采用了報(bào)文交換的"一轉(zhuǎn)發(fā)"方式，但不像報(bào)文交換那樣以報(bào)文為交換，而是把報(bào)文截成許多比較短的、被規(guī)格化了的"分組（packet）"進(jìn)行交換和傳輸。由于分組長(zhǎng)度較短，具有統(tǒng)一的格式，便于在交換機(jī)中和處理，"分組"進(jìn)入交換機(jī)后只在主存儲(chǔ)器中停留很短的時(shí)間，進(jìn)行排隊(duì)和處

51、理，一旦確定了新的路由，就很快輸出到下一個(gè)交換機(jī)和用戶終端，"分組"穿過(guò)交換機(jī)或網(wǎng)路的時(shí)間很短（"分組"穿過(guò)一個(gè)交換機(jī)的時(shí)延平均為數(shù)毫秒或更短），能夠滿足絕大多數(shù)數(shù)據(jù)通信用戶對(duì)信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求。分組交換的主要優(yōu)點(diǎn)是：(1) 為用戶提供了不同速率、不同代碼、不同同步方式、不同通信規(guī)程的數(shù)據(jù)終端之129第五章 VoIP 技術(shù)及應(yīng)用間能夠相互通信的靈活的通信環(huán)境。(2)信息的傳輸時(shí)延較小，而且變化范圍不大，能夠較好地滿足會(huì)話型通信的實(shí)時(shí)性要求。(3)實(shí)現(xiàn)線路的動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用，通信線路的利用率很高。在一條物理線路上可以同時(shí)提供多條信息通路。(4)可靠性高。

52、每個(gè)分組在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時(shí)可以在網(wǎng)絡(luò)上分段地進(jìn)行差錯(cuò)校驗(yàn)，使信息在分組交換網(wǎng)中傳輸?shù)谋忍卣`碼率大大降低，一般可達(dá) 10 以下，由于"分組"在分組交換網(wǎng)中傳輸?shù)穆酚墒强勺兊?，?dāng)網(wǎng)中的線路或設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，"分組"可以自動(dòng)地選擇一條新的路由避開(kāi)故障點(diǎn)，使通信中斷。(5)性好。信息以"分組"為在交換機(jī)中和處理，不要求交換機(jī)有很大的容量，降低了網(wǎng)內(nèi)設(shè)備的費(fèi)用。對(duì)線路的動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用也大大降低了用戶的通信費(fèi)用。分組交換網(wǎng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和管理中心（NCC）對(duì)網(wǎng)內(nèi)設(shè)備實(shí)行比較集中的和維護(hù)管理，節(jié)省維護(hù)用。分組交換的主要缺點(diǎn)是：(1)由于網(wǎng)絡(luò)附加的傳輸信息很多，長(zhǎng)報(bào)文通信的傳輸效率比較低。當(dāng)把一份報(bào)文劃分成許多分組在交換網(wǎng)內(nèi)傳輸時(shí)，為了保證這些分組能夠按照正確的路徑安全準(zhǔn)確地到達(dá)終點(diǎn)，要給每個(gè)數(shù)據(jù)分組加上信息（分組頭），除此之外還要設(shè)計(jì)許多不包含數(shù)據(jù)信息的分組，用它們來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通路的建立、保持和拆除，并進(jìn)行差錯(cuò)以及數(shù)據(jù)流量等。在交換網(wǎng)內(nèi)除了用戶數(shù)據(jù)傳輸外，還有許多輔助信息在網(wǎng)內(nèi)，對(duì)較長(zhǎng)的報(bào)文來(lái)說(shuō)，分組交換的傳輸效率就不如電路交換和報(bào)文交換的高。(2)技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜。分組交換機(jī)要對(duì)各種類型的