通信工程師考試培訓(xùn)IP電話技術(shù)及應(yīng)用[2]

傳統(tǒng)電話采用電路交換，采用同步時(shí)分復(fù)用傳輸，信道利用率低，平均約40%,但不存在信息丟失的現(xiàn)象：每一通話電路的數(shù)碼率為64kbit/s:端到端傳送延時(shí)除經(jīng)衛(wèi)星電路時(shí)例外，一般在數(shù)十毫秒范圍以內(nèi)，且在一次通話過程中固定不變；通話質(zhì)量一般有保證。

IP電話采用以IP包（分組）為單位的包交換：采用異步時(shí)分復(fù)用傳輸，信道利用率較高，但由于打包帶來的各種協(xié)議開銷使實(shí)際的信道利用率平均在60%左右，傳輸過程中會(huì)出現(xiàn)包丟失現(xiàn)象；通常采用語音壓縮編碼，壓縮后的每一話路的數(shù)碼率為32kbit/s、26kbit/s、8kbit/s、6.3kbi1/s>5.3kbit/s可選：端到端的IP包傳送時(shí)延一般較長，可達(dá)數(shù)百毫秒，且不固定；如不采用特殊措施，現(xiàn)有因特網(wǎng)上通話質(zhì)量無保障。

從上述比較可以看出，IP電話在節(jié)省帶寬、提高信道利用率上較傳統(tǒng)電話具有優(yōu)越性。這主要依賴于語音壓縮及異步時(shí)分復(fù)用技術(shù)。但后者給語音業(yè)務(wù)帶來的好處并不像數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)那樣明顯，原因是它們的性質(zhì)有所不同。語音業(yè)務(wù)是一種相對平穩(wěn)的過程，而數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)則是一種突發(fā)性很強(qiáng)的業(yè)務(wù)。對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來說，從電路交換到包交換的轉(zhuǎn)變可使信道利用率獲得數(shù)倍的效益，而語音業(yè)務(wù)卻不可能產(chǎn)生同樣高的效益。相反，采用包交換后卻可能出現(xiàn)包丟失現(xiàn)象，并帶來實(shí)現(xiàn)上的復(fù)雜性。此外IP電話采用了語音壓縮編碼技術(shù)，但這一技術(shù)同樣也可以用于電路交換網(wǎng)上。事實(shí)上，在衛(wèi)星通信中早已采用了的數(shù)據(jù)電路倍增設(shè)備（DCME）即是將語音壓縮編碼（采用32kbit/s的ADPCM編碼），與數(shù)字語音插空（DSI）技術(shù)結(jié)合在一起，從而使信道利用率提高3倍（4:1）。只不過當(dāng)時(shí)的語音壓縮及數(shù)字信號處理（DSP）技術(shù)尚未達(dá)到今日的地步，因此壓縮比只有2:1,而不是8:1-10:1.當(dāng)然，如需將語音壓縮技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)有的電路交換長途網(wǎng)中，則必須改變現(xiàn)有的交換機(jī)結(jié)構(gòu)，或者在現(xiàn)有交換機(jī)之外另加單獨(dú)的適配裝置（類似于在1P電話中架設(shè)網(wǎng)關(guān)）。這是一個(gè)值得加以探討的問題。

IP電話與傳統(tǒng)的長途電話相比，在經(jīng)濟(jì)上具有明顯的優(yōu)勢。一方面是由于IP電話所具有的上述技術(shù)特點(diǎn)，另一方面也是由于資費(fèi)政策的不同。當(dāng)前，因特網(wǎng)的資費(fèi)政策主要是基于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的考慮，而網(wǎng)上數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)是用戶通信時(shí)間較長、傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)量大、突發(fā)性強(qiáng)。另外，IP屬于無連接通信方式，沒有復(fù)雜的信令開銷，也不保證服務(wù)質(zhì)量（QoS），因此計(jì)費(fèi)率比現(xiàn)有長途電話低得多，這是非常合理的。

2.IP電話的基本原理

現(xiàn)在使用的普通電話采用的是電路交換方式，而因特網(wǎng)電話則是采用分組交換方式。因此，因特網(wǎng)電話通過PSTN時(shí)，在因特網(wǎng)與PSTN之間需要經(jīng)過語音網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成符合因特網(wǎng)傳輸?shù)腎P數(shù)據(jù)報(bào)文，并遵循TCP/IP.

（1）IP電話的關(guān)鍵技術(shù)

實(shí)現(xiàn)IP電話涉及的關(guān)鍵技術(shù)有信令技術(shù)、媒體編碼技術(shù)、媒體實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)、業(yè)務(wù)質(zhì)量保障技術(shù)等。

①信令技術(shù)：包括ITU-T的H.323和IETF會(huì)話初始化協(xié)議（SessionInitiationProtocol,SIP）兩套標(biāo)準(zhǔn)體系，還涉及進(jìn)行實(shí)時(shí)同步連續(xù)媒體流傳輸控制的實(shí)時(shí)流協(xié)議（RTSP）。

②媒體編碼技術(shù)：包括流行的G723.1、G729、G729A語音壓縮編碼算法和MPEG-II多媒體伍縮技術(shù)。

③媒體實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)：主要采用實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議（RTP）。

④業(yè)務(wù)質(zhì)量保障技術(shù)：采取資源預(yù)留協(xié)議（RSVP）和用業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)控的實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議（RTCP）來避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，保障通話質(zhì)量。

此外還涉及分組重建技術(shù)和時(shí)延抖動(dòng)平滑技術(shù)、動(dòng)態(tài)路由平衡傳輸技術(shù)、網(wǎng)關(guān)互連技術(shù)（包括媒體互通和控制信令互通）、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)（SNMP）以及安全認(rèn)證和計(jì)費(fèi)技術(shù)等。

（2）IP電話網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

圖7-6所示為實(shí)現(xiàn)IP電話通信的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基本組成。終端設(shè)備是因特網(wǎng)電話的終端，如普通的雙音頻話機(jī)，具有通用的聲卡、電話卡的撥號PC或因特網(wǎng)的主機(jī)等。這些設(shè)備都有雙向的輸入、輸出功能，能夠同時(shí)發(fā)送和接收語音信號因特網(wǎng)電話網(wǎng)關(guān)（InternetTelephonyGateway,ITG）一端通過中繼線與市話局交換機(jī)相連，另一端通過以太網(wǎng)接口與因特網(wǎng)相連，是電話與主機(jī)之間、電話與電話之間通信的關(guān)鍵部件。ITG的作用主要是完成實(shí)時(shí)語音信號的壓縮、信令信息的轉(zhuǎn)換、DTMF信息的檢測與產(chǎn)生、呼叫控制、地址映射以及網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)與管理等。

IP電話網(wǎng)邏輯結(jié)構(gòu)如圖7-7所示。這種結(jié)構(gòu)形成了4種通信方式：主機(jī)到主機(jī)、主機(jī)到電話、電話到主機(jī)、電話到電話。在主機(jī)到主機(jī)的通信過程中，可以采用純軟件的方式。這種方式實(shí)現(xiàn)起來較為簡單，其語音編解碼、回波消除、呼叫處理可以在主機(jī)CPU上完成，并未涉及電話網(wǎng)關(guān)。

（3）IP電話的呼叫流程

IP電話的一次通話過程與普通電話類似，也有呼叫建立、通話和拆線3個(gè)過程，但在呼叫建立過程中需要進(jìn)行用戶身份認(rèn)證，網(wǎng)關(guān)路由選擇、協(xié)商語音編碼方法等工作。為完成這樣的通信過程，IP電話網(wǎng)的基本業(yè)務(wù)流程如圖7-8所示（以記賬卡用戶為例）。

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