VoIP培训资料之基础常识和技术演进篇（1）

火舞天下

1.IP电话的概念
　　
　　IP电话通常被称作Internet电话或网络电话，顾名思义，就是通过Internet打 电话。从广义上说，它应被称为Internet电信，因为它包括语音、传真、视频传输等多种电信业务。
　　
　　2. IP电话的基本原理
　　
　　IP电话的话音是利用基于路由器／分组交换的IP（Internet／Intranet）数据 网进行传输。由于Internet中采用“存储一转发”的方式传递数据包，并不独占电 路，并且对语音信号进行了很大的压缩处理，因此IP电话占用带宽仅为8kbit／S－ 10kbit／S，再加上分组交换的计费方式与距离的远近无关，自然节省了长途 通信费用。 Internet是由众多各种不同的计算机网络互联组成的，遍布世界各地。Inte rnet的出现和普及极大地改变了人们的交流和通信方式。Internet使用标准的TCP ／IP协议来实现各计算机之间的相互通信和数据交换。
　　TCP／IP协议则负责将要传 输的IP数据分组排队发送到网络上。每个分组均包含地址及数据重组信息，以确保 数据安全和数据分组交换正确无误。 IP Telephony就是以Internet作为主要传输 介质进行语音传送的。首先，语音信号通过公用电话网络被传输到IPTelephony网 关；然后网关再将话音信号转换压缩成数字信号传递进入Internet；而这些数字信 号通过遍及全球而成本低廉的网络将信号传递到对方所在地的网关，再由这个网关 将数字信号还原成为模拟信号，输入到当地的公共电话网络，最终将语音信号传给 收话人。
　　
　　3. IP电话系统的关键设备--网关
　　
　　设在各地的网关由一个独一的IP地址表示，它是架通两种通信传输方式的一座 桥梁，是Internet上的‘交换局”，以实现远程电话间的互联和通信，。 在一边，网关连接传统的电路交换网（Circuit－switched Network）如公共 交换电话网（PSTN），可和外部的任意一部电话通信。在另一边，网关连接分组交换网（Packet－Switched Network）如Internet、Intranet等，可和接入网络的任 意一台计算机通信。在整个Internet Phone系统中，网关分布在世界各地，处应当 地的PSTN网与Internet的接入和转换理。 网关接收标准电话信号，经数字化与大幅度地压缩后，使用IP协议进行分组送 到Internet，找出传输路由，通过Internet发往目的地。反之，接收Internet传输 过来的数据分组，并转往电话网络系统。接入和转出电话网络系统可同时进行，实 现全双工（双向）通话。 例如在北京拨打一个到旧金山的长途电话，在北京，一个普通的公共电话通过 PSTN接入本地网关，本地网关对数据进行特定的压缩算法处理，组织成包含主、被叫号码、时间、通话信息等数据的IP分组，并分析被叫号码，根据路由表，把它映 射成为一个IP地址，通过路由选择，发往该IP地址（如旧金山）对应的远端网关。 而在被叫方旧金山，远端网关接收北京本地网关传输过来的IP数据分组，进行相反过程的解压缩，再发往其本地端的PSTN网。这样，就实现了两地的实时通信。而其 所包含的通信费用仅为北京本地普通电话费+Internet通信费+旧金山本地电话费。 由于Internet的通信费是较低的，所以长途电话费用下降。
　　
　　4. IP电话话音质量
　　
　　话音质量基本取决于两个因素：一是上网通信线路的速度;二是Internet本身 是否繁忙。IP电话话音质量与普通电话话音质量相比主要有两个方面的差别： 一、是话音滞后，二、有时略有失真现象。凡是使用过IP电话的人，普遍认为话音质量 比想象的好，一般来讲介于普通电话与移动电话之间。为了提高话音质量，最直 接的方法是扩大Internet的接入速率，使用良好的Internet接入线路。
　　
　　5. IP电话系统中的几个关键技术和标准(1)
　　
　　* IP电话的基本标准 Internet电话的标准采用ITU－T H.323标准。H.323是ITU的多媒体通信协议 系列H.32x中的一个。H.323提供了基于IP网络（包括Internet）的传送声音、视频和数据的基本标准，它是一个框架协议，与之相关的传输、控制及声音、视频 压缩等标准见下表（表中还包含了多媒体在其余网络（ISDN、PSTN）中的系列协议）。 H.323定义了网络传输中的四种基本的构成单元：终端、网关、关守和多点控 制器（MCU）。 * 网络协议标准 一般说来，Internet电话的呼叫建立和控制大多建立在TCP基础上，而音频 流的传送则建立在UDP基础上，为保证传送的实时性，IETF增加了几个重要的协 议： RSVP（ Resource Reservation Protocol）：一般说来，在IP网络上保留 足够的带宽用于多媒体的传送是十分困难的，为此IEtF，定义了资源预留协议 （RSVP）。RSVP允许接收者申请特定数量的带宽用以进行数据传输，有了RSVP， 传统的无QoS（Quality of Service）保证的IP网络获得了QoS保证。要能够使用 RSVP，H.323的终端、网关、MCU等必须支撑， IP网络上的路由器等也必须支撑， RSVP在RFC2205－RF C2209中定义。 RTP／RTCP（ Real－Time Protocol／Real-Time ControlProtocol）：RTP 是IETF定义的用以传送音频、视频流的协议，RTP建立在UDP上，在RTP的头部， 定义了一个时间戳（Time Stamp），使得音视频的实时传送及同步得到保证。 RTCP则是控制和监视RTP及其Qos的协议。H.323是建立RTP基础上的。RTP／RCt 协议见RFC1889和C1890。
　　
　　6. IP电话系统中的几个关键技术和标准 (2)
　　
　　* 语音编码标准 H.323中定义了多种话音的传送，IETF成立了AVT（ Audio／Video Trans port）工作组用以进行话音传送的研究。目前，Internet电话中常用的语音编码 比特流速率如下： G.711 64Kbit/s G722 48－64kbit/s， G.728 16kbit/s G.723和G.723.1 5.3kbit／S或6.3kbit／S， G.729和G.729A8或13kbit／s。 在通话双方不说话时不传送话音数据能有效地节约带宽， 但为防止静音压缩时通话听起来时断时续的感觉，建议在静音过程中加上背景噪声，IMTC的VoIP论坛提出了可变参数的背景噪声传递方法。 *控制模块 H.323的系统控制包括：H.245控制、Q.931呼叫信号控制和RAS控制。 H.245控制信道是一个可信通道，用来承载控制信息用以对H.323实体的操作。 这些控制包括：性能交换、打开或关闭逻辑通道、优先级请求、流程控制信息以 及基本的命令的指示等。 呼叫信号通道利用Q.931在两个终端间建立连接。 RAS信号通道完成注册、访问权限、带宽改变及状态更新等。RAS信号通道一般 在终端和关守间建立，如果关守不存在，那么就没有了RAS通道。