VOIP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)研究

摘要本文分析了VoIP(VoiceoverInternetProtocol)基本原理和系統(tǒng)組成，分析了其能廣泛地采用Internet和全球IP互連的環(huán)境的優(yōu)勢(shì)，并針對(duì)VoIP的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分通信勢(shì)不可擋，qq、飛信等即時(shí)通訊軟件沖擊著傳統(tǒng)的電話通信方式，從而也造就了很多網(wǎng)絡(luò)新貴，眾投資者企望在網(wǎng)絡(luò)通訊中分一杯羹。VoIP(VoiceoverInternetProtocal)就是其中之一。VoIP(VoiceoverInternetProtocol)是一種以IP電話為主，并推出相應(yīng)的增值業(yè)務(wù)的技術(shù)。VoIP最大的優(yōu)勢(shì)是能廣泛地采用Internet和全球IP互連的環(huán)境，提供比傳統(tǒng)業(yè)務(wù)更多、更好的服務(wù)。VoIP可以在IP網(wǎng)絡(luò)上便宜的傳送語音、傳真、視頻、和數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)，如統(tǒng)一消息、虛擬電話、虛擬語音/傳真郵箱、查號(hào)業(yè)務(wù)、Internet呼叫中心、Internet呼叫管理、電視會(huì)議、電子商務(wù)、傳真存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)和各種信息的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)等。很多企業(yè)內(nèi)建立了發(fā)達(dá)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音、視頻三網(wǎng)合一創(chuàng)造了網(wǎng)絡(luò)條件。通過把內(nèi)部專用電話網(wǎng)移植到內(nèi)部專用IP網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)通過語音壓縮算法對(duì)語音數(shù)字信號(hào)進(jìn)行壓縮編碼處理，然后把這些語音數(shù)據(jù)按TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打包，形成統(tǒng)一的IP數(shù)據(jù)包，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)把語音數(shù)據(jù)送至接收端，接收端把這些語音數(shù)IP電話的標(biāo)準(zhǔn)制定。信令控制技術(shù)是保證VoIP建立呼叫和傳輸數(shù)據(jù)等環(huán)節(jié)正常工作的基礎(chǔ)。當(dāng)前在業(yè)界IP電話有兩種并列的體系結(jié)構(gòu)，一種是ITU－TH.323協(xié)議，另一種是由互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）最近提出的SIP協(xié)議（RFC2543SIP協(xié)議更適用于智能化終端。H.323[1]是一種ITU-T標(biāo)準(zhǔn)，最初用于局域網(wǎng)（LAN）上的多媒體會(huì)議，后來擴(kuò)展至覆蓋VoIP。該標(biāo)準(zhǔn)既包括了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信也包括了多點(diǎn)會(huì)議。H.323標(biāo)準(zhǔn)定義的網(wǎng)絡(luò)是目前應(yīng)用最為廣泛的，例如以太網(wǎng)、令牌網(wǎng)，F(xiàn)DDI網(wǎng)等。H.323基本上是一種兼顧H.323建議中定義了四個(gè)主要的組件:即終端、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)關(guān)管理軟件（也叫關(guān)守或網(wǎng)閘）和多點(diǎn)控制單元。（1）終端(Terminal)--所有的終端都必須支持語音通信，視頻和數(shù)據(jù)通信能力是可選的。所有的H.323終端也必須支持H.245標(biāo)準(zhǔn)，H.245標(biāo)準(zhǔn)用于控制信道使用情況和信道性能。H.323對(duì)語音通信中的語音編解碼器主要參數(shù)做如下規(guī)定：ITU建議語音帶寬/KHz傳輸比特率/Kb/s壓縮算法注釋G.7113.456,64PCM簡(jiǎn)單壓縮，應(yīng)用于PSTN中G.7283.416LD-CELP語音質(zhì)量同G.711，應(yīng)用于低比特速率傳輸G.722748,56,64ADPCM語音質(zhì)量高于G.711，應(yīng)用于高比特速率傳輸G.723.1G.723.03.46.35.3LP-MLQ語音質(zhì)量可以接受，G.723.1為VOIP論壇采用G.729G.729A3.48CS-ACELP時(shí)延低于G.723.1，語音質(zhì)量高于G.723.1。（2）網(wǎng)關(guān)(Gateway)--這是H.323系統(tǒng)的一個(gè)可選件。網(wǎng)關(guān)能把不同系統(tǒng)所用的協(xié)議、音頻、視頻編碼算法以及控制信號(hào)進(jìn)行變換以適應(yīng)系統(tǒng)終端互通。如基于PSTN的H.324系統(tǒng)和基于窄帶ISDN的H.320系統(tǒng)與H.323系統(tǒng)進(jìn)行通信，就需要配置網(wǎng)關(guān)。（3）關(guān)守(Gatekeeper)--這是H.323系統(tǒng)的一個(gè)可選組件，是由軟件來完成管理功能。它主要有兩個(gè)功能：第一是對(duì)H.323應(yīng)用的管理；第二是對(duì)終端通過網(wǎng)關(guān)通信（如呼叫建立、拆除等）的管理。管理員可以通過關(guān)守，進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換、帶寬控制、呼叫認(rèn)證、呼叫記錄、用戶注冊(cè)、通信域管理等功能。關(guān)守類似于PSTN的程控交換機(jī)，管理功能[3]。（4）多點(diǎn)控制單元(MultipointControlUnit)--MCU實(shí)現(xiàn)了在IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行多點(diǎn)通信，點(diǎn)到點(diǎn)的通信并不需要。通過MCU使整個(gè)系統(tǒng)形成一個(gè)星型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。理終端間的H.245控制信息，建立一個(gè)音頻和視頻處理的最小公共命名器。MC并不直接處理任何媒體信息流，而將它留給MP來處理。MP對(duì)音頻、視頻或數(shù)據(jù)信息進(jìn)行混合、切換和處理。會(huì)話發(fā)起協(xié)議（SIP）[2]是建立VOIP連接的IETF標(biāo)準(zhǔn)。SIP是一種應(yīng)用層控制協(xié)議，用于和一個(gè)或多個(gè)參與者創(chuàng)建、修改和終止會(huì)話。SIP協(xié)議是完全源于Internet定位、用戶能力、用戶可用性、呼叫建立和呼叫處理五種SIP功能來建立和終止通信。的結(jié)構(gòu)與HTTP（客戶－服務(wù)器協(xié)議）相似?？蛻魴C(jī)發(fā)出請(qǐng)求，并發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器處理這些請(qǐng)求后給客戶機(jī)發(fā)送一個(gè)響應(yīng)。該請(qǐng)求與響應(yīng)形成一次事務(wù)。H.323主要是從電信的角度出發(fā)建議的，它具有與傳統(tǒng)電信網(wǎng)接近的呼叫流程和處理機(jī)制，組網(wǎng)是多層多域的，技術(shù)已經(jīng)成熟；而SIP基本上是基于動(dòng)態(tài)Internet模式來建網(wǎng)的，較少考慮與公共交換電話網(wǎng)（PSTN）的互聯(lián)國際電信聯(lián)盟(ITU－T)制定了H.32x多媒體通信系列協(xié)議，所以各個(gè)企業(yè)所使基礎(chǔ)之上建設(shè)的，存在長途話費(fèi)昂貴、各類智能業(yè)務(wù)依靠電信運(yùn)營商提供等問題。一個(gè)基于電路連接的物理端口可以對(duì)應(yīng)于若干個(gè)邏輯端口，邏輯端口數(shù)目可由關(guān)守定轉(zhuǎn)換和傳送的目的，同時(shí)，還可以通過呼叫服務(wù)器對(duì)設(shè)備的IP地址進(jìn)行管理（增加、刪除和修改因此在網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容或用戶變更時(shí)，不需要對(duì)交換機(jī)物理端口進(jìn)行配置，僅需對(duì)部分或個(gè)別邏輯端口重新定義或?qū)P地址進(jìn)行修改[4]。網(wǎng)關(guān)直接核對(duì)端網(wǎng)關(guān)之間建立起IP通信，如果被叫號(hào)碼對(duì)應(yīng)的號(hào)首枚有相應(yīng)的路由數(shù)據(jù)，果被叫號(hào)碼存在且空閑，則被叫話機(jī)將振鈴；被叫在振鈴后摘機(jī)，主被叫用戶通過IP電話網(wǎng)關(guān)和IP電話網(wǎng)絡(luò)可以通話，其中語音從交換機(jī)傳送到網(wǎng)關(guān)后，網(wǎng)關(guān)將對(duì)語音進(jìn)行壓縮，然后將壓縮后的語音包打成IP包的形式并通過互聯(lián)網(wǎng)傳送到對(duì)方網(wǎng)關(guān)，恢復(fù)成壓縮后的語音包并進(jìn)行解壓，使其恢復(fù)成正常的語音包，并讓用戶能夠通話。VOIP技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛應(yīng)用，許多關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)或交換機(jī)，具有語音壓縮與還原功能。接到呼叫信息后，檢查信息頭部，選擇合適路由，兩種方案均是采用VoIP來實(shí)現(xiàn)語音通信，即語音數(shù)據(jù)均是通過IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，但進(jìn)行呼叫。以上兩種方案主要是針對(duì)現(xiàn)在企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的情況提出的，實(shí)際上企業(yè)網(wǎng)實(shí)施VoIP技術(shù)，組網(wǎng)方案還會(huì)有多種靈活選擇形式。重要的是在能夠保證系統(tǒng)所需功能及服務(wù)縮減企業(yè)運(yùn)營成本，實(shí)現(xiàn)智能業(yè)務(wù)。在IP多媒體系統(tǒng)建成后，分支機(jī)構(gòu)內(nèi)部，分支機(jī)構(gòu)之間的本地市話、長途電話以及各點(diǎn)之間傳真等費(fèi)用能得到節(jié)省。并且在將來還可以和集團(tuán)總部的IP網(wǎng)絡(luò)互連，形成覆蓋全國的IP電話網(wǎng)絡(luò)。而且在公司內(nèi)就可以召開視頻電話會(huì)議，經(jīng)過幾年的發(fā)展，VOIP被廣泛使用。企業(yè)在不斷努力利用VoIP技術(shù)實(shí)現(xiàn)真正的互通、碼號(hào)資源等方面也存在不確定因素。但是2009年的中國VoIP市場(chǎng)流量還是達(dá)到了驚人的9950億分鐘，而具有更強(qiáng)大實(shí)力的新