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谈谈VOIP
谈谈VOIP技术
下面一篇文章是摘自通信世界网的一篇有关VoIP的文章，如果您能希望了解有关的信息，也许会有所帮助。
（引）VoIP，电话新革命从美国开始（通信世界网C2004年1月14日刘欣）
fangVoIP，VoiceoverIP，俗称互联网电话，被称为颠覆美国电话业的一场新革命。
随着宽带业务的普及，VoIP被越来越多的用户认可。
在2003年底，VoIP终于被美国几大运营商列为正式服务项目面向用户推出，这是否预示着新的革命揭开了序幕？
VoIP之路方兴未艾
美国Jupiter分析公司预言：
互联网电话正在从IT专业人士青睐的高科技摇身变为普通用户力所能及的事物。
从2003年到2007年，全美上网播打电话的家庭预计将由10万猛增至400万。
这种强劲的发展态势和美国的宽松政策是密不可分的。
从一开始，美国就将互联网电话归类为增值业务，美国法院又将互联网电话定义为不受监管的领域，让服务提供商在提供互联网电话长途电话业务时，免于向本地电话公司交纳占长途电话费40%左右的接入费。
宽松的政策和巨大的市场潜力，吸引了众多传统和新型的电信公司加入到VoIP的研究、开发和经营队伍中。
在VoIP公用业务的不断普及过程中，传统ISP服务商中分化出一些专营国际IP电话的网络经营公司，这些公司自建网络，配备网关和集中化的管理设施，具备端到端的管理能力，并且能提供各种特色服务，称为ITSP（电话ISP），如美国ITXC公司，通过其专供各通信公司连接Internet电话的网络来实现语音互通。
这种条件下，传统电信运营商顺势而为的选择就是和ITSP进行合作，作为美国骨干因特网接入提供商的Sprint积极通过投资建设下一代网络来为更多用户提供Internet服务和物美价廉的VoIP业务。
长途电话巨头AT&T公司也感到了来自各方的压力，通过建立全球清算中心及与Net2phone签约等方式，将网络扩展到其它ISP，把国际呼叫从租用线转到GlobalServices网上。
2003年12月11日，AT&T终于一锤定音，宣布推出互联网电话服务，并计划在未来两年内用户达到百万人。
除了首先在三个东海岸市场上推出互联网电话服务外，AT&T还将把VoIP拓展到现有的一些企业客户服务当中。
不甘落后的Quest通信国际也从2003年12月8日开始在其宽带用户内部推行互联网电话业务，此外，有线电视服务商也凭借其强大的有线电视网络前来分一杯羹，有线巨头时代华纳表示已经与斯普林特通信和MCI达成协议拓展VoIP服务。
看起来，新一轮的VoIP业务大战蓄势待发，而竞争也是让产业生命力旺盛的最佳方式。
VoIP之路扑朔迷离
尽管各家企业争先恐后，不甘落伍于市场，但一个决定性的问题仍悬而未决。
无论这场争论能否得出一个满意的结论，在美国，互联网电话要成为一场真正的革命，取代传统铜电话线目前尚为时过早。
电话公司认为，互联网电话所采用的新技术是采用语音数据打包，像电子邮件一样通过互联网进行传输的，因此互联网电话也应当享有和电子邮件一样的自由。
而反对者则提出了“普遍服务基金”等政策管理方面的一系列问题进行反驳。
对此，美国的州政府的决策不尽相同。
由于作为权威机构的FCC拒绝在短期内就此问题表态，互联网电话前途仍可谓扑朔迷离。
事实上，如果互联网电话获得了真正的自由，随之而来的也必然是各类棘手的难题。
1．E911问题必须解决
“911”灾难性事故之后，美国加强了其E911无线紧急通信战略。
在美国，E911是作为一种公共服务由传统电话运营商来提供的，而并非与商业合约捆绑销售。
实际上，这就为用户选择通话模式产生了某种不稳定因素。
当然，随着VoIP业务的不断拓展，现有的法规也不会是一成不变的。
2．公共信息运输概念遭遇挑战
为大多数人提供服务的公共信息运输概念不再指向被严格监管的传统电话运营商，而越来越多地被新兴互联网电话服务商所分担。
不过，需要分担的不仅是市场份额，还包括行业责任感，其中复杂的内涵值得各方仔细斟酌。
3．“普遍服务基金”被蚕食
如果FCC选择不向互联网电话收取监管费用，“普遍服务基金”的未来令人担忧。
“普遍服务基金”的来源是从普通电话费中按比例扣除，用于向偏远地区的电话服务及其使用的互联网服务提供补贴。
最糟糕的情形是，在不断扩容的互联网电话市场上，用户和服务提供商一同分享了“普遍服务基金”，从而导致FCC的这项基金有名无实。
4．《通信辅助法执行法案》需要重新修订
如果互联网电话成为未来的主流通信方式，美国国会于1994年通过的《通信辅助法执行法案》很可能就需要重新修订。
其中的一些条款和目前VoIP的许多细节有所冲突，曾经规定被支持的“合法阻截”部分对VoIP或许不再适用。
美国VoIP的经验和启示
1．互联网电话和互联网接入相结合
从美国乃至世界各国的情况来看，互联网电话和互联网的接入是密不可分的，高比率的互联网接入是互联网电话蓬勃发展的物质前提，而互联网电话的推广和普及则能够在一定程度上稳固互联网市场尤其是宽带市场。
二者的结合，无论是技术上的整合，还是在销售上的捆绑，都可以建立一种新型的商业模式，从而在传统电话行业中找到一个突破口。
不过，这也恰恰说明了不均匀的互联网接入率正在成为互联网电话的下一个障碍。
互联网电话和互联网接入的结合很可能会导致现有的数字鸿沟加大加深，把这种高新技术的差异带入传统电话行业中。
2．政策监管：
自由是把双刃剑
在监管政策上，美国和欧洲提供了两个不同的案例。
如果说自由开放的美式政策为互联网电话提供了一个温暖的春天，那么，法规凌厉的欧洲则为它制造了一个严冬。
二者的结果是有目共睹的。
作为一种新兴技术，先发展而后规范是美国的传统，因此，美国也理所当然地成为互联网技术的根据地。
但过速的发展同时也导致了不够成熟的技术被广泛普及，而一系列未能解决的问题则在用户享受高科技的同时带来了新的困扰。
自由是把双刃剑，为产业带来繁荣的同时也会让整个市场呈现出乱而无序的状态。
3．市场拓展的几个重点
由于技术本身的原因，互联网电话的用户往往要经历三个阶段的变化。
首先是高新技术企业内部试用，然后是普通企业逐渐接受，最后是个人用户广泛普及。
不同的用户群要求市场经营开发者必须有层次和针对性地对VoIP进行技术上和宣传上的规划。
在赢得用户的过程中，首要的重点是教育，互联网电话在美国的蓬勃发展的基础是用户对互联网本身的高度认知和信赖，这一点在互联网技术欠普及的南美地区就成为新技术推广的严重障碍。
其次，价格并非永远的优势，对于企业用户来说，选择VoIP应该不仅仅是为了节约成本，还希望它能够包括更丰富而实用的功能，持续的技术创新才是长久之计。
最后，不断进行市场细分将有助于针对不同类型的用户开发辅助功能。
资料链接：
VoIP在其他国家
和美国相比，欧洲VoIP的发展状况则不尽人意。
这是因为当互联网电话在欧洲大规模发展时，欧洲委员会采取了严格的管制措施，以保障传统电话公司的利益。
在日本，VoIP的一些技术创新引起了人们的关注。
日本软库企业（Softbank）的子公司BB科技公司2002年推出的“BBPhone”互联网电话服务把VoIP和SDN宽带接入相结合，让用户通过解调器而非电脑来享受VoIP服务，一度赢得用户好评如潮，却因为技术不够完善、话音质量欠佳而在发展过程中遇到了挫折。
在南美，有限的互联网接入率和互联网知识贫乏的用户群让VoIP需求平平，VoIP在2002年达到了70.9亿美元的收入，预计到2007年，这个数字将有21.5%的增长。
在新加坡，VoIP已经不再是高科技企业的特权，而被跨国大企业和中小企业广泛接受。
学校、政府机关也越来越多地采用了这项新技术。
随着宽带接入的突飞猛进，个人用户也成为未来的主流市场。
一：
什么是VoIP？
VoIP是VoiceoverInternetProtocol的缩写，指的是将模拟的声音讯号经过压缩与封包之后，以数据封包的形式在IP网络的环境进行语音讯号的传输，通俗来说也就是互联网电话或者简称IP电话的意思。
VoIP技术是目前互联网应用领域的一个热门话题。
VoIP的基本原理是：
通过语音的压缩算法对语音数据编码进行压缩处理，然后把这些语音数据按TCP/IP标准进行打包，经过IP网络把数据包送至接收地，再把这些语音数据包串起来，经过解压处理后，恢复成原来的语音信号，从而达到由互联网传送语音的目的。
IP电话的核心与关键设备是IP网关，它把各地区电话区号映射为相应的地区网关IP地址。
这些信息存放在一个数据库中，数据接续处理软件将完成呼叫处理、数字语音打包、路由管理等功能。
在用户拨打长途电话时，网关根据电话区号数据库资料，确定相应网关的IP地址，并将此IP地址加入IP数据包中，同时选择最佳路由，以减少传输时延，IP数据包经Internet到达目的地的网关。
在一些Internet尚未延伸到或暂时未设立网关的地区，可设置路由，由最近的网关通过长途电话网转接，实现通信业务。
VoIP最大的优势是能广泛地采用Internet和全球IP互连的环境，提供比传统业务更多、更好的服务。
VoIP可以在IP网络上便宜的传送语音、传真、视频、和数据等业务，如统一消息、虚拟电话、虚拟语音/传真邮箱、查号业务、Internet呼叫中心、Internet呼叫管理、电视会议、电子商务、传真存储转发和各种信息的存储转发等。
采用IP网络承载话音业务与传统的电话业务相比存在着诸多的优势。
VoIP可以使电话物理网络和Internet或IP物理数据网络合二为一，有效地简化通信系统，减低系统成本和管理成本；利用IP分布式的、灵活而可扩展的通信方式，以及VoIP所提供的新功能可以使企业、雇员、合作伙伴和客户更灵活而有效的沟通；VoIP可以使话音应用与原有的数据业务应用有机的融合在一起，开创新一代业务应用。
二：
VoIP的原理及技术
通过因特网进行语音通信是一个非常复杂的系统工程，其应用面很广，因此涉及的技术也特别多，其中最根本的技术是VoIP（VoiceoverIP）技术，可以说，因特网语音通信是VoIP技术的一个最典型的、也是最有前景的应用领域。
因此在讨论用因特网进行语音通信之前，有必要首先分析VoIP的基本原理，以及VoIP中的相关技术问题。
（一）、VoIP的基本传输过程
传统的电话网是以电路交换方式传输语音，所要求的传输宽带为64kbit/s。
而所谓的VoIP是以IP分组交换网络为传输平台，对模拟的语音信号进行压缩、打包等一系列的特殊处理，使之可以采用无连接的UDP协议进行传输。
为了在一个IP网络上传输语音信号，要求几个元素和功能。
最简单形式的网络由两个或多个具有VoIP功能的设备组成，这一设备通过一个IP网络连接。
VoIP设备把语音信号转换为IP数据流，并把这些数据流转发到IP目的地，IP目的地又把它们转换回到语音信号。
两者之音的网络必须支持IP传输，且可以是IP路由器和网络链路的任意组合。
因此可以简单地将VoIP的传输过程分为下列几个阶段。
1、语音-数据转换
语音信号是模拟波形，通过IP方式来传输语音，不管是实时应用业务还是非实时应用业务，首先要对语音信号进行模拟数据转换，也就是对模拟语音信号进行8位或6位的量化，然后送入到缓冲存储区中，缓冲器的大小可以根据延迟和编码的要求选择。
许多低比特率的编码器是采取以帧为单位进行编码。
典型帧长为10~30ms。
考虑传输过程中的代价，语间包通常由60、120或240ms的语音数据组成。
数字化可以使用各种语音编码方案来实现，目前采用的语音编码标准主要有ITU-TG.711。
源和目的地的语音编码器必须实现相同的算法，这样目的地的语音设备帮可以还原模拟语音信号。
2、原数据到IP转换
一旦语音信号进行数字编码，下一步就是对语音包以特定的帧长进行压缩编码。
大部份的编码器都有特定的帧长，若一个编码器使用15ms的帧，则把从第一来的60ms的包分成4帧，并按顺序进行编码。
每个帧合120个语音样点（抽样率为8kHz）。
编码后，将4个压缩的帧合成一个压缩的语音包送入网络处理器。
网络处理器为语音添加包头、时标和其它信息后通过网络传送到另一端点。
语音网络简单地建立通信端点之间的物理连接（一条线路），并在端点之间传输编码的信号。
IP网络不像电路交换网络，它不形成连接，它要求把数据放在可变长的数据报或分组中，然后给每个数据报附带寻址和控制信息，并通过网络发送，一站一站地转发到目的地。
3、传送
在这个通道中，全部网络被看成一个从输入端接收语音包，然后在一定时间（t）内将其传送到网络输出端。
t可以在某全范围内变化，反映了网络传输中的抖动。
网络中的同间节点检查每个IP数据附带的寻址信息，并使用这个信息把该数据报转发到目的地路径上的下一站。
网络链路可以是支持IP数据流的任何拓结构或访问方法。
4、IP包-数据的转换
目的地VoIP设备接收这个IP数据并开始处理。
网络级提供一个可变长度的缓冲器，用来调节网络产生的抖动。
该缓冲器可容纳许多语音包，用户可以选择缓冲器的大小。
小的缓冲器产生延迟较小，但不能调节大的抖动。
其次，解码器将经编码的语音包解压缩后产生新的语音包，这个模块也可以按帧进行操作，完全和解码器的长度相同。
若帧长度为15ms，，是60ms的语音包被分成4帧，然后它们被解码还原成60ms的语音数据流送入解码缓冲器。
在数据报的处理过程中，去掉寻址和控制信息，保留原始的原数据，然后把这个原数据提供给解码器。
5、数字语音转换为模拟语音
播放驱动器将缓冲器中的语音样点（480个）取出送入声卡，通过扬声器按预定的频率（例如8kHz）播出。
简而言之，语音信号在IP网络上的传送要经过从模拟信号到数字信号的转换、数字语音封装成IP分组、IP分组通过网络的传送、IP分组的解包和数字语音还原到模拟信号等过程。
（二）、推动VoIP发展的动力由于相关的硬件、软件、协议和标准中的许多发展和技术突破，使得VoIP的广泛使用很快就会变成现实。
这些领域中的技术进步和发展为创建一个更有效、功能和互操作性更强的VoIP网络起着推波助澜的作用。
推动VoIP飞速发展乃至广泛应用的技术因素可以归纳为如下几个方面。
1、数字信号处理器先进的数字信号处理器（DigitalSignalProcessor,DSP）执行语音和数据集成所要求的计算密集的任各。
DSP处理数字信号主要用于执行复杂的计算，否则这些计算可能必须由通用CPU执行。
它们的专门化的处理能力与低成本的结合使DSP很好地适合于执行VoIP系统中的信号处理功能。
单个语音流上G.729语音压缩的计算开销开常大，要求达到20MIPS，如果要求一个中央CPU在处理多个语音流的同时，还执行路由和系统管理功能，这是不现实的，因此，使用一个或多个DSP可以从中央CPU卸载其中的复杂语音压缩算法的计算任务。
另外，DSP还适合于语音的活动检测和回声取消这样的功能，因为它们实时处理语音数据流，并能快速访问板上内存。
2、高级专用集成电路专用集成电路（Application-SpecificIntegratedCircait,ASIC）发展产生了更快、更复杂、功能更强的ASIC。
ASIC是执行单一应用或很小的一组功能专门的应用芯片。
由于集中于很窄的应用目标，故它们可以对特定的功能进行高度的优化，通常双通用CPU快一个或几个数量级。
就像精简指令集计算机（RSIC）芯片集中于快速执行扔限数目的操作一样，ASIC被预先编程、使其能更快地执行有限数目的功能。
一旦开发完成，ASIC批量生产的成本并不高，被用于包括路由器和交换机这样的网络设备，执行路由查表、分组转发、分组分类和检查以及排队等功能。
ASIC的使用使设备的性能更高，而成本更低。
它们为网络提供增加的宽带和更好的QoS支持，所以对VoIP发展起着很大的促进作用。
3、IP传输持术传输电信网大多采用时分多路复用方式，因特网须采用的是统计复用变长分组交换方式，二者相比，后者对网络资源利用率高，互连互通简便有效、对数据业务十分适用，这是因特网得以飞速发展的重要原因之一。
但是，宽带IP网络通信对QoS和延迟特性提出了苟刻的要求，因此，统计复用变长分组交换的技术发展为人们所关注。
目前，除已问世的新一代IP协议--IPV6外，世界因特网工程任务组（IETF）提出了多协议标记交换技术（MPLS），这是一种基于网络层选路的各种标记/标签的交换，能提高选路的灵活性，扩展网络层选路能力，简化路由器和基于信元交换的集成，提高网络性能。
MPLS既可以作为独立的选路协议工作，又能与现有的网络选路协议兼容，支持IP网络的各种操作、管理和维护功能，使IP网络通信的QoS、路由、信令等性能大大提高，达到或接近统计复用定长分组交换（ATM）的水平，而又比ATM简单、高效、便宜、适用。
IETF还地抓紧新的分组理理持术，以便实现QoS选路。
其中正在研究"隧道技术"就是为了实现单向链路的宽带传送。
另外，如何选择IP网络传输平台也是近年来研究的一个重要领域，先后出现了IPoverATM、IPoverSDH、IPoverDWDM等技术。
第一层是基层础，提供高速的数据传输骨干。
IP层向IP用户提供高质量的，具有一定服务保证的IP接入服务。
用户层提供接入形式（IP接入和宽带接入）和服务内容形式。
在基础层，以太网作为IP网络的物理层，是理所当然的事情，但是IPoverDWDM却上最新技术，并具有很大的发展潜力。
密集波分多路复用（DenseWaveDivisionMultipLexing,DWDM）为光纤网络注入新的活力，并在电信公司铺设新的光纤主干网中提供惊人的带宽。
DWDM技术利用光纤的能力和先进的光传输设备。
波分多路复用的名称是从单股光纤上传送多个波长的光（LASER）而得来的。
目前的系统能够发送和识别16个波长，而将来的系统能够支持40~96全波长。
这具有重要意义，因为每增加一个波长，就增加了一个信息流。
因此可以将2.6Gbit/s（OC-48）网络扩大16倍，而不必铺设新的光纤。
大多数新的光纤网络以（9.6Gbit/s）的速度运行OC-192，在与DWDM结合时，在一对光纤上产生150Gbit/s以上的容量。
另外，DWDM提供了接口的协议和速度无关的特征，在一条光纤上可同时支持ATM、SDH和千兆以太网信号的传输，这样和现在已建成的各种网络都可以兼容，因此DWDM既可以保护已有的设资，还可以以其巨大带宽为ISP和电信公司提供了功能更强的主干网，并使宽带成本更低和访问性更强，这对VoIP解决方案的带宽要求提供强有力的支持。
增加的传输速率不仅可以提供更粗的管道，使阻塞的机会更少，而且使延时降低了许多，因此可以在很大程度上减少IP网络上的QoS要求。
4、宽带接入技术
IP网络的用户接入已成为制约全网发展的瓶颈。
从长期发展看，用户接入的终极目标是光纤到户（FTTH）。
光接入网从广义上讲包括光数字环路载波系统和无源光网络两类。
前者主要在美国，结合开放口V5.1/V5.2，在光纤上传送其综合系统，显示了很大的生命力。
后者主要在目本和德国。
日本坚持不懈攻关十多年，采取一系列措施，将无源光网络成本降低至与铜缆和金属双绞线相近的水平，并大量使用。
特别是近年ITU提出以ATM为基础的无源光网络（APON），将ATM与无源光网络优势互补，接入速率可达622Mbit/s，对宽带IP多媒体业务发展十分有利，且能减少故障率和节点数目，扩大覆盖范围。
目前ITU已完成了标准化工作，各厂家正在积极研制，不久会有商品上市，将成为面向21世纪的宽带接入技术的主要发展方向。
目前主要采用的接入技术有:
PSTN、IADN、ADSL、CM、DDN、X.25和Ethernet以及宽带无线接入系统列等。
这些接入技术各有特点，其中发展最快的是ADSL和CM；CM（CableModem）采用同轴电缆，传输速率高、抗干扰能力强；但是不能双向传输，无统一标准。
ADSL（AsymmetricalDigitalLoop）独享接入宽带，充分利有现有电话网，提供非对称的传输速率，用户侧的下载速率可以达到8Mbit/s，用户侧的上载速率可以达到1Mbit/s。
ADSL为企业和各个用户提供必要的宽带，并极大地降低成本。
使用较低成本的ADSL地区环路，现在公司能以更高的速度访问因特网和基于因特网服务供应商的VPN，允许更高的VoIP呼叫容量。
5、中央处理单元技术
中央处理单元（CPU）在功能、功率和速度方面继续发展。
这使多媒体PC能够广泛应用，并提高了受CPU功率限制的系统功能的性能。
PC处理流式音频和视频数据的能力在用户中期待已久，所以在数据网络上传送语音呼叫理所当然成为下一步的目标。
这个计算功能使先进的多媒体桌面应用和网络组件中的先进功能都支持语音应用。
三：
企业网络电话技术和市场及应用综述
（一）：
VoIP市场综述
VoIP可以定义为以IP包交换的方式传输话音。
从全球通信网络市场角度来看VoIP主要应用在以下两个市场段。
1：
运营商VoIP市场
提供VoIP网络的电信基础设施，承载IP话音交换服务可降低话音长途交换的成本，并在VoIP基础传输业务的基础之上提供话音与数据相统一应用的增值服务。
运营商VoIP通信网络产品市场可细分为：
VoIP网关（Gateway）、软交换（SoftSwitchs）和应用服务（ApplicationServers）三个纵向层次，它们的组合将构成运营商话音网络的新一代体系机构。
（1）VoIP网关
主要提供PSTN电话通信网络与IP网络的接口和转换。
目前，一般采用H.323作为IP网络信令和SS7作为PSTN的信令。
在这个市场的设备提供商中既有传统的数据网络公司如3Com、Cisco等，也有老牌的电信设备提供商如Alcatel、Ericsson、Nortel、Lucent等，以及Sonus、Clarent、convergentnetwork、Nuera等公司。
（2）软交换
主要提供呼叫控制和信令。
它可以在使传输层网关通过标准的协议协同工作的同时，还提供策略、认证和安全等服务，并提供开放的API接口。
应用服务提供开放的应用层服务，主要是融合数据和话音的统一网络服务，如统一消息、IVR等。
在软交换和应用服务市场中活跃着3Com、Clarent、Sonus等公司。
2：
企业VoIP市场
企业VoIP市场根据其应用领域可划分为企业话音网关和局域网络电话（LANtelephony）。
（1）企业话音IP广域数据网关
一般为带有话音接口的路由器和在传统PBX上扩展IP中继模块。
可以使企业传统话音网络连接企业广域数据网络或利用公用IP网络，以传输长途话音。
在企业内部提供所谓TollFree免费长途服务，可有效降低企业长途话音的通信费用。
企业话音网关市场是短期内企业向VoIP迁移的过渡性市场而非未来高增长市场，所以提供相关设备的厂商比较少。
（2）局域网络电话（LANtelephony）
Networktelephony、局域网PBX、IPPBX等提法一般都是指这一市场中的主要通信设备和技术。
这一企业通信系统主要在基于分布式的开放包交换数据网络体系基础上提供桌面话音和企业话音业务应用服务。
这一市场是企业VoIP的主流市场主要厂商有3Com、Ayaya、Cisco以及西门子等等。
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