江西省IP电话网可行性研究报告.docx

1、江西省IP电话网可行性研究报告江西省公用IP电话网可行性研究报告一九九九年五月一、可行性研究的依据和范围1、 依据12、 范围2二、 IP电话的现状、标准、发展及问题22.1IP电话的现状22.2IP电话标准32.3IP电话的发展62.4IP电话存在的问题8三、建设IP电话网必要性与可行性93.1建设IP电话网的必要性93.2建设IP电话网的可行性103.3简要结论11四、IP电话网建设方案114.1总体方案114.2实验网业务类型134.3网关及关守的设置方案134.4实验网网路组织164.5协议与信令244.6IP网关的同步274.7号码与地址274.8基本业务流程284.9基本通信过程2

2、94.10拨号程序314.11用户身份认证314.12计费344.13网络管理354.14业务管理364.15服务质量问题364.16安全性38五、 实验网容量、电路估算及能力要求385.1IP电话网的容量及建设规模385.2网关与IP网络互连带宽测算435.3IP网关的安装地点445.4处理能力要求445.5网络的建设规模45六、设备配置及投资估算466.1网络节点结构466.2设备配置476.3投资估算48七、工程进度安排49八、 工程组织及实施计划50九、人员培训50十、工程经济分析51一、可行性研究的依据和范围1、 依据（1）江西省数据通信局关于委托进行江西省公用IP电话网工程可行性研

3、究报告编制的函（2）信息产业部信部1998403号关于启用特服号“179”为公众多媒体通信网语音服务接入码的通知（3）邮电部北京设计院1998年1月编制的中国公用计算机互联网络（CHINANET）二期扩容工程可行性研究报告（4）国际电信联盟组织ITUTH323建议（5）部分相关部门、生产厂家及建设单位提供的文件资料2、 范围 本可研报告为江西省IP电话网工程可行性研究报告，主要包括如下内容：（1） IP电话的现状、标准、发展及问题（2） 建设IP电话实验网的必要性及可行性（3） 江西省公用IP电话网建设方案主要内容有：IP电话网技术协议的选择IP电话网的业务类型网关及关守的设置方案IP电话网的

4、网路组织协议与信令IP网关的同步号码与地址拨号方式基本业务流程和通信过程用户身份认证方式计费网络及业务管理网络服务质量和安全性（4） IP电话网的容量及能力测算（5） 设备配置及投资估算（6） 工程进度安排（7） 工程组织和实施计划（8） 工程经济分析二、IP电话的现状、标准、发展及问题2.1 IP电话的现状 当今的Internet不断地在变化着自己的位置，网络中流动的“比特”所代表的内容已从原来单纯的“数据”不断向“多种媒体”演变。网络中信息流量在不断增长，而基于Internet的各种业务的发展更是令人眼花。IP电话（Voice over IP,简写为VoIP）就是其中之一。 IP电话技术的

5、发展归功于技术推动和市场驱动。在过去的时间里，将语音转化成IP包的技术变得更为实用和便宜。另一方面，IP电话的核心元件之一数字信号处理器的价格在下降，这无疑也成为市场的催化剂。IP电话从90年代初发展至今，已由初期的IP电话软件时期进入到IP电话网关时期。网络设备、通信设备厂商竞相在这个市场中取得立足之地，将VoIP功能尽可能的内置到每个网络设备中，各种产品纷纷抢占市场。各家运营商亦纷纷开展这方面的业务。IP电话正走出实验室，进入网络，进入市场。 目前的VOIP技术已从具有语音服务的PC初级产品和仅限定在IP网络内部范围发展到多业务、高可靠性以及较好服务质量的含话音、传真、数据传送功能的电信业

6、务。目前通过IP电话网关（Gateway）来实现PSTN和Internet互通，从而实现PC到电话，电话到PC和电话之间的呼叫，并且话音通讯的质量也大大地得到改善，能够满足商用的要求。 通过网关等设备组织的VOIP网络，以PSTN做为对用户的连接，用IP网络代替了昂贵的长途传输网络，从而大大的节省了通话费用。目前提供IP电话服务的运营商主要来自大的ISP以及电信公司，它们提供的服务包括IP话音和传真业务。Forrester研究公司预计1998年长途IP电话业务将会达到3千万美元，到2001年将达到10亿美元。IDC预测98年IP电话呼叫量为1.98亿分钟，并将会以每年220的速度增长。下面列举

7、几个提供IP电话业务公司的发展策略： AT&T 1997年11月在Intranet上进行了IP电话实验。1998年5月，在亚特兰大、波士顿和旧金山三个城市推出IP电话服务，准备在未来12至18个月内大面积开展IP电话业务。 Bell Atlantic/GTE 两家公司合并后资产高大530亿，将超过AT&T成为美国最大的通信公司。 GTE的IP电话实验还仅限于公司内部，但将于1998年第4季度提供商用的IP传真业务。 Vocal TecVocal Tec宣布了“Next Gen电话”计划，和几个ITSP达成了市场合作协议。该计划允许PC用户拨号到这些ITSP，并利用其网关连接到一台普通电话机。这

8、一业务已在全世界很多地方提供，包括香港、莫斯科、巴黎、伦敦、东京、北京和美国的一些主要城市。 Global Exchange Carrier 和11个ISP宣布要建立一个全球的网络，提供IP电话服务，覆盖国家包括美国、英国、瑞士、德国、澳大利亚、新西兰、日本、韩国和以色列。 目前除了直接提供IP电话业务的运营商之外，也出现了一些进行IP电话业务批售、交换和结算的运营者。前者在各地安装自己的网关设备，后者一般具有自己的可以通达全球的骨干网络和结算中心，它类似一种会员组织，负责为加入到其中的会员提供全球的IP电话的漫游和结算。提供这种服务的公司有ITXC、GRIC、VIP Calling等，通过加

9、入这些组织便可以提供通达全球的IP电话服务。22IP电话标准2.2.1相关组织 IP电话的国际标准化组织主要有国际电信联盟标准化部门ITUT、欧洲电信标准协会（ETSI）、Internet工程任务组（IETF）和多媒体远程会议集团（IMTC）等。（1） ITUT SG16 国际电信联盟的SG16研究组主要从事多媒体终端和安全问题的研究，最主要的工作就是制定H.323系列建议。（2） ETSI TIPHONE工程组 该工程组的主要目标是规定一套业务互操作性要求，确定接口和功能方面的体系结构，对呼叫控制程序，信息流和协议进行规定，研究端到端服务质量参数，E.164地址与IP地址之间的转换，同时规定

10、计费和安全方面的问题。TIPHONE工程组希望向各类网络运营者都提供面向业务的解决方案，其工作主要基于H.323系列建议和现有的电路交换网标准。（3） IETF IETF制订新的信令协议。包括会话初始协议（SIP），Internet和PSTN的网络互通。IETF的IPTEL工作组负责制定相关协议和杠架文件，包括呼叫处理语法等。该工作组还写出了一些业务模型文件，描述由呼叫处理语法实现的业务并讨论语法的使用方法。另外还包括网关属性分配协议等。（4） IMTC IMTC由来自北美、欧洲和亚太地区的150多个成员组成。宗旨是建立开放的国际标准，推动交互式多媒体远程会议的解决方案的应用和实现。IMTC的

11、Voice Over IP Forum不定期地进行一些活动来制订标准，促进IP电话业务。2.2.2相关协议 由于Internet的飞速发展，以及网上话音业务的巨大前景，在各厂商的积极推动下，上述组织积极推进了IP电话的标准化进程。 目前主要涉及的IP电话的协议如图21示意： 根据目前制定的协议情况和各标准组织的工作重点，与IP电话相关的协议主要可分为两大类：H.323协议和SIP协议。目前各组织对在IP网络上承载实时业务（话音、视频等）的方式均无不同，均是利用了源自IEIF的RTP协议，但是在呼叫建立和控制方面则有着不同的方案，其代表即为H.323和SIP。 （1）H.323协议 H.323属

12、于ITU多媒体通信协议系列H.32x，提供基于分组网络的话音、视频、数据和控制等协议。H.323支持点对通信及在MCU支持下的点对多点通信协议，H.323作为一个协议框架，提供了系统及组成部分描述、呼叫方式描述以及呼叫信令程序。H.323相关的协议包括H.263、H.261视频编码标准和G.711、G.723、G.722、G.728音频编码标准；T.120多点数据会议系列标准；H.225.0分组和同步标准；H.245系统控制标准等。其协议栈如图22示意：A、 视频编码：H.261、H.263;B、 话音编码：G.711、G.722、G.728、G.729、G.723；C、 数据通信：T.120

13、；D、 呼叫控制：H.225（包括信令、注册、分组打包等）；E、 系统控制：H.245（包括呼叫、功能协商等）；F、 实时传送协议：RTP/RTCP。 H323协议经过多年发展，功能不断增强，受到广大厂商的支持。IMTC下的VOIP论坛已决定采用H.323作为Internet电话技术的基础。 H.323的系统结构包括：H.323终端、网关（Gateway）、关守（Gatekeeper）、多点控制单元（MCU）。 H.323终端：提供实时的双向音频、视频和数据通信。但H.323没有规定音频或视频设备、数据应用及网络接口。 网关：提供呼叫信令控制、信道信息的转换，以及H.323终端和其它ITU终端

14、的互连技术。 关守：提供管理机制，对网关资源进行管理；提供地址转换功能、呼叫控制、网络带宽管理等。 多点控制单元：提供会议控制及媒体处理功能。 由上述各部分，H.323系统构成及其它终端的互通如下图23示意：在H.323的系统结构中，值的一提的是H.323域的组成。H.323域定义为在统一控制下的一组网关集合。域的概念既有技术上的意义，也有管理上的意义。（2）SIP协议SIP是由IETF推出的会话初始化协议，是种基于文本的协议，采用SIP规则资源定位语言描述。它不象H.323提供了所有的通信协议，而是只提供了呼叫的建立与控制功能。它应用于IP电话，与H.323建议相比，具有简单、灵活的特点，不

15、象H.323非常复杂。SIP协议目前还处于IETF的标准化阶段，支持的厂家很少。除SIP协议外，IETF目前还在研究其它的与IP电话等应用有关的协议，如SGCP（简单网关控制协议）、IPDC（因特网协议设备控制）等。2.3IP电话的发展2.3.1数据与话音融合的趋势 随着对数据交换网络投资的增长，维护单独的语音通信设施将会变得昂贵和复杂，所以大多数的网络计划者不愿意长期同时运行多个网络，而倾向于尽可能的将通信设施进行合并。将数据和语音通信综合起来可以节约成本，更有效地利用对基础设施的投资。分组交换声音技术的出现使服务商和最终用户可以将声音和数据综合起来。电信公司也认为，背负费用高昂的电话网可能

16、将会过时，因此正在为把话音与数据网络合并而努力。不过这种趋势并不是要用Internet取代电话网，而是两者相辅相成，是种集成的趋势。 据统计和预测，在2000年以后，数据通信总量将很快超越语音通信总量，并且以不可逆的趋势增长。数据网络的重要性以及数据网络容量的不断扩展给数与话音的融合提供了基础。在承载话音方面，VOATM技术、VOFR技术以及VOIP技术在不断发展之中，而VOIP以其自身的特点在应用方面有着巨大的潜力。2.3.2市场的发展 IP电话的出现预示着传统的电信业正面临挑战。IP电话要和普通电话竞争，成为未来语音通信的一种手段必须解决以下三个问题：一是语音质量应与普通电话相当；二是呼叫

17、和建立连接的方法要简单、方便；三是要有统一的标准，世界各地各厂家的产品能互相通话，并且还应建立相应的计费方法和利润分配机制。由于IP电话具备一定的技术优势和时代特征，一旦上述问题能较好地解决，IP电话会对传统电话产生巨大冲击，在市场方面占据一席之地。 据IDC1996年公布的报告显示，在IP电话推出的第一年，1995年，全球的IP电话用户数为50万，到1997年跃升为500万，而据IDC预测1999年底将达到1600万。IP电话用户数每年以239的速度增长，据IDC预测，到2000年IP电话用户市场份额将达到15，2005年将达到34。 另据美国Forrester Research公司估计，美

18、国IP电话服务营业额将从1996年的0美元上升为2004年的20亿美元，届时IP电话服务的营业额将占长途电话总营业额的4左右。 Telephonty对全球基于IP的话音预测显示，到2000年基于IP的国际电话业务量将占20以上，而国内IP电话业务只占2.5。所有应该注意到国际IP电话市场比国内IP电话市场份额大得多的情况。 另据市场研究机构IDC、Forrester Research、Frost&Sullivan和Aberdeen Group的预测，到2000年美国IP电话中，用于国内通信的业务量将达到85亿分钟/年，用于国际通信的业务量将达到40亿分钟/年。2.3.3标准的发展 H.323协

19、议一直在发展变化与改进完善之中，诸如Fast Connect方式的推出、GK与GK之间通信协议的争论等。 目前H.323最新版本2，明年可能推出版本3（包括H.323 V3和H.225.0 V3），届时在GK互通问题等方面可能会有突破。H.323标准的内容亦不断丰富，如 H.323 Annex D（Real Time Internet Fax） H.323 Annex E（Call Connection over UDP） H.323 Annex F（Single Use Terminal） H.323 Annex G（Communication between Administrative

20、Domains） H.450.1（Supplementary Services） H.450.2（Call Transfer） H.450.3（Call Diversion） H.450.4（Call Hold） H.450.5（Call park/Pickup） H.450.6（Call Waiting） H.450.7（Message Waiting）等。 随着这些标准的逐步推出和完善，H.323系列的功能将更加强大。另外，IETF组织在avt、iptel、mmusic、fax、sigtran等工作组中对IP电话相关的技术也一直在进行研究。SS7信令和智能网技术在IP电话业务中的应用也有所

21、进展。SS7 Signaling Gateway、SS7 overTCP技术、IN与Internet结合技术等的发展亦应予以重视。2.4IP电话存在的问题2.4.1承载网络问题 TCP/IP协议最初是为提供非实时数据业务而设计的。IP协议负责主机之间的数据传输，不进行检错和纠错。因此传统的IP网传送实时音频、视频能力较差。随着IP网络设备处理能力以及网络带宽的不断加大，目前的IP网络传送实时音频、视频能力已大大增强了。另外在提供QOS方面，一些相关的协议，如RSVP，以及网络中的控制方法，如流量控制、队列管理、拥塞控制等已实现并可付诸实施。 应该注意的是，VOIP的应用会对Internet有着

22、极大的影响。八十年代后期，Internet曾受到一系列阻塞崩溃的困扰，其原因是ICP流控制和错误恢复造成网络缺陷。“慢启动（SlowStart）”特征的引入就是为了消除这个毛病，目前在所有的TCP应用中都被采用。如果VOIP在Internet上被大量使用，由于VOIP主要采用了UDP，将会有相当部分的Internet流量没有慢启动的限制，对于Internet的影响后果尚不得而知。 Internet本身的问题反过来又影响着VOIP业务。由于Internet的流量和流向极其动态化，因此在Internet上部署VOIP应当慎重仔细，应该考虑如何保证IP电话的通信质量问题。在普通电话网上，时延带来的影

23、响很小。但在IP电话业务中，网络和网关带来的时延都可能会严重地影响通信的质量 。这就要求运营商必须通过在网络中实现QOS的服务来实现带宽的合理应用，从而满足IP电话业务对于实时性的要求。2.4.2标准及互通问题 IP电话的互通性问题，包括产品的互通和业务的互通是制约IP电话发展的最大的障碍。影响互通性关键的问题是有关IP电话的标准还处在不断的发展和完善当中，1999年随着H.323第三版本的制订，将是解决互通性问题最关键的一年。预计在此之后各个IP电话设备厂家在产品互通性方面将得到较大的改善。IP电话运营商之间的业务到和结算也是亟待解决的问题，运营商之间必须签署合作协议，使用户可以享受到象传统

24、电话服务一样更大范围内的服务。目前IMTC的有关IP电话的服务互操作性执行约定（Service Interoperability Implementation Agreement）在发展之中，目前已有1.0版本的内容。另外，TIPHON也定义了Open Settlement Protocol OSP用于解决域间或是不同运营者之间的用户漫游、呼叫路由、计费结算等问题。三、 建设IP电话网必要性与可行性3.1建设IP电话网的必要性（1） 建设IP电话网是业务拓展的迫切需要 Internet自商业化以来，取得了很大的成功，特别是在WWW这一重要应用普及以后，其发展速度非常之迅速。从开始的一些UNIX

25、应用，如ftp,email,talk等，发展到一个以TCP/IP为基础的，能够进行各种应用的IP网络。随着Internet网络带宽的不断增加，各种技术、标准的逐步成熟，通过Internet来提供话音、数据、图象、传真、IVR（交互式语音应答）成为现实，服务内容的广泛化与多样化成为可能。当今信息社会具有五大关键特征：技术多样化、业务综合化、产业融合化、市场竞争化和用户可选择性。因此，中国电信作为中国目前最大的电信运营者，从满足用户的多方面需求，为用户提供多样化业务的角度出发，应该率先在Internet网上组建IP电话网，积极探索电话语音业务的发展，摸索新业务的发展模式，在中国邮电通信的发展中走在最前面。（2） 建设IP电话网是市场驱动与竞争需要 I