IP电话纵览

什么是IP电话？

IP电话是又称Internet电话或网络IP电话，是指通过Internet(互联网)网络进行电话通讯的一种方式。与普通电话传输模拟信号的方式不同，它是在Internet网上将声音信息打包，转换为数据信息的形式进行传输的。这样，可以大幅度地降低长途电话的费用。

IP电话的概述：

IP电话系统，可以为用户提供集成了语音、数据的交互式实时传输。减少了企业运营管理中不必要的中间环节，避免了资源的浪费，提高了企业的工作效率。

　IP电话是利用IP协议而接通的电话。它的突出优点是收费便宜，但目前由于因特网传输能力的限制，它还不是特别的完善。现在技术的进步，使IP电话有可能提高话音质量，而且还能使价格进一步便宜。首先，IP电话的关键部件数字信号处理器（DSP）的价格已明显下降，而且DSP能使模拟的话音信号改用数字的话音信号。原先必须占用64千比特/秒的带宽可以缩小到8千比特/秒，这有利于减轻线路的堵塞。

　另外，IP电话用的是分组交换技术，现在一种新的桥接器开始面世，使得分组的话音数据更容易接通到要到的地方。现在IP电话已不仅仅利用因特网，而且还能利用企业的LAN（局域网）。一旦大多数企业有了ATM（异步传输模式）网络（传输能力在200千比特/秒以上）或传输能力达到1000千比特/秒的以太网时，IP电话的质量将明显提高。IP电话将因话音清晰、价格便宜而逐步取代传统电话。当然不可能一夜间便取代传统电话，但是就是根据保守估计，2004年时IP电话将挤占美国传统电话市场的4%。

　IP网络IP电话只是在近期才在国内引起广泛注目，事实上发达国家早在两三年前，就有许多公司致力于这项互联网上高新技术的开发研究工作，并且已经取得了骄人的成绩。一些电信业巨头，如朗讯（Lucent）集团、北电集团、Cisco 都在积极地备战IP电话业务。许多有名的电信设备厂商和数据网络厂商如朗讯集团、Cabletron、3Com等均推出了自己的IP电话产品。IP网络IP电话技术从一出现，便由于其低廉的通话成本，引起了各界不同的反映。尽管目前与传统的电话网络相比，IP网络IP电话还不够完善，但互联网络技术日新月异的发展，能把使它迅速地奔向成熟。

IP电话的工作原理：

　网络IP电话最大的魅力在于价格低廉，网络IP电话为什么这么便宜呢？我们不妨看看网络IP电话的原理：网络IP电话工作时，首先是你的语音通过外设（如麦克风、电话机）被服务器（或计算机）的声卡转换成数字信号，经软硬件压缩、打包后将这些数字信号传送到接受方一端，再由接受方计算机上的软硬件将所收到的信号进行解包、解压缩，然后通过声卡转换为模拟信号并从本地外设（如电话机、音箱或耳机）传送出来，从而完成了整个通话过程。而传统的电话业务传送的是模拟（不是数字）信号，声音传输需要专门的线路（网络IP电话完全可以使用以往的线路）和用于传输模拟信号的中继设备。IP电话的工作过程决定了它比传统的电话更加便捷，更加节省费用。

下图说明了简单的共众网IP电话对话过程：

IP电话技术与普通电话的比较：

IP电话网络和普通电话（传统的语音）网络一样，IP电话中主要的技术问题仍然是信令、寻址和路由。此外，还有延迟问题，下面分别进行讨论，并和传统电话技术，即语音网络进行对比。

信令

在语音网络中，信令的任务是建立一种连接。信令出现于网络入口处。它选择线路，建立网络通道，而且（在远程站点）通知呼叫到达信息。

完成一次电话的通话需要建立多种形式的信令，首先，提起电话时，系统向PBX发送一个"摘机"信号，PBX就会发拨号音进行响应，然后电话向PBX传送拨号数字。PBX和电话之间的信号交换称为站点环绕信令。

PBX收到来自电话机的拨号数字后，开始进行处理。在转接过程中，又要用到多种信令，如信道辅助信令（CAS）、通用信道信令（CCS）等，最终完成电话的接续。

IP电话网络中，有三种类型的信令：

　● 从PBX到路由器的信令　

　● 路由器之间的信令　

　● 从路由器到PBX的信令

企业内部网络作为中继线路连接PBX，PBX通知企业内部选择中继线。从PBX到企业内部网络的信令可以是选择中线线时使用的通用信令，如FXS和E＆M信令等，如果采用数字信令，则可以是CCS或QSIG等。

在路由器内，把从PBX接收的拨号数字映射为IP地址，并向该IP地址的站点发送Q.931通知建立请求信号。同时，系统使用控制信道建立实时协议语音流，并使用RSVP协议请求服务质量。

寻址

任何电话网络要实现其功能，每一部电话机都必须有一个单独的地址。传统的电话网络的寻址依靠国际和国内标准、本地电话公司服务和内部用户特定代码等技术相结合来完成。

国际电信联盟ITU－T推荐的E.164标准定义了ISDN网络上的国际编号规则，国际电话服务编号规则是该编号规则的一个子集。每个国家的国家编号规则必须符合E.164标准，并同国际编号规则联合使用。公共交换式电话服务商必须确保其编号规则兼容W.164标准，而且其用户网络也要遵循这一标准。

IP电话网络的寻址和传统电话网络差别很大。IP网络采用TCP／IP的寻址规则和协议，后者主要包括两个方面：

（1）地址解析

共有三种方法：

●广播---对共享媒体而言，一种简单的方法是使用广播。如果某一站点有目标站点的IP地址，但没有其以太网地址，该站点可以向共享媒体上的所有站点广播一个请求。所有设备都会收到该消息，但只有该IP地址的站点作出响应，将其以太网地址发送给源站点。

●地析解析服务器---用于面连连接的网络，如ATM网。　　

●本地配置表---在简单的网络中，每一个端站点都可以设置一个相应的第3层和第2层地址。

（2）地址简化

有两种方案：　　

●动态主机配置协议（DHCP）---简化维护和管理IP地址的工作，服务器可以按需为设备指定IP地址。　　

●域名系统（DNS）---使得用户不必知道目标站点的IP地址，而使用易于记忆的命名方法。DNS服务器可以按照"tongren@ciw.com.cn"这样的格式解析IP地址。DNS提供IP地址后，端站点可以直接相互通信。

　从PBX到IP主机地址的拨号数字转换由拨号规则映射功能完成。系统把目标电话号码映射为目标IP地址。建立连接后，对于用户而言，企业的内部网络就是透明的了。

路由

　　传统电话网络的路由与编号规则和线路密切相关，路由用于建立从源电话到目标电话的通话。然而，大多数路由操作则复杂得多，还能够允许用户选择服务，或将电话转接到另一个用户。　　在交换机中建立一组表格和规则后就可以进行路由。电话到来时，从这些表格和规则便可以提供通往目标的路径以及相应的服务。

　　IP电话网络的路由协议已经非常成熟，并且具有丰富的功能。尽管目前的某些路由协议，如EIGRP在计算最佳路径时会产生可观的延迟，但仍然存在一些快速的路由协议，而且它们使语音业务能够利用IP网络的自校正功能，诸如策略路由和访问列表等先进功能为语音业务提供了复杂、安全的路由方案。

延迟

　　在语音网络中，距离是导致延迟的主要因素。因为电信号的传播速度接近光速，所以近距离的延迟是难以察觉的，但1万公里以上距离的延迟就较明显了。延迟的问题表现在两个方面，固定的延迟可能干扰人们的谈话和问答的节奏。延迟变动（称为抖动）将在发音之间产生随机中断，这可能影响对谈话的理解。因此，抖动是更为严重的问题。

　　由于IP业务遵循"尽力服务"的原则，即"先来先服务"的原则进行业务处理，所以容易出现较大的延迟和延迟变化，这也许是IP电话亟待解决的重要问题。最近，业界对相关标准进行了修改，加之一些新技术的采用，有助于延迟问题的解决。例如，优先级排队技术允许网络将不同的业务类型置入特定的QoS队列，这用于使语音业务的传输优先级高于数据业务，从而降低了队列延迟。此外，IP领域的一些新进展也有利于解决延迟问题。

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