華為公司VOIP實(shí)現(xiàn)原理及關(guān)鍵技術(shù)

　　摘要

　　本文簡(jiǎn)要介紹了IP電話實(shí)現(xiàn)的基本原理及涉及到一些主要技術(shù)，主要目的是幫助讀者對(duì)IP電話有個(gè)比較全面的了解，以期更進(jìn)、更深一步學(xué)習(xí)可以參考相關(guān)文檔。南京HCIE認(rèn)證

　　正文

　　1 VOIP的基本 原理與實(shí)現(xiàn)形式

　　IP電話系統(tǒng)把普通電話的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可聯(lián)入因特網(wǎng)傳送的IP數(shù)據(jù)包，同時(shí)也將收到的IP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成聲音的模擬電信號(hào)。經(jīng)過(guò)IP電話系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換及壓縮處理，每個(gè)普通電話傳輸速率約占用8-11kbit/s帶寬，因此在與普通電信網(wǎng)同樣使用傳輸速率為64kbit/s的帶寬時(shí)，IP電話數(shù)是原來(lái)的5-8倍。VOIP的核心與關(guān)鍵設(shè)備是IP電話網(wǎng)關(guān)。IP電話網(wǎng)關(guān)具有路由管理功能，它把各地區(qū)電話區(qū)號(hào)映射為相應(yīng)的地區(qū)網(wǎng)關(guān)IP地址。這些信息存放在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，有關(guān)處理軟件完成呼叫處理、數(shù)字語(yǔ)音打包、路由管理等功能。在用戶(hù)撥打IP電話時(shí)，IP電話網(wǎng)關(guān)根據(jù)電話區(qū)號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)資料，確定相應(yīng)網(wǎng)關(guān)的IP地址，并將此IP地址加入IP數(shù)據(jù)包中，同時(shí)選擇最佳路由，以減少傳輸時(shí)延，IP數(shù)據(jù)包經(jīng)因特網(wǎng)到達(dá)目的地IP電話網(wǎng)關(guān)。對(duì)于因特網(wǎng)未延伸到或暫時(shí)未設(shè)立網(wǎng)關(guān)的地區(qū)，可設(shè)置路由，由最近的網(wǎng)關(guān)通過(guò)長(zhǎng)途電話網(wǎng)轉(zhuǎn)接，實(shí)現(xiàn)通信業(yè)務(wù).南京HCIE認(rèn)證

　　目前VOIP系統(tǒng)一般由IP電話終端、網(wǎng)關(guān)（Gateway）、網(wǎng)守（Gatekeeper）、網(wǎng)管系統(tǒng)、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)等幾部分組成。IP電話終端包括傳統(tǒng)的語(yǔ)音電話機(jī)、PC、IP電話機(jī)，也可以是集語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和圖象于一體的多媒體業(yè)務(wù)終端。由于不同種類(lèi)的終端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)源結(jié)構(gòu)是不同的，要在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上傳輸，這就要由網(wǎng)關(guān)或者是通過(guò)一個(gè)適配器進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，形成統(tǒng)一的IP數(shù)據(jù)包。IP電話網(wǎng)關(guān)提供IP網(wǎng)絡(luò)和電話網(wǎng)之間的接口，用戶(hù)通過(guò)PSTN本地環(huán)路連接到IP網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并壓縮打包，成為可以在因特網(wǎng)上傳輸?shù)腎P分組語(yǔ)音信號(hào)，然后通過(guò)因特網(wǎng)傳送到被叫用戶(hù)的網(wǎng)關(guān)端，由被叫端的網(wǎng)關(guān)對(duì)IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包、解壓和解碼，還原為可被識(shí)別的模擬語(yǔ)音信號(hào)，再通過(guò)PSTN傳到被叫方的終端。這樣，就完成了一個(gè)完整的電話到電話的IP電話的通信過(guò)程。網(wǎng)守實(shí)際上是IP電話網(wǎng)的智能集線器，是整個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)平臺(tái)，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理、配置和維護(hù)。網(wǎng)守提供的功能有撥號(hào)方案管理、安全性管理、集中帳務(wù)管理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理和備份、網(wǎng)絡(luò)管理等等。網(wǎng)管系統(tǒng)的功能是管理整個(gè)IP電話系統(tǒng)，包括設(shè)備的控制及配置，數(shù)據(jù)配給，撥號(hào)方案管理及負(fù)載均衡、遠(yuǎn)程監(jiān)控等。計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的功能是對(duì)用戶(hù)的呼叫進(jìn)行費(fèi)用計(jì)算，并提供相應(yīng)的單據(jù)和統(tǒng)計(jì)報(bào)表。計(jì)費(fèi)系統(tǒng)可以由IP電話系統(tǒng)制造商提供，也可以由第三方制作，但此時(shí)需IP電話系統(tǒng)制造商提供其軟件數(shù)據(jù)接口。南京HCIE認(rèn)證

　　在實(shí)現(xiàn)方式上，VOIP有電話機(jī)到電話機(jī)、電話機(jī)到PC、PC到電話機(jī)和PC到PC等4種方式。最初VOIP方式主要是PC到PC，利用IP地址進(jìn)行呼叫，通過(guò)語(yǔ)音壓縮、打包傳送方式，實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)上PC機(jī)間的實(shí)時(shí)話音傳送，話音壓縮、編解碼和打包均通過(guò)PC上的處理器、聲卡、網(wǎng)卡等硬件資源完成，這種方式和公用電話通信有很大的差異，且限定在因特網(wǎng)內(nèi)，所以有很大的局限性。電話到電話即普通電話經(jīng)過(guò)電話交換機(jī)連到IP電話網(wǎng)關(guān)，用電話號(hào)碼穿過(guò)IP網(wǎng)進(jìn)行呼叫，發(fā)送端網(wǎng)關(guān)鑒別主叫用戶(hù)，翻譯電話號(hào)碼／網(wǎng)關(guān)IP地址，發(fā)起IP電話呼叫，連接到最靠近被叫的網(wǎng)關(guān)，并完成話音編碼和打包，接收端網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)拆包、解碼和連接被叫。對(duì)于電話到PC或是PC到電話的情況，是由網(wǎng)關(guān)來(lái)完成IP地址和電話號(hào)碼的對(duì)應(yīng)和翻??，壹s盎耙舯嘟飴牒痛虬?

　　2 VOIP的關(guān)鍵技術(shù)

　　傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)主要是用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，采用的是盡力而為的、無(wú)連接的技術(shù)，因此沒(méi)有服務(wù)質(zhì)量保證，存在分組丟失、失序到達(dá)和時(shí)延抖動(dòng)等情況。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)此要求不高，但話音屬于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，對(duì)時(shí)序、時(shí)延等有嚴(yán)格的要求。因此必須采取特殊措施來(lái)保障一定的業(yè)務(wù)質(zhì)量。VOIP的關(guān)鍵技術(shù)包括信令技術(shù)、編碼技術(shù)、實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)、服務(wù)質(zhì)量（QOS）保證技術(shù)、以及網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)等。

　　2.1 信令技術(shù)

　　信令技術(shù)保證電話呼叫的順利實(shí)現(xiàn)和話音質(zhì)量，目前被廣泛接受的VOIP控制信令體系包括ITU-T的H.323系列（華為公司產(chǎn)品采用）和IETF的會(huì)話初始化協(xié)議SIP。南京HCIE認(rèn)證

　　ITU的H.323系列建議定義了在無(wú)業(yè)務(wù)質(zhì)量保證的因特網(wǎng)或其它分組網(wǎng)絡(luò)上多媒體通信的協(xié)議及其規(guī)程。H.323標(biāo)準(zhǔn)是局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、Intranet和Internet上的多媒體提供技術(shù)基礎(chǔ)保障。H.323是ITU-T有關(guān)多媒體通信的一個(gè)協(xié)議集，包括用于ISND的H.320，用于B-ISDN的H.321和用于PSTN終端的H.324等建議。其編碼機(jī)制，協(xié)議范圍和基本操作類(lèi)似于ISDN的Q.931信令協(xié)議的簡(jiǎn)化版本，并采用了比較傳統(tǒng)的電路交換的方法。相關(guān)的協(xié)議包括用于控制的H.245，用于建立連接的H.225，用于大型會(huì)議的H.332，用于補(bǔ)充業(yè)務(wù)的H.450.1、H.450.2和H.450.3，有關(guān)安全的H.235，與電路交換業(yè)務(wù)互操作的H.246等。H.323提供設(shè)備之間、高層應(yīng)用之間和提供商之間的互操作性。它不依賴(lài)于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，獨(dú)立于操作系統(tǒng)和硬件平臺(tái)，支持多點(diǎn)功能、組播和帶寬管理。H.323具備相當(dāng)?shù)撵`活性，支持包含不同功能的節(jié)點(diǎn)之間的會(huì)議和不同網(wǎng)絡(luò)之間的會(huì)議。H.323建議的多媒體會(huì)議系統(tǒng)中的信息流包括音頻、視頻、數(shù)據(jù)和控制信息。信息流采用H.225建議方式來(lái)打包和傳送。