導(dǎo)讀--目前專家普遍認(rèn)為VoIP將代表電話技術(shù)未來的方向，甚至有這樣的一句話：一切都將基于IP。

　　一、教育城域網(wǎng)VOIP應(yīng)用分析

　　教育系統(tǒng)所有的電話聯(lián)系都是使用中國(guó)電信的電話網(wǎng)絡(luò)，在其各級(jí)機(jī)構(gòu)之間沒有建立其它電話支撐系統(tǒng)。企業(yè)的通訊費(fèi)用太高是困擾許多企業(yè)經(jīng)營(yíng)者的問題，然而這好像又是無法壓縮的費(fèi)用，內(nèi)部高額的話務(wù)費(fèi)用迫切希望能夠通過現(xiàn)有的技術(shù)解決。而VoIP技術(shù)的日趨成熟可以解決這一困擾了行業(yè)多年的問題。通過在教委和各學(xué)校之間建立VoIP網(wǎng)絡(luò)，可以大量節(jié)省通信費(fèi)用，支持多種呼叫方式和幾乎不改變用戶呼叫習(xí)慣的VoIP網(wǎng)絡(luò)為用戶提供了完整的解決方案。

　　那么，教育系統(tǒng)如何才能降低這些費(fèi)用，提高競(jìng)爭(zhēng)力呢？除了在管理上想辦法節(jié)約成本外，VoIP技術(shù)的出現(xiàn)為企業(yè)從技術(shù)層面降低通訊成本提供了可行性。

　　所謂VoIP(Voice over Internet Protocol)就是一種以IP電話為主，并推出相應(yīng)的增值業(yè)務(wù)的技術(shù)。它通過IP包發(fā)送實(shí)現(xiàn)的話音業(yè)務(wù)，是建立在IP技術(shù)上的分組化、數(shù)字化傳輸技術(shù)，其基本原理是：通過語(yǔ)音壓縮算法對(duì)話音進(jìn)行壓縮編碼處理，然后把這些語(yǔ)音數(shù)據(jù)按IP等相關(guān)協(xié)議進(jìn)行打包，經(jīng)過IP網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)包傳輸?shù)侥康牡兀侔堰@些語(yǔ)音數(shù)據(jù)包串起來，經(jīng)過解碼解壓縮處理后，恢復(fù)成原來的語(yǔ)音信號(hào)，從而達(dá)到由IP網(wǎng)絡(luò)傳送話音的目的。

　　驅(qū)使Internet話音業(yè)務(wù)飛速發(fā)展的因素是什么呢？主要因素是價(jià)格。相同通話時(shí)間，通過Internet話音服務(wù)花費(fèi)的費(fèi)用僅僅為通過傳統(tǒng)話音服務(wù)花費(fèi)的費(fèi)用的幾分之一，甚至幾十分之一，其價(jià)格差異如此的懸殊，Internet 電話的發(fā)展速度也就可想而知了。另一個(gè)因素是技術(shù)的發(fā)展。以往，Internet電話留給人的印象是話音質(zhì)量低劣、延遲長(zhǎng)、經(jīng)常斷。但隨著技術(shù)的發(fā)展，這些現(xiàn)象將不復(fù)存在。一方面，隨著ITU H.323一系列協(xié)議的推出，使得Internet電話的規(guī)范逐步完善，各廠商的設(shè)備可以互通；另一方面，Internet網(wǎng)絡(luò)的大力興建及硬件設(shè)備性能的提高為Internet電話的順暢提供了保障；最后，話音壓縮技術(shù)的發(fā)展也為Internet電話的發(fā)展鋪平了道路。

　　目前專家普遍認(rèn)為VoIP將代表電話技術(shù)未來的方向，甚至有這樣的一句話：everything is over IP(一切都將基于IP)。許多人相信IP電話時(shí)代即將到來，據(jù)倫敦菲利普斯公司分析，IP電話將在2003年占全球總體電話業(yè)務(wù)的43.12%，而Frost & Sullivan調(diào)研公司在報(bào)告中預(yù)計(jì)，到2007年VoIP的通話量將占全部通話量的75%。

　　二、VoIP語(yǔ)音系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

　　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)，下面是IP電話的特點(diǎn)：

　　· 支持靈活多樣的業(yè)務(wù)方式

　　支持用戶采用卡付費(fèi)。普通帳戶和固定主叫用戶等方式進(jìn)行國(guó)際、國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途業(yè)務(wù)，計(jì)費(fèi)系統(tǒng)完整支持電話-電話、電話-PC等多種業(yè)務(wù)及智能卡號(hào)業(yè)務(wù)，以及如來電指示及遇忙轉(zhuǎn)移等新型增值業(yè)務(wù)。并充分利用Internet技術(shù)優(yōu)勢(shì)保證通話質(zhì)量。

　　· 優(yōu)異的性能價(jià)格比

　　IP電話最大的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)，這是IP電話崛起的根本原因。系統(tǒng)傳輸成本包括本地市話費(fèi)、IP網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi)以及遠(yuǎn)端市話費(fèi)，與傳統(tǒng)電信網(wǎng)中昂貴的長(zhǎng)途通信費(fèi)相比，可極大地降低用戶通信費(fèi)用。

　　· 兼容原有的電話網(wǎng)絡(luò)

　　IP電話網(wǎng)關(guān)支持下的“電話到電話”方式，與傳統(tǒng)電話相連接的是普通電話線路，完全能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)的電話功能，使用方便，并具有自動(dòng)識(shí)別和(PSTN與Internet用戶的)網(wǎng)間轉(zhuǎn)換、分帳、計(jì)費(fèi)、語(yǔ)音信箱等一系列專業(yè)化服務(wù)功能。

　　· 提高傳輸效率

　　電話網(wǎng)關(guān)采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)算法(G.723.1、G.729a)壓縮語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行低速率語(yǔ)音編碼，如G.723.1可將常規(guī)64 kb/s語(yǔ)音信號(hào)壓縮到5.3kb/s，而仍可以保持良好的聲音效果。人們打電話時(shí)約有60%的靜默時(shí)間，采用靜音壓縮技術(shù)只傳輸通話過程中的實(shí)際交談時(shí)段的數(shù)據(jù)，而將雙人靜默時(shí)段的帶寬釋放給其他話音業(yè)務(wù)，從而提高帶寬利用率，節(jié)省通信資源。

　　· 充分利用網(wǎng)絡(luò)資源

　　采用IP的通信網(wǎng)絡(luò)Internet由分組交換與無連接的分組交換相整合，因此，IP協(xié)議對(duì)通信資源的利用遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)。

　　三、VOIP技術(shù)簡(jiǎn)介

　　VoIP的普遍運(yùn)用也是與VoIP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展密不可分。VoIP采用了基于統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用的IP網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)進(jìn)行話音業(yè)務(wù)傳送，采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行語(yǔ)音編碼、語(yǔ)音壓縮、靜音監(jiān)測(cè)、舒適噪音生成等等技術(shù)可以提供與電路交換方式的傳統(tǒng)PSTN網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音品質(zhì)媲美的語(yǔ)音服務(wù)。技術(shù)發(fā)展到今天，目前主要有兩種VoIP實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)：ITU-T標(biāo)準(zhǔn)和IETF標(biāo)準(zhǔn)。

　　ITU-T標(biāo)準(zhǔn)：H.323協(xié)議

　　H.323是最早被采納的VoIP標(biāo)準(zhǔn)。H.323協(xié)議體系規(guī)定了基于分組網(wǎng)進(jìn)行兩點(diǎn)/多點(diǎn)實(shí)時(shí)媒體通信的系統(tǒng)邏輯組件、消息定義和通信過程。H.323協(xié)議采用了ISDN的設(shè)計(jì)思想，使用Q.931協(xié)議完成呼叫的建立和釋放，明顯地帶有電信網(wǎng)可管理性和集中的特征。目前，H.323協(xié)議已經(jīng)在網(wǎng)上得到廣泛應(yīng)用，國(guó)際上如ITXC和AT&T，國(guó)內(nèi)如中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通等均采用H.323的體系結(jié)構(gòu)組建IP電話運(yùn)營(yíng)網(wǎng)。與SIP比較，H.323更為成熟。

　　H.323協(xié)議的特點(diǎn)

　　基于網(wǎng)守的概念使得H.323網(wǎng)絡(luò)是集中控制的便于統(tǒng)一維護(hù)管理；但由此，一個(gè)明顯的缺點(diǎn)是，呼叫處理時(shí)延大；網(wǎng)絡(luò)規(guī)模也因此受到極大的限制；

　　IETF標(biāo)準(zhǔn)：SIP

　　該協(xié)議體系是由Level3、Bellcore和Cisico發(fā)起的業(yè)務(wù)提供商/廠商共同體提出并由IETF(Internet工程任務(wù)組：Internet Engineering Task Force)開發(fā)形成的。SIP協(xié)議具有簡(jiǎn)單，靈活性和擴(kuò)展性好，以及和現(xiàn)有的Internet應(yīng)用緊密的特點(diǎn)，許多人認(rèn)為該協(xié)議比較容易實(shí)施，近期，特別是在美國(guó)得到快速發(fā)展，同時(shí)SIP將在第三代移動(dòng)通信核心網(wǎng)和智能業(yè)務(wù)中得到廣泛應(yīng)用。目前，SIP協(xié)議還處在發(fā)展的初期階段，很多相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)還沒完全統(tǒng)一，管理功能不完善，大型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用還沒有。

　　應(yīng)該說，H.323和SIP協(xié)議都是為構(gòu)建IP電話網(wǎng)而逐漸形成的，兩者在發(fā)展的初期是互斥的，但目前隨著SIP協(xié)議的發(fā)展，特別是其在軟交換中的應(yīng)用，使得SIP協(xié)議有了很大的發(fā)展，目前H.323和SIP協(xié)議的互連互通也已經(jīng)在制訂之中。

　　另外，不管是基于H.323協(xié)議還是基于SIP協(xié)議的IP電話網(wǎng)架構(gòu)，都需要相關(guān)的協(xié)議完成網(wǎng)守對(duì)媒體網(wǎng)關(guān)的承載控制、資源控制及管理。目前此接口使用媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議(MGCP: Media Gateway Control Protocol)或H.248(MeGaCo:媒體網(wǎng)關(guān)控制)協(xié)議。

　　H.248協(xié)議稱為媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議，是由ITU-T第16組提出來的，應(yīng)用在媒體網(wǎng)關(guān)和媒體網(wǎng)關(guān)控制器之間、媒體網(wǎng)關(guān)控制器與H.248/MeGaCo終端之間。

　　MGCP是IETF較早定義的媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議，主要從功能的角度定義媒體網(wǎng)關(guān)控制器和媒體網(wǎng)關(guān)之間的行為，實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，沒有H.248那樣對(duì)包和屬性的詳細(xì)定義，事件交互的機(jī)制也比較簡(jiǎn)單。MGCP具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，但其互通性和支持業(yè)務(wù)的能力受到限制。

　　H.248/MeGaCo因其功能靈活、支持業(yè)務(wù)能力強(qiáng)而受到重視，而且不斷有新的附件補(bǔ)充其能力，是目前媒體網(wǎng)關(guān)的主流協(xié)議，它解決了MGCP原有的缺點(diǎn)，操作性強(qiáng)，但由于該協(xié)議推出不久，業(yè)界還缺乏成熟的產(chǎn)品和應(yīng)用實(shí)例，需進(jìn)一步發(fā)展。

　　H.248和MeGaCo在協(xié)議文本上相同，只是在協(xié)議消息傳輸語(yǔ)法上有所區(qū)別，H.248采用ASN.1語(yǔ)法格式(ITU-T X.680 1997)，MeGaCo采用ABNF語(yǔ)法格式(RFC2234)。

　VoIP的關(guān)鍵技術(shù)包括：

　　媒體編碼技術(shù)：包括流行的G.723.1、G.729、G.729A話音壓縮編碼算法和MPEG-II多媒體壓縮技術(shù)。

　　控制信令技術(shù)：包括ITU-T H.323和IETF會(huì)話初始化協(xié)議SIP[4](Session Initation Protocol)兩套標(biāo)準(zhǔn)體系，還涉及到進(jìn)行實(shí)時(shí)同步連續(xù)媒體流傳輸控制的實(shí)時(shí)流協(xié)議TRSP。

　　分組傳輸技術(shù)：主要采用實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP。

　　業(yè)務(wù)質(zhì)量保障技術(shù)：采用資源預(yù)留協(xié)議RSVP、服務(wù)質(zhì)量Qos和用于業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)控的實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議RTCP來避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，保障通話質(zhì)量。

　　網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)：主要是TCP和UDP。

　　此外還涉及到分組重建技術(shù)和時(shí)延抖動(dòng)平滑技術(shù)、動(dòng)態(tài)路由平衡傳輸技術(shù)、網(wǎng)關(guān)互聯(lián)技術(shù)(包括媒體互通和控制信令互通)、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)(SNMP)、安全認(rèn)證和計(jì)費(fèi)技術(shù)、IVR交互式語(yǔ)音響應(yīng)技術(shù)等等。

　　VOIP關(guān)鍵技術(shù)中我們重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是解決語(yǔ)音質(zhì)量方面的技術(shù)，因?yàn)檎Z(yǔ)音質(zhì)量是實(shí)現(xiàn)VOIP的基礎(chǔ)，關(guān)系到VOIP網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成敗，相信一次斷斷續(xù)續(xù)的語(yǔ)音通話是任何人都無法忍受的。影響VoIP語(yǔ)音質(zhì)量的主要因素有：時(shí)延與時(shí)延抖動(dòng)、語(yǔ)音編碼技術(shù)、包丟失率、回聲、語(yǔ)音電平等。

　　時(shí)延與時(shí)延抖動(dòng)：端到端的時(shí)延包括編解碼時(shí)延，打包與解包時(shí)延，以及網(wǎng)絡(luò)傳送時(shí)延。時(shí)延的變化，即時(shí)延抖動(dòng)(jitter)主要由網(wǎng)絡(luò)引起，如果端到端的傳輸路徑中經(jīng)過的中間節(jié)點(diǎn)(路由器、交換機(jī)等)越多，帶來的時(shí)延抖動(dòng)越大。

　　語(yǔ)音編碼技術(shù)：語(yǔ)音編碼技術(shù)在有效地利用帶寬的同時(shí)，能提供高質(zhì)量的語(yǔ)音。不同的編碼技術(shù)將帶來不同的語(yǔ)音質(zhì)量，下表列出了幾種編碼技術(shù)MOS(mean opinion score)值(測(cè)試結(jié)果)。參考下表所列結(jié)果，G.729與G.711兩種編碼方案可以滿足教育系統(tǒng)IP電話的質(zhì)量要求。