E易通网络电话VOIP 电话/VOIP 网络电话的基本原理

VOIP 电话/VOIP 网络电话（又称IP PHONE 或VoIP）是建立在IP 技术上的分组化、数字化传输技术,其基本原理是：通过语音压缩算法对语音数据进行压缩编码处理,然后把这些语音数据按IP等相关协议进行打包,经过IP 网络把数据包传输到接收地,再把这些语音数据包串起来,经过解码解压处理后,恢复成原来的语音信号,从而达到由IP 网络传送语音的目的。VOIP 电话/VOIP 网络电话系统把普通电话的模拟信号转换成计算机可联入因特网传送的IP 数据包,同时也将收到的IP数据包转换成声音的模拟电信号。经过VOIP 电话/VOIP 网络电话系统的转换及压缩处理,每个普通电话传输速率约占用8～11kbit/s 带宽,因此在与普通电信网同样使用传输速率为64kbit/s 的带宽时,VOIP 电话/VOIP 网络电话数是原来的5～8 倍。VOIP 电话/VOIP 网络电话的核心与关键设备是VOIP 电话/VOIP 网络电话网关。VOIP 电话/VOIP网络电话网关具有路由管理功能,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,有关处理软件完成呼叫处理、数字语音打包、路由管理等功能。在用户拨打VOIP 电话/VOIP 网络电话时,VOIP 电话/VOIP 网络电话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 数据包经因特网到达目的地VOIP 电话/VOIP 网络电话网关。对于因特网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 电话/VOIP 网络电话是一种利用Internet 技术或网络进行语音通信的新业务。从网络组织来看，目前比较流行的方式有两种：一种是利用Internet 网络进行的语音通信，我们称之为网络电话；另一种是利用IP 技术，电信运行商之间通过专线点对点联结进行的语音通信，有人称之为经济电话或廉价电话。两者比较，前者具有投资省，价格低等优势，但存在着无服务等级和全程通话质量不能保证等重要缺陷。该方式多为计算机公司和数据网络服务公司所采纳。后者相对于前者来讲投资较大，价格较高，但因其是专门用于电话通信的，所以有一定的服务等级，全程通话质量也有一定保证。该方式多为电信运行商所采纳。VOIP 电话/VOIP 网络电话与传统电话具有明显区别。首先，传统电话使用公众电话网作为语音传输的媒介；而VOIP 电话/VOIP 网络电话则是将语音信号在公众电话网和Internet 之间进行转换，对语音信号进行压缩封装，转换成IP 包，同时，IP 技术允许多个用户共用同一带宽资源，改变了传统电话由单个用户独占一个信道的方式，节省了用户使用单独信道的费用。其次，由于技术和市场的推动，将语音转化成IP 包的技术已变得更为实用、便宜，同时，VOIP 电话/VOIP网络电话的核心元件之一数字信号处理器的价格在下降，从而使电话费用大大降低，这一点在国际电话通信费用上尤为明显，这也是VOIP 电话/VOIP 网络电话迅速发展的重要原因。

把VOIP集成到集中器或RAS中，企业将进入一个充满机遇的新世界。如果该企业是服务提供商或传输服务提供商，则能够向用户提供附加业务。如果是远程用户，则访问过程将明显简化。

增加利润--造就机遇--企业不再单纯依靠从用户的按时计费应用或主机使用中获取利润。服务提供商和传输服务提供商现在可以在传统业务基础上提供话音、传真、多媒体业务。由于这些企业长期通过企业局域网和PSTN建立连接，这一连接关系可以随着业务的增长而继续。

例如，有了VOIP，接入业务提供商，包括互联网服务提供商(ISP)和传输服务者可以实现Points-of-Presence(POPs)和上下驿站网关服务。VOIP网关功能支持PC-to-Phone和Phone-to-PC业务，可通过基于IP的网络进行实时通信，造就新的商业机会。

企业节支和接入的优点--对于依靠PSTN使用话音和传真业务的企业，节约的开支是十分可观的。VOIP通过绕过PSTN的方式，最终减少计费。用市话的价格，用户可以在任何时间向全球任何地方发送传真或拨打电话。另外，新的HiPer接入的VOIP功能将使用户可以通过在POTS线上建立的连接，接入企业内部网络、检查电子邮件、使用互联网和收听话音邮件。而且，话音邮件或电子邮件经过检查后，远程用户就可以接通从PC机上接入的电话了。这一功能节约的费用和增加的就业机会将使该企业更具竞争力。

升级简单和可扩展性-- 由于Total Control VOIP是建立在Total Control服务器上的一种软件解决方案，所以升级和操作十分简单，而且节约时间和费用。3Com充分开发了其产品的DSP软件引擎。因此配备了DSP的3Com硬件，升级和进一步开发要比其他公司的DSP解决方案简单。未来的VOIP产品，则由软件升级替代整套的硬件更换。在系统升级时，这一功能既节省经费又节省时间 。

VOIP 电话原理结构及关键技术

随着光网络的飞速发展和数字传输技术的应用，原来在数据通信网中被视为应用“瓶颈”的带宽和服务质量等问题一一得到解决，推动了IP 技术的飞速发展，带动各种应用向IP 靠拢， VOIP 电话/VOIP 网络电话（又称IP PHONE 或VoIP）业务就是其中一个典型的应用。

语音质量――由于 IP 是用来传输数据的，所以它不能提供实时性保证，只能提供最有效的服务。为使用户可以接受 IP 上的语音通信，数据包延时需要小于一个极限值。

互用性――在公共网络环境下，不同提供商的产品需要相互之间进行操作，推动 VOIP 更广泛的应用。

安全性――利用加密（如 SSL ）和隧道（L2TP）技术保护 VOIP 信令及控制流量。

公用交换电话网络（PSTN）的集成――因特网电话技术虽已引入，但它需与 PSTN 在可预见的将来能够协同工作。网关技术用于连接这两个网络。

可扩展性―― VOIP 需要足够灵活，能与日渐增长的私有和公有用户市场共同成长。为解决上述问题，许多网络管理和用户管理技术正在逐步形成。

VoIP(Voice over Internet Protocol)是一种以IP电话为主，并推出相应的增值业务的技术。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。

VOIP的协议

VOIP（Voice Over IP and VOIP Protocols） ，即指在 IP 网络上使用 IP 协议以数据包的方式传输语音。使用 VOIP 协议，不管是因特网、企业内部互连网还是局域网都可以实现语音通信。一个使用 VOIP 的网络中，语音信号经过数字化，压缩并转换成 IP 包，然后在 IP 网络中进行传输。 VOIP 信令协议用于建立和取消呼叫，传输用于定位用户以及协商能力所需的信息。电话网络的主要特点是低成本；数据、语音和视频在同一网络上的合成；集中式网络上的新服务以及对终端用户的简单化管理。

目前，存在一些 VOIP 协议栈，它们源于各种标准团体和提供商，如 H.323、SIP、MEGACO 和 MGCP 。

H.323 是一种 ITU-T 标准，最初用于局域网（LAN）上的多媒体会议，后来扩展至覆盖 VOIP 。该标准既包括了点对点通信也包括了多点会议。 H.323 定义了四种逻辑组成部分：终端、网关、关守及多点控制单元（MCU）。终端、网关和 MCU 均被视为终端点。

会话发起协议（SIP）是建立 VOIP 连接的 IETF 标准。 SIP 是一种应用层控制协议，用于和一个或多个参与者创建、修改和终止会话。SIP 的结构与 HTTP （客户－服务器协议）相似。客户机发出请求，并发送给服务器，服务器处理这些请求后给客户机发送一个响应。该请求与响应形成一次事务。

媒体网关控制协议（MGCP）是由 Cisco 和 Telcordia 提议的 VOIP 协议，它定义了呼叫控制单元（呼叫代理或媒体网关）与电话网关之间的通信服务。MGCP 属于控制协议，允许中心控制台监测 IP 电话和网关事件，并通知它们发送内容至指定地址。在 MGCP 结构中，智能呼叫控制置于网关外部并由呼叫控制单元（呼叫代理）来处理。同时呼叫控制单元互相保持同步，发送一致的命令给网关。

媒体网关控制协议（Megaco）是 IETF 和 ITU-T （ITU-T 推荐 H.248）共同努力的结果。 Megaco/H.248 是一种用于控制物理上分开的多媒体网关的协议单元的协议，从而可以从媒体转化中分离呼叫控制。 Megaco/H.248 说明了用于转换电路交换语音到基于包的通信流量的媒体网关（MG）和用于规定这种流量的服务逻辑的媒介网关控制器之间的联系。 Megaco/H.248 通知 MG 将来自于数据包或单元数据网络之外的数据流连接到数据包或单元数据流上，如实时传输协议（RTP）。从 VOIP 结构和网关控制的关系来看， Megaco/H.248 与 MGCP 在本质上相当相似，但是 Megaco/H.248 支持更广泛的网络，如 ATM 。

简而言之，VOIP网络电话就是通过互联网打电话，将网络电话机直接接上诸如ADSL(也就是超级一线通)、有线宽带、LAN(也就是单位局域网)等任何宽带接口，简单设置所申请的地址号码后，即可象打普通电话一样随意拨打想通话的号码了。

VOIP 电话/VOIP 网络电话的基本结构由网关（GW）和网守（GK）两部分构成。网关的主要功能是信令处理、H.323 协议处理、语音编解码和路由协议处理等，对外分别提供与PSTN 网连接的中继接口以及与IP 网络连接的接口。网守的主要功能是用户认证、地址解析、带宽管理、路由管理、安全管理和区域管理。一个典型的呼叫过程是：呼叫由PSTN 语音交换机发起，通过中继接口接入到网关，网关获得用户希望呼叫的被叫号码后，向网守发出查询信息，网守查找被叫网守的IP 地址，并根据网络资源情况来判断是否应该建立连接。如果可以建立连接，则将被叫网守的IP 地址通知给主叫网关，主叫网关在得到被叫网关的IP 地址后，通过IP 网络与对方网

关建立起呼叫连接，被叫侧网关向PSTN 网络发起呼叫并由交换机向被叫用户振铃，被叫摘机后，被叫侧网关和交换机之间的话音通道被连通，网关之间则开始利用H.245 协议进行能力交换，确定通话使用的编解码，在能力交换完成后，主被叫方即可开始通话。

VOIP 电话/VOIP 网络电话的优点

VOIP 电话/VOIP 网络电话是语音数据集成与语音/分组技术进展结合的经济优势，从而迎来一个新的网络环境，这个新环境提供了低成本、高灵活性、高生产率及效率的增强应用等优点。VOIP电话/VOIP 网络电话的这些优点使企业、服务供应商和电信运营商们看到了许多美好的前景，把语音和数据集成在一个分组交换网络中的契机是由以下因素推动的：

(1)通过统计上的多路复用而提高的效率。

(2)通过语音压缩和语音活动检测（安静抑制）等增强功能而提高的效率。

(3)通过在私有数据网络上传送电话呼叫而节省长途费用。

(4)通过联合基础设施组件降低管理成本。

(5)利用计算机电话集成的新应用的可能性。

(6)数据应用上的语音连接。

(7)有效使用新的宽带WAN 技术。

分组网络提高的效率和在统计学上随数据分组多路复用语音数据流的能力，允许公司最大限度地得到在数据网络基础设施上投资的回报。而把语音数据流放到数据网络上也减少了语音专用线路的数目，这些专用线路的价格往往很高。LAN，MAN 和WAN 环境中吉位以太网、密集波分多路复用和Packet over SDH 等新技术的实现，以更低的价位为数据网络提高更多的带宽。同样，与标准的TDM 连接相比，这些技术提供了更好的性价比。

VOIP 电话/VOIP 网络电话就有4 种：电话到电话、电话到PC、PC 到电话和PC 到PC。具体如

下：

（1）PC 到PC：最初VOIP 电话/VOIP 网络电话方式主要是PC 到PC,利用IP 地址进行呼叫,通

过语音压缩、打包传送方式,实现因特网上PC 机间的实时话音传送,话音压缩、编解码和打包均

通过PC 上的处理器、声卡、网卡等硬件资源完成,这种方式和公用电话通信有很大的差异,且限

定在因特网内,所以有很大的局限性。

（2）电话到电话： 电话到电话即普通电话经过电话交换机连到VOIP 电话/VOIP 网络电话网

关,用电话号码穿过IP 网进行呼叫,发送端网关鉴别主叫用户,翻译电话号码/网关IP 地址,发起

VOIP 电话/VOIP 网络电话呼叫,连接到最靠近被叫的网关,并完成话音编码和打包,接收端网关实

现拆包、解码和连接被叫。

（3）电话到PC ：电话到PC 是由网关来完成IP 地址和电话号码的对应和翻译,以及话音编解码

和打包。

（4）PC 到电话：PC 到电话也是由网关来完成IP 地址和电话号码的对应和翻译,以及话音编解

码和打包。

VOIP 电话/VOIP 网络电话的关键技术

传统的IP 网络主要是用来传输数据业务,采用的是尽力而为的、无连接的技术,因此没有服务质量保证,存在分组丢失、失序到达和时延抖动等情况。数据业务对此要求不高,但话音属于实时业务,对时序、时延等有严格的要求。因此必须采取特殊措施来保障一定的业务质量。VOIP 电话/VOIP网络电话的关键技术包括：信令技术、编码技术、实时传输技术、服务质量（QoS）保证技术、以及网络传输技术等。

1．信令技术

信令技术保证电话呼叫的顺利实现和话音质量,目前被广泛接受的VoIP 控制信令体系包括ITUT

的H.323 系列和IETF 的会话初始化协议SIP。

ITU的H.323 系列建议定义了在无业务质量保证的因特网或其它分组网络上多媒体通信的协议及

其规程。H.323 标准是局域网、广域网、INTRANET 和Internet 上的多媒体提供技术基础保障。

H.323 是ITU－T 有关多媒体通信的一个协议集,包括用于ISDN 的H.320,用于B－ISDN 的H.321

和用于PSTN 终端的H.324 等建议。其编码机制,协议范围和基本操作类似于ISDN 的Q.931 信令

协议的简化版本,并采用了比较传统的电路交换的方法。相关的协议包括用于控制的H.245,用于

建立连接的H.225.0,用于大型会议的H.332,用于补充业务的H.450.1、H.450.2 和H.450.3,有关安

全的H.235,与电路交换业务互操作的H.246 等。H.323 提供设备之间、高层应用之间和提供商之

间的互操作性。它不依赖于网络结构,独立于操作系统和硬件平台,支持多点功能、组播和带宽管

理。H.323 具备相当的灵活性,支持包含不同功能的节点之间的会议和不同网络之间的会议。H.323

建议的多媒体会议系统中的信息流包括音频、视频、数据和控制信息。信息流采用H.225.0 建议

方式来打包和传送。

H.323 呼叫建立过程涉及到三种信令：RAS 信令（R=注册：Registration、A=许可：Admission

和S=状态：Status）,H.225.0 呼叫信令和H.245 控制信令。其中RAS 信令用来完成终端与网守

之间的登记注册、授权许可、带宽改变、状态和脱离解除等过程；H.225.0 呼叫信令用来建立两

个终端之间的连接,这个信令使用Q.931 消息来控制呼叫的建立和拆除,当系统中没有网守时,呼叫

信令信道在呼叫涉及的两个终端之间打开；当系统中包括一个网守时,由网守决定在终端与网守

之间或是在两个终端之间开辟呼叫信令信道；H.245 控制信令用来传送终端到终端的控制消息,

包括主从判别、能力交换、打开和关闭逻辑信道、模式参数请求、流控消息和通用命令与指令等。

H.245 控制信令信道建立于两个终端之间,或是一个终端与一个网守之间。

虽然H.323 提供了窄带多媒体通信所需要的所有子协议,但H.323 的控制协议非常复杂。此

外,H.323 不支持多点发送（Multicast）协议,只能采用多点控制单元（MCU）构成多点会议,因

而同时只能支持有限的多点用户。H.323 也不支持呼叫转移,且建立呼叫的时间比较长。与H.323

相反,SIP 是一种比较简单的会话初始化协议。它不像H.323 那样提供所有的通信协议,而是只提

供会话或呼叫的建立与控制功能。SIP 可以应用于多媒体会议、远程教学及Internet 电话等领域。

SIP 既支持单点发送（Unicast）也支持多点发送,会话参加者和媒体种类可以随时加入一个已存在

的会议。SIP 可以用来呼叫人或机器设备,如呼叫一个媒体存储设备记录一个会议,或呼叫一个点

播电视服务器向会议播放视频信号。

SIP 是一种应用层协议,可以用UDP 或TCP 作为其传输协议。与H.323 不同的是：SIP 是一种基

于文本的协议,用SIP 规则资源定位语言描述（SIP Uniform Resource Locators）,这样易于实现和

调试,更重要的是灵活性和扩展性好。由于SIP 仅作于初始化呼叫,而不是传输媒体数据,因而造成

的附加传输代价也不大。SIP 的URLL 甚至可以嵌入到web 页或其它超文本链路中,用户只需用

鼠标一点即可发出一个呼叫。与H.323 相比,SIP 还有建立呼叫快,支持传送电话号码的特点

2．编码技术

话音压缩编码技术是VOIP 电话/VOIP 网络电话技术的一个重要组成部分。目前,主要的编码技术

有ITU－T 定义的G.729、G.723(G.723.1)等。其中G.729 可将经过采样的64kbit/s 话音以几乎不

失真的质量压缩至8kbit/s。由于在分组交换网络中,业务质量不能得到很好保证,因而需要话音的

编码具有一定的灵活性,即编码速率、编码尺度的可变可适应性。G.729 原来是8kbit/s 的话音编

码标准,现在的工作范围扩展至6.4～11.8kbit/s,话音质量也在此范围内有一定的变化,但即使是

6.4kbit/s,话音质量也还不错,因而很适合在VoIP 系统中使用。G723.1 采用5.3/6.3K bit/s 双速率话

音编码,其话音质量好,但是处理时延较大,它是目前已标准化的最低速率的话音编码算法。

3．实时传输技术

实时传输技术主要是采用实时传输协议RTP。RTP 是提供端到端的包括音频在内的实时数据传

送的协议。RTP 包括数据和控制两部分,后者叫RTCP。RTP 提供了时间标签和控制不同数据流同

步特性的机制,可以让接收端重组发送端的数据包,可以提供接收端到多点发送组的服务质量反

馈。

4．服务质量（QoS）保证技术

VOIP 电话/VOIP 网络电话中主要采用资源预留协议(RSVP)以及进行服务质量监控的实时传输控

制协议RTCP 来避免网络拥塞,保障通话质量。

5．网络传输技术

VOIP 电话/VOIP 网络电话中网络传输技术主要是TCP 和UDP,此外还包括网关互联技术、路由

选择技术、网络管理技术以及安全认证和计费技术等。由于实时传输协议RTP 提供具有实时特

征的、端到端的数据传输业务,因此VOIP 电话/VOIP 网络电话中可用RTP 来传送话音数据。在

RTP 报头中包含装载数据的标识符、序列号、时间戳以及传送监视等,通常RTP 协议数据单元是

用UDP 分组来承载,而且为了尽量减少时延,话音净荷通常都很短。IP、UDP 和RTP 报头都按最

小长度计算。VoIP 话音分组开销很大,采用RTP 协议的VOIP 电话/VOIP 网络电话格式,在这种方

式中将多路话音插入话音数据段中,这样提高了传输效率。此外,静音检测技术和回声消除技术也

是VOIP 电话/VOIP 网络电话中十分关键的技术。静音检测技术可有效剔除静默信号,从而使话音

信号的占用带宽进一步降低到3.5kbit/s 左右；回声消除技术主要利用数字滤波器技术来消除对

通话质量影响很大回声干扰,保证通话质量。

VOIP 电话/VOIP 网络电话需要解决的问题

VOIP 电话/VOIP 网络电话向本地的转移还有很多的问题需要解决。会有很多政策方面的问题要

解决，比如运营许可证。还有像号码资源、网络之间互通互连这样跨技术和政策领域的问题需要

解决。撇开这些问题，在技术上还有很多地方需要突破。 其实这些技术问题也并非仅仅存在于

未来的IP 市话方面。现在国内运营商的长途VoIP 网，多建设在专用通信网上。IP 地址、安全这

样的问题并不突出。但是专网的方式毕竟只是一个过渡方式，从三网融合的角度看，VOIP 电话

/VOIP 网络电话必然要融入到公共IP 网当中。要达到这一目标，无论是长途网还是本地网，这

些问题都必须解决。

1．网络地址

对于如此大规模的一个VOIP 电话/VOIP 网络电话网络，IP 地址资源的匮乏是首先要解决的问题。

其实这也是困扰着中国宽带接入发展的一个问题，只是在VOIP 电话/VOIP 网络电话通信方面会

更明显。采用私有地址是运营商非常不愿意看到的事情，运营商不可能在每一个地方都采用私有

地址，这样在构建全国网络时就很不方便。而整个大网采用私有地址，在网间互联也难以避免相

应的问题。采用私有地址自然要涉及到NAT 的问题，对于Web 浏览和收发电子邮件一般的NAT

设备都可以支持，但是很多NAT 不能支持VOIP 电话/VOIP 网络电话双向通信。同样的问题在

PC to PC 和PC to Phone 形式的VOIP 电话/VOIP 网络电话服务方面也存在着。比如，如果按照

现在ISP 提供的拨号上网方式，上网的PC 机一般只能获得一个动态分配的IP 地址，用户只能

拨出，对方不能确切的知道主叫方的位置，结果是无法呼入。

IPv6 自然是最佳的结果，但是现在还不能非常确切地知道在什么时间IPv6 会在全球推广使用，

即使开始推广，必然需要一定的时间。有些人认为现阶段还是应该在NAT 上面下些功夫，比如

支持更多种的应用，像VOIP 电话/VOIP 网络电话通信。

2．安全问题

VOIP 电话/VOIP 网络电话的安全问题也是亟待解决的问题。安全的问题分为两方面，一是对于

IP 网和承载它的以太网在信息安全方面有先天的缺陷，而作为一种通信服务必须能保证用户的

个人隐私和商业安全。另一方面，是对于运营商的，如何保证自己业务的安全性，不受欺诈。在

没有安全保证的情况下，如果有人将其VOIP 电话/VOIP 网络电话网关接入某运营商的网络，通

过运营商的网守获得该运营商网关的IP 地址信息，神不知鬼不觉地实现VOIP 电话/VOIP 网络

电话的“落地”并非是骇人听闻的故事。

H.235 是人们谈论颇多的安全解决方案，利用H.235 是否就真能保证安全性，而相应带来的成本、

控制问题都需要仔细考虑。另外，采用了保密措施的VOIP 电话/VOIP 网络电话设备，不同厂商

在互操作性方面可能又需要一个协调的过程。

3．服务质量

除了地址和安全，另一个非常重要的问题是服务质量。现在的IP 网在对实时业务的服务质量支

持方面有先天的缺陷，要解决VOIP 电话/VOIP 网络电话的服务质量，一定要解决IP 网的质量

问题。人们把很大的希望寄托在IP DiffServe、MPLS 等技术上，独立资源的VOIP 电话/VOIP 网

络电话VPN 方案也被认为是一种很好的解决方案。光通信，特别是DWDM 技术，使通信网带

宽的增长速率远远超过摩尔定律，有人认为利用无限的带宽可以解决IP 网的服务质量。但流量

工程仅仅可以改善服务质量，不能彻底解决服务质量的问题，分类服务是方向。电信级的VOIP

电话/VOIP 网络电话网应该引入新的思路和新的概念。解决VOIP 电话/VOIP 网络电话的服务质

量，不能仅仅依赖于IP 网的改善，应该同时在VOIP 电话/VOIP 网络电话自身寻找解决的办法。

4．供电问题

传统的电话在馈电方面历经百年风雨已经非常成熟，在发生市电断电的情况下，电话线仍能保证

与外界的通信。语音通信作为大多数国家的基本电信业务，很大程度上扮演着生命线的角色。在

企业的IP PBX 中，Cisco、Avaya 等公司已经可以通过在以太网交换机上增加供电模块，通过5

类线解决馈电的问题，而像Cisco 最早可以实现馈电的交换机Catalyst6500 系列，有多个冗余的

电源来保证不间断电源的供应。但是，类似的方案可以满足未来IP 市话的要求，而且利用以太

网线对话机和网关供电的标准还没有出来。除了少数的厂家以外，我们大多能见到的终端还做不

到这一点，需要另加电源。另外，对于这些终端设备来说，功耗问题也待解决。

应该说，供电的问题在以太网接入领域是不可回避的问题，许多放置在楼头的交换机都直接通过

市电供电，出于成本的考虑，许多交换机没有冗余的电源，即使有，当市电断掉以后一切通信也

就必须结束。从通信的角度看，我们可以实现三网融合，从供电的角度看，有人认为，还是不能

把RJ11 的双绞线融合掉。

其实不仅仅是供电的问题，对于新生的VOIP 电话/VOIP 网络电话技术，设备的可靠性、稳定性

也是人们关注的焦点。一些厂商在网守和软交换设备进行的努力。网守和软交换的呼叫服务器，

都基于通用的计算机平台。电信级产品一般都采用像Unix 这样非常稳定的运算平台，多台服务

器互为热备份，有的厂商在他们软交换的解决方案中还集成了Cluster、负载均衡等技术，采用

各种技术避免单点的故障对通信的影响。在计算机行业的眼中采取的措施可谓是登峰造极。但是

对于一些传统电信领域的人来说，似乎还是难以让人足够信服。

如果把这一问题扩大，在整个IP 网上，网络设备的稳定性、可靠性都不能让人们满意，至少让

人怀疑。而可管理性、可维护性也是IP 网需要解决的问题。

5．网络融合

如何与现有PSTN 网络互通，智能网互通，VOIP 电话/VOIP 网络电话智能网业务的开发，无论

在长途还是在本地网都是需要解决的问题。现在在VOIP 电话/VOIP 网络电话网与固定电话网的

互通上还有很多的问题需要解决。比如VOIP 电话/VOIP 网络电话的号码资源问题。而倘若VOIP

电话/VOIP 网络电话获得了电话号码的资源，两个网络是否呼叫得通呢？据了解，国内产业界正在加紧研究，同时制定相关的标准来解决这样的问题。

6．软交换

在传统的电路交换电话网中，给用户提供的各项业务都直接与交换机有关，业务和控制都由交换机来完成的。交换机需要提供的功能和交换机提供的新业务都需要在每个交换结点来完成。如要增加新业务，需要先修订标准再对交换机进行改造，每提供一项新业务都需要较长的时间周期。

而新时代的网络将是一个开放的分层次的结构。这种网络拓扑结构可以使用基于包的承载传送，是一个开放端点的拓扑结构，能同样好地传送话音和数据业务。网络的承载部分与控制部分分离，允许它们分别演进，有效地打破了单块集成交换的结构，并在各单元之间使用开放的接口。这样的做法可以保证用户在每一个层面上选购自己理想的设备，而不受太多的限制。同样基于分层结构的软交换技术，可以使基于不同承载网如Cable、DSL、以太网的终端都能够进行通信。但是新一代的网络，不可能在瞬间取代原有的电路交换的话音网，原有的电话网还将存在很长时间。这时候需要有技术既能构建新的分组网络，同时也能用来实现传统电话网和新网络的融合。软交换是一种基于分组网技术的解决方案，它可以很好地解决这一问题。软交换可以实现的功能并不仅仅是长途的VOIP 电话/VOIP 网络电话。在数据业务日益增长的今天，传统的语音交换机不能承担大量的长时间的数据呼叫业务（比如拨号上网）。利用软交换技术可以实现Internet 业务卸载的功能，在拨号业务进入5 类交换机之前直接交移到ISP 的网络。软交换可以替代4 类汇接交换机。软交换还可以代替5 类交换机。5 类交换机的价格往往是新兴运营公司和业务提供者进入市场的一大障碍。而软交换的价格便宜，并可以提供更丰富的业务。软交换设备需要多种的媒体网关和信令网关在下层予以支持，软交换（或者叫做呼叫服务器）负责基本的呼叫控制工作。通过软交换提供的开放接口，电信运营商在增添新服务方面非常方便，并可以利用第三方的软件开发者的力量不断为网络增添新的服务。一些软交换领域的厂商表示，采用这一技术将成倍地缩短新业务的推出时间。VOIP 电话/VOIP 网络电话实现的速度和业务的丰富程度应该远远超过传统电话网。从现在的情况看，有两种方法可以实现VOIP 电话/VOIP 网络电话的增值业务或者说是智能网的业务。一种是依照智能网的体系结构，利用像PINT 等协议实现PSTN 网和VOIP 电话/VOIP 网络电话网智能业务的互通。一种就像今天的Internet 一样，通过开放的接口，不断地增加新的应用服务器，来增添应用。当然在标准化方面，也要做很多的工作，国内已经开始制定VOIP 电话/VOIP 网络电话补充业务的相关标准了。VOIP 电话/VOIP 网络电话以其低廉的长途电话费受到人们的欢迎,得到了快速发展, 我们有理由相信无论是国外还是在国内,作为给用户提供的一种选择, VOIP 电话/VOIP 网络电话业务必将得到迅猛发展。

VOIP网络电话的相关信息

VoIP即Voice Over IP，是把话音或传真转换成数据，然后与数据一起共享同一个IP网络（Internet互联网）。 由于话音和传真在Internet上免费搭乘了"顺风车"，所以点对点(网关---网关)国际或国内长途通讯是完全免费的。

IP网络可以是Internet、IPLC(国际专线)、无线网络等，只要是采用IP协议( Internet Protocol ) 就可以了。VOIP系统就是把传统的电话网与互联网组合搭配在一起。

发展情况

国际VOIP/软交换行业的特点

欧美、日本是VOIP开始较早的国家，目前欧洲的VOIP已经影响到传统基础电信运营商的市场份额。SONUS、AVAYA、CISCO等公司的VOIP系统，被大量的客户使用。

尽管"互联网要担当起通讯大任"的声音不绝于耳，尽管存在已达百年的传统电话服务，在网络电话来势汹汹的挑战面前，已经显露出陈旧、乏味和呆板的疲态。可以肯定的是，在宽带接入日益增加的今天，将有越来越多公司推出网络电话服务，而VOIP技术与传统电话的竞争，也将在2005年达到白热化。

2004年底美国的家庭网络电话用户为100万户，预计网络电话用户可能增至三倍。日本现有490万户家庭安装了网络电话，韩国用户在电话号码前加拨070即可拨打网络电话。此外，美国有线网络电话用户大增，在2004年从少于5万用户增加至将近50万用户，大幅增长900%。预计这一增长趋势在2007年将达15%。 在欧洲，VOIP电话已经成为能够和传统PSTN分庭抗争的重要固定语音通信方式。

可以预见，未来的电信业务将呈现多元化格局。同样是话音业务，可能是PSTN网络（传统电话网）提供的，可能是Internet提供的，还可能是有线电视网络，甚至电力网、煤气管道网提供的。而用户的选择也将包括电脑与电脑、电脑与电话、电话与电话、电话与（智能）手机等通话方式。这一切，都是以IP为基础的通讯网络，而非传统通讯模式的电信服务。

中国的PSTN是"十月革命"，而VOIP则是典型的"农村包围城市"，虚拟运营商狼性十足，覆盖速度快，投入产品比高，灵活性好，但是受政策风险压力大。企业网、行业客户都在密切跟踪这个方向，NGN和3G并列成为国内通信行业的两大新的主题。

软交换厂家此起彼伏，大呼小叫，正是VOIP的春秋战国时代，军阀割据，小公司、大公司都在拼命挖掘市场，合纵、联横，倒闭、崛起，各种声音不绝于耳，网络上尽是煮酒论英雄。一些公司倒掉，一些公司异军突起，一些公司苦苦支撑，还有一些自得其乐，许多终端厂家价格战民不聊生；那边业内敌人树立技术壁垒，这边是盗版丛生。也有厂家摩拳擦掌，准备在这个行业取一桶金。

虚拟运营商痛并快乐着，大投资越来越大，小投资越来越小，有千元平台，也有百万大系统，有小农意识强烈的，也有志当存高远的，不一而同；有人做事谨慎小心，以防随时被洗牌，有人正在搜罗大把资金向里投入。各种平台、各种协议，没有哪家对自己的平台满意，没有哪家不抱怨厂家的产品质量。

运营商隔岸观火，利益面前，时而搞些"封堵"的把戏，却是魔高一尺，道高一丈，分不清哪个是魔，哪个是道。运营商终将明白，趋势如此，扬汤止沸也无济于事。优良资本正春潮涌动，在目前的运营市场已经开始有他们的声音。一些大个的虚拟运营商，已经达到几千万分钟的话务量，足以和基础运营商对等谈判，拿到的价位也越来越低。

及时通信软件已经遍布每台计算机上，大家上班都开着SKYPE、MSN、QQ、泡泡，这些运营公司等待着终将一天，他们成为全球最大的运营商。

总之是几家欢喜几家愁，一派繁荣昌盛，一边是火焰，一边是海水。

众多厂家觊觎行业市场，行业用户也在积极跟踪这个市场。目前中国的软交换厂家已经完全有技术实力拿出完善的、可运营、可管理的软交换总体解决方案和全套产品，供行业企业使用。VVOIP、NGeN，……，概念层出不穷，说的都是一个道理，VOIP是大势所趋，历史必然。

语音和综合业务IP化是不可逆转的历史潮流，是大趋势。整个语音IP话，everything over IP正在实现。SKYPE等新技术新概念新的增值服务提供商的介入，将会把VOIP带到前所未有的崭新时代。

VoIP语音业务目前在国际上的运用已足见规模，国内业务市场更是前景广阔。可是，在中国VoIP运营仍然很难。虽然NGN炒得很火热，在基础电信运营商中也已有部分建设，但大半是闲置的，所谓NGN业务在电信业务中所占的比重仍然很少，业务开拓能力很差，原因有多方面。有运维体系和业务队伍需重建的原因，有技术理解力的原因，有终端成本的原因，有网络互通问题，也有VoIP语音QOS先天缺陷的原因，更有业务合法性争议的原因。

事实表明，VoIP软交换技术是一项革命性技术，增值业务更趋向网络化，不能以传统电信的思维和运营去经营业务，有障碍需要有新生的力量去推动，业务繁荣需要实力强劲的经营实体参与虚拟运营，这股力量目前还很弱。VoIP技术的含金量只有在大规模商用的进程中才能得到真正的考验和验证，同时不断发展和演进，只有在真正大规模的VoIP运营业务中才能体现真正意义上的技术价值。

三、基本原理及其应用

1995年以色列VocalTec公司所推出的Internet Phone，不但是VoIP网络电话的开端，也揭开了电信IP化的序幕。人们从此不但可以享受到更便宜、甚至完全免费的通话及多媒体增值服务，电信业的服务内容及面貌也为之剧变。

一开始的网络电话是以软件的形式呈现，同时仅限于PC to PC间的通话，换句话说，人们只要分别在两端不同的PC上，安装网络电话软件，即可经由IP网络进行对话。随着宽频普及与相关网络技术的演进，网络电话也由单纯PC to PC的通话形式，发展出IP to PSTN（公共开关电话网络）、PSTN to IP、PSTN to PSTN及IP to IP等各种形式，当然他们的共通点，就是以IP网络为传输媒介，如此一来，电信业长久以PSTN电路交换网网络为传输媒介的惯例及独占性也逐渐被打破。

VoIP的原理、架构及要求

由Voice over IP的字面意义，可以直译为透过IP网络传输的语音讯号或影像讯号，所以VoIP就是一种可以在IP网络上互传模拟音讯或视讯的一种技术。简单地说，它是藉由一连串的转码、编码、压缩、打包等程序，好让该语音数据可以在IP网络上传输到目的端，然后再经由相反的程序，还原成原来的语音讯号以供接听者接收。

进一步来说，VoIP大致透过5道程序来互传语音讯号，首先是将发话端的模拟语音讯号进行编码的动作，目前主要是采用ITU-T G.711语音编码标准来转换。第二道程序则是将语音封包加以压缩，同时并添加址及控制信息，如此便可以在第三阶段中，也就是传输IP封包阶段，在浩瀚的IP网络中寻找到传送的目的端。到了目的端，IP封包会进行译码还原的作业，最后并转换成喇叭、听筒或耳机能播放的模拟音讯。

在一个基本的VoIP架构之中，大致包含4个基本元素：

媒体网关器（Media Gateway）：主要扮演将语音讯号转换成为IP封包的角色。

媒体网关控制器（Media Gateway Controller）：又称为Gate Keeper或Call Server。主要负责管理讯号传输与转换的工作。

语音服务器：主要提供电话不通、占线或忙线时的语音响应服务。

信号网关器（Signaling Gateway）：主要工作是在交换过程中进行相关控制，以决定通话建立与否，以及提供相关应用的增值服务。

虽然VoIP拥有许多优点，但绝不可能在短期内完全取代已有悠久历史并发展成熟的PSTN电路交换网，所以现阶段两者势必会共存一段时间。为了要让两者间能相互沟通，势必要建立一个互通的接口及管道，而媒体网关器与网关管理器即扮演了中介的色角，因为他们具备将媒体数据流及IP封包转译成不同网络所支持的各类协议。

其运作原理是，媒体网关器先将语音转换为IP封包，然后交由媒体网关控制器加以控制管理，并决定IP封包在网络中的传送路径。至于信号网关器则负责将SS7信号格式转换为IP封包。

网络电话若要走向符合企业级营运标准，必须达到以下几个基本要求：

服务品质（QoS）之保证：这是由PSTN过渡到VoIP、IP PBX取代PBX的最基本要求。所谓QoS就是要保证达到语音传输的最低延迟率（400毫秒）及封包遗失率（5-8%），如此通话品质才能达到现今PSTN的基本要求及水准，否则VoIP的推行将成问题。

99.9999%的高可用性（High Available；HA）：虽然网络电话已成今后的必然趋势，但与发展已久的PSTN相较，其成熟度、稳定度、可用性、可管理性，乃至可扩充性等方面，仍有待加强。尤其在电信级的高可用性上，VoIP必须像现今PSTN一样，达到6个9（99.9999%）的基本标准。目前VoIP是以负载平衡、路由备份等技术来解决这方面的要求及问题，总而言之，HA是VoIP必须达到的目标之一。

开放性及兼容性：传统PSTN是属封闭式架构，但IP网络则属开放式架构，如今VoIP的最大课题之一就是如何在开放架构下，而能达到各家厂商VoIP产品或建设的互通与兼容，同时地造成各家产品在整合测试及验证上的困难度。目前的解决方法是透过国际电信组织不断拟定及修改的标准协议，来达到不同产品间的兼容性问题，以及IP电话与传统电话的互通性。

可管理性与安全性问题：电信服务包罗万象，包括用户管理、异地漫游、可靠计费系统、认证授权等等，所以管理上非常复杂，VoIP营运商必须要有良好的管理工具及设备才能因应。同时IP网络架构技术完全不同于过去的PSTN电路网，而且长久以来具开放性的IP网络一直有着极其严重的安全性问题，所以这也形成网络电话今后发展上的重大障碍与首要解决的目标。

多媒体应用：与传统PSTN相比，网络电话今后发展上的最大特色及区别，恐怕就在多媒体的应用上。在可预见的未来，VoIP将可提供交互式电子商务、呼叫中心、企业传真、多媒体视讯会议、智能代理等应用及服务。过去，VoIP因为价格低廉而受到欢迎及注目，但多媒体应用才是VoIP今后蓬勃发展的最大促因，也是各家积极参与的最大动力。

中国地区早期VOIP网络电话市场的发展简史

(中国只有VOIP市场发展史,几乎没有技术发展史)

1995.2 以色列VocalTec公司推出"IPhone1.0"，全球第一款Internet语音传输软件诞生。IPhone可以说是现代IP电话的雏形

1996.7 美国IDT公司发布Net2phone单工测试版，全球第一款可拨打电话的VOIP电话诞生

1996.11 美国IDT公司正式发布Net2phone全双工版

1997.2 IDT公司宣布Net2phone通话达到2,000,000次,商业服务初步取得成功

1997.7 Net2phone.com.cn(创始人是一名名叫陈昱的在校大学生)开始向中国客户宣传推广Net2phone,成为中国最早开展此项业务的服务商

1997.7.12该网站发展了中国第一位Net2phone用户。当时中国的国际长途电话费为15元/分钟,客户使用后每月节约数千元

1997.7-8该站向中国各大国际贸易公司宣传、推介Net2phone

1998.1 该站代销售的Net2phone被一些用户转售、出租使用，其中福建的陈氏兄弟被福州公安局逮捕并罚款，此案被称为“中国IP电话第一案”

1998.3天津福瑞泰科技有限公司抢先取得Net2phone中国区独家代理权，并于1999年至2001年一度垄断国内的Net2phone市场，期间Net2phone在中国发展迅速，至2001年，通过Net2phone传输的VOIP话音量超过1亿分钟。期间(1999年)Net2phone.com.cn创始人成功汉化Net2phone9.6版,使中国人第一次使用到了中文界面的VOIP电话,极大地推进了Net2phone的中国市场发展。而期间中国电信的长途电话费不得不一降再降,并迫于市场的压力也推出了IP电话.

2001.8 因财务纠纷,福瑞泰公司销售的所有Net2phone电话卡被美国IDT公司宣布为无效伪卡,数以万计的中国用户直接受到损失,福瑞泰公司被美国IDT公司取消代理权.

2001-2003 Net2phone先后与中国吉通等多家公司尝试合作，最终选择具有政府背景的中国技术创新有限公司为其中国地区总代理

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