摘要:傳統電話采用電路交換,采用同步時分復用傳輸,信道利用率低,平均約40%,但不存在信息丟失的現象:每一通話電路的數碼率為64kbit/s:端到端傳送延時除經衛星電路時例外,一般在數十毫秒范圍以內,且在一次通話過程中固定不變;通話質量一般有保證。IP電話采用以IP包(分組)為單位的包交換:采用異步時分復用傳輸,信道利用率較高,但由
傳統電話采用電路交換,采用同步時分復用傳輸,信道利用率低,平均約40%,但不存在信息丟失的現象:每一通話電路的數碼率為64kbit/s:端到端傳送延時除經衛星電路時例外,一般在數十毫秒范圍以內,且在一次通話過程中固定不變;通話質量一般有保證。
IP電話采用以IP包(分組)為單位的包交換:采用異步時分復用傳輸,信道利用率較高,但由于打包帶來的各種協議開銷使實際的信道利用率平均在60%左右,傳輸過程中會出現包丟失現象;通常采用語音壓縮編碼,壓縮后的每一話路的數碼率為32kbit/s、26kbit/s、8kbit/s、6.3kbi1/s>5.3kbit/s可選:端到端的IP包傳送時延一般較長,可達數百毫秒,且不固定;如不采用特殊措施,現有因特網上通話質量無保障。
從上述比較可以看出,IP電話在節省帶寬、提高信道利用率上較傳統電話具有優越性。這主要依賴于語音壓縮及異步時分復用技術。但后者給語音業務帶來的好處并不像數據業務那樣明顯,原因是它們的性質有所不同。語音業務是一種相對平穩的過程,而數據業務則是一種突發性很強的業務。對于數據業務來說,從電路交換到包交換的轉變可使信道利用率獲得數倍的效益,而語音業務卻不可能產生同樣高的效益。相反,采用包交換后卻可能出現包丟失現象,并帶來實現上的復雜性。此外IP電話采用了語音壓縮編碼技術,但這一技術同樣也可以用于電路交換網上。事實上,在衛星通信中早已采用了的數據電路倍增設備(DCME)即是將語音壓縮編碼(采用32kbit/s的ADPCM編碼),與數字語音插空(DSI)技術結合在一起,從而使信道利用率提高3倍(4:1)。只不過當時的語音壓縮及數字信號處理(DSP)技術尚未達到今日的地步,因此壓縮比只有2:1,而不是8:1-10:1.當然,如需將語音壓縮技術應用到現有的電路交換長途網中,則必須改變現有的交換機結構,或者在現有交換機之外另加單獨的適配裝置(類似于在1P電話中架設網關)。這是一個值得加以探討的問題。
IP電話與傳統的長途電話相比,在經濟上具有明顯的優勢。一方面是由于IP電話所具有的上述技術特點,另一方面也是由于資費政策的不同。當前,因特網的資費政策主要是基于數據業務的考慮,而網上數據業務特點是用戶通信時間較長、傳輸的業務量大、突發性強。另外,IP屬于無連接通信方式,沒有復雜的信令開銷,也不保證服務質量(QoS),因此計費率比現有長途電話低得多,這是非常合理的。
2.IP電話的基本原理
現在使用的普通電話采用的是電路交換方式,而因特網電話則是采用分組交換方式。因此,因特網電話通過PSTN時,在因特網與PSTN之間需要經過語音網關轉換,轉換成符合因特網傳輸的IP數據報文,并遵循TCP/IP.
(1)IP電話的關鍵技術
實現IP電話涉及的關鍵技術有信令技術、媒體編碼技術、媒體實時傳輸技術、業務質量保障技術等。
①信令技術:包括ITU-T的H.323和IETF會話初始化協議(SessionInitiationProtocol,SIP)兩套標準體系,還涉及進行實時同步連續媒體流傳輸控制的實時流協議(RTSP)。
②媒體編碼技術:包括流行的G723.1、G729、G729A語音壓縮編碼算法和MPEG-II多媒體伍縮技術。
③媒體實時傳輸技術:主要采用實時傳輸協議(RTP)。
④業務質量保障技術:采取資源預留協議(RSVP)和用業務質量監控的實時傳輸控制協議(RTCP)來避免網絡擁塞,保障通話質量。
此外還涉及分組重建技術和時延抖動平滑技術、動態路由平衡傳輸技術、網關互連技術(包括媒體互通和控制信令互通)、網絡管理技術(SNMP)以及安全認證和計費技術等。
(2)IP電話網絡結構
圖7-6所示為實現IP電話通信的網絡拓撲結構的基本組成。終端設備是因特網電話的終端,如普通的雙音頻話機,具有通用的聲卡、電話卡的撥號PC或因特網的主機等。這些設備都有雙向的輸入、輸出功能,能夠同時發送和接收語音信號因特網電話網關(InternetTelephonyGateway,ITG)一端通過中繼線與市話局交換機相連,另一端通過以太網接口與因特網相連,是電話與主機之間、電話與電話之間通信的關鍵部件。ITG的作用主要是完成實時語音信號的壓縮、信令信息的轉換、DTMF信息的檢測與產生、呼叫控制、地址映射以及網絡的維護與管理等。

IP電話網邏輯結構如圖7-7所示。這種結構形成了4種通信方式:主機到主機、主機到電話、電話到主機、電話到電話。在主機到主機的通信過程中,可以采用純軟件的方式。這種方式實現起來較為簡單,其語音編解碼、回波消除、呼叫處理可以在主機CPU上完成,并未涉及電話網關。

(3)IP電話的呼叫流程
IP電話的一次通話過程與普通電話類似,也有呼叫建立、通話和拆線3個過程,但在呼叫建立過程中需要進行用戶身份認證,網關路由選擇、協商語音編碼方法等工作。為完成這樣的通信過程,IP電話網的基本業務流程如圖7-8所示(以記賬卡用戶為例)。
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